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序言日光温室是我国重要的作物栽培设施，其建造和运行成本低，合乎我国国情，适合中国经济发展的需要，而且伴随着能源的短缺，日光温室将成为今后我国大面积温室园艺产业发展的必然选择。
但由于对日光温室光温性能和结构强度设计等方面的研究还不成熟，大量农民建造日光温室缺乏科学的理论指导，导致日光温室在生产应用中达不到节能、高效、高产的理想效果,甚至事故频发。
另外随着我国设施园艺现代化进程的推进与发展，其他行业的各种新技术、新材料也越来越广泛的应用于这一领域。
所以，优化结构设计与新材料的开发的与应用，已经成为了继续推进日光温室发展的时代所迫。
一.日光温室结构优化日光温室结构优化首先应该满足可靠性准则，即安全性、适用性和耐久性。
日光温室结构优化的内容是确定合理的几何尺寸，使其在特定建设条件下能满足种植作物生长的温光要求，同时在满足结构安全性准则的基础上达到结构用材最省。
过去20多年，我国在日光温室结构优化的研究中取得了很大成绩，但就目前日光温室的应用现状和研究水平看，要进一步规范日光温室建设，提高其经济性能，下列问题有待研究解决。
(1)科学合理的设计荷载温室结构设计荷载规范中针对日光温室很多参数的取值方法不太明确，缺少针对性，如风荷载体型系数、坡屋面积雪分布系数等没有具体明确的规定。
此外，日光温室的保温被荷载取值及其在卷放保温被过程中荷载的变化、日光温室内保温材料的设计荷载等在设计规范中都没有具体规定。
所以在温室结构设荷载规范的基础上，研究针对日光温室的荷载取值和不利荷载组合是日光温室结构优化首要解决的问题。
(2)日光温室桁架结构的优化目前日光温室普遍采用桁架结构，但很少有基于日光温室的采光条件和室内作物生长模型对日光温室的桁架结构进行优化。
对这种结构现有的设计方法还停留在根据经验首先确定桁架的结构参数(如桁架的高度，腹杆的分布)，然后再对结构进行受力校核。
(3)大型日光温室的合理几何尺寸目前很多地区都出现了大型日光温室，但都处于探索阶段，如何确定大型日光温室的合理尺寸，使之达到光热环境合理，又节约土地的目的，是目前大型日光温室需要急迫研究的问题。
北方日光温室屋面保温材料应用的分析摘要：通过列举6种日光温室常用的屋面保温材料，从其保温性能和经济性方面入手，分析了日光温室不仅要在墙体材料方面进行改革，更要注重屋面保温材料的应用，以降低日光温室的能源消耗，提高生产效率。
关键词：北方日光温室屋面保温应用的分析1、日光温室的发展概况及特性近年来，设施园艺的快发展解决了我国北方地区冬季新鲜蔬菜供应的难题，目前冬季蔬菜90％以上都由设施园艺生产，极大的丰富了人民生活。
在我国各种园艺设施形式中，日光温室由于设备简单，造价低，生产效益高，在我国北方地区得到了广泛的应用。
日光温室在各种形式的园艺设施中，占了很大的比重，起着至关重要的作用，并且呈现良好的发展态势。
所以，如何进一步提高日光温室性能，是我国设施园艺工程界普遍研究的重要方向。
保温墙体结构、材料的创新和性能优良的屋面保温覆盖材料是日光温室实现优良节能保温性的重要因素。
目前，在实际生产中所使用的屋面保温覆盖材料种类非常多，了解其使用现状和对其做出科学的评价，有利于优良材料的选择以及新材料的开发，是一项迫切需要开展的工作。
由此，笔者对我国北方地区日光温室屋面保温覆盖材料进行了调研。
2、日光温室屋面保温材料的应用一般情况下，保温覆盖材料是日光温室冬季夜间给温室建筑进行保暖的。
由于其只是应用于夜间保暖，所以可以不需考虑其白天的蓄热能力，主要对其总热阻的大小进行考察。
同时，在实际应用中，也要充分考虑保温覆盖材料的抗老化性能、防水性能及其经济性等综合因素。
2.1稻草帘稻草帘是相对价格比较便宜且容易获得的保温材料，每平方米仅约为1－2元。
稻草帘在干燥状态下具有良好的保温性能，曾经是我国北方地区日光温室使用最广泛的冬季保温覆盖材料。
但是，它也具有较多的缺点。
例如，个体制作的稻草帘存在防水性能差、质量不均匀、耐使用性能差以及会严重污染薄膜等缺点，致使出现保温性能下降、薄膜透光率不足以及增加劳动强度等问题。
所以，这种保温材料的发展前景并不乐观，研发其他的保温覆盖材料将是发展趋势。
温室覆盖材料研究的综述论文题目：温室覆盖材料研究的综述学院：XXXXX专业年级：XXXXXXXXXXXX 学号：XXX姓名：XXXXXXX2009 年11月摘要：自从设施温室在我国诞生，便得到突飞猛进的发展，温室覆盖材料也经历了重大的变化和改进，针对我国温室外保温覆盖材料不能满足集约化，规模化的要求等问题，寻找一种适合中国现代化温室的覆盖材料变得很迫切。
综述了覆盖材料从引进到现在在国内的发展状况，并指出在使用过程中的存在的局限性以及今后研究的重点和方向，展望温室覆盖材料的应用前景，这对于调节室内作物生长环境，实现作物优质、高产、高效，走集约化农业生产方式的道路有着重大意义。
关键词：温室；覆盖材料；保温；发展方向温室是一种生产性建筑，保暖要求相对民用建筑高许多。
作物生长是温、光、水、气、肥等诸多环境因子综台作用的反映。
温室覆盖盖材料将作物与外界环境隔离。
使作物处于一个相对封闭的更适于生长的可控环境条件之中通过覆盖材料使作物生长的室内环境与外界环境之间不断避行着能量(光、热)和物质(水、气、肥等)的流动与交换,两者相互影响、相互作用。
因此选择覆盖材料是整栋温室中最重要的部件之一。
其特性直接影响着作物的生长。
要保正室内作物正常生长，就必须使供暖系统保证温室在室外设计温度下室内所需要的温度，做到这一点，保持室内热量平衡时必须的[1]。
任何一种温室覆盖材料都不可能是完美的，每种覆盖材料都以其独特的特性影响温室内气候条件，而温室内气候条件决定着植物的最终生产表现和产出[2]。
温室覆盖材料依其功能主要分为保温采光材料、内覆盖材料和外覆盖材料三大部分。
评价现代保温采光材料的优劣主要有保温性、透光性能、力学性能、耐久性能、防雾滴性和低成本等6大标准，其中保温性为首要指标，关系到温室温光效应和生产效益。
1 我国温室覆盖材料的研究现状在我国，日光温室的外保温覆盖材料是研究的重点，华北等典型大陆性气候地区日光温室冬季生产必须进行夜间保温，传统上主要依靠覆盖草苫、纸被、毛毡等来实现。
第一作者简介:吴正景(1974-),男,河南濮阳人,博士,副教授,研究方向为设施园艺与园艺植物种质资源。
E -mail:wzjhaust @ 。
基金项目:河南科技大学博士科研基金资助项目(09001216)。
收稿日期:2010-05-28日光温室保温节能技术应用与研究进展吴正景,张菊平,王少先(河南科技大学林学院园艺系,河南洛阳471003)摘 要:从日光温室的位置、类型、方位、前屋面、后屋面、墙体、温室内多层覆盖、防寒沟、廉价能源、节能设备的利用及栽培、操作管理方面分别介绍了我国日光温室保温节能技术的应用与研究进展。
关键词:日光温室;保温;节能中图分类号:S 625 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2010)16-0071-04设施园艺是一种高投入、高耗能、高效益的三高产业。
如加温温室每生产10kg 黄瓜需消耗5L 石油,能源消耗占温室作物生产总费用的15%~40%[1]。
目前,由于全世界范围的能源危机的影响,各国均把节能技术放在首位[2]。
我国发展的三面围墙并注重外覆盖保温的日光温室,是一种高效节能园艺设施的典型代表。
早在20世纪30年代,辽宁南部和北京地区开始在冬季利用不进行人工加温的日光温室生产耐寒蔬菜。
80年代中期始,在原有基础上又全面改进,尤其是各项节能保温技术、材料的应用,使得在我国北纬32b ~41b ,乃至43b 的寒冷地区,在完全不加热或有及少量加热的温室内,实现了严冬季节生产喜温果菜的突破,推出了/高效节能型日光温室[3-4]。
现从温室位置、类型、方位、结构、材料、管理、作物等多方面,综合各地日光温室保温节能技术研究及应用情况,介绍如下。
1 日光温室的位置、类型、方位的保温节能为了进一步适应保温节能需要,在普通日光温室的基础上,发展出了许多新形式,如半地下式[5-6]、地坑式[7-8]、联体式、山麓式[5]、斜地式[6]、连栋式等,均比普通型日光温室有较好的保温节能性能。
周博士考察拾零（三十五）温室室内遮阳保温幕的收拢与密封方法作者：周长吉来源：《农业工程技术·温室园艺》2014年第07期温室的室内遮阳保温幕既具有白天降低室内光照强度、降低空气温度的作用，还具有夜间降低室内加温空间、增强温室保温能力的功能，因此，不论是南方地区还是北方地区建造温室，室内遮阳保温幕几乎成为了温室设备的基本配置。
但如何安装才能使室内遮阳保温幕的遮阳和保温效果都得到最大限度发挥，不同的温室企业的做法却有相当大的差异。
本次在台湾考察，感受颇深的就是当地对温室室内遮阳保温幕安装方法及其所获得的效果。
这里介绍给大家，供业界同仁们学习和鉴赏。
遮阳幕收拢后的体积遮阳幕展开时要求平整严密，而在收拢后则要求尽量缩小体积，以缩小室内阴影带，减少对室内种植作物的局部和长期的遮光。
大陆大部分的温室安装企业基本都能做到展开时保持平整，但收拢后如何使其占用空间最小，却是共同面临的问题。
图1给出了两张照片分别显示了大陆和台湾地区两个温室中遮阳网收拢时的状况1 。
由图可明显地看出，两者收拢后占用空间的差异。
究其原因主要是大陆的遮阳幕采用了平铺推拉的方式，而台湾的企业则采用了吊挂推拉的方式。
吊挂推拉有专门的幕布，也可以用常规的幕布通过折叠吊挂安装，只是后者安装比较费工，但安装的效果却毋容置疑。
为尽可能少地缩小幕布收拢后的体积，提高温室内作物的光照总量和光照均匀度，在有条件的情况下，建议温室安装企业尽量采用吊挂推拉的方式安装室内遮阳保温幕。
保温幕端部的密封俗话说“针大的孔，斗大的风”，这句话很通俗地说明了密封的严密程度对保温效果的影响。
对此，大陆很多温室企业没有引起足够的重视，或者既使注意到了，也没有完全做到位。
如图2所示，我国大部分温室的室内遮阳保温幕山墙端不设密封兜，有的温室虽然设置了密封兜，但密封兜设置在山墙立柱的内侧，立柱与墙面覆盖材料之间仍然存留很大的空隙（图2b）。
这种密封上的不严密，将直接造成温室冬季加温负荷的增加。
关于日光温室墙体建造与保温效果的几项研究！关于日光温室墙体建造与保温效果的几项研究温室墙体国内外研究现状日光温室作为具有中国特色的保护地生产设施，是在中国经济体制下产生，其他国家极少，也称“中国温室”。
欧美国家的温室单栋规模较大，墙体的面积比例极小，作用微弱，使得他们对于光照的重视程度远远超过墙体，大多温室设计成全光照温室，近年来国外对于温室墙体的研究较少。
日光温室的特点很大程度上表现在具有后墙、山墙和后屋顶等保温结构，白天由太阳光能转化成的热储蓄在墙体结构中，晚上墙体又变成发热体，向室内缓慢释放热量，因此，与发达国家的加温温室相比称之为“节能温室”。
节能温室的节能效果与墙体结构的保温性具有密切的关系，墙体的研究对于日光温室节能来说具有现实意义和重要价值。
国内学者在温室墙体的建筑材料、墙体结构（或者复合墙体）、墙体厚度等方面对温室墙体的性能进行了详细研究，大多研究认为，复合异质墙体温室内的夜间温度比单一材料墙体温室夜间温度高；复合墙体以内侧砖墙起加固和蓄热作用，外侧土墙或聚苯板等无机复合材料起隔热保温作用；以聚苯板为保温夹层的复合墙体具有很好的保温性能；单独用土墙做后墙，随着厚度的增加，保温性增加，但是超过1m，厚度增加而温度不再变化；复合墙体在实际中多采用50cm的厚度，并以保温隔热材料夹心。
近年的研究表明，在不用加大砖墙厚度的情况下涂抹相变蓄热材料后，墙体可获得较大的蓄热能力。
对于墙体的厚度，大多研究认为50~70cm较为合适。
但是近些年来，多地大力推广下凹式温室，温室后墙由推土机推成7~8m厚，对于如此厚的墙体，许多专家提出质疑，因为这不仅浪费土地，破坏耕作层，而且雨季积水危及设施安全，冬季存在窝风区域，诱发病害等。
墙体作为日光温室的建设基础和热介质（贮热、隔热），构成中国温室的特色，由于温室建筑费用昂贵、温室墙体温度测试困难等问题，使得墙体的研究受到许多限制。
陈端生、亢树华、张真和、佟国红等采用理论计算的方法，研究了不同材料墙体对室外温度扰量的衰减、向室外的放热量以及保温效果等。
周博士考察拾零（七十三）一种日光温室结构改造方案周长吉【摘要】近30年来，中国日光温室技术迅猛发展，各地创造了很多规格的日光温室结构，性能不断提升，面积不断扩大，呈现出欣欣向荣的发展势头，不仅从生产功能上解决了中国北方地区冬季蔬菜的供应问题，而且从技术上也得到了国际学术界的认可，并吸引了很多外国学者参与研究中国的日光温室。
【期刊名称】《农业工程技术》【年(卷),期】2017(037)028【总页数】5页(P54-58)【关键词】日光温室结构改造方案中国北方地区博士温室技术国际学术界冬季蔬菜生产功能【作者】周长吉【作者单位】农业部规划设计研究院,农业部农业设施结构工程重点实验室,北京100125【正文语种】中文【中图分类】S641.304近30年来，中国日光温室技术迅猛发展，各地创造了很多规格的日光温室结构，性能不断提升，面积不断扩大，呈现出欣欣向荣的发展势头，不仅从生产功能上解决了中国北方地区冬季蔬菜的供应问题，而且从技术上也得到了国际学术界的认可，并吸引了很多外国学者参与研究中国的日光温室。
在新技术不断更新的背景下，早期建设的老旧温室改造和性能提升已成为社会重点关注的问题。
由于老旧温室存量大，不同时期、地区建设日光温室的性能差异也较大，如何用最小的投入改造温室使其获得更好的性能，这其中不仅有工程界面临的问题，更有科研领域需要攻克的难题。
在这方面，北京市已经开始了探索性的实践。
2017年5月30日，北京市农业局蔬菜处王艺中处长给我发来了一组照片，说平谷区绿都林科技示范园正在施工改造日光温室，让我抽空去看看。
6月2日，我约了北京卧龙农林科技有限公司的李晓明先生一同前往位于北京市平谷区山东庄镇李辛庄村的绿都林科技示范园。
园区董事长任德忠先生热情接待了我们，并详细介绍了温室改造的方案，还带我们参观了正在施工的温室现场。
改造温室建设于2002年，距今正好15年。
园区共建设日光温室30栋，温室长70 m，室内净跨度9.0 m。
保温覆盖物对日光温室温度及黄瓜生长的影响陈之群;彭杏敏;冯宝军;吕建;高丽红【摘要】以黄瓜为材料,研究了3种不同保温覆盖物对日光温室内气温、地温以及越冬茬黄瓜的生长发育和产量的影响.结果表明,温室夜间最低温度以及夜间温度的降低幅度,都表现为加厚保温被的保温效果最好,其次是普通保温被+牛皮纸被,普通保温被的保温效果最差;加厚保温被覆盖的温室内,黄瓜株高、茎粗、根系等生长指标及产量都明显优于其他两个处理.综合分析经济效益和性价比两个指标,加厚保温被处理表现最优.【期刊名称】《中国蔬菜》【年(卷),期】2010(000)021【总页数】5页(P41-45)【关键词】日光温室;保温被;温度;黄瓜【作者】陈之群;彭杏敏;冯宝军;吕建;高丽红【作者单位】临沂师范学院生命科学学院,山东临沂,276000;中国农业大学农学与生物技术学院,北京,100193;北京市密云县农业技术推广站;北京市密云县农业技术推广站;中国农业大学农学与生物技术学院,北京,100193【正文语种】中文日光温室是具有中国特色的温室结构形式，具有造价低、保温性好、效益高等优点，因此在我国得到迅速发展 (周长吉和杨振声，2002)。
研究和发展日光温室产业，是有效提高我国国民生活水平、保持农业可持续发展的必然途径。
日光温室之所以能够于严冬季节安全越冬生产，与温室前屋面的夜间覆盖保温是分不开的 (乔正卫等，2008)。
外覆盖材料是构成日光温室的主要部件，影响温室的温度环境变化规律 (陈青云，2008)。
目前生产上使用的温室外覆盖材料主要有草苫、蒲席、保温被、纸被等。
草苫保温能力一般为5～6℃ (周新群等，1998)，但草苫具有质量不均、卷放费工费力、防水性差、污染薄膜而降低室内采光性能等缺点，新型替代保温材料的研发和推广成为生产中急需解决的问题 (董仁杰，1997;任艳芳等，2005)。
近年来，我国各地区陆续开发应用了一些日光温室新型保温材料，如复合型保温被、针刺毡保温被、泡沫保温被等。
1998年12月Trans actions of the CSAE Dec.1998日光温室外保温蜂窝结构覆盖材料的研究*周新群¹ 董仁杰 张淑敏 崔引安(中国农业大学)摘 要 总结了现行日光温室夜间使用的外保温覆盖材料种类,针对传统保温材料存在的问题,提出采用蜂窝塑膜作为日光温室的一种保温覆盖材料。
覆盖层总传热系数的理论计算表明,铝箔蜂窝结构(A HP S)覆盖层传热系数比无铝箔蜂窝结构(HPS)覆盖层下降35%～70%,并且铝箔朝上放置比铝箔朝下放置时传热系数小10%。
选用P E A HPS覆盖层可比相应的PV C A HPS覆盖层传热系数小10%～25%。
关键词 日光温室 保温覆盖材料 蜂窝塑膜1 国内日光温室保温覆盖材料的应用与发展目前为我国日光温室夜间的保温防寒仍主要依靠覆盖草苫、纸被、棉被等覆盖。
草苫是用稻草、蒲草、谷草、蒲草+芦苇以及其他的草等编制而成,它是一种传统意义上的多孔保温材料,其散热是通过固体介质的传导(稻草)和空气穴中的传导、对流以及辐射来实现的。
由于空气的低导热率,草苫的导热系数很小,保温效果好,可使温室夜间热耗减少60%,保温能力一般为5～6℃[1]。
尽管草苫等传统保温覆盖材料在我国北方地区日光温室的发展中起到过举足轻重的作用,但是,随着温室向集约化、规模化方向的发展,草苫保温中存在的笨重、雨雪侵蚀、易腐烂、污染薄膜等缺点日益突出,不能适应日益迫切的现代化大生产要求。
研制优良的温室夜间外覆盖材料是节能日光温室急需解决的一个重要课题[2]。
近几年来我国研制开发的日光温室新型外保温覆盖材料的基本结构有两大类:1)镀铝膜+微孔泡沫塑料(如发泡聚乙烯),利用微孔泡沫塑料的低导热系数和铝箔的高反射率低发射率性质作绝热材料[3]。
2)“保温棉毯”+防水布,“保温棉毯”是用旧棉布等材料经粉碎打浆后重新织成的,造价低,保温性较好。
新型透明保温材料T IM(Transparent Insulation M aterials)是指对太阳辐射有较高的透光率,而隔热性能优异的材料及其所组成的构件。
其中,蜂窝结构材料在国际上被广泛应用于太阳能集热器、太阳水池以及太阳房中[4～7]。
我国曾有研究者探讨了塑料蜂窝结构材料(蜂窝塑膜)作为日光温室覆膜材料[2,8]的应用问题,试验和计算表明,它能减少温室透光面的散热量,总热损系数比普通塑膜降低40%左右,但透光率约下降10%。
其综合效果是白收稿日期:1998-04-01 *国家自然科学基金资助项目(59776023) ¹周新群,博士,北京市清华东路17号 中国农业大学(东校区)214信箱,100083天室内气温比普通日光温室高5℃左右,有可能造成白天室内气温过高而影响作物的正常生长。
但现有结构的蜂窝塑膜夜间总热损仍较大,温室夜间仍需覆盖草苫保温。
其主要原因是:由于现有生产工艺和温室内采光要求的限制,蜂窝结构高度较小(<1cm ),对热辐射透过率较高(高1cm 的PE 蜂窝热辐射透过率约可达85%)[9],使室内外辐射换热量较大,总传热量也大。
因此,如果仅利用蜂窝塑膜抑制自然对流利于保温的特点,并以适当手段克服其热辐射透过率过高的缺点,则可以开发温室夜间保温材料。
2 蜂窝塑膜用于日光温室外保温覆盖针对草苫覆盖存在的主要问题,对新型外保温覆盖材料的要求有:保温性优于或相当于草苫;质地轻,卷放使用方便;防水,使用寿命较长;价格适宜;不损伤沾污薄膜。
在文献[2,8]对蜂窝塑膜用于温室保温覆膜探索的基础上,笔者提出用蜂窝塑膜+铝箔结构(Aluminized Ho neycomb Plastic Sheet,简称AHPS,如图1)替代草苫作为温室外覆盖材料的设想,利用蜂室小空间对空气自然对流的抑制作用和铝箔对热辐射的反射作用,达到减少覆盖层传热系数,增加保温性能的目的。
图1 A HPS 的结构示意F ig .1 D iag ram o f A HP S 图2 单面铝箔朝上蜂窝覆盖层传热途径Fig .2 Heat tr ansfer r ing thr oug h A HP S w ith up-single aluminium2.1 蜂窝结构覆盖层总传热系数的理论计算由于温室采光面是温室系统的主要散热面,采光屋面的总传热系数作为温室保温性能的参数有一定的参考价值。
以热箱系统[10]为研究对象,分析通过热箱顶面,即蜂窝结构覆盖层的传热途径,如图2(文中以铝箔朝上的蜂窝结构覆盖层为例),根据热量平衡定律,对蜂窝结构上、下表面建立热平衡关系式,得R 1+H i =QR 2+Q =R 3+H o (1)式中,H i 和H o 分别为箱内气体与覆盖层下表面的对流换热量以及箱外气体与覆盖层上表面的对流换热量;R 1为箱内壁面与覆盖层下表面之间的辐射换热量;因为塑料蜂窝结构能够透过热辐射,所以箱内壁面还可透过蜂窝与蜂窝覆盖层的上表面发生辐射热交换R 2;蜂窝结构层中由下表面传到上表面的热量为Q ,包括导热量和辐射换热量;R 3则为覆盖层上表面与外界的辐射换热量。
各个热量的具体计算见文献[9]。
由于辐射热量是温度的四次函数,式(1)为一个四次方程组。
箱内外温度T i 、T o 由实验测出,蜂窝结构组成材料的辐射特性参数可以测定或由厂家提供。
采用牛顿迭代法求解方程组(1),得到覆盖层上下表面温度T 2和T 1,回代求出各个热量值后,覆盖层总传热系数为160 农业工程学报 1998年U =H i +R 1+R 2T i -T o =R 3+H o T i -T o (2)结果示于图3和图4。
图3 传热系数与材料、高宽比的关系(k =2)F ig.3 Relatio nship betw een U andmat eria l and aspect r atio 图4 铝箔位置对传热系数的影响(PE)Fig.4 Effect o f the po sitio n of alum inium foil o n t he U图5 实验热箱示意图F ig.5 Diag r am of the heated box 2.2 热箱实验实验热箱如图5,外围尺寸为60cm ×60cm ×60cm 。
箱壁用10cm 硬质聚苯乙烯板制成,热阻约为2.88W /(m ・K )。
顶面空出,留待覆盖待测材料。
箱内采用50W 的电热线加热。
为减少电热线与箱内各壁面以及各个内壁面之间的辐射换热量,在5个内壁面表面都贴上一层铝箔反射材料,可提高测量结果的准确度。
把热箱置于一宽敞环境中(室外平地或一宽敞室内),接通电源后,电热线开始发热,电热线功率即为箱内单位时间发热量Q h ,此时箱内温度开始上升,箱内外因此存在温度差,箱内向箱外环境散热。
随着时间的推移,箱内温度逐渐升高,箱内外温差越来越大,箱内向箱外的散热量因而逐渐增加,直到箱内发热量Q i =箱内向箱外散热量Q o ,热箱系统达到平衡状态,箱内温度不再升高。
此时用热电耦测量热箱内外的空气温度t i 和t o 以及内外壁面温度t wi 和t wo ,即可用式(3)求得覆盖面层的传热系数。
U =Q h -K w d w ∑5j =1A j (t wi -t wo )A (t i -t o )(3)式中 K w 、d w ——分别为箱壁材料的导热系数和厚度; A ——覆盖面积。
2.3 结果分析上述计算方法得出的蜂窝结构总传热系数值与热箱实测结果相差5%～15%,证明计算方法的正确性。
1)计算结果表明,蜂窝高度是影响蜂窝结构覆盖层总传热系数的主要因素,随着高度161第4期 周新群等:日光温室外保温蜂窝结构覆盖材料的研究 162 农业工程学报 1998年的增加,总传热系数下降,保温能力提高。
蜂窝结构必须达到一定的高度,才能满足温室对外保温覆盖材料的要求。
如图3,对于8m m/8m m(H/D)的PE铝箔蜂窝,U= 2.35W/(m2・K),高度增加到16m m时,U=1.97W/(m2・K),与草苫覆盖的总传热系数值(U草苫= 2.0 W/(m2・K)[12])相当。
说明对于直径为8mm的PE铝箔蜂窝结构,高度须在16mm以上才能达到较为满意的保温效果。
2)蜂窝结构的组成材料对总传热系数有影响。
对于AHPS覆盖层(单面铝箔朝上,图3),PE结构比PVC结构的总传热系数小10%～25%,即PE A HPS覆盖层保温效果好于相应的PVC AHPS覆盖层。
这是蜂窝结构的组成材料-PVC塑料和PE塑料的辐射发射率的差异导致的传热量的差异,计算中,发射率(E PVC=0.5,E PE=0.1),PVC蜂窝结构表面与外界的辐射换热量和蜂窝结构层内部的辐射换热量较大,引起覆盖层总传热量较大。
其它铝箔位置(单面铝箔朝下,双面铝箔)的蜂窝结构传热系数也有相似的变化趋势。
因此,选用发射率较低的组成材料制作的AHPS覆盖层保温效果较好。
3)添加铝箔以及铝箔位置对蜂窝结构覆盖层传热系数的影响。
以PE蜂窝结构为例,以无铝箔情况下的传热系数为基数,单面铝箔朝上时,传热系数下降40%～60%;单面铝箔朝下时下降35%～45%;双面铝箔下降50%～70%。
双面铝箔只比单面铝箔传热系数小10%左右。
由于铝箔价格比较高,笔者建议采用单面铝箔蜂窝结构作为温室外保温覆盖材料更为经济可行。
4)对于塑料蜂窝结构这种对热辐射有一定透过性的材料,铝箔置于顶面对保温能力的提高效果比置于底面更好,这是透明保温材料与不透明保温材料的区别之一。
仍可从蜂窝覆盖层传热途径加以解释,铝箔置于蜂窝顶面时,可以阻挡由室内向室外及由蜂窝结构底面向室外的热辐射;而当铝箔置于结构底面时,只能阻挡由室内向室外的热辐射,蜂窝结构底面发射的热辐射仍有部分能透过蜂窝结构层向室外散失,使总的传热量较大,传热系数增加。
3 结束语随着日光温室在我国的普遍推广与应用,对温室的外保温覆盖材料提出了较高的要求。
笔者在对蜂窝结构覆盖层的传热系数进行理论计算和热箱测试后,证实了选用铝箔蜂窝结构作为日光温室外保温覆盖材料的可行性。
目前蜂窝塑膜在工业中主要采用挤出法和流延法生产,已有成熟技术。
采用这种材料的优点是:造价低,复利投资分析表明,铝箔蜂窝塑膜覆盖材料的总投资额比草苫节省5%;质量轻,易于卷放;自防水,不用另加防水布或其他防水材料。
在实际使用蜂窝结构这类轻型保温覆盖材料时,还需研制开发出配套使用的卷放机构,使在方便卷放操作的同时,能将覆盖层固定并与被覆层(采光面)紧密接触,保证充分发挥蜂窝结构的保温能力。
参考文献1 安志信.蔬菜节能日光温室的建造及栽培技术.天津:天津科技出版社,19942 董仁杰.生态温室系统环境研究:[博士学位论文].中国农业大学(东校区),19973 邱仲华,宋明军.一种复合保温覆盖材料研制和应用初报.农业工程学报,1995,11(4):117～120 4 H T abo r.Cellular insulat ion.Solar Ener gy,1969(12):549～5525 K G T Hollands.Honey co mb dev ices in flat -plat e co llector.Solar Ener gy ,1965(9):159～1646 R Schaefer ,P L ow rey.T he optim um design of honeycom b solar ponds and a co mpariso n w ith salt g r adient po nds .So lar Energ y ,1992(14):20～287 V W itt er .T r ansparent insulatio n materials and their applicatio n in activ e and passive system .Int J So lar Eng ,1992(11):117～1348 齐 刚,董仁杰.一种温室覆盖新型材料蜂窝塑膜.北京农业工程大学学报,1992,12(1):52～569 周新群.日光温室新型保温覆盖材料的研究:[博士学位论文].中国农业大学(东校区),199810 邱建军.温室保温覆盖材料传热系数的测定:[硕士学位论文].北京农业大学,1995Study on Thermal Insulation Covering Materials ofHoneycomb Plastic SheetZhou Xinqun Dong Renjie Zhang Shumin Cui Yin ’an(China A gr icultur al U niver sity ,Beij ing )Abstract Different kinds of thermal insulatio n materials used in solar greenhouses w ere summ arized.In accordance w ith the present problems of traditional therm al insulation ma-terials ,honeycom b plastic sheet w as pr opo sed to be a new type covering of solar g reen-ho uses.The theoretical calculation o f the heat tr ansfer coefficient (U )o f the co vering sheets show ed that the U o f aluminized honeyco mb plastic sheet (AHPS)w as 35%～70%low er than that of honey com b plastic sheet (HPS ).T he U w as 10%low er w hen alu-minium fo il faced upw ar ds than dow nw ards .PE AHPS w as better than PVC AHPS w hen isolation w as co ncer ned.Key words so lar g reenho uses, thermal insulation m aterial, honeycomb plastic sheet 163第4期 周新群等:日光温室外保温蜂窝结构覆盖材料的研究 。
