日光温室墙体传热及节能分析

日光温室墙体传热及节能分析
作者：佟国红， 王铁良， 白义奎， 刘文合， 孟少春
作者单位：沈阳农业大学水利学院,沈阳,110161
刊名：
农业系统科学与综合研究
英文刊名：SYSTEM SCIENCES AND COMPREHENSIVE STUDIES IN AGRICULTURE
年，卷(期)：2003，19(2)
被引用次数：8次
1.彦启森.赵庆珠建筑热过程 1994
2.张福曼设施园艺学 2001
1.期刊论文马承伟.陆海.李睿.曲梅.Ma Chengwei.Lu Hai.Li Rui.Qu Mei日光温室墙体传热的一维差分模型与数值模拟-农业工程学报2010,26(6)
为了预测和评价日光温室墙体的热工性能,构建了日光温室墙体非稳态传热过程的一维差分模型.根据气象统计参数及其变化规律,确定了墙体表面太阳辐射热量的算法,以及傅立叶级数形式的室内和室外气温等边界条件,墙体表面接收的太阳辐射热量处理为边界节点的内热源.提出了以周期外界条件反复循环作用的"程序预演法",解决了墙体传热模拟的初始条件问题.采用高效的追赶法求解差分方程组等方法,建立了完整的日光温室墙体传热的数值模拟方法,编制了计算机程序RGWSQCR,通过运行程序模拟日光温室墙体传热过程,可以获得墙内任意点和任意时刻的温度,以及热流量等数据信息,可为墙体热工性能综合分析提供充分的依据.
2.期刊论文温祥珍.李亚灵.WEN Xiang-zhen.LI Ya-ling日光温室砖混结构墙体内冬春季温度状况-山西农业大学学报（自然科学版）2009,29(6)
通过对日光温室砖混结构墙体温度变化状况进行观测分析,结果表明:墙体温度受到温室内和温室外气温的影响,墙体不同深度间存在明显的差异.内侧墙体受直射光及室内气温的影响,温度变幅较大,尤其是距温室内侧墙体表面5 cm、10 cm、15 cm处的温度,在1月份寒冷季节日变幅分别达到20℃、15℃、10℃左右,是吸贮热或放热的主要部位;墙体外侧也受外界气温的影响,但影响范围局限在距外表面15 cm之内,且变幅较小.在墙体内部还存在着一个热稳定层,位置在距墙体内侧表面30～35 cm处.墙体温度的变化也受到季节变化的影响,在低温寒冷时期与外界的温差大,相反春夏之际温差会缩小,反映出冬季墙体对于温室的重要作用.
3.期刊论文马承伟.卜云龙.籍秀红.陆海.邹岚.王影.李睿.MA Cheng-wei.BU Yun-long.JI Xiu-hong.LU Hai.ZOU Lan.WANG Yin.LI Rui日光温室墙体夜间放热量计算与保温蓄热性评价方法的研究-上海交通大学学报（农业科学版）2008,26(5)
本文提出了以墙体夜间放热量作为评价指标的日光温室墙体保温蓄热性能评价的方法.在以付立叶级数形式表达的室内外气温等墙体工作条件下.根据一维非稳态传热的理论,采用有限差分算法,建立了日光温室墙体传热过程模拟与墙体放热量的计算方法,并开发了相应的计算机程序RGWSQCR.根据对几种墙体的夜间传热量计算结果进行非线性回归分析,建立了墙体夜问放热量简化计算的经验公式.
4.期刊论文佟国红.王铁良.白义奎.刘文合日光温室墙体传热特性的研究-农业工程学报2003,19(3)
为提高日光温室的节能效果、探索能有效提高温室热环境的墙体材料及组成,对结构相同、墙体材料不同的温室温度环境进行了测试,用频率响应法对不同材料组成的600 mm厚墙体的传热特性分别进行了理论分析.测试结果表明:在同一温室内,复合异质墙体夜间内表面温度比纯砖墙内表面温度平均提高3.7℃;在相同室外温度环境条件下,复合异质墙体温室内夜间空气温度比夯实土墙温室的室内温度平均提高3.0℃.理论分析结果显示:复合异质墙体对室外温度扰量的衰减倍数是聚苯乙烯泡沫塑料板(以下简称聚苯板)墙体的12.3倍、是纯砖墙的9.5倍;单位面积复合异质墙体全天向室外传热量是纯砖墙的 1/17.理论分析及试验都证明聚苯板作为墙体的隔热材料、砖作为墙体的蓄热材料是合理的.该文给出了最佳墙体的组成.
5.学位论文董瑞沙荒地日光温室墙体传热性能研究2007
我国农村普遍使用的温室是日光温室，其墙体结构直接影响到温室内部的热环境及造价。

本文通过理论分析及试验的方法，对位于新疆塔克拉玛干沙漠南缘和田地区的日光温室墙体进行了较为详细的研究，为日光温室在该地区的推广提供理论参考，为西部偏远地区农民利用日光温室脱贫致富提供了条件。

通过对位于新疆和田地区策勒县的日光温室进行了长时间的观测，获取了大量的试验数据，结合供试温室附近气象站所提供的气象数据，分析了在实际使用过程中温室结构以及各种环境因素对墙体热性能的影响。

利用Hot Disk热常数分析仪对建造试验温室墙体所用的当地沙土进行了测试，得出了沙土结合物的导热系数为0.1W/(s.k)、比热容为2kJ/(kg.k)，说明当地的沙土具有良好的保温蓄热性能，适宜建造日光温室的墙体。

利用数值计算的方法分析了不同高跨比对温室内部温度场和速度场的影响，在综合考虑日光温室的建造成本和结构稳定性的基础上，得出了适宜的高跨比取值范围为0.4～0.5。

建立了墙体二维传热模型并对周期性热作用下墙体的传热特征进行了详细的分析，并确定了日光温室墙体内外表面的对流换热系数。

在确定墙体内表面定解条件时，引入了室内综合温度的概念，即将揭帘后墙体内表面所接收到的太阳辐射量转化为一个等效温度，并给出了墙体内表面所接收的太阳辐射的计算方法。

对于离散的温度值，采用了Fourier级数展开式的前三阶谐波描述室内外气温的日变化，得到了连续的温度-时间函数。

将各参数及连续的温度扰动代入有限元分析软件中，对不同结构的墙体模型模拟计算，得到了不同墙体在受到周期性扰动的情况下，墙体内外表面以及墙体内部的温度-时间变化曲线，并分析了在室外温度最低时不同类型墙体的内部温度分布和热流矢量。

对模拟数据与试验数据进行对比分析，模拟值与试验值拟和较好。

通过对不同墙体的温度一时间变化曲线和其定时工况下的温度、热流分布图的分析，认为采用当地沙土建造的温室墙体较为适宜的厚度为1m。

本课题的研究为当地同光温室的推广应用提供了理论基础和试验范例。

6.期刊论文杨仁全.马承伟.刘水丽.周增产.刘文玺.吴松.YANG Ren-quan.MA Cheng-wei.LIU Shui-li.ZHOU Zeng-chan.LIU Wen-xi.WU Song日光温室墙体保温蓄热性能模拟分析-上海交通大学学报（农业科学版）2008,26(5)
日光温室及墙体的保温蓄热性能采用传统的试验测试方法存在试验周期长、不适用新型材料等缺点,具有一定的局限性.本文采用理论分析与计算机软件相结合的方法,建立理论模型,分析归纳相关数据,对墙体的保温性能予以评价.通过3种墙体(红砖墙体、钢渣混凝土墙体、加气混凝土墙体)的模拟分
7.期刊论文佟国红.王铁良.白义奎.刘文合日光温室节能墙体的选择-可再生能源2003(4)
为探讨日光温室墙体对室内热环境的影响,对两组温室室内外温度进行了测试对比,并针对目前常见的单一材料墙体及异质复合墙体,在厚度相同的情况下进行了传热分析.测试结果显示,异质复合墙体温室内的夜间温度比单一材料墙体温室夜间温度高3℃左右.在考虑墙体的蓄热和传热情况下,温室墙体以内部砖外部聚苯板异质复合墙体为宜.
8.期刊论文张峰.张林华.ZHANG Feng.ZHANG Lin-hua下沉式日光温室土质墙体的保温蓄热性能-可再生能源
2009,27(3)
为研究土质墙体下沉式日光温室的保温蓄热性能,对墙体温度及热流的变化进行了实验测试.测试结果表明:白天土质墙体接受太阳辐射并蓄热;夜间墙体内侧表面温度高于室内温度,墙体向室内放热.土质墙体具有良好的保温蓄热性能,可以满足作物生长的需要,.
9.会议论文徐刚毅.周长吉不同保温墙体日光温室的性能测试与分析2004
日光温室墙体材料的选择直接影响到温室的整体保温性能.我国"八五"期间推出的日光温室,后墙多为0.5~0.7m厚的砖墙,内填炉渣、珍珠岩、岩棉等各种保温材料.这几种填充材料由于吸水性强,在遇到潮湿条件后墙体的保温性能下降很快.该文基于对几种不同保温材料的性能比较和试验分析,提出采用10cm厚聚苯板较适合做日光温室的保温材料,在此基础上,对聚苯板保温墙体的构造方式进行了技术参数分析和试验验证,提出在370mm厚砖墙上直接外贴聚苯保温板具有较好的经济性能和热土性能,可供今后日光温室建设和改造借鉴.
10.学位论文白青土质墙体日光温室保温性及室内黄瓜群体结构参数分析2009
通过对宁夏银川地区土质墙体日光温室保温性及室内黄瓜群体结构的观测及计算分析，得出如下结果：<br>
(1)日光温室后墙在传热过程中，由内向外随墙体厚度的增大热量逐渐减少。

在后墙垂直方向内表层0.2m处，墙体中下部温度最高，顶部和基部温度较低；4月份一日内墙体表面温度平均比地表面温度高3.3℃；夜间放热时间比地面长约3h，且单位面积墙体比单位面积地面放热多。

白天，在温室南北方向由北向南气温逐渐增高；垂直方向气温由下到上逐渐升高；夜间，在南北方向由北向南气温逐渐降低，垂直方向气温没有明显变化。

无论白天夜间
，日光温室内南北方向气温差异比垂直方向气温差异大，单位面积墙体放热量比单位面积地面多。

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(2)单位面积墙体与地面各自的放热量与室内太阳辐射密切相关，晴天夜间单位面积墙体放热量为2.16MJ/m2，地面放热量为1.77MJ/m2，而阴天夜间单位面积墙体放热量为0.932MJ/m2，地面放热量为1.505MJ/m2。

对于单位面积墙体和地面而言晴天墙体放热量大于地面，阴天地面放热量大于墙体，无论晴天与阴天地面放热总量总是大于墙体释放总量，且地面对周期热量变化的缓冲大于墙体。

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(3)通过对06、07及08年(出现极端低温天气)日光温室内外气温及太刚辐射的测定与对比发现，在1月12-2月17日的外界平均气温，08年为-13.2℃，比07年低9.1℃，比06年低8.0℃。

与06、07年同期相比，气温在08年1月10日气温开始剧烈下降，最低温达-27℃，2月17日气温回升到往年同等气温，在这段时间里08年太阳平均总辐射为76.8 W/m2，06年为83.6 W/m2，07年为81.6 W/m2，08年日均太阳辐射量最小。

降温过程中单位面积墙体导热总量为3448KJ/m2，比降温前的导热量多427.5 KJ/m2，比降温后多1155 KJ/m2，降温中墙体的导热量明显高于其他两天。

土壤温度2008年1月10月10cm处土壤日均温度开始下降，日均最低温在7～8℃之间，2月4日开始土温开始回升，降温中各层次土壤平均温度比降温前低3.3℃，比降温后低4.4℃，总之在极端低温条将下，日光温室热量损失严重，温度明显降低。

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(4)日光温室南北方向黄瓜群体参数结构明显不同，垂直方向各层黄瓜群体结构参数具有一定差异性。

在目光温室内黄瓜全生育期内，平均叶倾角北段大于中段和南段，叶片分布频率偏南的趋势北段最大，中段次之，南段最低；在垂直方向0～40cm高度冠层的平均叶倾角最大、叶片分布频率偏南性最低，其他各高度冠层叶片叶角之间无明显规律，但总体趋势均为植株南面叶倾角和叶片分布频率均大于植株北面；黄瓜叶面积系数和株高由北向南逐渐升高，各段不同层次叶面积密度也存在一定差异。

1.温祥珍.李亚灵日光温室砖混结构墙体内冬春季温度状况[期刊论文]-山西农业大学学报（自然科学版）
2009(6)
2.刘珊.张林华.张峰日光温室热湿环境影响机理研究进展[期刊论文]-山东建筑大学学报 2009(6)
3.温祥珍.梁海燕.李亚灵.郭瑞峰墙体高度对日光温室内夜间气温的影响[期刊论文]-中国生态农业学报 2009(5)
4.杨昊谕.于海业东北地区日光温室保温性能实验研究[期刊论文]-内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2007(3)
5.张武锁.李连旺.温祥珍.李亚灵墙体填充材料对日光温室保温性的影响[期刊论文]-内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2007(3)
6.李惟毅.李兆力.雷海燕.刘洋农业温室微气候研究综述与理论模型分析[期刊论文]-农业机械学报 2005(5)
7.赵岽.王铁良.山口智冶.白义奎辽沈Ⅳ型日光温室墙体保温性能试验研究[期刊论文]-节能技术 2005(5)
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下载时间：2011年3月1日。