调查的影响屋顶颜色的能源使用所选的房子在安曼,约旦
萨阿德s Alrwashdeh
Jenan阿布Qadourah3和- 1机械工程系、工学院、Mutah大学,Al-Karak、约旦
- 2材料科学和能源实验室,毫秒。Al-Karak Mutah大学乔丹
- 3建筑工程系、工学院、Mutah大学,Al-Karak、约旦
建筑部门能源消费被认为是最重要的能源消费在约旦,这样做的原因是由于传统建筑模式和各种节能的建筑缺乏和合理化系统。建筑行业的发展而言,建筑保存并产生能量的能力是最重要的一个原因导致节约能源消费在国家层面在约旦。在这项研究中,油漆颜色的屋顶上建筑的影响,研究了通过研究三种不同的颜色,蓝色,白色,黑色,它被证实,节能最好的颜色是黑色的,白色是相反的,被认为是最严重的节能。
介绍
不同类型的建筑,住宅和商业构成的很大一部分能源消耗的原因用于各种目的。因此,建筑技术的兴趣出现了这建筑环保,使用最少的能源用于各种内部(Alrwashdeh 2017;Alrwashdeh, 2018;Al-Falahat et al ., 2019;Al-Falahat et al ., 2022 a;阿布Qadourah et al ., 2022;Al-Falahat et al ., 2022 b)。能源建筑用于多种用途,包括冷却、加热、和完成生命的基本操作,如加热水,做饭,等等。(Alrwashdeh, 2018 b;Alrwashdeh, 2018 c;Alrwashdeh, 2018 d;Alrwashdeh, 2018 e;2018年美国Alrwashdeh;Alrwashdeh,华氏2018度;Alrwashdeh, 2018克)。需要找到最合适的方法来试图合理化能耗的使用和试图获得从这个需要什么是可能的能源从自然资源(香港和他,2021年;Windapo et al ., 2021;桑德伯格et al ., 2021;Alrwashdeh, 2019;2019年美国Alrwashdeh;Alrwashdeh, 2019 b;Alrwashdeh 2021;Alrwashdeh 2022)。
许多研究建筑都被用来研究节约能源的方法,出现了很多研究关注墙绝缘技术,如由岩棉隔热,绝缘泡沫,由聚苯乙烯绝缘,自然与空气绝缘(崔和欧沃尼,2019;Favoino et al ., 2017;Cuce 2016;Alrwashdeh Alsaraireh, 2018;美国Alrwashdeh et al ., 2018;Alrwashdeh Ammari, 2019;Alrwashdeh et al ., 2022;Alrwashdeh et al ., 2017 a)。其他的研究都集中在发展中建筑窗户通过使用玻璃的两倍和三倍,和一些研究已经进入窗框和类型的材料,可用于制造窗框,如木材、铝和其他材料(Tsagarakis et al ., 2012;Ammari et al ., 2015;Cuce Riffat, 2015;Alrwashdeh et al ., 2016 a;Alrwashdeh et al ., 2016 b;Alrwashdeh et al ., 2017 b;Alrwashdeh et al ., 2017 c;Aburas et al ., 2019;Altarawneh et al ., 2022)。研究也出现了关于建筑中使用的门,今天,有木头和铁大门等(Mahajan et al ., 2015;太阳et al ., 2016;Saraireh et al ., 2017;太阳et al ., 2017;Gobel et al ., 2018;因斯et al ., 2018;Markotter et al ., 2019;亨曼et al ., 2021;许et al ., 2021)。在另一个框架中,关心能源在建筑的不同用途,使用节能技术已经出现在最近一段时间。研究人员和学者的兴趣在建筑超过了传统思维的特点,但他们正在考虑节能先进技术和它的使用在当今的建筑。例子是多个,如纳米技术的使用和使用可再生能源(侯赛因,2018;Buttitta et al ., 2021;Kardani et al ., 2021;桑德伯格et al ., 2021;Taveres-Cachat et al ., 2021)。
可再生能源是用于一些建筑内部,包括加热水,自然采光,建筑产生电能用于各种目的,其他用途(Alrwashdeh, 2018;Alrwashdeh, 2018 b;Alrwashdeh, 2018 d;Alrwashdeh, 2018 e;2018年美国Alrwashdeh;Alrwashdeh, 2018克;Alrwashdeh, 2019;2019年美国Alrwashdeh;Alrwashdeh, 2019 b;Alrwashdeh Alsaraireh, 2018)。光伏电池产生电能的目的用于直接从太阳能建筑,这技术是如今最流行的技术对建筑物的能源安全。在这里,建筑可以分为几种类型根据节能自力更生Alrwashdeh 2017;Alrwashdeh, 2018;Alrwashdeh, 2018 b;Alrwashdeh, 2018 c;Alrwashdeh, 2018 d;Alrwashdeh, 2018 e;2018年美国Alrwashdeh;Alrwashdeh, 2018克;Alrwashdeh, 2019;2019年美国Alrwashdeh;Alrwashdeh, 2019 b;Alrwashdeh Alsaraireh, 2018)。在这些分类是低碳建筑、零耗能建筑和电力过剩的建筑。节能技术在建筑面临的问题之一是采用这些技术的高成本在施工期间。然而,技术的发展和进步,和现在的成本已经成为合理的和可以接受的,而这些技术开始被广泛应用于建筑在世界的各个国家(林et al ., 2020;霍夫曼et al ., 2021;陆et al ., 2021;熊和胡锦涛,2021;易et al ., 2021;Zhang et al ., 2021)。
技术的使用是不限于方法生成所需的能源建筑但超越,将建筑转变为智能建筑应对各种变量,导致能源消耗。能量回收系统和浪费能源的使用的大型分数今天已经成为一种广泛使用的现象,帮助节约能源很大(Aburas et al ., 2019;林et al ., 2020)。
油漆会影响太阳辐射吸收动态地根据颜色:反映更多的太阳辐射较轻的颜色范围,另一方面,烟机更深色太阳辐射的范围。因此,研究建筑物的颜色可以有助于降低冷却和加热负荷的建筑(Santamouris et al ., 2011)。几项研究已经解决着色颜料在建筑物的影响。Karlessi等人开发dye-based涂料在几个颜色和测试他们的属性。他们发现,太阳辐射的反射率增加了4% - -43%从彩色到无色。张等人TiO的影响进行了研究2粒子大小的光谱反射涂料。发现更大的TiO2粒径会导致较高的反射率和最大太阳能反射率变化可以达到0.22 (张和翟,2019年)。几个仿真作品进行探讨节能潜力通过使用不同的工程技术(Al-Falahat et al ., 2019;Alrwashdeh 2017;Alrwashdeh, 2018;Alrwashdeh, 2018 b;Alrwashdeh, 2018 c;Alrwashdeh, 2018 d;Alrwashdeh, 2018 e;2018年美国Alrwashdeh;Alrwashdeh,华氏2018度;Alrwashdeh, 2018克;Alrwashdeh, 2019;2019年美国Alrwashdeh;Alrwashdeh, 2019 b;Alrwashdeh Alsaraireh, 2018;美国Alrwashdeh et al ., 2018;Alrwashdeh Ammari, 2019;Alrwashdeh et al ., 2017 a;Alrwashdeh et al ., 2017 b;Alrwashdeh et al ., 2017 c;Alrwashdeh et al ., 2016 a;Alrwashdeh et al ., 2016 b;Ammari et al ., 2015;Gobel et al ., 2018;因斯et al ., 2018;Markotter et al ., 2019;Saraireh et al ., 2017;太阳et al ., 2017;太阳et al ., 2016)。郑等人构建一个房间作为一个模型和模拟能源用黄漆的性能在中国的一些城市。结果说明,对于城市大范围季节性气候差异,在减少建筑能源消耗(涂料表现得更好郑et al ., 2015)。
在这项研究中,重点是外部的颜色屋顶的建筑物,目的是学习最好的颜色,帮助获得最大可能的能量,因此被认为是一种帮助减少必要的大量的能源建筑的使用白色,黑色,蓝色的颜色进行了研究。
地理和气象数据
安曼是约旦的首都,位于约旦的中心在一个经度和纬度36°北东和32°,分别。安曼被认为是在最炎热的城市之一,小时的太阳辐射在安曼的数量大约是3300 h /年,这是世界上利率最高的国家之一,如图所示图1。
图1。日照小时数在安曼,约旦,全年。
图2表示全年平均气温在约旦首都安曼,上限和下限,是指出,最高气温记录在6月,7月,8月和9月,最低气温记录时1个月,2月和12月。
图2。的平均温度在约旦首都安曼,上限和下限。
太阳能的计算
太阳辐射的计算是一个复杂的工程计算的大量因素参与的各种计算。本文相关的一些计算太阳辐射将上市来解释科学研究的结果。
太阳辐射在约旦被认为是世界上最高的国家之一,每日平均太阳辐射在安曼大约是4 - 8 kWh / m2表示,每年有1400 - 2300千瓦时/ m2。这使得太阳能未来希望提供的大部分能源需求在约旦。根据太阳辐射强度在约旦,它被分为五个地区太阳辐射的强度,南部地区,东部地区,中部地区,北部地区,最后西部,与太阳辐射率6 - 7,5.5 6,4.5 5,5.5,低于4.5千瓦时/ m2分别为(Alrwashdeh Saraireh, 2018)。
太阳中午太阳的角位置,对赤道面与价值度,称为太阳赤纬。它是通过以下公式:
n代表一年的日子。因此,今年第一个月的第一天是第一,和天后跟计数系列,今年的最后一天,在过去一个月是365天。
太阳角位移东方或西方有关当地的子午线,早上消极和积极的在下午被称为太阳时角(SHA),即,沙是0.0中午太阳和改变每中午太阳15°的价值。
对称太阳时角对在日落的时间称为日落时角w年代。它是通过以下公式:
其中δ是赤纬和ϕ是站点的纬度。
太阳辐射在大气称为外星辐射。每日外星水平面上的太阳辐射可以通过以下公式计算:
Gsc是太阳常数和等于1367 W / m2。
重要的是要知道并不是所有的太阳辐射的太阳到达大气,不是所有的辐射到达大气层到达地球,甚至辐射到地球抵达不同形式和类型由于天气因素和条件所面临的射线。
结果与讨论
太阳辐射是辐射的能量到达地球表面,并以Wh / m2。相关计算太阳辐射是由基于辐射与月每天的价值的计算。图3显示了三个几何相同的房子不同的方案只有在外部表面的油漆颜色,颜色白色,蓝色,黑色是用于研究的影响油漆颜色的能量,因此研究节能的可能性。
图3。方案三个几何与不同的外表面颜色相同的房子。
第十的12月是最糟糕的一天太阳辐射在约旦安曼,约旦的首都,那里的阳光的时间只有6小时。图4显示的能量损失的三个房子用于研究不同颜色的屋顶,在哪里图4一显示了三个建筑和热的能量和形式图4 b显示的能量浪费在建筑有不同的颜色,从这些结果被发现的地方是峡谷,有黑色屋顶的建筑物内能量损失的速度−0.93千瓦时,紧随其后的是建筑与蓝色屋顶的颜色损失−2.73千瓦时,最耗能的建筑和白色屋顶的速度−5.42千瓦时。
图4。这三个建筑的能源形式(一)和能量损失率的三个建筑在12月10日(B)。
图5图显示了热的能量的三个建筑研究与不同的颜色白色,蓝色,黑色。建筑屋顶的颜色为黑色,位于左边的形象;建筑有一个白色屋顶颜色和位于右边的形象;和建筑有一个蓝色的屋顶颜色和位于中间。似乎从黑色的建筑屋顶的图颜色有能力获得能量来自太阳超过所有的建筑进行了研究。其次是蓝色屋顶的颜色,最严重的是白色屋顶的建筑色彩。黑色的能力背后的想法是能够获得更多的能量吸收太阳光线落在屋顶上有黑色。
图5。不同的屋顶颜色的三个建筑的能源获得地图从1月到12月。
图6显示了平均能量消耗研究中用于加热和冷却建筑物平均每月1487千瓦时,是从哪里是清楚的图6能源消费从6月到10月是冷却的目的和对今年剩余时间的冷却和加热取暖,需要出现在1月,2月和12月完全休息,在不同的利率。图6 b显示的能源获得全年建筑,研究的目的,用不同的表面的颜色黑色,蓝色,白色,发现建筑屋顶与黑色的颜色是最好的建筑获得能量的速度每年3187千瓦时,紧随其后的是蓝色屋顶的建筑的速度1745千瓦时,而最严重的建筑获得能源的建筑与白色屋顶颜色−414千瓦时。
图6。加热和冷却的能源消耗(一)和能量增益从建筑物的屋顶和不同的颜色(B)。
结论
这项研究是基于目标区域的气候条件分析,约旦首都安曼。乔丹是太阳能带的国家之一,有着非常高的太阳辐射率,使其成为世界上最高的太阳能。不同的油漆颜色的影响研究在建筑表面的选择进行了研究,研究颜色是蓝色,白色,黑色,每种情况下分别进行了研究和能源收购和保护涂料的影响进行了研究。发现黑色是最好的过程中节能的高吸收射线的能力下降。相比之下,发现白色的颜色是最严重的节能和蓝色作为两种颜色白色和黑色之间的中间状态。
研究采用实验方法,旨在突出能源问题,尝试提出解决方案桥能源赤字,特别是乔丹是患上了能源问题的国家之一,主导世界极大的这些日子,从这里,建议开发特殊的建筑规范,帮助和鼓励的方式合理化能源消耗和开发能源生产建筑的想法。
数据可用性声明
原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。
作者的贡献
所有作者列出了一大笔,直接和知识贡献的工作,批准发布。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或那些出版商编辑和评论员。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
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关键词:太阳能、建筑行业、节能、能源消耗、能源利益
引用:Alrwashdeh党卫军,Qadourah JA和Al-Falahat(2022)调查的影响屋顶颜色的能源使用所选的房子在安曼,约旦。前面。动力机械。英格8:897170。doi: 10.3389 / fmech.2022.897170
收到:2022年3月15日;接受:2022年5月02;
发表:2022年6月08年。
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*通信:萨阿德·s . Alrwashdehsaad.alrwashdeh@mutah.edu.jo