太阳高度角片是太阳光线与其在水平面上投影之间的夹角，即太阳光线与水平面之间的夹角。太阳高度角随着地方时和太阳赤韩的变化而变化，是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。由解析几何可得 其中，／是地理绅度；Ａ是太阳时角；３是太阳赤韩角。太阳方位角（；）：指在水平面上，太阳光线在水平面上投影＾顺时针方向与北向之间的夹角，也可ｌｉＵ人为它面对太阳方向，由解析几何可得 表面太阳方位角ｒ：对某一垂直面或倾斜面而言，太阳光线在水平面上的投影与该面的法线在水平面上的投影之间的夹角称为表面太阳方位角。表面方位角＾＾：对某一垂直面或者倾斜面而言，其法线在水平面上的投影（＾北向顺时针方向之间的夹角称为表面方位角。入射角０：是太阳光线与入射表面法线么间的夹角。倾角ａ：是入射表面法线与水平面法线之间的夹角。上各角度之间有下关系 根据美国供暖、制冷和空气调节工程师协会推荐使用的ＡＳＨＲＡＥ晴空模型，选用根据我国太阳辖射强度巧合得到的随年序日连续变化的系数，计算瞬时太阳福射强度。建筑物接受的太阳辖射由直射福射、天空散射辖射和地面与建筑物反射福射组成的ｔ４２＾。 （１）晴天地球表面太阳垂直入射直射福射强度。 ０为入射角（即太阳光线与平面法线之间的夹角），如果ｃｏｓ６小于０，则没有直射入射到表面，即表面处于阴影中，则该表面直射福射强度不予考虑。 （２）晴天地球表面非垂直面的太阳散射箱射强度。 式中，Ｃ为平面上散射福射与垂直入射直射的比值；为表面对天空的角系数。（３）晴天地球表面的太阳反射福射强度。 式中，为反射到表面上的福射量，ｒ／ｍ２；Ｇｗ为落在壁面么前的水平面或者地面上的总箱射？量（直射加散射），Ｗ／ｍ２；为地面或水平面的反射率；／；ｇ为表面对地面的角系数。因此入射到非垂直表面的太阳总福射为 式中，ｇ，为构件表面实际得到的太阳賴射热流密度；ａ为构件表面的太阳辖射吸收率。钢构件的表面对流换热可参考牛顿冷却公式计算 式中，Ａ为表面传热系数；７；为室外气温；７为钢构件外表面湿度。长波福射（包括地球受热后向外放射的箱射与大气层向地球表面发出的逆福射，称为地面箱射和大气逆福射）计算理论。表面得到的净长波福射可表示为 式中，Ｓ为表面长波发射率；ａ为斯蒂芬－玻尔兹曼常数，５．６７ｘｌ〇－８Ｗ／（ｗ２？於；）；７；为地表温度；７；；＾为有效天空温度。  

３．２．１太阳福射的几种形式 ３．２丄１太阳箱射的产生概述 太阳是一个巧热的气体球，直径为１．３９ｘｌ〇６ｋｍ，质量约为２２ｘｌ〇２７ｔ，是地球质量的巧２０００倍，而平均密度大约是地球的１／４，体积是地球的１．３Ｘ１０６倍。太阳距地球的平均距离为１．＾１０８ｋｍ。太阳表面的有效温度为５７６２Ｋ，而内部中也区域的温度则高达几千万度（范围大约在８ｘｌ〇６？４〇ｘ１〇６Ｋ），压力为３ｘｌ〇ｉｉａｔｍ。在这样高的温度下，氨原子失去其核外电子而只剩下它的原子核一一质子，质子在高温下因高速的热运动而互相碰撞、发生热核反应，由４个质子聚合为１个氮核，并释放出大量的热。太阳每秒将６５７ｘ１〇６ｔ氨通过热核反应变成６５３ｘｌ〇６ｔ氮，产生３９０ｘ１护ｉｋＷ的能量，其中１７３ｘｌ〇ｉ２ｋＷ的能量Ｗ福射（电磁波）的方式到达地球大气层上边缘（上界），在穿过大气层过程中衰减，最终有大约８５ｘｌ〇ｉ２ｋＷ的能量到达地球表面，它相当于全世界发电量的几十万倍。太阳福射レッ３＞＜１０８ｍ／ｓ的速度传播，从太阳到地球大气层大约需要８ｍｉｎ。太阳常数指大气层外的太阳与地球平均距离上，垂直太阳光线的单位面巧上所得到的太阳福射能，记为Ｓｃ。根据１９８１年１０月在墨西哥召开的世界气象組织仪器和观测委员会第八届会议通过的最新数据，太阳常数为１３６７±７Ｗ／ｍ２。一年内太阳常数的变化波动大约为±７Ｗ／ｍ２，其中部分原因是日地距离的变化。太阳光谱福射强度取的最大值的波长约为０却ｍ，位于可见光范围内。太阳賴射能中紫外线ａ＝４ｘｌ（ｙ３￣〇．３８叫ｎ）约占８．７％，可见光ａ＝０．３８￣０．７６ｊｉｍ）约占４４．６％，红外线ａ＝０．７６？ｌ〇Ｖｎ）约占４５．４％。约９８％的太阳福射位于Ｘ＝０．２？３柳ｍ的波长范围内。地球大气层外边缘某区域水平面上单位面积所接收到的太阳箱射能为虑地球绕太阳运行轨道的備圆形而加的修正系数，／＝〇．９７￣１．０３；０－－太阳射线与水平面法线的夹角，称为天顶角。 ３．２丄２太阳直接辖射 太阳レ：Ｊ＞平行光线的形式直接投射到地面上的那部分箱射能，称为直接箱射。它的强弱与许多因子有关，其中最重要的有两个，即太阳高度角和大气透明度。太阳高度角不同时，地表面单位面积上所获得的太阳福射也不同。这主要基于下两方面的原因：太阳高度角愈小，等量的太阳福射散布的面积就愈大，则地表面单位面积上所获得的太阳福射就愈小；太阳高度角愈小，太阳福射穿过的大气层愈厚，被减弱的程度愈大，到达地面的直射福射就愈少。大气中的水汽、水汽凝结物和尘埃杂质愈多，大气透明程度就愈差，因而太阳箱射通过大气时被削弱得愈多，到达地面的直射箱射也就相应地减少。 ３．２丄３散射福射 太阳福射在大气中受到散射，其中散射向地面的那一部分，就是地面上所观测到的散射福射。它是一种短波福射，而其能量的分布，比太阳直接福射更集中于波长较短的一边来。投射到地面的散射箱射不是平行光－而是从天空的各个方向投射的天空散射福射，并不包括直接箱射，因而也称之为天空箱射。 散射辖射的强弱常到达水平面上的散射福射的福照度来表示，它也和太阳高度角及大气透明程度有关。天空散射福射主要是大气对空中的太阳直接福射进行散射及反射而产生的，随着太阳高度角増大，到达观测地面上空的太阳直射福射增强，散射福射也相应地増强，反之，太阳島度角减小时，二者也减弱。且散射福射的强度一般小于太阳直接福射。 ３．２丄４地面福射 到达地面的总福射，并不都被地面全部吸收，地面还要反射掉一部分。被地面反射出去的太阳福射，就是反射福射，也称为地面箱射，其中大部分能量为大气所吸收，少量透过大气向宇宙空间传递。地面吸收的正是总福射中减去被反射掉的一部分，而这部分即是福射能转化为热能的一部分。地面反射福射量的大小取决于地面的反射能力，一般用反射福射通量与入射福射通量之比反射率来表示。在白天，地面由于吸收太阳和大气的短波福射，不断积累热能，逐渐增温，同时也在Ｗ福射的形式向外福射热能。由于在绝大部分的白昼时间里，地表面接受来自太阳和大气的短波福射远远大于地球表面的福照度，所地表面虽然也放出福射热能，但仍然处在不断积累热能、逐渐增温的过程。 地面福射度大小的决定因素：地面温度高低；地球表面物质的箱射和吸收特性。气象上将物体实际福射能力与黑体箱射能力么比称为物体的相对箱射率。下表是不同下垫面的相对辖射率 ３．２丄５大气福射 大气对长波福射的吸收和放射具有选择性，所Ｗ大气能够保存地球的热能。地面长波福射的波段，位于大气的吸收光谱区，所Ｗ地面放射的长波箱射，绝大部分被大气所吸收，大气吸收地面福射的同时，本身也放射长波福射，其中一部分又投射回地面，所Ｗ我们将投射回地面的大气长波福射称为大气逆福射。大气对长波福射的吸收和放射起重要作用的成分有水汽、液态水、二氧化碳及臭氧，其中水汽的吸收为最强，范围最广。  

热量的传递有Ｈ种基本方式，分别是：热传导、热对流和热福射。实际的热量传递过程都是这Ｈ种方式进行的，或者只レ：ｉ＞巧中的一种热量传递方式，但很多情况都是两种或Ｈ种热量传递方式同时进行。 ３．１．１热传导 热传导通常也称作导热，它是在物体内部或相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。导热依赖于两个基本条件：一是必须有湿差，二是必须直接接触（不同物体）或是在物体内部传递。导热现象既可发生在固体内部，也可发生在静止的液体和气体之中。通常情况下只讨论在固体中的导热。液体或气体只有在静止的时候（没有了液体或气体分子的宏观运动）才有导热发生，比如当流体流过固体表面时形成的附着于固体表面的静止的边界层底层中，流体的热量传递方式才是导热。在气体中，导热的机理是气体分子不规则热运动时的相互碰撞而传递能量。在导电的固体中，自由电子的运动是主要的导热方式；在非导电固体 中，热量的传递则主要是通过晶格的振动（也称作弹性波）进行。液体的导热机理则比较复杂。 ３丄２热对流 热对流是指由于流体的宏观运动，致使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。对流只能发生于流体中，且一定伴随着流体分子的不规则热运动产生的导热。当流体流过一个固体表面时，由于流体具有黏性，因此附着于固体表面的很薄的一层流体为静止的，在离开固体表面的法向上，流体的速度逐渐增加到来流速度，这一层厚度很薄、速度很小的流体称为边界层。在选界层内，流体与固体表面之间的热量传递是边界层外层的热对流和附着于固体表面的静止的边界层底层的流体导热两种基本传热方式共同作用的结果，这种传热现象在传热学中称为对流换热。对流换热按流动的起因的不同（流动的驱动力的不同）分为自然对流和强迫对流两种。 自然对流是由于温差引起的流体不同部分的密度不同而自然产生上下运动的对流换热。当固体表面的温度高于环境的空气温度是，该表面上方的空气受热后密度变小，自由上升，从而发生自然对流换热。在表面下方，紧挨着表面的空气受热后密度变小，由于受到阻挡积聚在表面底下，难产生空气的自由运动，从而没有自然对流换热的发生。如果该表面的温度低于环境空气的温度，则上方的空气受冷，密度变大，积聚在上表面，阻碍了空气的自由运动，没有自然对流。而表面的下方，空气受冷后自由下沉，则可发生自然对流换热。 强迫对流则是流体在外力的推动作用下流动所引起的对流换热。强迫对流换热程度比自然对流换热剧烈得多，在工业应用上绝大部分都是强迫对流换热。当流体发生相变的时候，对流换热则分别称为沸腾换热和凝结换热。沸腾和凝结换热的程度因涉及汽化或凝结潜热的释放而很剧烈，通常液体的对流换热比气体的对流换热强烈。表３．１给出了典型的几类对流换热的表面传热系数的数值范围。 ３丄３热福射 热福射是由于物体内部微观粒子的热运动而使物体向外发射福射能的现象，只要物体温度高于绝对零度，就不停地向外福射能量。从本质上看，热福射是物体由于热的原因向外发射电磁波的过程。电磁波的波长范围很广，其中只有波长范围在化１￣１００＾１１１１的电磯波才具有热的效应，他们称为热射线，包括可见光、部分红外线和紫外线。可见光的波长范围为化３８￣０．７６｜ｉｍ。当物体的温度比较低时，它发出的热福射为红外线，如在工业实践中低于２０００Ｋ时，物体发出的红外辖射的波长大约在０．７５￣２０叫ｎ之间。太阳的温度大约为５８００Ｋ，它发出的福射主要集中在化么间，其中可见光约占太阳福射总能量的４５％［４１］。 热福射是一种电磁波，它也具有电磁波的一些特性。热福射的传播无需借助任何介质，可在真空中进行。正是由于福射传热和导热、对流换热的这一不同点，太阳福射才能够穿过浩滿的太空到达地面，为地球上的一切生命活动提供无尽的能源。  

焊条选用及使用