高寒丘陵地区机建厚墙体日光温室保温性能研究

高寒丘陵地区建造厚土墙日光温室,在冬季1月份,以砖墙和普通土板墙日光温室为对照,对温室内的温度变化,以及机建土墙温室后墙不同深度的温度变化进行了测定,其结果说明,机建土墙温室的保温性能最好,1月份温室内日平均温度比土板墙温室高5.7℃,比砖墙温室高7.8℃,比外界温度高26.5℃.机建厚墙体日光温室,依山坡而建,背风向阳,厚厚的墙体形成了一个蓄热体,白天吸收太阳光蓄热,夜间随着墙体温度的下降而放热,适宜高寒丘陵地区使用.     

不同保温墙体对日光温室热环境的影响

为了探究传统土墙、土+聚苯板墙体、全聚苯板轻质墙体对日光温室保温效果的影响,对应用3种不同保温墙体日光温室的室内热环境进行了对比试验。结果表明,3种天气情况下,白天8:00~12:00,土+聚苯板温室的室内气温均高于土墙温室和全轻质聚苯板温室,平均高1.4℃和2.3℃;夜间土墙温室的保温效果最好,土+聚苯板温室的保温效果仅次于土墙温室,其室内气温比土墙温室室内气温平均低0.5℃,但比全轻质聚苯板温室室内气温平均高1.6℃。土+聚苯板墙体温室白天和夜间的保温蓄热效果在这3种墙体温室中相对较好,在温室墙体改造过程中,可以采取性价比较高的此种温室。     

秸秆块墙体日光温室保温蓄热性能分析

为研究以农作物秸秆为墙体材料的日光温室(以下称秸秆块墙体日光温室)的保温蓄热性能,以秸秆块墙体日光温室为研究对象,以空心砖墙体日光温室为对照,监测了两种墙体材料温室中空气、墙体、土壤和温室各界面温度变化,分析了两种墙体材料日光温室的保温蓄热性能。结果表明:秸秆块墙体在晴天和阴天时均具有很好的保温性能,空心砖墙体晴天夜间时散失的热量是秸秆块墙体的1.5倍,阴天夜间时散失的热量是秸秆块墙体的1.3倍;秸秆块和空心砖墙体日光温室阴天时室内最低气温分别为5.4 ℃和5.8 ℃,晴天时室内最低气温为6.0 ℃和7.4 ℃;秸秆块墙体温室中40 cm以上土壤平均温度(14.00±2.61)℃高于空心砖墙体温室(13.55±1.73)℃。温室结构中各界面表面温度主要受太阳辐射强度的影响,秸秆块墙体温室中10 cm以上土壤层和空气的蓄热量比空心砖墙体温室中的大,秸秆块墙体的蓄热量比空心砖墙体的蓄热量小。     

异质复合墙体温室墙体传热模型的建立

随着土墙日光温室后墙材料使用时的弊端日益凸显,寻找保温蓄热性能良好的新型墙体材料是目前我国日光温室发展的紧要任务。本研究针对以酚醛保温板为保温材料的日光温室墙体,在考虑作物对后墙遮光的情况下,应用有限差分法建立异质复合墙体的非稳态传热模型,并对模型进行验证,研究复合材料墙体传热规律,分析新型建筑材料在蓄热放热方面的规律。结果表明,传热模型模拟值与实测值平均相差1.0～1.5℃,最大误差2.6℃,平均相对误差分别为4.9%～9.3%,可以较为准确地估计异质复合墙体温室墙体在不同气候条件下的蓄热放热量。     

不同墙体材料的装配式日光温室的热性能对比分析

针对日光温室后墙保温、蓄热能力不足的问题,选取装配式砾石模块日光温室(A)和装配式土模块日光温室(B)为试验温室,以当地传统的砖混结构温室(C)为对照,测试试验及对照温室的室内温度和试验温室A和B的墙体温度以及墙表面热流密度,分析试验温室和对照温室的环境温度差异以及2座试验温室的墙体传热特性。结果表明:试验温室后墙热工性能方面,B温室的总热阻和墙体总热惰性指标均大于A温室,温度波传至墙内表面的衰减倍数和延迟时间更大;室内温度方面,晴天B温室的夜间平均气温分别比A和C温室高0.6和2.7 ℃,阴天的夜间平均气温分别高0.9和3.3 ℃,雨天的夜间平均气温分别高1.9和4.3 ℃;墙体方面,晴天B温室的墙体蓄热层厚度为600~700 mm,墙体厚度>700 mm为稳定层,阴天蓄热层厚度为300~400 mm,墙体厚度>400 mm为稳定层,典型天气下A温室的墙体蓄热层厚度均>600 mm,蓄热层厚度的差异是A温室墙体的材料孔隙大,密闭性差造成;墙体传热特性方面,晴天整日蓄热量B温室比A温室高168.24 MJ,阴天高14.09 MJ。综上,试验温室A和B热性能优于对照温室C,B温室的保温、蓄热性能最优。     

装配式异质复合墙体日光温室热性能分析与评价

针对日光温室墙体保温性不理想,基建周期长和建造成本高的问题,设计一种节能、环保的装配式异质复合墙体日光温室,温室由装配式钢骨架构成承重体系,墙体采用国家标准环保建材多层复合装配在钢骨架上。通过在石家庄地区进行试验,以当地常用黏土砖+酚醛板复合墙体日光温室作对照,对热性能进行分析。结果表明:试验温室墙体热阻比对照温室高67.2%,传热系数低40.5%,墙体热惰性指标仅为对照温室的约1/3,北墙温度稳定区明显小于对照温室。与对照温室比,晴天和阴天试验温室北墙体日平均有效蓄热量分别低86.3%和94.7%,日放热效率分别高23.1%和97.7%;连续3 d晴天和连续3 d阴天试验温室室内平均气温分别高4.9和2.0 ℃,夜间室内最低气温分别高0.7和1.2 ℃;连续3 d晴天上午8:30—10:30试验温室平均升温速率高3.1 ℃/h;连续3 d阴天保温被闭合期间试验温室平均降温速率高0.13 ℃/h。与黏土砖墙日光温室比,装配式异质复合墙体日光温室墙体保温性优,冬季室内平均气温和夜间最低气温高,晴天上午升温速率快,可以满足喜温蔬菜的安全越冬生产,为日光温室的更新换代提供技术储备。     

不同墙体日光温室保温性能研究

为了确定合理的日光温室后墙材料与结构,2012年分别在睢宁、赣榆建造了不同墙体(普通空心砖墙、复合异质墙体、夹芯板墙体)构型的日光温室,并研究了不同墙体日光温室的增温、保温性能。结果表明:普通空心砖墙蓄热能力强,夜间保温效果好,但白天增温慢;夹芯板墙体热阻值大,白天升温较快,利于提高温室的最高温度,但夜间放热能力较弱,不利于夜间保温;复合异质墙体具有较好的热阻和蓄热能力,增温、保温性最佳。为使日光温室冬季获得较好增温保温效果,从节约成本方面考虑,建议选择1 cm内粉+24 cm空心砖+24 cm空心砖+10 cm聚苯乙烯泡沫塑料板+1 cm外粉为墙体的温室。     

不同类型日光温室气温对比分析

为评价辽宁地区典型日光温室保温蓄热性能,利用小气候仪观测的气温、太阳辐射等数据,对比分析不同类型日光温室内气温的日变化及逐时温度的变幅,研究低温期2种结构日光温室对蔬菜生长的影响。结果表明,2种结构日光温室内温度差异较大,土墙结构日光温室温度高于复合墙结构日光温室;不同天气条件下最低、最高、平均气温日变化都表现为日照时数越多,气温变化幅度越大;在日照时数大于3 h情况下,土墙温室白天蓄热和午后到夜间散热大于复合墙温室,在日照时数小于3 h的情况下,复合墙温室蓄热能力大于土墙结构温室,午后到夜间保温能力小于土墙温室,在一整天24 h循环过程中,土墙温室内的温度依然高于复合墙温室;不同生长季2种温室温度存在较大差异,土墙温室平均气温差值小于复合墙温室。综上所述,土墙温室保温和蓄热性能好于复合墙温室。     

不同墙体材料日光温室的保温性能

为明确秸秆块墙体日光温室和土墙体日光温室的保温性能,本文以秸秆块墙体日光温室和土墙体日光温室为研究对象,分析了两种墙体结构温室中墙体温度、土壤温度、室内空气温度分布以及晴天和阴天时空气温度变化.结果显示,厚度0.6m的秸秆块墙体日光温室与平均墙厚4.0m土墙体日光温室相比,晴天时温室内空气温度和土壤温度差异不显著,清晨和阴天时秸秆块墙体温室内空气温度略低;秸秆块墙体内侧变温层厚度为15 cm,土墙体内侧变温层厚度为45 cm;秸秆块墙体日光温室中40 cm以内土壤层温度[(15.4±1.0)℃]与土墙体日光温室[(16.1±2.0)℃]无显著差异(P＞0.05);夜间秸秆块墙体日光温室空气温度低于土墙体日光温室空气温度(P＜0.05),白天两者差异不显著(P＞0.05);试验期间,两种墙体结构日光温室中空气温度最低为8.2℃,能满足常规蔬菜反季节栽培对设施保温性能的要求.     

宁夏后墙主动蓄热第三代日光 温室环境性能测试研究

为探索合理的日光温室后墙材料及结构,以普通结构温室为对照,宁夏后墙主动蓄热第三代日光温室为研究对象,测定温度、湿度、光照强度、土温和后墙热通量。结果表明,采用墙体主动蓄热技术的新型日光温室较普通结构日光温室平均提高温室内空气温度1.98℃;平均提高地温2.45℃,保温效果显著;有效增加光照强度2.28 klx;但对湿度影响不明显。该新型结构日光温室在保温性、透光性等方面均优于普通日光温室,且具有骨架结实、使用寿命长等优点。     

不同墙体结构日光温室性能测试及分析

为提高日光温室冬季保温蓄热的能力,同时推动日光温室的快速建造,设计3种新型墙体结构的日光温室:相变固化土主动蓄热温室(G2)、模块化素土主动蓄热温室(G3)、现浇混凝土被动蓄热日光温室(G4)。测定3种温室室内环境,以传统主动蓄热温室(G1)为对照温室进行对比分析。结果表明:4种温室在典型晴天条件下夜间的平均温度分别为15.7、16.4、17.8、16.6℃;在典型阴天情况下夜间的平均温度分别为12.4、13.8、13.8、13.1℃;在连续雪天情况下最低平均温度分别为7.3、8.3、8.8、7.8℃。G3即模块化素土主动蓄热温室在夜间和连续低温条件下都表现出了较好的保温性能,能够在室外温度较低时给室内作物提供更好的生长环境,且建造方便,在适宜日光温室发展的地区具有一定的推广价值。     

全聚苯乙烯泡沫板墙体日光温室的应用效果

为了探究聚苯乙烯泡沫板轻质墙体对日光温室保温效果的影响,对栽培种植管理相同的全聚苯乙烯泡沫板墙体(200 mm)日光温室(简称EPS温室)和传统夯土墙墙体日光温室的室内热环境进行了对比研究。结果表明:白天(保温被开启阶段)晴天、阴天情况下,EPS温室室内温度比土墙温室室内温度平均低1.6℃和3.2℃,雨天、雪天特殊天气情况下,EPS温室室内温度比土墙温室室内温度平均低0.5℃和0.6℃,不影响作物正常生长的情况下,可以有效减少高温高湿病虫害的发生;夜间(保温被遮蔽阶段)晴天、阴天情况下,EPS温室比土墙温室的室内温度平均低0.6℃和0.4℃,在雨天和雪天特殊天气下,EPS温室比土墙温室的室内温度平均低0.1℃和高0.2℃,其保温效果与土墙温室基本一样。EPS温室在节省土地、大幅度提高土地利用率、建造简便的同时,夜间达到了较好的保温效果,在一些暖冬地区可以进行建造使用,但要注意特殊天气及时采取应对措施。     

磷酸氢二钠相变墙板在温室中的应用效果

为改善日光温室热环境,以十二水磷酸氢二钠为相变材料,依据普通温室墙体夜间累计放热量计算出相变材料的用量为16.7kg/m2,在此基础上制备了十二水磷酸氢二钠相变蓄热墙板。建造后墙结构为"80mm相变蓄热板+40mm×60mm×2.5mm方钢+80mm菱镁聚苯保温板"日光温室,与"240mm红砖+100mm聚苯板+240mm红砖"后墙温室比较。结果表明:典型晴天时,相变蓄热板温室的气温波动幅度比对照小4.2℃,最低气温高1.5℃,最高气温低2.7℃,平均气温高1.2℃,相对湿度增加3%,墙体夜间累计放热量略大于对照;典型阴天时,相变蓄热板温室的平均气温比对照高1.6℃,相对湿度提高2.6%,墙体夜间累计放热量增加0.16MJ/m2。与此同时相变蓄热板墙体造价比对照低22元/m2,土地利用率提高4.2%~12.2%。综合保温蓄热性能和建造成本,相变蓄热墙板是一种有推广价值的温室墙体类型。     

相变蓄热墙体对日光温室热环境及乳瓜生长发育的影响

为了研究复合相变墙体对日光温室热环境及乳瓜生长发育的影响,以北墙为土捣墙的日光温室为对照,对温室内环境参数(热通量、北墙内表面温度、气温、土壤温度)及乳瓜生长参数(叶片、茎、果实的生长状况)进行比较.结果表明:温室北墙涂抹40 mm相变材料可提升墙体吸放热的性能,且白天蓄热和夜间放热通量均高于对照温室.墙体内表面温度呈现出相变涂层温室好于对照温室,最高增加0.4℃.试验期间,相变涂层温室的旬平均气温总是高于对照温室,最高增加0.3℃,且温室内最高温度呈现出相变涂层温室小于对照温室,所以相变材料放热使得室内温度略高于对照温室,室内温度波动幅度大大减少.相变涂层温室的日均土壤温度高于对照温室,最高增加5.7℃.2个温室乳瓜的株高均与日均气温、日均土壤温度呈极显著正相关,且相变涂层温室处理的相关系数大于对照处理.在整个生育期,相变涂层温室内的乳瓜株高较对照温室增加12.7％,茎粗增加1.5％,叶面积增加2.9％.与对照温室相比,相变涂层温室内乳瓜维生素C含量、总糖含量、横宽分别增加41.9％、27.9％、9.8％.该试验结果对宁夏日光温室后墙墙体材料和相变温室种植作物选择提供理论依据.     

日光温室复合墙与土墙热性能对比分析

为了分析复合墙和土墙保温蓄热能力的差异,对同热阻、同热惰性指标的两组复合墙和土墙温室,在边界条件相同的情况下对二者的热性能进行了对比分析.结果表明:夜间同热阻土墙温室的空气温度高于复合墙温室0.5℃,复合墙温室的空气温度高于同热惰性指标土墙温室1.0℃.同热阻土墙、复合墙的内表面温度差异不明显,而同热惰性指标土墙内表面则出现1.5℃的温差.同热阻土墙和复合墙在夜间(22:00)向室内方向放热的墙体厚度均为100mm.复合墙温室墙体蓄热性及热稳定性均好于同热阻或同热惰性指标土墙温室.     

沙漠组装式温室光热环境测试与分析

测试和田沙漠组装式温室的光热环境,尤其是温室的蓄放热量及保温能力,为和田地区日光温室性能做出评价,采用数据记录仪对温室内外环境的光热环境进行测定,结果表明,晴天光照度平均为18058 lx,空气温度可达40℃以上,且土层越深,地温越稳定;地面蓄热时平均热流密度为47.85 W/m2,放热时平均热流密度为16.91 W/m2;土壤表面温度和空气平均值分别为15.47、15.30℃;最大值可达37.90、45.00℃;墙体吸热时平均热流密度为13.91 W/m2,放热时平均热流密度为5.40 W/m2;墙体表面温度和空气温度平均值分别为15.76、14.61℃,最大值可达72.10、55.30℃;地面白天最大蓄热量为2.03 MJ/m2,地面最大放热量为1.35 MJ/m2,墙体白天最大蓄热量为0.76 MJ/m2,墙体最大放热量为0.40 MJ/m2.从温光特性方面来看,沙漠组装式温室各环境因子变化较大,温室内部空气温度、墙体温度、地表温度波动较大,热稳定较差;地面是主要的蓄放热体,温室墙体蓄热量、放热量很小,难以起到稳定温室夜间温度的作用.     

拆装型黄麻纤维后墙温室墙体传热特性研究

[目的]为实现日光温室的全年型生产,设计了拆装式黄麻纤维后墙温室,以探讨黄麻纤维材料作为温室拆装墙体的可行性。[方法]以拆装式黄麻纤维后墙温室为试验温室,以当地传统黏土砖后墙日光温室为对照,对温室墙体的热工性能、传热特性以及室内热环境进行了试验研究。[结果]冬季温室内部气温保持在4℃以上,黄麻墙结构保温效果良好;夏季黄麻墙拆除后,室内最高气温在40℃以下。温室墙体内、外表面温度受太阳辐射及室内、外气温的共同影响,呈现与气温相同的日变化规律。室内气温、墙面温度影响墙内各深度层次的温度分布,温度的总体变化趋势是由内表面向外表面沿厚度方向递减。与砖墙相比,黄麻墙蓄热性能较低,但保温隔热效果较好,能量利用率较高。[结论]黄麻纤维材料保温隔热性能较好,质量轻便于安装与拆卸且建造与维护成本较低,因此可作为一种新型温室墙体材料。     

壁柱式日光温室温度变化规律及温度预测模型研究

以墙体总热阻值及后墙材料(红砖)相同为前提,以常规平面墙体作对照,研究壁柱式(凹凸面)墙体对日光温室温效应的影响并建立温度预测模型。采用SPSS软件构建日光温室次日最低/最高气温预报模型。结果表明:不同天气条件下,壁柱式日光温室和对照温室气温日变化规律基本一致,都有明显升降变化;壁柱式日光温室平均温度、最低/最高气温均高于对照;模型模拟值和实测值RMSE都在2℃以内,MRE在9%左右。壁柱式温室保温性好,蓄热能力强。所建模型对日光温室最低/最高气温模拟具有较高精度,满足温室最低/最高气温预测要求。     

周博士考察拾零(八十三) 一种以喷胶棉轻质保温材料为墙体和后屋面的组装式日光温室

该组装式日光温室具有构件(材料)工厂化生产、现场组装、施工周期短、建造成本低、使用寿命长、保温性能好等特点,尤其是温室墙体占地面积小、温室建设不破坏耕地、异地拆装和建设不损坏温室结构,大量推广后建设成本也会大幅度下降。     

传统墙体与主被动式太阳能相变蓄热墙体热性能比较研究

日光温室是一个体形系数很大的设施农业建筑,温室的建筑墙体构造方式及其建筑材料热物性等都直接影响墙体保温与蓄热特性乃至温室热环境。该研究基于课题组研发的GH-20相变材料,以传统墙体、被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体为比较研究对象,结合实测结果,分析比较了墙体构筑方式、材料热物性等因素对日光温室墙体热性能的影响规律。研究结果表明,较传统墙体,被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体的表面温度夜间明显高于传统墙体,早晨保温被开启时相差最大,为3.0℃;传统墙体中间层温度变化幅度最小,主-被动式墙体中间层的温度变化幅度明显提高,最大为14.4℃、最小为2.2℃、平均为7.5℃,中间墙体层的显热蓄热"热库"作用显现;夜间,被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体的放热量分别提高了103%和118%,其中51%的放热量在后半夜(2:00～10:00)释放,有效地改善了夜间温室热环境,相变材料的"热量开关"作用显现。