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加温日光温室保温层苯板厚度优化

2014-04-03许红军秦勇吴慧等

长江蔬菜·学术版 2014年3期
关键词:节能优化保温层

许红军 秦勇 吴慧等

摘 要:为降低加温日光温室生产成本,提高经济效益,对日光温室保温层苯板进行节能优化。研究在确定能够满足使用要求的保温层苯板厚度基础上,引入了核心经济参数f,客观反映节能效果与建造成本投入的的关系,提供了以乌鲁木齐为例的详细计算方法。结果表明,核心经济参数f存在最大值,并且可以通过材料的性能与市场的关系确定,通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度最佳值为0.082 m。

关键词:加温温室;节能优化;保温层;墙体厚度

中图分类号:S625.5+1 文献标识码:A 文章编号:1001-3547(2014)06-0047-03

近年来,我国设施农业发展突飞猛进,据统计,到2011年设施温室的面积达到350万hm2,居世界首位,其中日光温室面积约占总设施面积的21%。当室外温度低于-20℃且出现连续阴天时,温室内温度已不能满足植物生长的需要,只有增加采暖设施才能生产。据调查,我国传统加温温室每年消耗标准煤达300~900 t/hm2,占到冬季生产成本费用的30%~70%[1]。所以,加温日光温室墙体节能优化对于降低生产成本、提高经济效益尤为重要。

现阶段,多层异质复合墙体日光温室在我国应用广泛,主要为0.5~0.7 m厚的砖墙,内填各种保温材料,如聚苯板、炉渣、珍珠岩、岩棉等[2],其中,聚苯板在生产中应用较为普遍。在主体确定的情况下,温室的保温效果取决于保温层苯板的厚度。因此,保温层苯板厚度的设计在温室保温节能技术中极其重要,它既要满足温室的使用要求,又要尽可能满足经济性要求。

李小芳等[3]通过研究不同墙体材料组合对日光温室墙体保温性能的影响指出,保温材料厚度以0.1 m为宜;王晓冬等[4]针对新疆塔城地区认为复合墙体聚苯板厚度应不小于0.1 m;陈秋全等[5]认为夹心墙中间0.06~0.1 m聚苯板是北方高寒地区日光温室的最佳墙体结构。本文拟从节能的角度建立日光温室技术指标和经济指标之间的关系,并结合乌鲁木齐地区日光温室以370砖墙作外保温设计的复合墙体计算出保温层苯板的最佳厚度,为复合墙体日光温室推广应用提供依据。

1 复合墙体保温层苯板厚度设计

温室墙体保温效果主要取决于保温层苯板的厚度,因此,保温层苯板厚度的设计既要满足使用要求,又要满足经济性要求,所以应从两方面考虑其厚度的取值。

1.1 满足使用要求的苯板厚度的设计

根据GB 19165-2003日光温室和塑料大棚结构与性能要求、JB/T 10297-2001温室加热系统设计规范,加温日光温室墙体按照低限热阻计算,乌鲁木齐地区室外设计温度为to=-26℃,室内应满足喜温果菜类生产ti=12℃。

要满足墙体的保温要求Rx=δ砖/λ砖+δ苯/λ苯 ①其中,Rx为日光温室墙体的低限热阻,乌鲁木齐地区取2.1 m2·k/W;δ砖为砖墙厚度,取值为0.37 m; δ苯为苯板的厚度;λ砖为砖墙的导热系数,不同地区取值不同,乌鲁木齐地区按新疆地区节能规范取0.76 W/(m·k);λ苯为聚苯板的导热系数,取值 0.034 W/(m·k)。

计算得δ苯=0.055 m,即乌鲁木齐地区日光温室保温层的厚度>0.055 m就可以满足使用的要求。乌鲁木齐地区冬季昼短夜长,温室内生产困难,需要采暖设施辅助生产。温室加温成本高,能耗大,需要从节能角度进行保温层厚度优化。

1.2 满足经济性要求的保温层厚度优化

通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度在满足低限热阻要求的0.055 m基础上,通过节能优化设计增加0.027 m为保温层设计最佳值,即0.082 m。

3 结论

本文从节能优化降低成本的角度,对加温日光温室墙体保温层苯板厚度进行优化分析,引入核心经济参数,客观反映节能效果与建造成本投入的关系。提供了以乌鲁木齐为例详细的计算方法,为我国加温日光温室建造提供理论依据。

通过计算可知核心经济参数f存在最大值时,即以最小的成本达到了最大的温室节能量,并且可以通过材料的性能与市场的关系确定,通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度最佳值为0.082 m。

本研究计算所采用材料属性参数参考新疆民用建筑设计规范,采用的经济分析数据参照乌鲁木齐市场价格,对于其他地方计算结果难免会有影响。本文只是提供针对加温日光温室墙体保温层设计优化的一种方法,其他地区设计需参照当地设计规范与市场价格。

参考文献

[1] 马承伟.农业设施设计与建造[M].北京:中国农业出版社,2008.

[2] 徐刚毅,周长吉.不同保温墙体日光温室的性能测试与分析[J].华中农业大学学报,2004,35(12):62-66.

[3] 李小芳,陈青云.墙体材料及其组合对日光温室墙体保温性能的影响[J].中国生态农业学报,2006(4):185-189.

[4] 王晓冬,马彩雯,吴乐天,等.日光温室墙体特性及性能优化研究[J].新疆农业科学,2009(5):1 016-1 021.

[5] 陈秋全,杨光勇,刘及东.北方高寒地区高效节能型日光温室优化设计[J].内蒙古民族大学学报:自然科学版,2003(3):257-259.

摘 要:为降低加温日光温室生产成本,提高经济效益,对日光温室保温层苯板进行节能优化。研究在确定能够满足使用要求的保温层苯板厚度基础上,引入了核心经济参数f,客观反映节能效果与建造成本投入的的关系,提供了以乌鲁木齐为例的详细计算方法。结果表明,核心经济参数f存在最大值,并且可以通过材料的性能与市场的关系确定,通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度最佳值为0.082 m。

关键词:加温温室;节能优化;保温层;墙体厚度

中图分类号:S625.5+1 文献标识码:A 文章编号:1001-3547(2014)06-0047-03

近年来,我国设施农业发展突飞猛进,据统计,到2011年设施温室的面积达到350万hm2,居世界首位,其中日光温室面积约占总设施面积的21%。当室外温度低于-20℃且出现连续阴天时,温室内温度已不能满足植物生长的需要,只有增加采暖设施才能生产。据调查,我国传统加温温室每年消耗标准煤达300~900 t/hm2,占到冬季生产成本费用的30%~70%[1]。所以,加温日光温室墙体节能优化对于降低生产成本、提高经济效益尤为重要。

现阶段,多层异质复合墙体日光温室在我国应用广泛,主要为0.5~0.7 m厚的砖墙,内填各种保温材料,如聚苯板、炉渣、珍珠岩、岩棉等[2],其中,聚苯板在生产中应用较为普遍。在主体确定的情况下,温室的保温效果取决于保温层苯板的厚度。因此,保温层苯板厚度的设计在温室保温节能技术中极其重要,它既要满足温室的使用要求,又要尽可能满足经济性要求。

李小芳等[3]通过研究不同墙体材料组合对日光温室墙体保温性能的影响指出,保温材料厚度以0.1 m为宜;王晓冬等[4]针对新疆塔城地区认为复合墙体聚苯板厚度应不小于0.1 m;陈秋全等[5]认为夹心墙中间0.06~0.1 m聚苯板是北方高寒地区日光温室的最佳墙体结构。本文拟从节能的角度建立日光温室技术指标和经济指标之间的关系,并结合乌鲁木齐地区日光温室以370砖墙作外保温设计的复合墙体计算出保温层苯板的最佳厚度,为复合墙体日光温室推广应用提供依据。

1 复合墙体保温层苯板厚度设计

温室墙体保温效果主要取决于保温层苯板的厚度,因此,保温层苯板厚度的设计既要满足使用要求,又要满足经济性要求,所以应从两方面考虑其厚度的取值。

1.1 满足使用要求的苯板厚度的设计

根据GB 19165-2003日光温室和塑料大棚结构与性能要求、JB/T 10297-2001温室加热系统设计规范,加温日光温室墙体按照低限热阻计算,乌鲁木齐地区室外设计温度为to=-26℃,室内应满足喜温果菜类生产ti=12℃。

要满足墙体的保温要求Rx=δ砖/λ砖+δ苯/λ苯 ①其中,Rx为日光温室墙体的低限热阻,乌鲁木齐地区取2.1 m2·k/W;δ砖为砖墙厚度,取值为0.37 m; δ苯为苯板的厚度;λ砖为砖墙的导热系数,不同地区取值不同,乌鲁木齐地区按新疆地区节能规范取0.76 W/(m·k);λ苯为聚苯板的导热系数,取值 0.034 W/(m·k)。

计算得δ苯=0.055 m,即乌鲁木齐地区日光温室保温层的厚度>0.055 m就可以满足使用的要求。乌鲁木齐地区冬季昼短夜长,温室内生产困难,需要采暖设施辅助生产。温室加温成本高,能耗大,需要从节能角度进行保温层厚度优化。

1.2 满足经济性要求的保温层厚度优化

通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度在满足低限热阻要求的0.055 m基础上,通过节能优化设计增加0.027 m为保温层设计最佳值,即0.082 m。

3 结论

本文从节能优化降低成本的角度,对加温日光温室墙体保温层苯板厚度进行优化分析,引入核心经济参数,客观反映节能效果与建造成本投入的关系。提供了以乌鲁木齐为例详细的计算方法,为我国加温日光温室建造提供理论依据。

通过计算可知核心经济参数f存在最大值时,即以最小的成本达到了最大的温室节能量,并且可以通过材料的性能与市场的关系确定,通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度最佳值为0.082 m。

本研究计算所采用材料属性参数参考新疆民用建筑设计规范,采用的经济分析数据参照乌鲁木齐市场价格,对于其他地方计算结果难免会有影响。本文只是提供针对加温日光温室墙体保温层设计优化的一种方法,其他地区设计需参照当地设计规范与市场价格。

参考文献

[1] 马承伟.农业设施设计与建造[M].北京:中国农业出版社,2008.

[2] 徐刚毅,周长吉.不同保温墙体日光温室的性能测试与分析[J].华中农业大学学报,2004,35(12):62-66.

[3] 李小芳,陈青云.墙体材料及其组合对日光温室墙体保温性能的影响[J].中国生态农业学报,2006(4):185-189.

[4] 王晓冬,马彩雯,吴乐天,等.日光温室墙体特性及性能优化研究[J].新疆农业科学,2009(5):1 016-1 021.

[5] 陈秋全,杨光勇,刘及东.北方高寒地区高效节能型日光温室优化设计[J].内蒙古民族大学学报:自然科学版,2003(3):257-259.

摘 要:为降低加温日光温室生产成本,提高经济效益,对日光温室保温层苯板进行节能优化。研究在确定能够满足使用要求的保温层苯板厚度基础上,引入了核心经济参数f,客观反映节能效果与建造成本投入的的关系,提供了以乌鲁木齐为例的详细计算方法。结果表明,核心经济参数f存在最大值,并且可以通过材料的性能与市场的关系确定,通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度最佳值为0.082 m。

关键词:加温温室;节能优化;保温层;墙体厚度

中图分类号:S625.5+1 文献标识码:A 文章编号:1001-3547(2014)06-0047-03

近年来,我国设施农业发展突飞猛进,据统计,到2011年设施温室的面积达到350万hm2,居世界首位,其中日光温室面积约占总设施面积的21%。当室外温度低于-20℃且出现连续阴天时,温室内温度已不能满足植物生长的需要,只有增加采暖设施才能生产。据调查,我国传统加温温室每年消耗标准煤达300~900 t/hm2,占到冬季生产成本费用的30%~70%[1]。所以,加温日光温室墙体节能优化对于降低生产成本、提高经济效益尤为重要。

现阶段,多层异质复合墙体日光温室在我国应用广泛,主要为0.5~0.7 m厚的砖墙,内填各种保温材料,如聚苯板、炉渣、珍珠岩、岩棉等[2],其中,聚苯板在生产中应用较为普遍。在主体确定的情况下,温室的保温效果取决于保温层苯板的厚度。因此,保温层苯板厚度的设计在温室保温节能技术中极其重要,它既要满足温室的使用要求,又要尽可能满足经济性要求。

李小芳等[3]通过研究不同墙体材料组合对日光温室墙体保温性能的影响指出,保温材料厚度以0.1 m为宜;王晓冬等[4]针对新疆塔城地区认为复合墙体聚苯板厚度应不小于0.1 m;陈秋全等[5]认为夹心墙中间0.06~0.1 m聚苯板是北方高寒地区日光温室的最佳墙体结构。本文拟从节能的角度建立日光温室技术指标和经济指标之间的关系,并结合乌鲁木齐地区日光温室以370砖墙作外保温设计的复合墙体计算出保温层苯板的最佳厚度,为复合墙体日光温室推广应用提供依据。

1 复合墙体保温层苯板厚度设计

温室墙体保温效果主要取决于保温层苯板的厚度,因此,保温层苯板厚度的设计既要满足使用要求,又要满足经济性要求,所以应从两方面考虑其厚度的取值。

1.1 满足使用要求的苯板厚度的设计

根据GB 19165-2003日光温室和塑料大棚结构与性能要求、JB/T 10297-2001温室加热系统设计规范,加温日光温室墙体按照低限热阻计算,乌鲁木齐地区室外设计温度为to=-26℃,室内应满足喜温果菜类生产ti=12℃。

要满足墙体的保温要求Rx=δ砖/λ砖+δ苯/λ苯 ①其中,Rx为日光温室墙体的低限热阻,乌鲁木齐地区取2.1 m2·k/W;δ砖为砖墙厚度,取值为0.37 m; δ苯为苯板的厚度;λ砖为砖墙的导热系数,不同地区取值不同,乌鲁木齐地区按新疆地区节能规范取0.76 W/(m·k);λ苯为聚苯板的导热系数,取值 0.034 W/(m·k)。

计算得δ苯=0.055 m,即乌鲁木齐地区日光温室保温层的厚度>0.055 m就可以满足使用的要求。乌鲁木齐地区冬季昼短夜长,温室内生产困难,需要采暖设施辅助生产。温室加温成本高,能耗大,需要从节能角度进行保温层厚度优化。

1.2 满足经济性要求的保温层厚度优化

通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度在满足低限热阻要求的0.055 m基础上,通过节能优化设计增加0.027 m为保温层设计最佳值,即0.082 m。

3 结论

本文从节能优化降低成本的角度,对加温日光温室墙体保温层苯板厚度进行优化分析,引入核心经济参数,客观反映节能效果与建造成本投入的关系。提供了以乌鲁木齐为例详细的计算方法,为我国加温日光温室建造提供理论依据。

通过计算可知核心经济参数f存在最大值时,即以最小的成本达到了最大的温室节能量,并且可以通过材料的性能与市场的关系确定,通过计算可知,乌鲁木齐地区加温日光温室保温层厚度最佳值为0.082 m。

本研究计算所采用材料属性参数参考新疆民用建筑设计规范,采用的经济分析数据参照乌鲁木齐市场价格,对于其他地方计算结果难免会有影响。本文只是提供针对加温日光温室墙体保温层设计优化的一种方法,其他地区设计需参照当地设计规范与市场价格。

参考文献

[1] 马承伟.农业设施设计与建造[M].北京:中国农业出版社,2008.

[2] 徐刚毅,周长吉.不同保温墙体日光温室的性能测试与分析[J].华中农业大学学报,2004,35(12):62-66.

[3] 李小芳,陈青云.墙体材料及其组合对日光温室墙体保温性能的影响[J].中国生态农业学报,2006(4):185-189.

[4] 王晓冬,马彩雯,吴乐天,等.日光温室墙体特性及性能优化研究[J].新疆农业科学,2009(5):1 016-1 021.

[5] 陈秋全,杨光勇,刘及东.北方高寒地区高效节能型日光温室优化设计[J].内蒙古民族大学学报:自然科学版,2003(3):257-259.

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