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節能日光溫室建筑設計方法(二)

作者:河南銘筑溫室    來源:技術部    發布時間:2021-09-06 16:08:44    瀏覽量:

優型日光溫室結構斷面尺寸的設計方法
 
        日光溫室結構斷面尺寸的設計,主要包括溫室采光屋面角度和形狀、跨度、脊高、后墻高度、后屋面水平投影長度、墻體厚度等指標。
        (1)日光溫室合理采光屋面角度設計  根據日光溫室合理采光設計理論,通常采用一年四季太陽輻射最弱的冬至日光溫室采光屋面合理太陽能截獲量作為溫室采光屋面角度的設計指標。
按照這一日光溫室采光面角度設計指標,建立了日光溫室節能結構設計方法,即單位日光溫室長度采光屋面太陽能截獲量為:
Jw·X:=J..·L

        式中,Jw..為冬至溫室采光屋面傾角為0時的太陽輻射強度;J..為海拔50m以下40N地區春分時地平面太陽輻射強度;X:為日光溫室采光屋面斜長(m);L為溫室跨度(m)。
J.o可通過測定來確定,一般海拔50m以下40N地區春分日地平面截獲的太陽輻射能為4.03kw.h/m;X可按L進行設計;L為設計溫室跨度;由此可計算出Jw.0。
然后根據Jw=.[sinhcos+cosh·sin0·cos(A-a)]計算出日光溫室合理太陽能截獲的采光屋面角度0,進而根據H=Xsin0確定合理的日光溫室脊高H.

        (2)日光溫室采光屋面形狀設計理論與方法  日光溫室采光屋面形狀有一面坡式、一坡一立窗式和拱圓式等多種類型。根據太陽能截獲設計理論,拱圓形屋面的太陽能的截獲量和透過率最佳,實際應用效果也最好。拱圓式屋面 般由兩段曲率不同的弧形構成,其中溫室采光屋面下部曲率(曲率1)較大,上部曲率(曲率2)較小.

        (3)日光溫室跨度設計  日光溫室跨度設計要依據地形及地塊面積、最大允許高度、骨架最大允許應力來確定。在地形及地塊開闊、最大允許高度和骨架最大允許應力允許范圍內,跨度越大越好。根據目前研究結果,一般認為跨度以6~12m為宜,<6m有效栽培面積較小,空間也較小,空氣溫濕度緩沖能力小;>12m,不僅因骨架最大允許應力加大而增加單位面積成本,而且也會使高度過高,從而導致升溫減緩和保溫難度加大。

        (4)日光溫室后墻高度設計  日光溫室后墻高度既要根據溫室脊高和后屋面水平投影長度及仰角來確定,也要考慮日光溫室蓄熱需要。即日光溫室后墻高度(H)可用下列公式進行計算設計:
[24·(L/n+1.55·L/r2)At;]/p·c·d1·Atz<H<H-tgB·L)
        式中,L為日光溫室跨度;r為日光溫室采光屋面熱阻,按日光溫室保溫設計理論可選擇1.2~1.5m·K/W;r為日光溫室內地面、后墻和后屋面熱阻,按日光溫室保溫設計理論,可選擇3.5~4.0m,R/W;為最低溫度日室內設定溫度在13飛時的溫室內外溫差:p為蓄熱墻體容重:為比熱:日;為蓄熱墻體單位長度表面積,實際為高度值:d:為蓄熱墻體厚度,土壤層取0.5m;:為24五蓄熱體的最大溫差:月為后屋面仰角、按照設計要求,一般取值范圍為42~50;H為溫室脊高;L為日光溫室后屋面水平投影長度。

       (5)日光溫室面設計  日光溫室后屋面設計需考慮后屋面角度和長度后屋面角度應滿足冬半年大部分時間太陽直射光線可照到后屋面上,緯度越高要求太陽直射光線照到后屋面上的期間越長,因此,一般要求后屋面仰角在42*~50”為宜。后屋面水平投影長度最長也應使太陽直射光線在夏至日中午時刻照到距北墻根0.5m處,同時要滿足日光溫室保溫比R>1.55十(+-32)/100的要求。因此日光溫室后屋面水平投影長度(L)可用下式計算設計:
[1.55+(-32)/100]*n/180-L-H)/cos~L<H/tg(113.5*-4) +0.5
式中為溫室拱圓形采光屋面半徑;n為溫室拱圓形采光屋面的弧度;L為溫室跨度。

       (6)日光溫室墻體厚度設計  光溫室墻體分為蓄熱和保溫兩個部分、蓄熱部分既起到蓄熱作用,又起到承重作用。蓄熱部分放在日光溫室內側,而且選用熱容量較大材料,而保溫部分放在日光溫室外側,選用熱導率低的材料。假定冬季有作物生長期,日光溫室內士壤、墻體及后屋面具有同等保溫能力,即熱阻均為3.5~4.0mK/W作物生長期蓄熱體主要是墻體,土壤和后屋面蓄熱較少,可忽略不計。采光屋面熱阻為1.2~1.5mK/W:則蓄熱墻體厚度d;可按下式計算設計:
d24·(L/+[155+(-32)/100]·L/r)p.H.AG
保溫墻體厚度dy可按下式計算設計:
dimr.k
       式中,K 為保溫材料熱導率。


 

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