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節能日光溫室建築設計方法（二）

作者：河南(nán)銘築溫室來源：技術部發布時間：2021-09-06 16:08:44 浏覽量：

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、後牆高度、後屋面水平投影長度、牆體(tǐ)厚度等指标。

        (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(yī)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爲溫室采光屋面角度的設計指标。
按照這一(yī)日光溫室采光面角度設計指标，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爲:
Jw·X:=J..·L

        式中(zhōng)，Jw..爲冬至溫室采光屋面傾角爲0時的太陽輻射強度;J..爲海拔50m以下(xià)40N地區春分(fēn)時地平面太陽輻射強度;X:爲日光溫室采光屋面斜長(m);L爲溫室跨度(m)。
J.o可通過測定來确定，一(yī)般海拔50m以下(xià)40N地區春分(fēn)日地平面截獲的太陽輻射能爲4.03kw.h/m;X可按L進行設計;L爲設計溫室跨度;由此可計算出Jw.0。
然後根據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确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(yī)面坡式、一(yī)坡一(yī)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(zhōng)溫室采光屋面下(xià)部曲率(曲率1)較大(dà)，上部曲率(曲率2)較小(xiǎo).

        (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(dà)允許高度、骨架最大(dà)允許應力來确定。在地形及地塊開(kāi)闊、最大(dà)允許高度和骨架最大(dà)允許應力允許範圍内，跨度越大(dà)越好。根據目前研究結果，一(yī)般認爲跨度以6~12m爲宜，<6m有效栽培面積較小(xiǎo)，空間也較小(xiǎo)，空氣溫濕度緩沖能力小(xiǎo);>12m，不僅因骨架最大(dà)允許應力加大(dà)而增加單位面積成本，而且也會使高度過高，從而導緻升溫減緩和保溫難度加大(dà)。

        (4)日光溫室後牆高度設計  日光溫室後牆高度既要根據溫室脊高和後屋面水平投影長度及仰角來确定，也要考慮日光溫室蓄熱需要。即日光溫室後牆高度(H)可用下(xià)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(zhōng)，L爲日光溫室跨度;r爲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爲日光溫室内地面、後牆和後屋面熱阻，按日光溫室保溫設計理論，可選擇3.5~4.0m，R/W;爲最低溫度日室内設定溫度在13飛時的溫室内外(wài)溫差:p爲蓄熱牆體(tǐ)容重:爲比熱:日;爲蓄熱牆體(tǐ)單位長度表面積，實際爲高度值:d:爲蓄熱牆體(tǐ)厚度，土壤層取0.5m;:爲24五蓄熱體(tǐ)的最大(dà)溫差:月爲後屋面仰角、按照設計要求，一(yī)般取值範圍爲42~50;H爲溫室脊高;L爲日光溫室後屋面水平投影長度。

       (5)日光溫室後屋面設計  日光溫室後屋面設計需考慮後屋面角度和長度後屋面角度應滿足冬半年大(dà)部分(fēn)時間太陽直射光線可照到後屋面上，緯度越高要求太陽直射光線照到後屋面上的期間越長，因此，一(yī)般要求後屋面仰角在42*~50”爲宜。後屋面水平投影長度最長也應使太陽直射光線在夏至日中(zhōng)午時刻照到距北(běi)牆根0.5m處，同時要滿足日光溫室保溫比R>1.55十(+-32)/100的要求。因此日光溫室後屋面水平投影長度(L)可用下(xià)式計算設計:
[1.55+(-32)/100]*n/180-L-H)/cos~L<H/tg(113.5*-4) +0.5
式中(zhōng)爲溫室拱圓形采光屋面半徑;n爲溫室拱圓形采光屋面的弧度;L爲溫室跨度。

       (6)日光溫室牆體(tǐ)厚度設計  光溫室牆體(tǐ)分(fēn)爲蓄熱和保溫兩個部分(fēn)、蓄熱部分(fēn)既起到蓄熱作用，又(yòu)起到承重作用。蓄熱部分(fēn)放(fàng)在日光溫室内側，而且選用熱容量較大(dà)材料，而保溫部分(fēn)放(fàng)在日光溫室外(wài)側，選用熱導率低的材料。假定冬季有作物(wù)生(shēng)長期，日光溫室内士壤、牆體(tǐ)及後屋面具有同等保溫能力，即熱阻均爲3.5~4.0mK/W作物(wù)生(shēng)長期蓄熱體(tǐ)主要是牆體(tǐ)，土壤和後屋面蓄熱較少，可忽略不計。采光屋面熱阻爲1.2~1.5mK/W:則蓄熱牆體(tǐ)厚度d;可按下(xià)式計算設計:
d24·(L/+[155+(-32)/100]·L/r)p.H.AG
保溫牆體(tǐ)厚度dy可按下(xià)式計算設計:
dimr.k
       式中(zhōng)，K 爲保溫材料熱導率。

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