SolRad4 (Sonnenstrahlung)

Ein Programm zur Berechnung von
Sonnenständen (Sonnenwege),
Bestrahlungsstärken (Sonnenbestrahlungsstärken)
von beliebig orientierten und geneigten Flächen
und Besonnungsdauern (Besonnungsstunden)
unter Berücksichtigung von Verschattungseffekten
(Horizontverschattung einschl. Reflexstrahlung).

 

 

Die Ur-Mutter des Programmes SolRad wurde durch das Büro für Angewandte Mathematik, Dr. Walter Heindl, in Wien Ende der 70er bis Anfang der 80er Jahre entwickelt. In den Jahren 1990 bis 2003 hat Tomasz Kornicki in Zusammenarbeit mit Dr. Krec eine weitere Version des Programms erstellt.

Heute möchte Ihnen die Firma Kornicki die aktuelle Version SolRad 4 zur Verfügung stellen.

Energie zu sparen ist ein aktuelles Thema. Durch hinreichende Wärmedämmung kann der Aufwand an Heizenergie möglichst gering gehalten werden. Man versucht auch in immer größerem Ausmaß, die einfallende Sonnenstrahlung nicht nur als unerwünschten Störfaktor für das sommerliche Innenraumklima, sondern auch als Energiequelle im Winter und vor allem in der Übergangszeit anzusehen und dementsprechend zu nutzen.

Für wärmetechnische Berechnungen im Bauwesen – ein sehr wesentliches Teilgebiet der Bauphysik – ist es notwendig, die Intensität der direkten und der diffus gestreuten Sonneneinstrahlung auf beliebig orientierte Flächenelemente zu kennen. Wir verwenden ein System von Formeln, das die vollständige Berechnung dieser Sonneneinstrahlungsintensitäten nur aus der Angabe von Datum, Uhrzeit, geographischer Lage, Flächenorientierung und wenigen meteorologischen Parametern gestattet.
Es ist speziell für Heizungs-, Klimafachleute, Bauphysiker und Architekten bestimmt.
In Erweiterung der früher in der bauphysikalischen Literatur gebräuchlichen Formeln werden hierbei die elliptische Erdbahn, Zeitverschiebung und Zeitgleichung, die Lichtstrahlkrümmung in der Erdatmosphäre und eine gegebenenfalls vorhandene Horizontüberhöhung berücksichtigt.

 

Graphische Dokumentation für gewählten Tag bzw. gewählte Tage:

 

  • Sonnenbahnen im Polardiagramm (mit eingeblendeten Horizontüberhöhungen)
  • Kurvendiagramme der Strahlungsstundenwerte:
  • ebener Horizont:
    • Direktstrahlung
    • Diffusstrahlung Himmel (Himmelstrahlung)
    • Diffusstrahlung Boden (Reflexstrahlung)
    • Diffusstrahlung (Boden + Himmel)
    • Globalstrahlung
  • überhöhter Horizont:
      • Horizontüberhöhung (für den Azimut)
      • Direktstrahlung
      • Diffusstrahlung Himmel (Himmelstrahlung)
    • Diffusstrahlung Boden (Reflexstrahlung)
    • Diffusstrahlung (Boden + Himmel)
    • Globalstrahlung
  • und für gewählte Orientierung/en des Bestrahlungsflächenelementes:
    • Einfallswinkel der Direktstrahlung
    • Direktstrahlung
    • Diffusstrahlung Himmel (Himmelstrahlung)
    • Diffusstrahlung Boden (Reflexstrahlung)
    • Diffusstrahlung (Boden + Himmel)
    • Globalstrahlung

 

 

Eingaben zum Standort

 

Projekt:

  • Projektname [Text]
  • Projektbeschreibung [Text]
  • Projektdatum [Datum]

Standort:

  • Bezeichnung [Text]
  • Geographische Breite [Grad, Minuten, Nord/Süd]
  • Geographische Länge [Grad, Minuten, Ost/West]
  • Seehöhe [m]

Zeitzone:

  • Wahre Ortszeit (default) oder
  • Geographische Länge des Zeitzonenmeridians [Grad, Ost/West]

Eigenschaften der Atmosphäre (Werte siehe ÖNorm B8110-3):

  • Trübungsfaktor nach Linke
  • Diffusstrahlungfaktor nach Reitz

Horizonteigenschaften:

  • Reflexionszahl der Umgebung (Albedo)

 

Eigenschaften der Atmosphäre

 

Trübungsfaktor (Linke)
Der Trübungsfaktor (Linke) beschreibt, wie die direkte Sonnenstrahlung bei Eintritt in die Erdatmosphäre abgeschwächt wird. Er ist von der geografischen Lage des Standorts ebenso abhängig wie vom Wetter. Der Trübungsfaktor gibt die Anzahl der Rayleigh-Atmosphären an, welchem der Zustand der Atmosphäre entspricht; eine ideale Atmosphäre hat einen Trübungsfaktor von 1. Da der Trübungsfaktor von der Anzahl der in der Luft enthaltenen Teilchen abhängig ist, ist er in Städten und Industriegebieten höher als in Gegenden mit geringer Umweltverschmutzung; zudem ist er vom Wassergehalt der Luft abhängig, welcher jahreszeitlichen Schwankungen ausgesetzt ist (im Sommer mehr Wasserdampf, im Winter weniger).


Für den Sommertauglichkeitsnachweis nach ÖNorm B8110-3 ist der Linke-Faktor auf den Wert 4,5 zu setzen.

 

Diffusstrahlungsfaktor (Reitz)
Der Diffusstrahlungsfaktor (Reitz) gibt den Prozentsatz der Sonnenstrahlung an, der durch Streuungseffekte in der Atmosphäre “verloren” geht und die Erdoberfläche als diffuse Himmelsstrahlung erreicht.
Als Anteil kann der Wert des Reitz-Faktors nur zwischen 0,0 und 1,0 liegen. Bei vollständigem, mit dunklen Gewitterwolken bedecktem Himmel kann der Reitz-Faktor Werte unter 0,1 annehmen; es ist fast dunkel. Bei hochnebelartiger Bewölkung kann der Reitz-Faktor bis auf über 0,8 ansteigen; trotz fehlender Direkt-strahlung ist es sehr hell.

 

Für den Sommertauglichkeitsnachweis nach ÖNorm B8110-3 ist der Reitz-Faktor auf den Wert 0,333 zu setzen.

 

Albedo
Die Albedo-Zahl gibt die Reflexion der Globalstrahlung an. Sie entspricht dem Verhältnis der reflektierten zur einfallenden Strahlungsintensität bzw. dem Verhältnis der auf- und abwärts gerichteten Strahlungsflussdichten.
Die durchschnittliche Albedo der Erde beträgt 0,3.

 

 

 

Grafische Ergebnis-Auswertung

 

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SolRad4

E-Mail: mkornicki@chello.at
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