Kort historik
Programmet SOLWIN används för
att beräkna hur mycket värme som kommer in i en byggnad via dess
fönster eller via eventuella solfångare. Ursprunget till programmet
härrör från det senare 1980-talet och användes då
framför allt för att beräkna indata till den sk OPERA-modellen.
I OPERA, som används för att hitta en optimal renoveringsstrategi
för en byggnad, skall nämligen anges hur mycket sol som kommer
in via husets fönster. Utvecklingen av solprogrammet bekostades till
stor del av Helgo Zettervalls fond till vilken vi återigen vill framföra
vårt varma tack. Denna tidiga version kallades
SORAD
och programmet kan hämtas gratis på www.gustafsson.se. SORAD
återfinnes där i form av grundkoden, skriven i C, samt en indatafil
som lagts samman i en sk tgz-fil. C-koden måste sedan kompileras
ex-vis med den vanliga kompilatorn som finns i "varje" LINUX-distribution
eller med en passande kompilator för DOS eller MAC-OS. Grundkoden
visar exakt hur beräkningarna går till och den initierade användaren
kan ändra i den om så önskas. För att kunna använda
SORAD måste man således ha kännedom om elementa i DOS
eller LINUX eller det operativsystem som används. Programmet, och
dess handhavande, finns beskrivet i [1] kapitel 6. Tyvärr har nog
denna bok nu utgått ur sortimentet hos Svensk Byggtjänst men
ett antal finns kvar hos författaren. Skicka en beställning om
Ni önskar köpa den. Den kostar 250 Kr exkl. moms. Boken torde
också finnas på de flesta bibliotek.
Många datoranvändare behärskar inte längre dessa grundläggande operativsystem utan vill ha ett sk grafiskt användargränssnitt. SORAD har därför sedan det tidiga 1990-talet funnits i en version för WINDOWS 3.0 och senare. Detta innebär bl. a. att man kan ändra alla indata i s.k. dialogboxar istället för att använda en traditionell editor som ex. vis EMACS. I samband med detta ändrades också namnet till SOLWIN. Programmet har dessutom utvecklats även beräkningsmässigt, t. ex. kan man nu beräkna utbytet från enklare typer av solfångare. Språket har också ändrats till svenska i stället för engelska som användes förut. Någon version för X-Windows fins för närvarande inte.
Beräkningsgång och
handhavande
Det är
omöjligt att här visa precis hur beräkningarna går till
men en viss grundläggande terminologi måste man tillägna sig
för att man ska veta "vad man räknar ut". Den som önskar
lära sig alla detaljer måste studera referenserna [2] till [12]
d.v.s. samma grundläggande böcker och uppsatser som vi själva
använt.
SOLWIN beräknar solens position på himlen varje timma samt tiden för solens upp och nedgång. Här används begreppet sann soltid dvs man antar att klockan är 12.00 precis då solen står rakt i söder. Beroende på var man befinner sig på jordytan skiljer sig den sanna soltiden ibland ganska mycket från den tid som används i exempelvis Sverige. Denna tid bestäms av vilken longitud man befinner sig på, dvs "vinkelavståndet" från orten Greenwich i England. Solens höjd över horisonten beror bl a på latituden d.v.s "vinkelavståndet" från ekvatorn. Värdena får man fram genom att studera en enkel skolatlas.
Ett fönster eller en solfångare ligger så gott som aldrig plant på marken. Den vinkel i horisontalplanet som bildas mellan glasrutornas normal och syd utgör sk asimut, az, medan vinkeln i vertikalplanet kallas för höjdvinkel, b, eller ibland dess grekiska motsvarighet beta. Denna senare vinkel är 90 grader om glasrutorna ställs på högkant, se figuren som hämtats från [1]. SOLWIN visar en dags beräkningsresultat mera i detalj. Denna dag anges i form av ett dagnummer räknat från årets början.
Antalet klara respektive molniga dagar erhålls bl. a. ur [2], medan klimatet i form av månadsmedeltemperaturer för en ort återfinnes i olika tabellverk för ex VVS-ingenjörer eller från SMHI. Dessa månadsmedeltemperaturer används för solfångarberäkningarna och skall därför visa temperaturen under dagtid.
Den temperatur som solfångaren skall arbeta vid är avgörande för dess prestanda. Höga temperaturer ger stora förluster till omgivningen vilka dock kan påverkas genom solfångarens U-värde. Andra värden som måste anges är absorbatorns absorbtionskoefficient, glasets absorbtionskoefficient samt glasets brytningsindex.
Till SOLWIN medföljer en indatafil för Linköping, Linkop.dta. Genom att läsa in denna fil, se under "Välj här" i menyn får man ett antal värden att börja med. Dessa kan sedan förändras. Förslagsvis sparas sedan dessa förändrade värden i en fil med ett nytt namn. Välj sedan att göra beräkningar för fönster eller för solfångare. Resultatet studeras med hjälp av "Notepad" där det också kan skrivas ut.
Programmet för Windows 3.0 och senare
kostar 2,500 Kr exkl moms och kan köpas genom att skicka ett mail
eller via vanlig post. SORAD
är givetvis gratis.
REFERENSER
1. Gustafsson S.I., "A Computer Model for
Optimal Energy Retrofits in Multi-Family Buildings. The OPERA Model., Document
D21:1990, Byggforskningsrådet.
2. Girdo V., Höglund I., Troedsson, C.G., "Solinstrålningstabeller för helklara, halvklara och mulna typdagar. Meddelande nr 146, Institutionen för Byggnadsteknik, Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm 1985. ISSN 0346-5918.
3. Lind J., Persson M., Pettersson S., "Enkla program för beräkning av värmebalans.", Byggforskningsrådet, Rapport R73:1981.
4. Brown G., Isfält E., "Solinstrålning och solavskärmning.", Byggforskningsrådet, Rapport R19:1974, ISBN 91-540-2357-2.
5. Höglund I., Girdo V., Troedsson C.G., "Solinstrålningstabeller för helklara, halvklara och mulna typdagar.", Message no 145, , Institutionen för Byggnadsteknik, Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm 1985. ISSN 0346-5918.
6. Troedsson C.G., "Solinstrålningstabeller.", Institutionen för Byggnadsteknik, Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm 1982.
7. Larsson-Leander G, "Astronomi och Astrofysik" Liber Läromedel, Malmö 1977. (ISBN 91-23-71074-8.
8. Schalen C., "Sfärisk astronomi", Norstedts Uppsala 1956.
9. Duffie J.A., Beckman W.A., "Solar Engineering of Thermal Processes.", John Wiley & Sons Inc. 1980., ISBN 0-471-05066-0.
10. Josephsson W., "Solstrålningen i Sverige. Rapport R112:1987, Byggforskningsrådet, Stockholm, 1987. ISBN 91-540-4824-9.
11. Holland P.G., Mayer I., "On Calculating the Position of the Sun.", International Journal of Ambient Energy, Volume 9, Number 1. Ambient Press Limitid, 1988.
12. Jain P. C., "Accurate Computations of
Monthly Average Dayly Extraterrestrial Irradiation and the Maximum Possible
Sunshine Duration.", Solar & Wind Tecnology, Volume 5, Number 1, Pergamon
Journals Ltd, Aberdeen 1988. ISSN 0741-983X.
Stig-Inge Gustafsson
AB
Brinkbacken 12
587 21 Linköping
E-mail: si@gustafsson.se
Tel och fax 013 318615