国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

日光溫室聚苯乙烯型磚復合墻保溫蓄熱性能

2016-04-09 03:17:09周長吉丁小明魏曉明黃尚勇何衍萍農業(yè)部規(guī)劃設計研究院設施農業(yè)研究所北京100125農業(yè)部農業(yè)設施結構工程重點實驗室北京100125河北省永清縣金天馬塑料材料包裝廠廊坊065669中國土木工程集團有限公司北京10008
農業(yè)工程學報 2016年1期
關鍵詞:復合墻日光溫室溫室

李 明,周長吉,丁小明,魏曉明,黃尚勇,何衍萍(1.農業(yè)部規(guī)劃設計研究院設施農業(yè)研究所,北京100125;2.農業(yè)部農業(yè)設施結構工程重點實驗室,北京100125;.河北省永清縣金天馬塑料材料包裝廠,廊坊065669;.中國土木工程集團有限公司,北京10008)

?

日光溫室聚苯乙烯型磚復合墻保溫蓄熱性能

李明1,2,周長吉1,2,丁小明1,2,魏曉明1,2,黃尚勇3,何衍萍4
(1.農業(yè)部規(guī)劃設計研究院設施農業(yè)研究所,北京100125;2.農業(yè)部農業(yè)設施結構工程重點實驗室,北京100125;3.河北省永清縣金天馬塑料材料包裝廠,廊坊065669;4.中國土木工程集團有限公司,北京100038)

摘要:為研究聚苯乙烯型磚復合墻的保溫蓄熱特性,對聚苯乙烯型磚復合墻日光溫室的室內外氣溫,后墻表面太陽輻射照度及其內部溫度進行了測試分析。聚苯乙烯型磚復合墻由24 cm填充混凝土聚苯乙烯型磚、45 cm填土和5 cm混凝土板復合而成。測試結果表明,聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度在陰天和晴天保溫被閉合期間分別較室內氣溫高(2.5±0.2)℃和(5.4±1.4)℃。該墻體在陰天和晴天的放熱區(qū)域分別為17 cm和30 cm,低于填土與混凝土板的厚度。填充混凝土聚苯乙烯型磚的熱阻達到了2.93 m2K/W,是當地日光溫室后墻低限熱阻的2倍。該結果表明聚苯乙烯型磚復合墻填土厚度及聚苯乙烯型磚熱阻可滿足墻體放熱及保溫的需求。另外,模擬結果表明,在同等室內外氣溫和墻體內表面太陽輻射的條件下,聚苯乙烯型磚復合墻在晴天和陰天保溫被閉合期間的內表面溫度與黏土磚夾心墻(24 cm黏土磚+10 cm聚苯板+24 cm黏土磚)相近。因此,聚苯乙烯型磚復合墻體保溫蓄熱性能良好,可用于取代黏土磚夾心墻。

關鍵詞:溫室;溫度;蓄熱;日光溫室;聚苯乙烯型磚;復合墻;保溫蓄熱

李明,周長吉,丁小明,魏曉明,黃尚勇,何衍萍.日光溫室聚苯乙烯型磚復合墻保溫蓄熱性能[J].農業(yè)工程學報,2016,32(01):200-205.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.028 http://www.tcsae.org

Li Ming, Zhou Changji, Ding Xiaoming, Wei Xiaoming, Huang Shangyong, He Yanping.Heat insulation and storage performances of polystyrene-brick composite wall in Chinese solar greenhouse[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(01): 200-205.(in Chinese with English abstract)doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.028 http://www.tcsae.org

0 引言

日光溫室墻體兼具保溫和蓄熱功能,可在夜間向室內供熱,使日光溫室室內氣溫保持較高水平[1-4]。根據計算,日光溫室墻體在夜間向室內釋放的熱量可使室內氣溫提高4~8℃[5]。因此,具有良好保溫蓄熱性能的墻體有助于維持較高的日光溫室室內氣溫,確保室內蔬菜安全越冬。

土墻是應用最為廣泛的日光溫室墻體類型之一,具有施工速度快,可就地取材,價格低廉等優(yōu)點[6-9]。但受夯土材料熱工特性的影響,只有達到一定厚度的土墻才具有保溫蓄熱性能[10-11]。中國應用較為廣泛的“壽光5代”日光溫室的土墻底部寬度就達到了3.5~4.5 m[12]。但另一方面,土墻厚度過大,不僅導致造墻所需土方較大,而且占地面積大,造成耕地層破壞嚴重,日光溫室土地利用效率低下等問題。以黏土磚和聚苯乙烯泡沫塑料板為主要材料的復合墻可替代厚土墻作為日光溫室墻體。該墻體具有厚度小,外形美觀等優(yōu)點[11,13]。根據佟國紅等研究,黏土磚復合墻的保溫性和蓄熱性均好于同熱惰性指標或同熱阻的土墻[14]。但是黏土磚的生產對環(huán)境污染嚴重,已被國家嚴格限制使用。

為解決土墻和黏土磚墻所存在的問題,在生產中出現了使用聚苯乙烯型磚建造的聚苯乙烯型磚復合墻[15]??紤]到理想的日光溫室墻體應由保溫隔熱層和蓄熱層復合而成[10],該墻體使用填充有混凝土的聚苯乙烯型磚作保溫隔熱層,使用填土作為蓄熱層。聚苯乙烯型磚由發(fā)泡聚苯乙烯制成,其上下、左右端面留有凹凸契口,施工時只需根據契口拼接即可,無需粘結砌筑。然后,在聚苯乙烯型磚的空腔內還可插入鋼筋并填充混凝土,形成鋼筋混凝土立柱,使后墻具有承重能力,日光溫室前屋面骨架可直接安放在后墻之上。因此,使用聚苯乙烯型磚砌筑墻體不但施工效率高,而且墻體保溫性能和承重性能較好。但目前還沒有針對該類墻體保溫蓄熱性能的研究報告。

本試驗的目的是對聚苯乙烯型磚復合墻的溫度進行測試,分析評價該墻體的保溫蓄熱性能,為優(yōu)化該墻體結構提供參考。

1 試驗方法

1.1測試溫室

測試溫室位于河北省廊坊市永清縣(116°35′E,39°18′N)。試驗溫室結構如圖1所示。該溫室座北朝南,長度和跨度分別為80 m和10 m,脊高4.5 m。保溫被由針刺氈與防水塑料薄膜復合而成。后屋面為10 cm厚聚苯板,其傾角為40°,水平地面投影為2.0 m。試驗溫室北墻結構為1 cm抹灰+24 cm填充混凝土聚苯乙烯型磚+45 cm填土+5 cm混凝土板(從外向內)。東西山墻為24 cm填充混凝土聚苯乙烯型磚。聚笨乙烯型磚內部為空心,兩側聚苯乙烯壁厚6 cm,中部空心寬度為12 cm。

圖1 測試溫室結構圖Fig.1 Schematic diagram of tested solar greenhouse

聚苯乙烯型磚復合墻日光溫室的測試時間為2013年12月20日—2014年1月30日。測試溫室在試驗期間用于栽培西葫蘆,采用滴灌進行灌溉。保溫被揭開和閉合時間分別為8:00和16:30。當白天室內溫度較高時,通過拉開前屋面后部的風口進行自然通風降溫。選擇典型陰天(2013年12月25日8:00—26日8:00)與典型晴天(2013 年12月28日8:00—29日8:00)所收集的數據進行分析。1.2測點布置

該溫室采用中置式卷被機卷放保溫被,為方便卷被機操作,日光溫室中部常年覆蓋有一條寬1.0 m的保溫被。為避免該保溫被陰影對測試的影響,選擇溫室中部偏東5 m處的截面布置測試儀器。所有儀器的水平高度距室外地面1.4 m。

測試復合墻填土及混凝土板的溫度采用T型熱電偶測量(測量范圍:-180~350℃;精度:±0.1℃)。熱電偶距復合墻內表面的距離分別為0、5、17、33和50 cm。使用數據采集儀(GL820,圖技株式會社,日本)記錄熱電偶所采集的數據。墻體內表面在日間所接受的太陽輻射照度采用垂直布置的太陽輻射記錄儀測量(QTS-4全天候光輻數據自記儀,河北邯鄲叢臺益盟電子有限公司;測量范圍:0~2000 W/m2;精度:±5%)。室內外氣溫采用溫濕度記錄儀測量(HOBO溫度/濕度數據記錄儀UX100-00,Onset Co.美國;精度:±0.2℃)。以上數據的記錄間隔時間均為10 min。1.3墻體內表面溫度模擬方法

為比較分析復合墻和常規(guī)黏土磚墻的保溫蓄熱性能,采用一維差分法對“24 cm黏土磚+10 cm聚苯板+24 cm黏土磚”復合墻(以下簡稱“黏土磚夾心墻”)的內表面溫度進行模擬。馬承偉等采用該方法對黏土磚空心墻內表面溫度進行了模擬,模擬結果與實測值有較好的一致性[16]。該墻體控制節(jié)點的劃分如圖2所示。

式(1)為黏土磚內部控制節(jié)點1、2、6和7的非穩(wěn)態(tài)傳熱差分方程。

圖2 黏土磚夾心墻節(jié)點劃分圖Fig.2 Nodes in clay-brick sandwich wall

式中ρb為黏土磚密度,kg/m3;cb為黏土磚比熱容,J/ (kg·℃);λb為黏土磚導熱系數,W/(m·℃);Ti,n為控制節(jié)點i(1、2、6和7)在第nΔτ時刻的溫度(n=0,1,2,3……),℃;Δτ為計算步長,取600 s;δxi為控制節(jié)點i與i+1之間的距離,取0.08 m;Δxi=[(δx)i-1/2+(δx)i/2]分別為控制節(jié)點i的控制區(qū)寬度,同樣取0.08 m。

式(2)為聚苯板內部控制節(jié)點4的非穩(wěn)態(tài)傳熱差分方程。

式中ρp為聚苯板密度,kg/m3;cp為聚苯板比熱容,J/ (kg·℃);λp為聚苯板導熱系數,W/(m·℃);T4,n為控制節(jié)點4在第n·Δτ時刻的溫度,℃;δx3和δx4分別為控制節(jié)點3與4,以及控制節(jié)點4與5之間的距離,均取0.05m;Δx4=[(δx)3/ 2+(δx)4/2],是控制節(jié)點4的控制區(qū)寬度,m。

式(3)和(4)為聚苯板和黏土磚交界處控制節(jié)點3和5的非穩(wěn)態(tài)傳熱差分方程。

式(5)和式(6)分別為復合墻體外表面節(jié)點0和內表面節(jié)點8的非穩(wěn)態(tài)傳熱差分方程。

式中Δx0=δx0/2;Δx8=(δx)7/2;hin和hout分別為墻體內表面和外表面的傳熱系數,W/(m2·℃);Tin和Tout為室內外氣溫,℃;Sn為墻體內表面所截獲的太陽輻射照度,W/m2;α為墻體內側表面的太陽輻射吸收系數。

上述模型中所涉及的材料熱工參數如表1所示。由于黏土磚表面為紅褐色,根據《民用建筑設計規(guī)范》(GB50716-1993),黏土磚夾心墻內表面的太陽輻射吸收系數(α)取0.75[17]。

表1 黏土磚夾心墻材料熱工參數[17]Table 1 Thermal parameters of material used in clay-brick sandwich wall

2 結果與討論

2.1室外氣溫與墻體內表面太陽輻射照度

聚苯乙烯型磚復合墻日光溫室的室外氣溫和墻體內表面所接受的太陽輻射照度如圖3所示。在12月25日08:00(陰天),即保溫被揭開時刻,室外氣溫為-10.5℃。此后,室外氣溫逐漸先升高后降低,中間出現2次較大的波動。該期間室外氣溫最高值為1.4℃,出現在14:00。在夜間(保溫被閉合期間16:30-8:00),室外氣溫為(-5.3± 2.9)℃,其最小值為-11.4℃,出現在26日05:40。聚苯乙烯型磚復合墻內表面在日間(保溫被揭開期間8:00-16:30)所接受的太陽輻射照度受室外云層的影響有較大波動,最大值為123.3 W/m2。該期間內墻體內表面所接受的太陽輻射量為1.8 MJ/m2。

在12月28日(晴天),保溫被揭開時段的室外氣溫為-6.7℃。隨后室外氣溫逐漸升高。在14:40達到最大值,1.2℃。此后,室外氣溫呈下降趨勢。在保溫被閉合期間,室外氣溫為(-9.5±3.0)℃,其最低值為-13.7℃,出現在29日05:40。在日間(保溫被揭開期間),聚苯乙烯型磚復合墻內表面所接受的太陽輻射照度最大值為330.2 W/m2,該期間內所接受的太陽輻射總量為3.4M J/m2,是陰天的1.9倍。

圖3 室外空氣溫度與聚苯乙烯型磚復合墻內表面太陽輻射照度變化Fig.3 Variations of outdoor air temperature and solar irradiance on inner surface of polystyrene-brick composite wall

2.2墻體內表面溫度與室內氣溫

測試期間室內氣溫與聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度變化如圖4所示。在陰天,由于進入室內的太陽輻射照度較低,保溫被揭開后,室內氣溫和聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度分別出現2.3℃和1.1℃的小幅下降,然后逐漸升高。在保溫被揭開期間,室內氣溫的最高值為17.3℃,出現在13:10。隨后,室內氣溫逐漸降低。在保溫被閉合期間,室內氣溫先升高了約0.5℃。然后緩慢下降。該期間內,室內氣溫平均值為(9.8±1.1)℃,最低氣溫為8.0℃,室內外溫差為(15.1±2.0)℃。

晴天保溫被揭開之后,室內氣溫和聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度迅速升高。在11:00-14:00期間,受日光溫室通風的影響,室內氣溫在23.0~29.7℃之間波動。在14:00之后,室內氣溫隨時間逐漸下降。在保溫被閉合之后,室內氣溫先升高了0.5℃,然后逐漸下降。在該期間,室內氣溫平均值為(13.0±2.1)℃,最低氣溫為10.0℃,室內外溫差為(22.6±1.1)℃。

聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度在陰天的變化趨勢與室內氣溫相似,全天變化幅度為6.4℃。另外,聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度僅在25日11:00-14:20較室內氣溫低0~1.6℃,其它時間均高于室內氣溫。在保溫被閉合期間,聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度可較室內氣溫高(2.5±0.2)℃,表明聚苯乙烯型磚復合墻可在陰天向室內釋放熱量,但熱流密度僅為(22.2±1.9)W/m2,(假設墻體內表面換熱系數為8.7 W/(m2·K))。

晴天聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度僅在9:00-11:00較室內氣溫低0.6~2.7℃。在11:00-16:30,聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度較室內氣溫高(6.9±2.4)℃,表明墻體在保溫被未閉合之前就向室內釋放熱量。在保溫被閉合之后,聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度較室內氣溫高(5.4± 1.4)℃,則墻體向室內釋放熱量的熱流密度達到了(46.8± 12.2)W/m2(假設墻體內表面換熱系數為8.7 W/(m2·K)),是陰天的2.1倍。

為比較聚苯乙烯型磚復合墻和黏土磚夾心墻的儲放熱性能,利用2013年12月25日08:00-26日08:00與12月28日08:00-29日08:00期間所測量的室內外氣溫和墻面太陽輻射照度計算了黏土磚夾心墻內表面溫度,結果如圖4所示。根據《民用建筑熱工設計規(guī)范》(GB50176-93),黏土磚和混凝土板的太陽輻射吸收系數分別為0.75和0.70。因此,無論在陰天和晴天,保溫被揭開期間的黏土磚夾心墻內表面溫度均高于聚苯乙烯型磚復合墻。但是在夜間,上述2種墻體的內表面溫度之差最大不超過0.3℃。根據上述結果,可認為聚苯乙烯型磚復合墻在夜間的放熱性能與黏土磚夾心墻相近。在實際中,砂漿很難充滿黏土磚夾心墻砌塊之間的空隙,造成墻體封閉性能下降。而且墻體中間的聚苯板與兩側黏土磚接觸不緊密,會進一步影響墻體的保溫性能[18-19]。因此,實際中黏土磚夾心墻的放熱性能可能會低于模擬結果。綜合考慮上述因素,可認為聚苯乙烯型磚復合墻具有較強的放熱性能,可用于替代黏土磚夾心墻。

試驗期間未遇到連續(xù)陰天,無法準確判斷聚苯乙烯型磚復合墻日光溫室能否安全渡過冬季的連續(xù)陰天。考慮到日光溫室墻體在夜間損失的熱量主要通過在晴天白天吸收的熱量來補償??赏茢嘣谶B續(xù)陰天中,日光溫室墻體會因為缺少光照而使其向室內釋放的熱量無法得到補充,進而使得向室內釋放熱量的逐漸減少,甚至不再向室內釋放熱量。針對聚笨乙烯型磚復合墻,僅填充混凝土聚苯乙烯型磚的熱阻即相當于3.34m厚土墻,具有較好的保溫隔熱效果,可有效防止日光溫室室內熱量在連陰天向室外喪失。

圖4 室內氣溫,聚苯乙烯型磚復合墻與黏土磚夾心墻內表面溫度變化Fig.4 Variationsofindoorairtemperature,innersurfacetemperatures of polystyrene-brick composite wall and clay-brick sandwich wall

2.3聚苯乙烯型磚復合墻放熱范圍分析

聚苯乙烯型磚復合墻混凝土板及填土的溫度變化如圖5所示。在陰天08:00—11:00,墻體33 cm處溫度最高。此后,隨著0 cm處(墻體內表面)溫度的升高,0 cm處溫度高于其它測點。根據傳熱學定律,當墻體內表面溫度高于室內氣溫時,墻體即向室內釋放熱熱量。本試驗中,墻體自11:20起就開始向室內放熱。從16:00開始,墻體最高溫度開始向墻體內部轉移。自0:20起,33 cm處墻體溫度高于其它測點。在晴天,由于進入室內的太陽輻射照度較高。自09:00起,墻體最高溫度即由17 cm處轉移到0 cm處。但由于墻體自11:00就開始向室內放熱。在16:30以后,墻體最高溫度開始向內部轉移。在20:30-次日08:00,墻體最高溫度位于17 cm處。

根據上述分析,可發(fā)現聚苯乙烯型磚復合墻在陰天和晴天的放熱區(qū)域分別為33 cm和17 cm。在陰天,由于室內太陽輻射照度較小,墻體儲熱量小,而放熱時間長,導致墻體內部的熱量在夜間向室內釋放。而在晴天,由于室內太陽輻射照度大,0~17 cm墻體儲熱量基本可滿足墻體夜間放熱需求,成為該期間的主要放熱區(qū)域。因此,該墻體在陰天的放熱區(qū)域較晴天大。綜合上述分析,考慮到墻體填土和混凝土板均可儲存和釋放熱量,且二者厚度大于33 cm,可認為測試條件下聚苯乙烯型磚復合墻的填土厚度足夠,可滿足墻體放熱要求。

圖5 聚苯乙烯型磚復合墻距內表面0、5、17、33和50 cm處溫度變化Fig.5 Temperatures variations in polystyrene-brick composite wall at distances of 0, 5, 17, 33 and 50 cm to inner surface

2.4聚苯乙烯型磚復合墻保溫性能

理想的日光溫室墻體應由蓄熱層和保溫層復合而成,其中保溫層由導熱系數小的材料建成,具有一定的熱阻,主要用于減少墻體流向室外的熱量。管勇等運用EnergyPlus軟件分析得出北京和沈陽地區(qū)聚苯乙烯發(fā)泡塑料保溫層的合理厚度分別為5 cm和7 cm[20]。本試驗溫室聚苯乙烯型磚復合墻中填充混凝土聚笨乙烯型磚的熱阻約為2.93 m2K/W,相當于12.3 cm的聚苯乙烯泡沫塑料板,超過了沈陽和北京的聚苯乙烯發(fā)泡塑料保溫層厚度。另外,本試驗日光溫室所在地廊坊市的冬季室外計算溫度可取-12℃,按周長吉所提出的日光溫室后墻的低限熱阻[21],該地區(qū)日光溫室墻體的熱阻應不低于1.4 m2K/W。本試驗日光溫室聚苯乙烯型磚復合墻僅填充混凝土聚苯乙烯型磚的熱阻即為該地區(qū)日光溫室墻體低限熱阻的2倍。因此該墻體保溫層熱阻及厚度滿足相關要求,可以有效減少熱量從墻體內部向室外流失。

3 結論

本文對聚苯乙烯型磚復合墻的保溫蓄熱性能進行了測試分析,可得出以下結論:

1)在冬季陰天和晴天保溫被閉合期間,聚苯乙烯型磚復合墻內表面溫度較室內氣溫分別高(2.5±0.2)℃和(5.4± 1.4)℃,可向室內釋放熱量,有利于保持較高的室內氣溫。

2)在相同的室內外氣溫和墻體內表面太陽輻射照度的條件下,聚苯乙烯型磚復合墻體與黏土磚夾心墻內表面溫度之差最大不超過0.3℃,兩墻體保溫蓄熱性能相近,聚苯乙烯型磚復合墻可用于替代黏土磚夾心墻。

3)聚苯乙烯型磚復合墻在陰天和晴天的放熱區(qū)域分別為17 cm和33 cm,其儲熱范圍低于聚苯乙烯型磚復合墻的填土及混凝土板厚度。因此,試驗聚苯乙烯型磚復合墻的結構可滿足墻體儲放熱的需求;

4)聚苯乙烯型磚復合墻中填充混凝土聚苯乙烯型磚的熱阻達到了2.93 m2K/W,是日光溫室所在地墻體低限熱阻的2倍。因此,該墻體具有較好的保溫性能,可滿足日光溫室墻體的保溫要求。

[參考文獻]

[1]馬承偉,卜云龍,籍秀紅,等.日光溫室墻體夜間放熱量計算與保溫蓄熱性評價方法的研究[J].上海交通大學學報:農業(yè)科學版,2008,26(5):411-415.Ma Chenwei, Bu Yunlong, Ji Xiuhong, et al.Method for calculation of heat release at night and evaluation for performance of heat Preservation of wall in solar greenhouse[J].Journal of Shanghai Jiaotong University:Agriculture Sciences, 2008, 26(5): 411-415.(in Chinese with English abstract)

[2] Yamaguchi T, Kuroyanagi T, Chen Q.Studies on thermal environment of the sunlight greenhouse(Part 1): Basic experiment to analyze thermal environment of the sunlight greenhouse[J].Journal of Society of High Technology in Agriculture, 2003, 34(1): 31-37.

[3]溫祥珍,李亞靈.日光溫室磚混結構墻體內冬春季溫度狀況[J].山西農業(yè)大學學報:自然科學版, 2009, 29(6):525-528.Wen Xiangzhen, Li Yaling.Analysis of temperature within north composite wall of solar greenhouse [J].Journal of Shanxi Agricultural University:Natural Sciences Edition, 2009, 29(6): 525-528.(in Chinese with English abstract)

[4]李建設,白青,張亞紅.日光溫室墻體與地面吸放熱量測定分析[J].農業(yè)工程學報,2010,26(4):231-236.Li Jianshe, Bai Qing, Zhang Yahong.Analysis on measurement of heat absorption and release of wall and ground in solar greenhouse[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE), 2010, 26 (4): 231-236.(in Chinese with English abstract)

[5]馬承偉,徐凡,趙淑梅,等.日光溫室熱環(huán)境分析及設計方法[C]//楊其長.第二屆中國·壽光國際設施園藝高層學術論壇論文集.北京:中國農業(yè)科學技術出版社, 2011:70-79.

[6]陳青云.日光溫室的實踐與理論[J].上海交通大學學報:農業(yè)科學版,2008,26(5):343-447.Chen Qingyun.Progress of practice and theory in sunlight greenhouse[J].JournalofShanghaiJiaotongUniversity:Agriculture Sciences, 2008, 26(5): 343-447.(in Chinese with English abstract)

[7]王華民,楊孟,葛同江.日光溫室墻體機械干打壘技術[J].農業(yè)科技,2009(1):12.

[8]劉建,周長吉.日光溫室結構優(yōu)化的研究進展與發(fā)展方向[J].內蒙古農業(yè)大學學報,2007,28(3):264-268.Liu Jian, Zhou Changji.The present and development of sunlight greenhouse structure optimization[J].Journal of Inner Mongolia Agricultural University, 2007, 28(3): 264-268.(in Chinese with English abstract)

[9]張紀濤,林琭,閆萬麗,等.山西省日光溫室結構問題的調查研究[J].中國蔬菜,2013(4):90-94.Zhang Jitao, Lin Lu, Yan Wanli, et al.Investigation of the solar greenhouse structures in Shanxi Province[J].Chinese Vegetables, 2013(4): 90-94.(in Chinese with English abstract)

[10]陳端生,鄭海山,劉步洲.日光溫室氣象環(huán)境綜合研究:I.墻體,覆蓋物熱效應研究初報[J].農業(yè)工程學報,1990, 6(2):77-81.Chen Duansheng, Zheng Hanshan, Liu Buzhou.Comprehensive study on the meteorological environment of the sunlight greenhouse-I: preliminary study on the thermal effect of the wall body and covering materials [J].Transactions of The Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE), 1990, 6(2): 77-81.(in Chinese with English abstract)

[11]蔣程瑤,程燕飛,徐文勇,等.山東省日光溫室建設使用情況調查[J].農機化研究,2011(7):28-33.Jiang Chenyao, Chen Yanfei, Xu Wenyong, et al.Investigation of the construction and operation of solar greenhouse in Shandong province[J].Journal of Agricultural Mechanization Research, 2011(7): 28-33.(in Chinese with English abstract)

[12]丁小明,周長吉,魏曉明.下沉式機打土墻結構的日光溫室性能與適應性分析[C]//楊其長,KOZAI T,BOT J P A.設施園藝創(chuàng)新與進展—2011第二屆中國·壽光國際設施園藝高層學術論壇論文集.北京:中國農業(yè)科學技術出版社,2011:100-107.

[13]柴立龍,馬承偉,籍秀紅,等.北京地區(qū)日光溫室節(jié)能材料使用現狀及性能分析[J].農機化研究,2007(8):17-21.Chai Lilong, Ma Chenwei, Ji Xiuhong, et al.Present situation and the performance analysis of the energy-saving material in solar greenhouse of beijing region[J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2007(8):17-21.(in Chinesewith English abstract)

[14]佟國紅,白義奎,趙榮飛,等.日光溫室復合墻與土墻熱性能對比分析[J].沈陽農業(yè)大學學報,2011,42(6):718-722.Tong Guohong, Bai Yikui, Zhao Rongfei, et al.Thermal property investigations for layered walls and earth ealls in Chinese solar greenhouses[J].Journal of Shenyang Agricultural university, 2011, 42(6): 718-722.(in Chinese with English abstract)

[15]周長吉.日光溫室墻體“變形記”[N].中國花卉報,2013-02-03(004).

[16]馬承偉,陸海,李睿,等.日光溫室墻體傳熱的一維差分模型與數值模擬[J].農業(yè)工程學報, 2010, 26(6):231-237.Ma Chengwei, Lu Hai, Li Rui, et al.One-dimensional finite difference model and numerical simulation for heat transfer of wall in Chinese solar greenhouse[J].Transactions of The Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE), 2010, 26(6): 231-237.(in Chinese with English abstract)

[17] GB50716-1993,民用建筑熱工設計規(guī)范[S].

[18]白義奎,王鐵良,姜傳軍,等.外墻聚苯板復合墻體在日光溫室中的應用[J].建筑節(jié)能, 2002, 30(1): 27-29.

[19]張澤平,李珠,董彥莉.建筑保溫節(jié)能墻體的發(fā)展現狀與展望[J].工程力學, 2007, 24(增刊II): 121-128.Zhang Zeping, Li Zhu, Dong Yanli.Development and prospects of heat preserving and energy conservation wall system buildings [J].Engineering Mechanics, 2007, 24(Supp.II): 121-128.(in Chinese with English abstract)

[20]管勇,陳超,馬彩雯,等.日光溫室墻體保溫層最佳厚度的確定[J].新疆農業(yè)科學,2015,52(3):542-550.Guan Yong, Chen Chao, Ma Caiwen.Determination of optimum insulation thickness for solar greenhouse wall[J].Xinjiang Agricultural Science, 2015, 52(3): 542-550.(in Chinese with English abstract)

[21]周長吉.日光溫室熱工設計原則[J].農村實用工程技術,1994 (5):9.

Heat insulation and storage performances of polystyrene-brick composite wall in Chinese solar greenhouse

Li Ming1,2, Zhou Changji1,2, Ding Xiaoming1,2, Wei Xiaoming1,2, Huang Shangyong3, He Yanping4
(1.Institute of Facility Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Engineering, Beijing 100125, China; 2.Key Laboratory of Farm Building in Structure and Construction, Ministry of Agriculture, Beijing 100125, China; 3.Jintianma Plastic Package Material Co., Langfang 065669, China; 4.China Civil Engineering Construction Corporation, Beijing 100038, China)

Abstract:In this study, a polystyrene-brick composite wall, which is composited with the polystyrene-brick filled with concrete, soil and concrete board, was developed to be the north wall of the Chinese solar greenhouse(hereafter referred to as “solar greenhouse”).The purpose of this study is to investigate the heat insulation and storage performances of the polystyrene-brick composite wall and to analyze the feasibility of substituting for the clay-brick sandwich wall.The tested solar greenhouse was located in Yongqing county, Langfang city, Hebei province(116°35′E, 39°18′N).It was 80 m long and 10 m wide.The north wall was the polystyrene-brick composite wall composited with 24cm polystyrene-brick filled with concrete, 45 cm soil and 5 cm concrete board in the direction from exterior to interior.The polystyrene-brick, which was made with polystyrene, was 24 cm wide with a 12 cm-wide cavity.The test period was from Dec.20, 2013 to Jan.30, 2014.During the period, the tested solar greenhouse was used to growing zucchini and employed drop irrigation.The heat insulation sheet was rolled up and down at 8:00 and 16:30, respectively.The wind vent would be open if the indoor air temperature was high during daytime.The indoor and outdoor air temperatures, solar irradiating on the inner surface of the wall, the inner surface temperature and soil temperature in the wall were measured.The data collected in a typical cloudy day(from Dec.25, 2013, 8:00 to Dec.26, 2013, 8:00)and a typical sunny day(from Dec.28, 2013 8:00 to Dec.29, 2013, 8:00)were used to analyze the heat performances of the polystyrene-brick wall.Then, the inner surface temperature of a clay-brick sandwich wall, which was composited with 24 cm clay-brick, 10 cm polystyrene board and 24 cm clay-brick, was simulated with one-dimension differential model to analyze the feasibility of substituting for the clay-brick sandwich wall.During the period when the solar greenhouse was covered with heat insulation sheet, the inner surface temperature of the polystyrene-brick composite wall was (2.5±0.2)℃and(5.4±1.4)℃higher than the indoor air temperature in the cloudy day and the sunny day, respectively.It is indicated that the heat released by the wall into the solar greenhouse during the nighttime of the sunny day was 2.1 times than that during the nighttime of the cloudy day.As a result, the indoor air temperatures in the nights of cloudy day and sunny day could be maintained at(9.8±1.1)℃and(13.0±2.1)℃, which were(15.1±2.0)℃and(22.6±1.1)℃than the outdoor air temperature , respectively.The results meant that the solar greenhouse can meet the requirement of most crops.According to the simulated and measured results, the differences in the inner surface temperature between the clay-brick sandwich wall and the polystyrene-brick composite wall were less than 0.3℃.On the other hand, the heat release region of the polystyrenebrick composite wall in the cloudy day and sunny day was 17 cm and 33 cm, respectively, and both were smaller than the thickness of soil and concrete board.It is indicated that the thickness of soil and concrete was large enough for storing heat in the daytime.Besides, the heat resistance of the polystyrene-brick filled with concrete was estimated as 2.93 m2K/W.It was two times of the lowest heat resistance of the wall in local solar greenhouse.Thus the heat resistance of the polystyrene-brick composite wall was large enough to prevent heat in the soil from flowing to the outside.Finally, it is concluded that the polystyrene-brick composite wall is feasible to be the north wall of the solar greenhouse and feasible to substitute the polystyrene-brick composite wall for the clay-brick composite wall.

Keywords:greenhouses; temperature; heat storage; solar greenhouse; polystyrene-brick; composite wall; heat insulation and storage

作者簡介:李明,男,山西長治人,工程師,博士,從事設施園藝工程研究。北京農業(yè)部規(guī)劃設計研究院設施農業(yè)研究所,100125。Email:lognum@126.com

基金項目:863計劃資助課題(2013AA102407-3);公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201203002)

收稿日期:2015-09-07

修訂日期:2015-11-26

中圖分類號:S625.1

文獻標志碼:A

文章編號:1002-6819(2016)-01-0200-06

doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.028

猜你喜歡
復合墻日光溫室溫室
不同連接件預制帶肋復合墻板熱工性能分析
日光溫室番茄高產高效栽培技術
現代溫室羊肚菌栽培技術
蒼松溫室 蒼松灌溉
蒼松溫室 蒼松灌溉
帶肋預應力混凝土復合墻板的抗彎性能
框架-密肋復合墻結構的優(yōu)化設計
可以避免一個溫室化的地球嗎?
英語文摘(2019年2期)2019-03-30 01:48:28
北方冬季日光溫室番瓜高產栽培技術
現代園藝(2018年2期)2018-03-15 08:00:04
日光溫室盆栽迷你玫瑰栽培技術
現代園藝(2017年22期)2018-01-19 05:06:54
丹凤县| 闻喜县| 宁德市| 建阳市| 南丰县| 寿阳县| 高雄县| 渝中区| 安仁县| 天台县| 双辽市| 塔城市| 邵东县| 手机| 封丘县| 云南省| 正定县| 新巴尔虎右旗| 安顺市| 阿巴嘎旗| 文昌市| 舞阳县| 保靖县| 镇远县| 沐川县| 许昌市| 招远市| 榆社县| 普兰县| 遂昌县| 丰宁| 比如县| 清丰县| 武定县| 寿光市| 敦煌市| 文水县| 宜阳县| 富民县| 屯门区| 台北市|