專利名稱：一種圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法，適用于圓柱形各種材料的幕墻(包括玻璃幕墻，玻璃和瓷磚混合幕墻，石材幕墻，金屬板幕墻，人造化學(xué)板材等幕墻)建筑的聚光分析。
背景技術(shù)：
為了追求建筑上的美觀和創(chuàng)新，不少建筑選擇凹形設(shè)計，如南京圖書館，美國賭城拉斯維加斯的Vdara酒店以及本說明中的大樓等。但凹型建設(shè)的大廈，玻璃幕墻就像一面巨大的聚光鏡，照射到的地方如有可燃物，就容易發(fā)生大火災(zāi)及爆炸事件。北京曾經(jīng)發(fā)生過停在玻璃幕墻旁邊的一輛小轎車，因玻璃幕墻的反光照射，使車門橡膠密封條熔化流淌。在德國柏林，1987年曾發(fā)生過一場大火，警方在建筑物內(nèi)部始終未能找到起火的原因，最后終于發(fā)現(xiàn)對面高層玻璃幕墻產(chǎn)生的聚光造成了這次火災(zāi)。2010年9月，美國賭城拉斯維加斯一家新酒店的設(shè)計像個凹面鏡，導(dǎo)致多個酒店客人被其玻璃墻面聚焦的陽光嚴重燒傷。鑒于以上的種種事故，可見在凹形幕墻建筑的安全設(shè)計中聚光安全性分析的重要性。因此，圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法解決了圓柱形幕墻建筑的聚光分析問題，填補了凹形幕墻建筑的安全設(shè)計中聚光分析的空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
(1)確定具體時刻北半球建筑選取了6月15日——9月15日三個月時間為計算時段，南半球建筑則選取12月15日——3月15日為計算時段，每隔1飛天計算一次；
(2)確定圓柱形幕墻建筑的幕墻參數(shù)(方位角Y、半徑R和反射率；
(3)確定待定物體或人體的吸收率P；
(4)利用步驟1、2和3所確定的具體時刻、幕墻參數(shù)(方位角Y、半徑R和反射率和待測物體或人體的吸收率P計算中間變量太陽赤緯δ、時角ω、太陽高度角α和太陽方位角Α、太陽入射角θ ；太陽入射光線截圓柱形玻璃幕墻的相貫橢圓的長軸a、焦距c、弧長 L ；水平面和圓柱形幕墻墻面上的直射輻射強度Id和Ip ；聚焦線上的直射輻射強度If ；進而計算出聚焦溫度τω和聚焦范圍I ；
(5)對步驟4得到的聚焦溫度Τω和聚焦范圍進行統(tǒng)計，得到圓柱形幕墻建筑在計算時段內(nèi)的最高聚焦溫度乜和聚焦范圍/分布，從而確定圓柱形幕墻建筑對其陽光聚焦方向的建筑或人體的聚光安全性影響；當且僅當待測物體或人體處在聚焦范圍I內(nèi)且圓柱形幕墻建筑的最高聚焦溫度Τω已超過待測物體或人體的所能承受的最高溫度，表明該建筑對待測物體或人體存在陽光聚焦安全隱患。本發(fā)明的有益效果在于首先本發(fā)明獲取基本參數(shù)方法簡單，可操作性強。其次， 本發(fā)明在不改變實際幕墻建筑幕墻參數(shù)對其陽光聚焦的影響下，實現(xiàn)了圓柱形幕墻建筑陽光聚焦溫度τω和聚焦范圍I的實時監(jiān)測。最后，所建立的圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦溫度和聚焦范圍的計算模型填補了填補目前凹形幕墻建筑安全設(shè)計中聚光分析的空白，并解決了工程應(yīng)用中圓柱形幕墻建筑聚光分析的問題。


圖1顯示的是本發(fā)明的計算流程圖2顯示的是本發(fā)明實施案例中的大樓平面圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法，包括以下步驟 1、確定具體時刻為了計算得到圓柱形幕墻建筑在一年中的最高陽光聚焦溫度，北半
球建筑選取了 6月15日——9月15日三個月時間為計算時段，南半球建筑則選取12月15 日——3月15日為計算時段，可根據(jù)對數(shù)據(jù)可靠性的需求，每隔1飛天計算一次。2、確定圓柱形幕墻建筑的幕墻參數(shù)(方位角￥、半徑1 和反射率&)。可以從建筑設(shè)計圖紙上得到其幕墻方位角Y和幕墻半徑R ；單一幕墻材料的反射率&可以通過查閱相關(guān)資料或紫外可見分光光度計直接測量得到，混合幕墻材料的反射率&可以通過查閱相關(guān)資料或紫外可見分光光度計分別測量各組成材料的反射率，再根據(jù)圖紙上各組成材料的比例，計算得到混合幕墻材料的反射率&。3、確定待定物體或人體的吸收率P。吸收率P同樣可以通過查閱相關(guān)資料或紫外可見分光光度計直接測量得到。4、利用步驟1、2和3所確定的具體時刻、幕墻參數(shù)(方位角Y、半徑R和反射率&) 和待測物體或人體的吸收率P三個基本參數(shù)計算中間變量太陽赤緯S、時角ω、太陽高度角α和太陽方位角Α、太陽入射角θ ；太陽入射光線截圓柱形玻璃幕墻的相貫橢圓的長軸a、焦距C、弧長L ；水平面和圓柱形幕墻墻面上的直射輻射強度Id和Ip ；聚焦線上的直射輻射強度IF。進而計算出聚焦溫度Τω和聚焦范圍I。具體如下
4.1、太陽赤緯δ、時角ω、太陽高度角α和太陽方位角A分別為
權(quán)利要求
1.一種圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)確定具體時刻北半球建筑選取了6月15日——9月15日三個月時間為計算時段，南半球建筑則選取12月15日——3月15日為計算時段，每隔1飛天計算一次；(2)確定圓柱形幕墻建筑的幕墻參數(shù)(方位角Y、半徑R和反射率；(3)確定待定物體或人體的吸收率P；(4)利用步驟1、2和3所確定的具體時刻、幕墻參數(shù)(方位角Y、半徑R和反射率和待測物體或人體的吸收率P計算中間變量太陽赤緯δ、時角ω、太陽高度角α和太陽方位角Α、太陽入射角θ ；太陽入射光線截圓柱形玻璃幕墻的相貫橢圓的長軸a、焦距c、弧長 L ；水平面和圓柱形幕墻墻面上的直射輻射強度Id和Ip ；聚焦線上的直射輻射強度If ；進而計算出聚焦溫度τω和聚焦范圍I ； (5)對步驟4得到的聚焦溫度Τω和聚焦范圍I進行統(tǒng)計，得到圓柱形幕墻建筑在計算時段內(nèi)的最高聚焦溫度Τω和聚焦范圍I分布，從而確定圓柱形幕墻建筑對其陽光聚焦方向的建筑或人體的聚光安全性影響；當且僅當待測物體或人體處在聚焦范圍/內(nèi)且圓柱形幕墻建筑的最高聚焦溫度Τω已超過待測物體或人體的所能承受的最高溫度，表明該建筑對待測物體或人體存在陽光聚焦安全隱患。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法，其特征在于，所述步驟4包括以下子步驟(4.1)得到太陽赤緯δ、時角ω、太陽高度角α和太陽方位角A:( 284+ η、 δ 二 23.45 sin 360 χ———； L365 J =130x(12-太陽時間)sin a = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos ω ；.,cos <5 sin sm A =.....-；coso:其中，η為一年之中第η天；太陽時間=標準時間+時差+4Χ (標準時間的經(jīng)度-當?shù)貙嶋H經(jīng)度)；太陽時間的單位是分鐘^為當?shù)鼐暥龋?4. 2)獲得太陽入射角θ ；太陽入射光線截圓柱形玻璃幕墻的相貫橢圓的長軸a、焦距 C、弧長L ；水平面和圓柱形幕墻墻面上的直射輻射強度Id和Ip ；聚焦線上的直射輻射強度 Ifcos#= iin Ssim ^coi ^r-Iin S cos φ sin ξ cos γ + εοι S cos ^cosm + cos S sin flsiii ζ cos <ncos j +· cos S sin ξ sin eisin γba =-；cos a
全文摘要
本發(fā)明提供一種圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦安全性分析方法，該方法僅利用具體時刻、幕墻參數(shù)和待測物體或人體的吸收率ρ三個基本參數(shù)，建立了圓柱形幕墻建筑的陽光聚焦溫度Tω和聚焦范圍的計算模型，計算得到陽光聚焦溫度Tω和聚焦范圍，通過對陽光聚焦溫度Tω和聚焦范圍的統(tǒng)計分析，確定圓柱形幕墻建筑對其陽光聚焦方向的建筑或人體的聚光安全性影響；本發(fā)明獲取基本參數(shù)的方法簡單，可操作性強；在不改變實際幕墻建筑幕墻參數(shù)對其陽光聚焦的影響下，實現(xiàn)了圓柱形幕墻建筑陽光聚焦溫度Tω和聚焦范圍的實時監(jiān)測；解決了工程應(yīng)用領(lǐng)域圓柱形幕墻建筑的聚光安全性分析問題，為凹形幕墻建筑的安全設(shè)計提供借鑒。
文檔編號G01M11/02GK102539121SQ201210007389
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者張溪文, 彭瑞群 申請人:浙江大學(xué)