日光温室保温设计需要注意哪些要点?
鞍山市园艺研究所研究过墙体厚度与保温隔热的关系,设计了三种不同厚度的土墙:①土墙厚50 cm,外面覆盖一层塑料薄膜;②土墙厚度为100cm;③土墙厚度为150 cm,其他条件相同。结果表明:165438+10月上旬至2月上旬,②比①室内最低温度高0.6 ~ 0.7℃;③比②室内最低温度高0.1 ~ 0.2℃;室内最大温差分别为0.2 ~ 0.5℃和0.1 ~ 0.3℃。可以看出,随着墙体厚度的增加,保温能力提高,但并不是说墙体越厚越好。在上述试验中,厚度为100 cm的土墙比厚度为50 cm的土墙保温更明显。与100 cm厚的土墙相比,100 cm厚的土墙增温幅度不大,实用价值不大。一般来说,土墙大概是1.0m左右,南边可以薄一点,北边可以厚一点。砖墙要50 ~ 60 cm,有中间层的更好。
关于墙体的保温性能,主要考虑墙体材料的吸热、蓄热和导热性能。保温性能好的墙体,应选用吸热蓄热性能好,但导热性能差的材料。普通石材对太阳辐射的吸热系数为0.68 W/(m2·K),红砖为0.70 ~ 0.77 W/(m2·K)。石材蓄热系数为23.96 ~ 12.10W/(m2·kHz),红砖为9.65 w/(m2·kHz),压实土墙为10.58 w/(m2·kHz);石材导热系数为3.20 ~ 1.13W/(m ^ 2 kHz),红砖为0.81W/(m ^ 2 kHz),压实土为0.93 w/(m ^ 2 kHz)。石墙和土墙虽然蓄热系数高,但吸热少,导热多。
日光温室有两种墙体:简单墙体和复合墙体。简单的墙是用单一的土或砖和石头制成的;一般非均质复合墙体的内外层都是砖,两块砖之间有夹层,中间有保温材料。夹层内填充的保温材料为干土、煤渣和珍珠岩。从表11可以看出,日光温室的最低温度高于填充保温材料的空心夹芯墙体。
表11不同保温材料的墙体保温
在选择保温材料时,既要考虑它的保温性,又要考虑它的价格。最好不要用有机材料做保温材料。有机材料在高温高湿下易腐烂,不仅不能起到保温作用,还会损害墙体的牢固性。
有研究指出,加气砖的保温效果高于普通砖,室内温度可相应提高0.5 ~ 0.8℃。
根据鞍山市园艺研究所的实验和银川地区的数据,得出墙体的热阻为1.1 ~ 1.6(m ^ 2k)/瓦时,基本可以满足日光温室的保温要求。对于表12中给出的几种墙体做法,热阻值均≥1.1(m ^ 2K)/瓦。表12墙体材料顺序从室内到室外,括号内数字为厚度,单位为厘米。
表12几种墙体的保温性能
近年来,为了提高土地的利用率,减少建筑墙体时的劳动力投入,墙体中引入了一种叫做聚苯板的保温材料。厚度只有5 ~ 10 cm的聚苯板,其导热系数与厚度超过37 cm的红砖相当。但用聚苯板做墙体时,应放在红砖外侧或两层红砖之间。因为聚苯板只是导热系数低,吸热蓄热能力远不及红砖。好的墙体必须考虑吸热、蓄热、导热等诸多因素。
(2)后车顶
后屋顶的厚度及其投影长度影响温室的隔热能力。
首先要有后车顶。据宁夏农科院研究,室内无后屋顶简易日光温室在煤炉加热条件下,室内温度维持在8.6 ~ 9.7℃,最低温度0℃左右,10 ~ 20 cm地下温度7.6 ~ 8.6℃。在外部气象条件相同的情况下,后屋面温室内,平均温度可达12.3 ~ 14.4℃,最低温度为3.0 ~ 3.5℃,10 ~ 20cm地下温度为12.3 ~ 14.4℃。这说明后车顶在保温方面确实起着重要的作用。
其次,背顶的做法是保证背顶有一定的热阻。根据作者的研究,后车顶的热阻应不小于3.0 ~ 4.0(m ^ 2k)/瓦。所以除了选择疏松、干燥、多孔的材料如稻草、秸秆、干土、煤渣等。,还需要保证后车顶有一定的厚度,河南、山东、河北南部等地区可以是30 ~ 40cm;在华北北部、东北、内蒙古等寒冷地区厚60 ~ 70厘米。
近年来,后车顶的做法有所改进。先在后屋面钢架上铺一块钢筋混凝土水泥板,上面再铺一块5 ~ 10 cm的聚苯板。在聚苯板上覆盖一层旧塑料薄膜、油毡等防水材料,然后在上面浇上煤渣进行防水。
三是后屋顶的投影长度,有利于保温,不利于升温;短后屋顶有利于供暖,不利于保温。所以后车顶的投影长度要兼顾取暖和保温。根据温室的热效应,作者认为温室后面屋顶的投影应占温室跨度的1/4 ~ 1/5。所谓温室的热效应是指温室的升温速率和保温速率的乘积,热效应越大意味着升温能力和保温能力越高(表13)。
表13后屋顶投影与温室热效应的关系
(3)前车顶覆盖物
前屋面是温室的主要散热面,前屋面覆盖可以阻止热量散失,达到保温的目的。
目前国内前屋面的外覆盖材料主要是草、纸等。草席是一种传统的覆盖材料,由芦苇箔和稻草编织而成。它的导热系数很低,可使温室夜间耗热量减少60%,室温提高1 ~ 3℃。但目前市场上草席质量有待提高。为保证一定的厚度和密度,应选择成熟的芦苇,以延长其使用寿命。用质量好的草覆盖采光面后,室内应该看不到光。据测试,一片完全密集的草地比一片松散的草地可使室内温度提高1.0 ~ 2.0℃。在寒冷地区,草下常铺一层由4 ~ 6张牛皮纸组成的纸被。草盖下加一层纸,既增加了空气隔离层,又弥补了草盖松散的缺点,提高了保温性。据测试,增加一层由四张牛皮纸组成的纸被,可使室内最低温度提高3.0 ~ 5.0℃,增加层数,相应提高保温性能。纸被虽然保温效果好,但投资高,容易被雨雪淋湿,使用寿命短。所以很多地方用旧塑料薄膜代替纸被,有的地区用双层草帘覆盖,起到保温效果。在一些寒冷地区,如东北、内蒙古等地,用棉被作覆盖物可使室温提高7.0 ~ 8.0℃,高达10.0℃。山东等地用填充碎石棉、纤维棉的编织袋作为覆盖材料,保温效果好。近年来,开发了一种新型的保温被,它由几种材料制成。内层为厚无纺布、针刺布、纤维棉,外层为防水抗老化后的薄无纺布、防雨绸或镀铝膜。保温性好,重量轻,防水耐用,但一次性投入高。
另一种方法是在室内悬挂保温窗帘,如旧膜、冷纱等,白天卷起让阳光进入室内,晚上拉起防止散热,一般可使室内温度提高2.0℃。在栽培地上架设小拱棚也是室内覆盖的一种方式,拱棚内温度一般可提高1.0 ~ 3.0℃。
(4)冷沟
设置冷沟的目的是防止热量侧向散失,提高室内地温。防寒沟一般设在室外,宽40 ~ 50厘米,深40 ~ 60厘米。在沟渠中填充干土、干草或其他隔热材料可使室内地面温度升高约4.0℃,持续5厘米。冷沟要加盖,防止雨雪流入。
(5)地面覆盖
地面覆盖是提高地温的有效措施。地面覆盖的主要方法是铺设塑料薄膜,在土壤表面喷洒增温剂,在土壤中一定深度铺设一层稻草、麦秸加马粪、鸡粪等生热材料。有研究表明,铺设一层塑料薄膜可使地面最低温度提高0.5℃;喷洒增温剂可使气温升高2.0 ~ 2.4℃,3 ~ 20天内增温效果明显,最好每隔30天喷洒一次;在土壤中40 cm处铺一层秸秆,可使根层土壤温度提高1.0 ~ 3.0℃,铺一层厚度为10 ~ 15 cm的马粪,可使温度提高2.0 ~ 4.0℃。马粪和秸秆都有一定的时效,在铺后10天内生效,20天达到高峰,之后增温作用减弱。
(六)进出口
温室的山墙应设置出入口(门),出入口应设在东山墙上,防止西北冷空气侵入室内。应设置木门,然后挂门帘保温。为了防止操作人员进出温室时冷空气涌入室内,应在东山墙(即开门的山墙)东侧设置操作室,操作室的门朝南,寒冷季节最好悬挂门帘。