中国温室标准

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温室控制系统设计规范

中华人民共和国机械行业标准JB/T10306-2001l范围

本标准规定了温室控制设计所需的一些基本原则和要求 对温室控制系统设计起指导作用。

本标准适用于温室控制系统、控制装置、导线和传感器。

2引用标准

下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时 所示版本均为有效。所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T2423.3-1993电工电子产品基本环境试验规程试验Ca 恒定湿热试验方法

GB/T2423.16-1999电工电子产品环境试验第2部分 试验方法试验J和导则 长霉

GB/T2424.11-1982电工电子产品基本环境试验规程接触点和连接件的二氧化硫试验导则

GB/T2681-1981电工成套装置中的导线颜色

GB/T4588.3-1988印刷电路板设计和使用

GB4793.1-1995测量、控制和试验室用电气设备的安全要求第1部分 通用要求

GB/T5465.1~5465.2-1996电气设备用图形符号

GB/T6587.2-1986电子测量仪器温度试验

GB/T16261-1996印制板总规范

3温室自动控制系统设计原则

3.1基本设计原则

3.1.1所选仪器必须能够满足温室环境控制指标的要求和精度要求 测试前应对测试设备、仪器进行检查、校准。

3.1.2必须保证自动控制系统在工作条件下的可靠性。

3.1.3传感器的布置可以使测量结果最能代表植物生长区的物理环境。

3.1.4电源要求为 电源频率f=50Hz±5Hz 电压变动量为不大于设计电压的±10%。

3.1.5控制系统设计应考虑其经济性。

3.1.6控制系统要考虑避免电磁干扰问题。

3.1.7控制系统设计文件应包括电路原理图、控制系统图和使用说明书等。

3.1.8在控制系统凡存在潜在危险的区域应安装安全操作标志 其标志应符合GB/T5465.2的有关规定。

3.2控制箱设计要求

3.2.1设备中所采用的元器件 必须符合该类元器件各自的相应标准。所有元器件的选用应符合制造厂规定的设计定额 如电压、电流、温度等 不仅要考虑到正常的工作条件下的使用 而且要考虑到设备在最不利条件下的使用。

3.2.2设备中所使用的导线颜色应符合GB/T2681的规定。

3.2.3设备中所使用的印制线路板要符合GB/T4588.3和GB/T16261的有关规定。

3.2.4设备中电源散热器周围应留有足够的空间 以保证良好的冷却散热条件。

3.2.5控制箱应有专用工具或钥匙开门—用插销或锁将门扣紧 只有采用专用工具或钥匙才能打开 钥匙用完后必须能取下带走。

3.2.6被控制对象为容量大于lkW连续运转的电动机时 设备应有过载保护。

3.2.7设备必须设有零电压保护。这种保护应设计成在断电后电源再现时 被控制的电机不能自行启动。

3.2.8控制箱上必须有接地点 并与大地接触牢靠。

3.2.9控制电路的设计应做到在各种情况下确保人身安全 此外不论是电器出故障或操作错误都要有效地保护设备不受损坏。

3.2.10被控制电动机有正反转时 操作器件之间应相互连锁 以保证在同一时刻不允许两个方向的操作件有同时接通的可能。

3.2.11控制箱内元器件之间应有足够的空间 以便于装配和接线 每个元件附近应标注醒目的符号或代号。

3.2.12某些冲击元件动作时产生的冲击振动 应不致引起该箱内其他元件的误动作。

3.2.13在经常移动的地方 如跨越箱门的连接线 必须用软胶线 并且要有足够的长度余量 以免急剧弯曲和产生过度张力。

3.2.14交流电源线、直流电源线及高电平 110V以上 回路线应与低电平 测量、信号、脉冲等 回路线分束走线 并应有一定的间隔 必要时应采取隔离或屏蔽措施。

3.2.15所有从外部电缆进入控制箱的连线必须通过接线座。接线座上的每个接线点应标明该点的回路符号 标号应与电气原理图或接线图上的标号一致。

3.3自动控制箱外观的要求

3.3.1控制箱体结构应牢固 应能承受在正常使用条件下可能遇到的机械、电气、热应力以及潮湿的影响。

3.3.2所有黑色金属件均应有可靠的保护层 所有紧固件均应采用镀钵件 各紧固处皆需装有防松装置。

3.3.3箱体表面应平整 无凹凸现象 涂料颜色应均匀一致 整洁美观 不得有起泡、裂缝和流挂现象。

3.3.4大型落地安装的控制柜应具有与地基安装用的固定孔 安装尺寸应符合制造图样的要求。

3.3.5大型落地安装的控制柜应有便于搬运的吊环、抠手等。

3.3.6操作与控制器件应装在操作者易于操作的位置 显示窗口应与人的眼睛高度相似。

3.3.7温室控制系统应装有可靠的防雷击设备。

4控制的内容和精度

4.1节能日光温室控制系统。基本测试内容为棚内温度和湿度 温度测量范围为0~50℃ 测量精度为土l℃ 湿度测量范围为10RH%~100RH% 测量精度为±l0RH%。

4.2连栋温室自动控制系统。基本测量内容为棚内温度、棚内湿度、环境温度、风速、降雨、光照。根据用户要求 测量内容也可有营养液浓度 EC 、酸碱度 pH 、室内CO2浓度。

温度测量范围为棚内温度0~50℃ 测量误差为±0.5℃。

棚内湿度测量范围为lORH%~100RH% 测量误差为±5RH%。

环境温度测量范围为当地最低气温与最高气温之间 测量误差为±0.5℃。

风速测量范围为0~32.6m/s 测量精度为土1m/s。光照测量范围为10~100000lx。

EC值测量范围为0.l~4ms/cm 测量精度为±0.lms/cm。

pH值测量范围为3~l0 测量精度为±0.lpH。

CO2测量范围为10~2500ppm 测量精度10ppm。

4.3连栋温室自动控制系统能自动控制天窗的开闭、侧窗的启闭、遮阳网的收放、通风降温蒸发降温系统、加热系统等。

4.4测量风速采样周期不大于10s 其他项目采样周期不大于15min。

4.5天窗打开时应能够分阶段开启。

4.6连栋温室自动控制系统必须有良好的人机界面 便于操作人员及时根据植物生长情况输入温室环境的预定值。

5检验方法

5.1对于现场安装的温室控制系统实行单件产品现场检验验收。

5.2非现场安装的温室控制系统实行随机检验。

5.3外观检验自动控制系统要进行外观检验 检验内容包括

a 检验产品 包括全部控制单元 是否符合制造图样及相应的标准 各种器件安装是否牢固、端正 所有连线是否正确

b 检验所有的机械操作零部件、锁扣等运动部件的动作是否灵活 动作效果是否正确

c 检查导线和电缆的规格、尺寸、色标和布置等是否符合要求;

d 检查技术文件与资料是否完整。

5.4一般性能检验

5.4.1温室自动控制系统装置应按照GB/T6587.2进行Ⅱ组温度试验。

5.4.2安装在温室内无法与整个温室环境隔离的地点的控制装置除进行5.4.1的检验外 还应按照GB/T2423.3在温度为40℃±2℃、相对湿度为93RH%±3RH%时 进行21天的恒定湿热试验。

5.4.3安装在大中城市周围或空气污染严重的地点的自动控制装置应按照GB/T2424.11进行二氧化硫试验。

5.4.4安装在高湿环境中的自动控制装置应按照GB/T2423.16进行长霉试验。

5.5连续性试验

对于现场安装的自动控制系统 为保证连续运行的可靠性 现场安装后应进行连续进行试验。以检验系统的性能稳定性及抗干扰的能力。

连续进行试验时的电源应符合要求,运行时间应在24h以上。测试结果及各个功能动作均应正确无误。

6安全性检验

温室控制系统应符合GB4793.1相关部分的有关规定,并按其要求进行检验。在控制系统凡存在潜在危险的区域应安装安全操作标志,起标志应符合GB/T5465.2的有关规定。

温室加热系统设计规范

中华人民共和国机械行业标准JB/T10297-20014 集中供暖系统

4 集中供暖系统

集中供暖系统按载热介质可分为蒸汽和热水两种。来自热源(例如锅炉、地热并等)的蒸汽或热水,流经标准黑管)末镀锌管)或圆翼管散热器(自然对流),或经过由各种暖气片(例如翼型和柱型)组成的散热器(强迫对流),将热量分配给温室,提高室内温度。

4.1 散热器数量计算

温室需要的散热器数量(片数或米数)可用式(6)计算;

n=(Q/q)β1β2β3 (6)

式中:n——需用散热器片数(或米数),单位:片或m;

Q——温室热负荷,W;

q——散热器单位9每片或每米)散热量,W/片或W/m;

β1——组装片数(柱型)或长度(扁管型和板型)修正系数(见表9);

β2——支管连接形式修正系数(见表10);

β3——流量修正系数(见表11)。

表9 组装片数或长度修正系数β1

柱型组装片数

板型及扁管型组装长度mm

≤5

6-10

11-20

≥21

≤600

800

≥1000

β1

0.95

1.00

1.05

1.10

0.92

0.95

1.00

表10 支管连接形式修正系数β2

散热器形式

连接形式

同侧上进下出

异侧上进下出

异侧下进下出

异侧下进上出

同侧下进上出

四柱型

1.0

1.004

1.442

1.426

M-132型

1.0

1.009

1.251

1.386

1.396

翼型

1.0

1.009

1.225

1.331

1.369

表11 流量修正系数β3

散热器类型

流量增加倍数

1

2

3

4

5

6

≥7

柱型、翼型

1.0

0.9

0.86

0.85

0.83

0.83

0.82

扁管型

1.0

0.94

0.93

0.92

0.90

0.90

4.2 安装建议

4.2.1 温室中最常使用的集中供暖分配热量的方式为自然对流方式,用标准黑管或圆翼管散热。也可以使用强迫对流配热方式,用柱型、翼型散热器散热。

4.2.2 如果温室为9m以下跨度(或宽度)的单栋温度,可将标准黑管或圆翼管沿侧墙布置。若跨度超过9m,可在作物间(或台架下)加设部分散热管。

4.2.3 如果以蒸汽作为加热工质,由于温度较高,散热表面至少要距离植物本体03m。

4.2.4 连栋温室的散热管一般沿外墙及天沟下设置,根据需要,可在栽培台架下或作物行间加设部分散热管。

4.2.5如果自然空气循环不足以在作物高度处产生足够均匀的气温,应加设必要的水平空气循环风机。

4.2.6黑管涂了银粉漆以后,散热效率降低15%左右。

5 热风供暖系统

5.1 工作原理通过燃烧不同的燃料(例如泊、天然气、煤等),释放出热量,经过换热器,将周围空气加热,再用送风机将热空气送到温室内,使作物周围获得适当而均匀的温度。通常,燃烧油料或气体的燃烧器体积较小,与换热器、送风机、控制器等共同组成热风机,可安装在温室内。但是燃烧后的烟气,多因含有有害气体(例如氮和硫的氧化物、焦油等),需用烟道将其引向室外。燃煤的燃烧室体积较大,旦有较高烟囱,一般都安装在温室外。只将经过加热的空气用送风机送到温室内。送风机出口空气温度一般应控制在60~80℃范围之内。

5.2 安装建议

5.2.1 送风机出口通常都设计成水平方向送风。对于长度小于20m的温室,可将两台热风机安装在温室对角线的相对两角,各自以平行于侧墙的方向,向着对面端墙吹暖风。对于长度超过20m

而小于40m的温室,单靠热风机难以将暖风吹到远处,不足以获得良好的空气循环。建议在温室中间,增加两台循环风机,一边一台,接力送风。如果温室长度大于40m,循环风机数量还需增加。沿循环空气流动方向,两台风机之间的距离以不大于风机叶轮直径的30倍为宜。循环风机距端墙应在4.5~6 9m之间。

5.2.2 对于较长的温室,也可在热风机出口使用冲孔塑料薄膜软管或布管向室内送风,以改善整个温室的空气循环和温度均匀性。软管一般用聚乙烯塑料薄膜或布制成,在温室内沿水平方向延伸,悬挂在骨架上。软管轴线相对两侧,冲出排气孔,用来向温室送出暖风。排气孔沿着轴线的间距,一般在0 3~1.0m之间。软管人口的空气流速大约为5.1~

6.1m/s。排气孔的总面积应不小于软管横断面积的15~2.0倍。

5.2.3 循环风机和循环软管的安装高度一般应高于作物冠层高度0.6~0 9m。循环风机应加设护罩,防止操作人员触及叶轮等运动部件而受伤害。循环软管的长度不宜超过50m,太长将会影响空气分布均匀性。对于宽度在9m以下的温室,室内有一根送风软管就够了。如果温室宽度大于

9m,必须安装两根以上的循环送风软管。

5.2.4在燃烧器不工作的情况下,开动配套的送风机和循环风机,可以改善温室内的空气循环,消除植物叶面结露,避免霉菌等对作物产生危害。

5.2.5在连栋温室的水平空气循环系统中,循环路径可从一跨下去,而从另一跨返回。在单跨温室中,循环风机的安装,应使其轴线与温室长度方向平行,位置距侧墙的距离为温室宽度的1/4处。气流沿一个侧墙下去,从另一侧墙返回。

5.2.6循环风机的选择,应使总流量为每平方米地面提供0.01m3/s的空气流量。风机转速应能调节,使作物冠盖附近的局部空气流速不超过1.0m/s。

6 温床

6.1 型式及适用范围

为了促进种子发芽、增殖和作物生长,需在植物根区提供最适宜的温度,因而要给作物栽培床土加热,这就是温床。按热源分,常用温床有电热温床和水暖温床等型式。

6.2 电热温床

6.2.1 构造

电热温床宽一般14m,床长随温室长度按需要确定。四周建有宽150~200mm,高100~200mm 的池埂。床底铺50mm厚的隔热层。隔热材料可用聚苯乙烯泡沫板、碎炉渣或碎稻草等。电热线按一定的间距沿床长度方向,往返铺设并拉直,不得打卷,不能交叉重叠,以免造成漏电或短路事故。电热线两端应从同一床端经外接线引出,便于与电源和控制器连接。外接线与电源线的接头应做好绝缘处理,与电热线一同埋在床土下。床土厚度要均匀一致。一般育苗温床,土厚50mm;移苗温床,土厚100mm;叶类蔬菜栽培温床,土厚150mm。

6.2.2 电热线选择

国产电热线,其额定电压均为220V,每根电热线的额定功率有400W、600W、800W和1000W四种。每根电热线的长度约为90~120m。

6.2.3 温床总功率P,可按式(7)计算:

P=Sp=LWp (7)

式中:P——温床总功率,W;

S——温床面积,m2;

F——温床功率密度,W/m2,取值范围一般为80~120;

L——温床长度,m;

W——温床宽度,m。

6.2.4 每根电热线的铺床宽度w

根据所选电热线的规格,可按式(8)计算出w:

w=Q/(pL) (8)

式中:w——根电热线的铺床宽度,m;

Q——电热线额定功率,W。

6.2.5 电热线相邻间距D

D=w/{[(L线-w)/L]+1} (9)

式中:D——电热线相邻间距,m;

L线——根电热线的长度,m。

6.3 水暖温床

水暖温床一般以35~40℃的热水作为加热工质。让热水通过直径为13mm左右的硬质聚乙烯(PE)管、聚氯乙烯(PVC)管、氯化聚氯乙烯(CPVC)管、聚丁烯管或直径为6mm的乙丙三元橡胶(EPDM)软管中循环,将热量传给温床的床土。为提高床土温度的均匀性,应使供水管和回水管串联成一个回路,使前供水管的温度梯度与回水管的温度梯度互相补偿。供水管和回水管间距约为100mm。水管下面应铺聚苯乙烯隔热板,保证将大部分热量引向作物根区。在管子上铺一层湿沙,覆盖冲孔塑料薄膜以保持沙中水分,再铺床土,可进一步改善床土温度均匀性。热水可来自集中供暖系统,也可来自单独的热水器。

《温室结构设计荷载》国家标准现代

小冬国家质量监督检验检疫总局

【编者按】中国机械工业联合会自2001年10月起实施了有关温室的若干项行业标准,2002年07月国家质量监督检验检疫总局又颁布了两项国家标准。这些标准尽管还存在这样或那样的问题,但已说明温室行业已逐步走入正常的发展轨道,厂家有了规范自己生产行为的准则,用户为保护自身利益也有章可循,为市场由无序逐步向有序方向转化创造了条件。标准的制订果然重要,而宣传和贯彻更是一项长期而艰巨的任务,何况还需修订和完善。鉴于上述原因,本刊特约记者将收集这方面的标准和相关的资料,陆续刊登其中的部分内容,供读者在工作中借鉴。

此标准是由国家质量监督检验检疫总局于2002年1月16日发布,从2002年7

月1日起实施。该标准的全称是《温室结构设计荷载》 Greenhousestructuredesignload ,编号为GB/T18622-2002。

该标准共有9个部分。1 范围;2 引用标准;3 定义;4 设计要求;5 永久荷载;6 屋面均布荷载和集中荷载;7 风荷载;8 雪荷载;9 地震力。

本文主要介绍其中的"设计要求";"永久荷载";"风荷载"与"雪荷载"。

4设计要求

4.1基本要求

4.1.1安全性

温室 含塑料大棚,下同 结构及其所有构件的设计必须能安全承受包括恒载在内的可能的全部荷载组合,任何构件危险断面的设计应力不得超过温室结构材料的许用应力。温室结构及其构件必须有足够的刚度,以抵抗纵、横向的挠曲、振动和变形。

4.1.2耐久性

温室的金属结构零部件要采取必要的防腐及防锈措施,覆盖材料要有足够的使用寿命。

4.1.3稳定性

温室结构及其构件必须具有足够的稳定性,在允许荷载作用下不得发生失稳现象。

4.2特殊要求(从略)

4.2.1总体结构的完整性

温室必须具有足够的总体完整性。因外力作用局部损坏时,温室结构作为一个整体应能保持稳定,不致于发生多米诺骨牌效应。

4.2.2温室结构的经济性

温室结构设计,允许忽略某些出现频率很低的灾害性荷载。例如,非地震高发区的地震力,非台风高发区的台风荷载,大多数地区的龙卷风等,这样可使温室制造成本大幅度降低。

4.3荷载效应组合(从略)

5永久荷载 恒荷载

5.1温室结构重量

在确定设计永久荷载时,应使用主要建筑物的实际重量;在缺少实际数据时,可以从表1 从略 常用建筑材料比重、单位面积质量 板材和膜 等和尺寸进行计算。结构重量一般为垂直分布荷载。

5.2固定设备重量

设计永久荷载应计入所有受温室结构支撑的固定设备的重量,包括加热设备、通风降温设备、电器与照明设备、灌溉与除湿设备、遮阳与保温幕帘设备等。这些设备的重量,一般可视为集中的垂直荷载,作用于设备的重心。

5.3其他

任何长期受结构支撑的荷载,如吊篮、种植器、高架喷灌设备和一切悬挂在温室结构上,连续超过30天的重物,均计入永久荷载。

6屋面均布活载和集中活载

在温室的使用过程中产生的临时荷载称为活载。活载不包括风荷载、雪荷载和永久荷载。温室外部活载包括在屋面上工作的维修人员和放置的临时设备 如维修梯子等 ;内部活载指结构上的临时悬挂物。连续作用超过30天的荷载视作永久荷载。

6.1屋面均布活载

设计屋面均布活载的计算结果应在0.5~0.7kN/m2之间取值。此值与第8章的雪荷载进行比较,取其中较大值。二者不重复计算。 计算公式及图表略 6.2集中活载

所有温室骨架构件,如檩条、椽条、桁架上弦杆、拱杆,应能安全承受不少于0.45

kN的作用于构件中部的垂直向下的集中活载。桁架下弦杆、横梁的任意节点,也应能承受不少于0.45kN的垂直向下集中活载。

6.3活载限制

温室制造者应将设计活载向温室拥有者说明,温室拥有者应设法在使用过程中,避免将超过设计活载的重物 包括维修安装人员作用到骨架或支撑构件上。

7风荷载

7.1基本风压和风荷载标准值

7.1.1垂直作用在温室结构表面的风荷载标准值Wk=βzμsμzW0

式中:Wk--风荷载标准值,kN/m2;βz--高度Z处的风振系数,温室一般为非高层建筑,取值1.0;μs--风荷载体形系数;μz--风压高度变化系数;W0--基本风压,kN/m2。

7.1.2基本风压W0

基本风压以当地比较空旷平坦地面上,离地10m高,统计所得的30年一遇10min平均最大风速V0 m/s 为标准,按W0=V20/1600确定风压值。

基本风压应按GBJ9的"全国基本风压分布图"的规定采用。

当城市或建设地点的基本风压在全国基本风压分布图上没有给出时,按下列方法确定:--当地有10年以上的年最大风速资料时,可通过对资料的统计分析确定。

--当地的年最大风速资料不足10年时,可通过与有长期资料或有规定基本风压的附近地区进行对比分析后确定。

--当地没有风速资料时,可通过对气象和地形条件的分析,并参照GBJ9的"全国基本风压分布图"上的等值线用插入法确定。

7.1.3 (从略)

7.2风压高度变化系数(从略)

7.3风荷载体形系数(从略)

7.4最小设计风荷载

温室抗风主体结构的设计风荷载 风荷载标准值 不得小于0.25kN/m2。如果按7.1.1公式计算出来的风荷载标准值结果不足0.25kN/m2,垂直于受力表面的总的设计压力取为0.25kN/m2。

8雪荷载

8.1基本雪压和雪荷载

8.1.1作用在温室屋面水平投影面上的平衡雪荷载标准值Sk应按公式计算。

Sk=μrS0

式中:Sk--屋面平衡雪荷载标准值,kN/m2 S0--基本雪压,kN/m2 μr--屋面积雪分布系数。

8.1 2基本雪压S0以一般空旷平坦地面上统计得出的30年一遇最大积雪量的自重确定。

基本雪压应按GBJ9的"全国基本雪压分布图"的规定采用。在有雪地区,当城市或建设地点的基本雪压值在"全国基本雪压分布图"上没有给出时,其基本雪压值可按下列方法确定:

--当地有10年以上的年最大雪压资料时,可通过对资料的统计分析确定。

--当地的年最大雪压资料不足10年时,可通过与有长期资料或有规定基本雪压的附近地区进行对比分析确定。

--当地没有雪压资料时,可通过对气象和地形条件的分析,并参照GBJ9的"全国基本雪压分布图"上的等压线用插入法确定。

8.2(从略)

【笔者的话】标准的制订在于执行,只有在执行中才能加以修正与完善。正如在标准的第二部分"引用标准"中指出的那样,"所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。"笔者不妨举例说明。作为恒载,有的专家提出"任何支撑在结构上滞留较长时间 通常超过90天 的荷载,如吊篮、种植器等,均应考虑其作为恒载。";风载问题,由于考虑温室不同于工业与民用建筑,温室的通风面积比前者相对较大,因此必须考虑附加的压力和吸力;在进行雪载的标准值计算时,应引入"采暖系数",这是为了考虑温室加温方式和屋面采光材料的热阻对雪载的影响;又如标准本身在计算屋面均布活载时采用的公式存在不严格之处,没有说明等式两边的量纲关系。诸如此类的不同意见,实属正常,只有通过实践,才能使我们的标准得以完善,产品的质量才能不断提高,希望各方人士共同关心标准的宣贯和提出宝贵意见,笔者愿意为此尽微薄之力。

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