加溫日光溫室保溫層苯板厚度優(yōu)化

許紅軍　秦勇　吳慧等

摘 要：為降低加溫日光溫室生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，對日光溫室保溫層苯板進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。研究在確定能夠滿足使用要求的保溫層苯板厚度基礎(chǔ)上，引入了核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f，客觀反映節(jié)能效果與建造成本投入的的關(guān)系，提供了以烏魯木齊為例的詳細(xì)計算方法。結(jié)果表明，核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f存在最大值，并且可以通過材料的性能與市場的關(guān)系確定，通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度最佳值為0.082 m。

關(guān)鍵詞：加溫溫室；節(jié)能優(yōu)化；保溫層；墻體厚度

中圖分類號：S625.5+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）06-0047-03

近年來，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，據(jù)統(tǒng)計，到2011年設(shè)施溫室的面積達(dá)到350萬hm2，居世界首位，其中日光溫室面積約占總設(shè)施面積的21%。當(dāng)室外溫度低于-20℃且出現(xiàn)連續(xù)陰天時，溫室內(nèi)溫度已不能滿足植物生長的需要，只有增加采暖設(shè)施才能生產(chǎn)。據(jù)調(diào)查，我國傳統(tǒng)加溫溫室每年消耗標(biāo)準(zhǔn)煤達(dá)300～900 t/hm2，占到冬季生產(chǎn)成本費(fèi)用的30%～70%[1]。所以，加溫日光溫室墻體節(jié)能優(yōu)化對于降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益尤為重要。

現(xiàn)階段，多層異質(zhì)復(fù)合墻體日光溫室在我國應(yīng)用廣泛，主要為0.5～0.7 m厚的磚墻，內(nèi)填各種保溫材料，如聚苯板、爐渣、珍珠巖、巖棉等[2]，其中，聚苯板在生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍。在主體確定的情況下，溫室的保溫效果取決于保溫層苯板的厚度。因此，保溫層苯板厚度的設(shè)計在溫室保溫節(jié)能技術(shù)中極其重要，它既要滿足溫室的使用要求，又要盡可能滿足經(jīng)濟(jì)性要求。

李小芳等[3]通過研究不同墻體材料組合對日光溫室墻體保溫性能的影響指出，保溫材料厚度以0.1 m為宜；王曉冬等[4]針對新疆塔城地區(qū)認(rèn)為復(fù)合墻體聚苯板厚度應(yīng)不小于0.1 m；陳秋全等[5]認(rèn)為夾心墻中間0.06～0.1 m聚苯板是北方高寒地區(qū)日光溫室的最佳墻體結(jié)構(gòu)。本文擬從節(jié)能的角度建立日光溫室技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的關(guān)系，并結(jié)合烏魯木齊地區(qū)日光溫室以370磚墻作外保溫設(shè)計的復(fù)合墻體計算出保溫層苯板的最佳厚度，為復(fù)合墻體日光溫室推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 復(fù)合墻體保溫層苯板厚度設(shè)計

溫室墻體保溫效果主要取決于保溫層苯板的厚度，因此，保溫層苯板厚度的設(shè)計既要滿足使用要求，又要滿足經(jīng)濟(jì)性要求，所以應(yīng)從兩方面考慮其厚度的取值。

1.1 滿足使用要求的苯板厚度的設(shè)計

根據(jù)GB 19165-2003日光溫室和塑料大棚結(jié)構(gòu)與性能要求、JB/T 10297-2001溫室加熱系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，加溫日光溫室墻體按照低限熱阻計算，烏魯木齊地區(qū)室外設(shè)計溫度為to=-26℃，室內(nèi)應(yīng)滿足喜溫果菜類生產(chǎn)ti=12℃。

要滿足墻體的保溫要求Rx=δ磚/λ磚+δ苯/λ苯 ①其中，Rx為日光溫室墻體的低限熱阻，烏魯木齊地區(qū)取2.1 m2·k/W；δ磚為磚墻厚度，取值為0.37 m； δ苯為苯板的厚度；λ磚為磚墻的導(dǎo)熱系數(shù)，不同地區(qū)取值不同，烏魯木齊地區(qū)按新疆地區(qū)節(jié)能規(guī)范取0.76 W/（m·k）；λ苯為聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)，取值 0.034 W/（m·k）。

計算得δ苯=0.055 m，即烏魯木齊地區(qū)日光溫室保溫層的厚度>0.055 m就可以滿足使用的要求。烏魯木齊地區(qū)冬季晝短夜長，溫室內(nèi)生產(chǎn)困難，需要采暖設(shè)施輔助生產(chǎn)。溫室加溫成本高，能耗大，需要從節(jié)能角度進(jìn)行保溫層厚度優(yōu)化。

1.2 滿足經(jīng)濟(jì)性要求的保溫層厚度優(yōu)化

通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度在滿足低限熱阻要求的0.055 m基礎(chǔ)上，通過節(jié)能優(yōu)化設(shè)計增加0.027 m為保溫層設(shè)計最佳值，即0.082 m。

3 結(jié)論

本文從節(jié)能優(yōu)化降低成本的角度，對加溫日光溫室墻體保溫層苯板厚度進(jìn)行優(yōu)化分析，引入核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)，客觀反映節(jié)能效果與建造成本投入的關(guān)系。提供了以烏魯木齊為例詳細(xì)的計算方法，為我國加溫日光溫室建造提供理論依據(jù)。

通過計算可知核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f存在最大值時，即以最小的成本達(dá)到了最大的溫室節(jié)能量，并且可以通過材料的性能與市場的關(guān)系確定，通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度最佳值為0.082 m。

本研究計算所采用材料屬性參數(shù)參考新疆民用建筑設(shè)計規(guī)范，采用的經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)參照烏魯木齊市場價格，對于其他地方計算結(jié)果難免會有影響。本文只是提供針對加溫日光溫室墻體保溫層設(shè)計優(yōu)化的一種方法，其他地區(qū)設(shè)計需參照當(dāng)?shù)卦O(shè)計規(guī)范與市場價格。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬承偉.農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)計與建造[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

[2] 徐剛毅，周長吉.不同保溫墻體日光溫室的性能測試與分析[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，35（12）：62-66.

[3] 李小芳，陳青云.墻體材料及其組合對日光溫室墻體保溫性能的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2006（4）：185-189.

[4] 王曉冬，馬彩雯，吳樂天，等.日光溫室墻體特性及性能優(yōu)化研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（5）：1 016-1 021.

[5] 陳秋全，楊光勇，劉及東.北方高寒地區(qū)高效節(jié)能型日光溫室優(yōu)化設(shè)計[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003（3）：257-259.

摘 要：為降低加溫日光溫室生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，對日光溫室保溫層苯板進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。研究在確定能夠滿足使用要求的保溫層苯板厚度基礎(chǔ)上，引入了核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f，客觀反映節(jié)能效果與建造成本投入的的關(guān)系，提供了以烏魯木齊為例的詳細(xì)計算方法。結(jié)果表明，核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f存在最大值，并且可以通過材料的性能與市場的關(guān)系確定，通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度最佳值為0.082 m。

關(guān)鍵詞：加溫溫室；節(jié)能優(yōu)化；保溫層；墻體厚度

中圖分類號：S625.5+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）06-0047-03

近年來，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，據(jù)統(tǒng)計，到2011年設(shè)施溫室的面積達(dá)到350萬hm2，居世界首位，其中日光溫室面積約占總設(shè)施面積的21%。當(dāng)室外溫度低于-20℃且出現(xiàn)連續(xù)陰天時，溫室內(nèi)溫度已不能滿足植物生長的需要，只有增加采暖設(shè)施才能生產(chǎn)。據(jù)調(diào)查，我國傳統(tǒng)加溫溫室每年消耗標(biāo)準(zhǔn)煤達(dá)300～900 t/hm2，占到冬季生產(chǎn)成本費(fèi)用的30%～70%[1]。所以，加溫日光溫室墻體節(jié)能優(yōu)化對于降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益尤為重要。

現(xiàn)階段，多層異質(zhì)復(fù)合墻體日光溫室在我國應(yīng)用廣泛，主要為0.5～0.7 m厚的磚墻，內(nèi)填各種保溫材料，如聚苯板、爐渣、珍珠巖、巖棉等[2]，其中，聚苯板在生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍。在主體確定的情況下，溫室的保溫效果取決于保溫層苯板的厚度。因此，保溫層苯板厚度的設(shè)計在溫室保溫節(jié)能技術(shù)中極其重要，它既要滿足溫室的使用要求，又要盡可能滿足經(jīng)濟(jì)性要求。

李小芳等[3]通過研究不同墻體材料組合對日光溫室墻體保溫性能的影響指出，保溫材料厚度以0.1 m為宜；王曉冬等[4]針對新疆塔城地區(qū)認(rèn)為復(fù)合墻體聚苯板厚度應(yīng)不小于0.1 m；陳秋全等[5]認(rèn)為夾心墻中間0.06～0.1 m聚苯板是北方高寒地區(qū)日光溫室的最佳墻體結(jié)構(gòu)。本文擬從節(jié)能的角度建立日光溫室技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的關(guān)系，并結(jié)合烏魯木齊地區(qū)日光溫室以370磚墻作外保溫設(shè)計的復(fù)合墻體計算出保溫層苯板的最佳厚度，為復(fù)合墻體日光溫室推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 復(fù)合墻體保溫層苯板厚度設(shè)計

溫室墻體保溫效果主要取決于保溫層苯板的厚度，因此，保溫層苯板厚度的設(shè)計既要滿足使用要求，又要滿足經(jīng)濟(jì)性要求，所以應(yīng)從兩方面考慮其厚度的取值。

1.1 滿足使用要求的苯板厚度的設(shè)計

根據(jù)GB 19165-2003日光溫室和塑料大棚結(jié)構(gòu)與性能要求、JB/T 10297-2001溫室加熱系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，加溫日光溫室墻體按照低限熱阻計算，烏魯木齊地區(qū)室外設(shè)計溫度為to=-26℃，室內(nèi)應(yīng)滿足喜溫果菜類生產(chǎn)ti=12℃。

要滿足墻體的保溫要求Rx=δ磚/λ磚+δ苯/λ苯 ①其中，Rx為日光溫室墻體的低限熱阻，烏魯木齊地區(qū)取2.1 m2·k/W；δ磚為磚墻厚度，取值為0.37 m； δ苯為苯板的厚度；λ磚為磚墻的導(dǎo)熱系數(shù)，不同地區(qū)取值不同，烏魯木齊地區(qū)按新疆地區(qū)節(jié)能規(guī)范取0.76 W/（m·k）；λ苯為聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)，取值 0.034 W/（m·k）。

計算得δ苯=0.055 m，即烏魯木齊地區(qū)日光溫室保溫層的厚度>0.055 m就可以滿足使用的要求。烏魯木齊地區(qū)冬季晝短夜長，溫室內(nèi)生產(chǎn)困難，需要采暖設(shè)施輔助生產(chǎn)。溫室加溫成本高，能耗大，需要從節(jié)能角度進(jìn)行保溫層厚度優(yōu)化。

1.2 滿足經(jīng)濟(jì)性要求的保溫層厚度優(yōu)化

通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度在滿足低限熱阻要求的0.055 m基礎(chǔ)上，通過節(jié)能優(yōu)化設(shè)計增加0.027 m為保溫層設(shè)計最佳值，即0.082 m。

3 結(jié)論

本文從節(jié)能優(yōu)化降低成本的角度，對加溫日光溫室墻體保溫層苯板厚度進(jìn)行優(yōu)化分析，引入核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)，客觀反映節(jié)能效果與建造成本投入的關(guān)系。提供了以烏魯木齊為例詳細(xì)的計算方法，為我國加溫日光溫室建造提供理論依據(jù)。

通過計算可知核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f存在最大值時，即以最小的成本達(dá)到了最大的溫室節(jié)能量，并且可以通過材料的性能與市場的關(guān)系確定，通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度最佳值為0.082 m。

本研究計算所采用材料屬性參數(shù)參考新疆民用建筑設(shè)計規(guī)范，采用的經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)參照烏魯木齊市場價格，對于其他地方計算結(jié)果難免會有影響。本文只是提供針對加溫日光溫室墻體保溫層設(shè)計優(yōu)化的一種方法，其他地區(qū)設(shè)計需參照當(dāng)?shù)卦O(shè)計規(guī)范與市場價格。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬承偉.農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)計與建造[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

[2] 徐剛毅，周長吉.不同保溫墻體日光溫室的性能測試與分析[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，35（12）：62-66.

[3] 李小芳，陳青云.墻體材料及其組合對日光溫室墻體保溫性能的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2006（4）：185-189.

[4] 王曉冬，馬彩雯，吳樂天，等.日光溫室墻體特性及性能優(yōu)化研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（5）：1 016-1 021.

[5] 陳秋全，楊光勇，劉及東.北方高寒地區(qū)高效節(jié)能型日光溫室優(yōu)化設(shè)計[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003（3）：257-259.

摘 要：為降低加溫日光溫室生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，對日光溫室保溫層苯板進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。研究在確定能夠滿足使用要求的保溫層苯板厚度基礎(chǔ)上，引入了核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f，客觀反映節(jié)能效果與建造成本投入的的關(guān)系，提供了以烏魯木齊為例的詳細(xì)計算方法。結(jié)果表明，核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f存在最大值，并且可以通過材料的性能與市場的關(guān)系確定，通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度最佳值為0.082 m。

關(guān)鍵詞：加溫溫室；節(jié)能優(yōu)化；保溫層；墻體厚度

中圖分類號：S625.5+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）06-0047-03

近年來，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，據(jù)統(tǒng)計，到2011年設(shè)施溫室的面積達(dá)到350萬hm2，居世界首位，其中日光溫室面積約占總設(shè)施面積的21%。當(dāng)室外溫度低于-20℃且出現(xiàn)連續(xù)陰天時，溫室內(nèi)溫度已不能滿足植物生長的需要，只有增加采暖設(shè)施才能生產(chǎn)。據(jù)調(diào)查，我國傳統(tǒng)加溫溫室每年消耗標(biāo)準(zhǔn)煤達(dá)300～900 t/hm2，占到冬季生產(chǎn)成本費(fèi)用的30%～70%[1]。所以，加溫日光溫室墻體節(jié)能優(yōu)化對于降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益尤為重要。

現(xiàn)階段，多層異質(zhì)復(fù)合墻體日光溫室在我國應(yīng)用廣泛，主要為0.5～0.7 m厚的磚墻，內(nèi)填各種保溫材料，如聚苯板、爐渣、珍珠巖、巖棉等[2]，其中，聚苯板在生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍。在主體確定的情況下，溫室的保溫效果取決于保溫層苯板的厚度。因此，保溫層苯板厚度的設(shè)計在溫室保溫節(jié)能技術(shù)中極其重要，它既要滿足溫室的使用要求，又要盡可能滿足經(jīng)濟(jì)性要求。

李小芳等[3]通過研究不同墻體材料組合對日光溫室墻體保溫性能的影響指出，保溫材料厚度以0.1 m為宜；王曉冬等[4]針對新疆塔城地區(qū)認(rèn)為復(fù)合墻體聚苯板厚度應(yīng)不小于0.1 m；陳秋全等[5]認(rèn)為夾心墻中間0.06～0.1 m聚苯板是北方高寒地區(qū)日光溫室的最佳墻體結(jié)構(gòu)。本文擬從節(jié)能的角度建立日光溫室技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的關(guān)系，并結(jié)合烏魯木齊地區(qū)日光溫室以370磚墻作外保溫設(shè)計的復(fù)合墻體計算出保溫層苯板的最佳厚度，為復(fù)合墻體日光溫室推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 復(fù)合墻體保溫層苯板厚度設(shè)計

溫室墻體保溫效果主要取決于保溫層苯板的厚度，因此，保溫層苯板厚度的設(shè)計既要滿足使用要求，又要滿足經(jīng)濟(jì)性要求，所以應(yīng)從兩方面考慮其厚度的取值。

1.1 滿足使用要求的苯板厚度的設(shè)計

根據(jù)GB 19165-2003日光溫室和塑料大棚結(jié)構(gòu)與性能要求、JB/T 10297-2001溫室加熱系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，加溫日光溫室墻體按照低限熱阻計算，烏魯木齊地區(qū)室外設(shè)計溫度為to=-26℃，室內(nèi)應(yīng)滿足喜溫果菜類生產(chǎn)ti=12℃。

要滿足墻體的保溫要求Rx=δ磚/λ磚+δ苯/λ苯 ①其中，Rx為日光溫室墻體的低限熱阻，烏魯木齊地區(qū)取2.1 m2·k/W；δ磚為磚墻厚度，取值為0.37 m； δ苯為苯板的厚度；λ磚為磚墻的導(dǎo)熱系數(shù)，不同地區(qū)取值不同，烏魯木齊地區(qū)按新疆地區(qū)節(jié)能規(guī)范取0.76 W/（m·k）；λ苯為聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)，取值 0.034 W/（m·k）。

計算得δ苯=0.055 m，即烏魯木齊地區(qū)日光溫室保溫層的厚度>0.055 m就可以滿足使用的要求。烏魯木齊地區(qū)冬季晝短夜長，溫室內(nèi)生產(chǎn)困難，需要采暖設(shè)施輔助生產(chǎn)。溫室加溫成本高，能耗大，需要從節(jié)能角度進(jìn)行保溫層厚度優(yōu)化。

1.2 滿足經(jīng)濟(jì)性要求的保溫層厚度優(yōu)化

通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度在滿足低限熱阻要求的0.055 m基礎(chǔ)上，通過節(jié)能優(yōu)化設(shè)計增加0.027 m為保溫層設(shè)計最佳值，即0.082 m。

3 結(jié)論

本文從節(jié)能優(yōu)化降低成本的角度，對加溫日光溫室墻體保溫層苯板厚度進(jìn)行優(yōu)化分析，引入核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)，客觀反映節(jié)能效果與建造成本投入的關(guān)系。提供了以烏魯木齊為例詳細(xì)的計算方法，為我國加溫日光溫室建造提供理論依據(jù)。

通過計算可知核心經(jīng)濟(jì)參數(shù)f存在最大值時，即以最小的成本達(dá)到了最大的溫室節(jié)能量，并且可以通過材料的性能與市場的關(guān)系確定，通過計算可知，烏魯木齊地區(qū)加溫日光溫室保溫層厚度最佳值為0.082 m。

本研究計算所采用材料屬性參數(shù)參考新疆民用建筑設(shè)計規(guī)范，采用的經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)參照烏魯木齊市場價格，對于其他地方計算結(jié)果難免會有影響。本文只是提供針對加溫日光溫室墻體保溫層設(shè)計優(yōu)化的一種方法，其他地區(qū)設(shè)計需參照當(dāng)?shù)卦O(shè)計規(guī)范與市場價格。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬承偉.農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)計與建造[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

[2] 徐剛毅，周長吉.不同保溫墻體日光溫室的性能測試與分析[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，35（12）：62-66.

[3] 李小芳，陳青云.墻體材料及其組合對日光溫室墻體保溫性能的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2006（4）：185-189.

[4] 王曉冬，馬彩雯，吳樂天，等.日光溫室墻體特性及性能優(yōu)化研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（5）：1 016-1 021.

[5] 陳秋全，楊光勇，劉及東.北方高寒地區(qū)高效節(jié)能型日光溫室優(yōu)化設(shè)計[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003（3）：257-259.