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。     

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。     

日光温室墙体保温蓄热性能模拟分析

日光温室及墙体的保温蓄热性能采用传统的试验测试方法存在试验周期长、不适用新型材料等缺点,具有一定的局限性.本文采用理论分析与计算机软件相结合的方法,建立理论模型,分析归纳相关数据,对墙体的保温性能予以评价.通过3种墙体(红砖墙体、钢渣混凝土墙体、加气混凝土墙体)的模拟分析得知,红砖的保温蓄热性能最好,其次是钢渣混凝土墙体,加气混凝土墙体最差.     

日光温室自然对流蓄热中空墙体蓄放热效果研究

研究新型自然对流循环蓄热中空墙体的蓄放热效果,采用自计式传感器连续测试墙体内的温度分布及室内表面的热流量,对该墙体的蓄放热特性进行研究。结果表明:新型墙体内部的温度分布规律与传统的实心墙体构造不同,从内表面至外表面,并不是持续下降的趋势;在晴天白天,内部中空层两侧墙体表面的温度高于相邻实心构造部分,但比中空层空气温度的19.2℃分别低2.2和3.7℃,表明墙体深处处于蓄热状态;清晨温度较低时刻,中空层两侧表面温度分别比其中空气温度的11.7℃高出1.3和0.8℃,表明墙体内部直至清晨仍处于放热阶段。墙体内各点的温度波动幅度显示,晴天中空层两侧表面和空气温度的波动幅度分别可达4.9、4.0和8.2℃,表明墙体内部表面蓄热放热作用显著;阴雪天气下也表现出一定的蓄热放热效果。研究表明,该新型自然对流循环蓄热中空墙体构造可以有效调动墙体深处材料参与蓄热放热过程,显著增加墙体的总蓄热放热面积。     

日光温室墙体特性及性能优化研究

为了确保蔬菜安全越冬生产以及温室内的温度满足作物生长发育的需要,着重于提高日光温室的节能效果、探索能有效提高温室热环境的墙体材料及组成,研究针对塔城地区温室现状进行资料收集和数据测试,根据热工学原理,结合地域、土壤、经济等因素,对不同结构墙体进行总结和对比,引用结构相同、材料不同的温室环境温度测试结果,选择最优化的蓄热保温材料,提出最优化的温室墙体结构方案.从而改善温室的保温蓄热能力,提高温室围护结构的整体性能,降低投资成本,使得农户获得最大的经济收益.     

日光温室墙体研究进展

[目的]墙体是日光温室维持室内气温、保证作物安全过冬的关键构件.分析影响墙体保温蓄热性能的相关因素,对日光温室墙体的发展趋势进行展望.[方法]对日光温室墙体研究所取得的成果进行梳理,从墙体材料、构造、墙面做法、墙体传热、设计和评价方法等角度对日光温室墙体的相关研究进行总结和分析.[结果]日光温室墙体建造还存在着建造材料不够环保、施工效率和质量较低、设计方法尚不完善等问题.[结论]使用可现场装配材料建造的外保温复合墙和使用轻质保温材料,建造的单一保温功能墙体有助于改善墙体施工效率和质量,提高土地利用效率,是墙体未来发展的重要趋势.     

我国日光温室墙体结构及性能研究进展

日光温室系我国自主研发,采用北、东、西三面保温蓄热墙体结构,利用其可实现蔬菜、水果等农作物的反季节生产。综述了我国日光温室近80 a的发展历程,详细介绍了温室墙体在保温性能和结构2个方面的研究进展以及取得的一系列成果,并提出了今后日光温室墙体研究的趋势是提高温室光能利用率、降低能耗、增加保温蓄热性能等功能性研究以及需要进一步研究的有关墙体传热性能和墙体结构设计等关键技术问题。     

日光温室保温板外置复合墙体的温度特性

为了研究日光温室墙体的保温性能,试验设置了四种复合墙体,墙体的结构从内到外分别为:24 cm红砖(W1)、24 cm红砖+3.3 cm聚苯烯板(W2)、12 cm红砖+22 cm粘土+2 cm聚苯烯板+12 cm红砖(W3)、12 cm红砖+24 cm粘土+12 cm红砖(W4)。通过观测墙体内部温度和墙体表面以及距墙表15 cm处的气温,发现不同复合墙体的保温性能不同。在冬季12月份,墙体内部5~20 cm夜间平均温度W2比W1高3.5℃,墙体表面夜间温度W2比W1高1.5℃,不同层次的最高、最低温度以及不同时刻的温度,W2均明显高于W1,说明24 cm红砖+3.3 cm聚苯烯板墙体的保温性明显好于24 cm红砖墙。W2与W3和W4相比,最高温度、最低温度、平均温度以及不同时刻的温度变化差异不太明显,说明24 cm红砖+3.3 cm聚苯烯板墙体的保温效果与50 cm墙体的保温效果接近。     

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...     

日光温室墙体夜间放热量计算与保温蓄热性评价方法的研究

本文提出了以墙体夜间放热量作为评价指标的日光温室墙体保温蓄热性能评价的方法.在以付立叶级数形式表达的室内外气温等墙体工作条件下.根据一维非稳态传热的理论,采用有限差分算法,建立了日光温室墙体传热过程模拟与墙体放热量的计算方法,并开发了相应的计算机程序RGWSQCR.根据对几种墙体的夜间传热量计算结果进行非线性回归分析,建立了墙体夜问放热量简化计算的经验公式.     

基于TRNSYS的装配式异质复合墙体日光温室建筑参数优化

为优化装配式异质复合墙体日光温室的建筑参数,利用TRNSYS（Transient system simulation program）建立温室模型,采用连续阴天和连续晴天的实测数据验证模型,利用该模型分析温室脊高、北墙高度、后屋面水平投影宽度的改变对室内温度、北墙温度和建造成本的影响。结果表明：室内温度、北墙温度和总建造成本随脊高增大而增加,当脊高>5.3 m时,室内平均温度和北墙平均温度的增幅明显降低,但建造成本仍增加;室内温度、北墙温度和总建造成本随北墙高度增大而增加,北墙高度为3.7 m时室内温度和北墙温度达到较好效果,北墙高度继续增大,对温度的提升效果并不明显;后屋面水平投影宽度为1.8 m时,温室后屋面仰角为46°,采光屋面角为27°,可满足温室内采光要求。综上,温室脊高为5.3 m,北墙高度为3.7 m,后屋面水平投影宽度为1.8 m时,可达到室内热性能和建造成本的最佳平衡,此时温室总建造成本为22.15万元,每平方米建造成本约230元。     

日光温室墙体不同保温材料对其保温性影响

新型保温材料应用是提高日光温室保温性能重要措施之一,文章选取常见保温材料聚苯乙烯泡沫板(EPS),聚苯乙烯挤塑板(XPS),酚醛酯板(酚醛树脂),聚氨酯(聚氨基甲酸酯)作试验材料,在温室其他参数一致前提下,以日光温室典型夹芯墙体为对照,对比墙体相同热阻值下日光温室墙体不同保温材料应用效果。结果表明,聚氨酯外保温复合墙体表现最优,XPS外保温处理效果次之,酚醛酯最差。聚氨酯外挂有效热积累量分别较对照提高1.021 MJ·m~(-2),较其他处理最大提高0.835 MJ·m~(-2),温室晴天、阴天气温比对照分别提高2.3、2.0℃,日平均地温提高1.6℃,晴天、阴天气温较其他处理最高分别提高1.2和1.1℃,日平均地温提高0.8℃。综上,聚氨酯可作为日光温室墙体外保温推荐材料。     

日光温室后墙夜间非稳态导热特性研究

【目的】对日光温室后墙夜间的非稳态导热特性进行研究,为发挥后墙保温作用提供理论依据。【方法】在位于山东泰安的试验温室内,分别于温室后墙距地面0.1,1.1,2.1,3.1和4.1m处及地面距离后墙0.1m处设置测点,选取2015年越冬季某一晴天和阴天,在18:00至翌日06:00,每隔1h测定后墙各测点的温度和热流密度,计算各测点温度变化率、热流密度积分值、后墙内部热量流动量,以及后墙与地面之间的热量流动量,研究夜间温室后墙不同高度蓄热量变化与放热量之间的关系、地面温度与后墙温度之间的关系,以及后墙内部和后墙与地面之间的热量流动。【结果】晴天夜间后墙中上部蓄热量变化基本相同且大于后墙下部蓄热量变化,后墙中上部放热量逐渐降低然后趋于平稳,后墙下部放热量逐渐增多,后墙中部放热总量最多;后墙温度24:00之前高于地面温度,24:00之后低于地面温度,后墙与地面之间存在热量流动;后墙内部热量流动数量占后墙放热总量的比值为14.2%。阴天夜间后墙中上部蓄热量变化基本相同且大于后墙下部蓄热量变化,后墙放热量从上到下逐渐增多;后墙温度低于地面温度,地面流入后墙热量占后墙放热总量的比值为3%;后墙内部热量流动数量占后墙放热总量的比值为25.5%。【结论】后墙高度、后墙不同高度蓄热量影响后墙不同高度放热量;后墙高度对放热量的影响贯穿后墙放热过程的始终,后墙蓄热量对放热量的影响主要集中在后墙放热前期;后墙热量存在自上而下的整体迁移流动。     

日光温室采光性能的实用型优化研究

本研究根据日光温室空间光强渐减的特点,结合BEER-LAMBERT定律,建立日光温室采光性能的数学模型,通过温室平均采光效率SΗ等评价指标,分析了以保定地区为例的模型运算结果,明确了圆弧面、椭圆面、双曲线面、抛物线面4种采光屋面曲线方程的最佳参数。并结合肩高、采光面下土地使用效率Ψ评价指标分析发现,在6种曲线中,两种复合采光面(圆+地窗型和椭圆+地窗型)的SΗ较优而且肩高较大,具有实用性;同时还发现,在同一内跨、脊高和肩高下,二者的采光性能因光程相近而趋同。另外,圆弧面的ΗS最高,但是肩高最小,实用性最差;椭圆面和抛物线面在方程参数优化后表现极为相近,虽然肩高较高,但是SΗ最低。     

基于广义回归神经网络异质复合墙体日光温室温度场的预测

为深入分析新型异质复合墙体日光温室的保温特性与应用前景,利用广义回归神经网络算法训练样本数据,通过三次样条插值法对训练结果拟合,建立冬季温室温度场预测模型。提出确定最优光滑因子的分组数目的留一优化法。选取河北省农科院经作所设计建造的新型异质复合墙体日光温室的2017年数据进行试验验证。结果表明:该模型预测效果良好,分组数目约为样本数目的1/16时训练效果最佳,预测温度与实际温度平均误差0.276 5℃,相关系数大于0.99,具有较好的精度与稳定性。本模型预测温室温度场效果良好,可用于预测冬季温室最低温度确定作物最优定植时间。     

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.     

中国日光温室结构及性能的演变

日光温室作为具有典型中国特色、规模巨大的设施类型,一直是中国温室园艺装备升级的重点。在不同时期、不同地域涌现出很多特征鲜明、结构迥异的日光温室类型,为保障中国城乡居民"菜篮子"的稳定供给、农民增收发挥了重要作用。本文回顾了日光温室近80年的发展历程,将日光温室结构的演变划分为:雏形时期、改良时期、发展时期、升级时期4个阶段,并选取各阶段具有代表性的15种日光温室结构进行建筑参数和性能的研究,分析其优缺点。在此基础上,展望了未来日光温室结构的发展方向,为更加科学地指导中国日光温室产业的优化升级提供参考和借鉴。