北京赛车pk10计划

杨凌常青现代农业工程北京赛车pk10计划

十五载努力
专注于温室工程

咨询热线
咨询热线:15829389675

高海拔、大温差环境下应该如何建造日光温室墙体及后坡面?

作者:陕西温室大棚 发布日期: 2019-04-15 二维码分享

引言

青海地区具有高海拔大温差的特点,东部农业区平均海拔2550m,西部平均海拔3000m以上。以东部互助县为例,.冷月夜间.低温度在-23~-16℃,白昼温度为-8~6℃,越向西温差越大。为了使经济作物能够正常生长,增加农民收益,当地通常会利用各种温室来进行种植。然而,由于昼夜温差大,虽然经过白天日照,温室里会大幅升温,但一到夜间,温室里的热量就会迅速透过墙体散发到外界,造成温室内失温,因此在日光温室内仍有很多经济作物无法种植。因为这些地区目前大多为土墙温室,也有一部分砖墙,温室后坡面材料大多采用土木结构和夹芯彩钢瓦覆盖,由于建筑行业现在已经禁止使用普通烧结红砖,目前新建温室大多采用粉煤灰砌块砖或蒸压加气混凝土砌块墙体。土墙日光温室是近几年高海拔大温差环境条件下建造面积.大的冬季蔬菜种植日光温室类型,该类型日光温室外表简易、棚内空间大、棚高、升温快、保温性能好,其营造的植物生长条件是砖墙日光温室等无法比拟的。

但是土墙日光温室也存在以下缺点:①耐用性差,表面容易水蚀、风蚀,防雨水冲刷的能力差,需要保护,使用年限较短;②墙体硬度、强度等性能差异较大,适合在黏土地区使用,对沙质土壤并不适用;③墙体厚,占地面积大,土地利用率低。砖墙温室建造成本较高,为了保温还需要在墙体中间填充保温材料,在高海拔大温差地区,尤其是青海地区,砖墙温室墙体厚度在1m以上,粉煤灰砌块砖墙体存在墙体容易出现裂缝,表层容易脱落的问题,而蒸压加气混凝土砌块墙体绝热较好,但蓄热功能较弱。因此,研究和开发适合高海拔大温差地区气候特征的温室墙体、后坡面等技术,以实现温室有效使用面积率≥85%,温室.低温度≥8℃是一项很迫切的任务。本文提出将温室墙体的蓄热层、隔热层、保温防水保护层、后坡面隔热层、保温防水高强度保护层等先进技术进行集成优化组合,彻底解决该地区推广应用节地型温室的关键技术,为科学合理建造适用于高海拔大温差地区的新型温室墙体及后坡面提供技术基础。
 
墙体框架结构设计原理
温室效应与土壤的热转换器效应
日光温室的热能来源于阳光辐射能,白天阳光辐射以短波光的形式,穿过温室透明覆盖物进入温室内,绝大部分光照被土壤以及墙壁、立柱、后墙、后屋面和作物吸收,使这些物质的温度提高,阳光能转换为热能,这就是温室土壤和温室建材的热转换器效应。这些热能再以长波辐射、传导、对流等方式传播出来,被空气吸收,提高温室内的气温。

温室热平衡
土壤中的热量也会向温室外部的温度较低的土壤和向下部土壤传导。温室内的热空气可以使前屋面薄膜变热,而薄膜再以长波辐射以及外表面与室外空气间对流换热的形式向外散失热量。温室白天既增温又散热,而夜间只散热不增温。如果温室获得的热量多,散失的热量少,温室内的温度升高,反之热量少,散失的热量多,温室内的温度降低,这就是温室内的热平衡,保温设计就是要减少热量的损失。
 
墙体及后坡面结构设计要求
一般日光温室墙体应具有承重、保温和蓄热等主要功能,以及防水、防护等辅助功能,.理想的墙体结构应为蓄热层、隔热层和保温层3部分构成的复合墙体。温室后坡面应具有隔热、保温和承载等主要功能外,还应具有防水、防护等辅助功能。日光温室墙体蓄热层的设计就是为了能够在冬季,墙体白天吸收与蓄积太阳热能,夜间向室内放热补充热量。蓄热层是白天充分接收太阳光能,获得和储存大量热能,夜间不断向室内供热的储热结构;隔热层和保温层主要功能一方面防止室内热量通过墙体流向室外,另一方面防止室外冷空气通过墙体流向室内。温室墙体防水、防护辅助功能可以防止雨雪大风的侵蚀。温室后坡面不仅具有防止室内热量通过后坡面流向室外,同时阻止室外冷空气进入室内的功能;而且其防水、防护功能可防止雨雪大风侵蚀,并且必须具备一定的承载能力。总之,为了满足作物生长发育所要求的环境条件,应合理设计温室墙体及后坡面,以便发挥更好的效果。
 
墙体及后坡面结构设计方案确定
青海地区冬季日光温室在不加温的情况下温度较低,只能生产叶菜类蔬菜,主要原因之一是温室墙体及后坡面保温蓄热功能差。该研究结合现有温室墙体及后坡面技术难点(问题)、通过墙体储热隔热技术和喷涂高分子高强度保温复合材料技术,解决温室墙体及后坡面的蓄热性、保温性、耐久性、防水承载等关键技术要求,使温室墙体在高海拔、大温差环境条件下的保温、蓄热能力得到明显提高。该研究的墙体内侧由吸热、蓄热能力较强的材料组成蓄热层,外侧由导热、散热能力较差的材料组成保温层。.外层由防水性较好强度较高的材料组成防护层。
 
方案确定
◆蓄热复合保温墙体基础的确定
墙体四周基础采用条形基础,为C15的混凝土浇筑的素砼结构,开槽深度为冻土层以下,基槽、基坑必须开挖至设计深埋标高。前基础上与骨架相对应位置每间距100cm设置预埋件,用于连接固定支柱。
 
◆墙体蓄热层材料的确定
日光温室墙体的蓄热层主要作用是将白天多余的热量吸收储存起来,在夜晚室内温度相对较低时释放出来,向室内补充热量。蓄热层材料主要包括传统的普通砖砌墙体、夯实黏土墙体、土坯墙体、新型的相变蓄热材料墙体和水体材料墙体等。这些材料的共同特点是具备较大的比热容以及较优良的导热性。水体材料作为日光温室墙体蓄热层的蓄热性能.佳,黏土次之,红砖.后。在同种结构下的水体材料对室内夜间平均气温、.高温度影响.大,并且稳定性好。但目前水体材料方面的研究技术尚不成熟,也有基于水媒的日光温室主动蓄放热系统装置,但单位面积建造成本高,难以推广应用;应选黏土和红砖,但红砖的制造过程对环境污染严重,已被国家严格限制使用。因此选黏土成为性价比高的.佳蓄热材料。
 
◆墙体蓄热层建造方式的确定
常见的黏土材料墙体有夯实土墙和土坯块垒砌墙2种形式,夯实土墙体借助模板夯筑而成,又称土筑墙或板筑墙,俗称干打垒;一般为等截面,有的地区也采用上薄下厚的变截面形式,墙体就地取土,把土装入活动木板内,用木夯铁杆分层夯实,有墙体结构严实,隔热保暖,防寒性能好,冬暖夏凉,施工速度快,成本低等优点,但存在土地利用效率低,对耕地土层破坏严重等问题。因此选黏土成为蓄热墙体方式只能是土坯块垒砌墙体。土坯墙是用土坯块垒砌而成,土坯块有干、湿两种制作方法,都经炼泥(筛选、加水拌合)、压实(干法为打夯)、脱模、晾干等工序,也可掺入麦草段以增加强度,土坯块可平砌或侧砌,用黏土浆粘结,其导热系数与夯实黏土墙相差不大。因此,选土坯块垒砌墙为黏土蓄热材料层建造方式。
 
◆墙体蓄热层厚度的确定
从墙体、地面、室内空气的温度来看,温室墙体在日光温室温度环境中发挥着重要作用,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。日光温室后墙在传热过程中,由内向外随墙体厚度的增大,向室内方向的传入热量逐渐减少。在后墙垂直方向内表层20cm处,墙体中下部温度.高,顶部和基部温度较低。根据温差法,土墙蓄热层的厚度约为30cm。土墙内部温度波幅随土墙厚度增加而减小,根据温波确定土墙的蓄热层厚度为40cm。由此可见,土墙的蓄热层.佳厚度为30~40cm,因此,选土坯块垒砌墙作为蓄热材料层的厚度为40cm;为了增强粘接强度可以在温室里面的土墙墙体抹一层草泥墙面,草泥墙面的厚度为10~20mm。
 
◆墙体隔热层材料的确定
聚苯泡沫板作为轻质保温材料被逐渐应用于日光温室生产,该材料可放置于墙体中间或贴附在墙体外表面来提高墙体保温性能。很多学者将聚苯板用于复合墙体中,取得了较好的保温效果。聚苯板导热系数不大于0.041W/(m·K),表观密度为18~22kg/m3,垂直于板面方向的抗拉强度不小于0.1MPa,尺寸稳定性不大于0.30%。因具有优良的物理性能和廉价的成本,特别是其导热系数很低,作为性价比高的阻热材料被广泛应用于日光温室墙体中。综上所述,新型复合蓄热温室保温墙体中的隔热层选聚苯泡沫板材料。
 
◆墙体隔热层厚度的确定
聚苯板在日光温室墙体中应用较为普遍,在墙体主体结构确定的条件下,温室墙体的阻热效果取决于保温层苯板的厚度,此项指标必须满足温室墙体保温隔热效果的前提下,又要尽可能满足经济性能要求,物美价廉。管勇等研究认为,发泡聚苯乙烯作为墙体保温.佳厚度约为7cm。因此,选聚苯泡沫板作为隔热材料层的厚度为10cm。
 
◆墙体保温防护层的确定
喷涂的保温层是由粉煤灰、锯末、氯化镁、聚乙烯醇和无机胶凝剂等材料按一定配合比例混合配好的混合剂。它是一种高强度的保温材料,导热系数在25℃时为0.2082W/(m·K),喷在聚苯板表面上无须任何胶粘剂和锚固件,是一种理想的胶粘材料,强度上保温材料抗压强度7.5MPa,符合JG/T169-2005《建筑隔墙用轻质条板》≥3.5MPa的要求。
 
◆新型复合蓄热温室保温墙体结构的确定
新型复合蓄热温室保温墙体,其内墙为10~20mm厚的草泥抹面+400mm厚土坯块垒砌墙(蓄热层)+100mm厚聚苯板(隔热保温层)+玻璃丝布(防护加强层)+15mm厚自喷高强度保温材料(保温防水防护层)。
 
◆温室后坡面保温、隔热材料的选材方案
XPS挤塑板(挤塑聚苯乙烯)是中国近年普遍推广应用的新型建筑材料,这种利用废旧塑料变废为宝的新型环保材料,因其卓越的高强度、抗压性、优良的保温隔热性、质地轻、使用方便、优质的憎水、防潮性和环保性能、以及稳定性、防腐性好,成为建筑行业普遍推广的新型建材,广泛用于墙体和楼面保温。日光温室一整天中绝大多数时间,温室后屋面均处于从室内吸热、向室外放热的过程中,因此保温非常重要。在围护结构保温材料中,将导热系数低于0.05W/(m·K)的材料称为高效保温材料,这类材料一般应用在日光温室后屋面起保温隔热作用,过去聚苯板采用较多。与墙体和前屋面材料不同,后屋面材料要求具备质轻、保温、抗压、防水等特点,后屋面材料中除聚苯板外,挤塑板(因其完整的闭孔结构而具有优异的保温隔热性、抗湿性及抗压能力)和玻璃棉(具有较高热阻及造价低的优势)也是较为理想的后屋面材料。挤塑板具有良好的热工及保温性能,较适合用于日光温室后屋面保温层,有替代聚苯板的潜力。
 
◆温室后坡面保温、隔热材料厚度的选择方案
目前,很多在建楼房都是用挤塑板保温、隔热,这种厚度为2~10cm的挤塑板,一般是在建筑物外墙表面用特制粘结胶粘结到基层上,外侧用阻燃玻璃纤维网及水泥粘结胶浆保护层“天衣无缝”地裹上一层,形成外墙保温体系。也就是说,从头到尾都穿了一层轻型“保温棉被”。参照建筑楼房用挤塑板保温、隔热厚度为2~10cm的标准,温室后坡面挤塑板厚度10cm。
 
为了实现温室后坡面防水、高强度防护作用,在挤塑板内外板表面首先铺一层阻燃玻璃纤维网,然后在其上面喷涂厚15mm高强度的保温材料(与后墙同)。


温室的特点
光能利用率高  棚内支柱的去除,使光照条件好,棚内气候温润,增温快,保温性能强,可再次提高地温1~4℃,便于操作管理和利于作物生长发育。
 
空间利用率高  其新型复合蓄热温室保温墙体=内墙为10~20mm厚的草泥抹+400mm厚土坯块垒砌墙(蓄热层)+100mm厚聚苯板(隔热保温层)+玻璃丝布(加强层)+15mm厚自喷高强度保温材料(保温防水防护层)。墙体设计合理,后墙、山墙占地面积减少,高度适中,土地和空间的利用率高。
 
保温性能良好  框架结构温室具有良好的保温性。经测定,节地型温室.低温度略低于土夯墙体温室,平均温度与土夯墙体温室相差不大。而且,本温室在后屋面、墙体等方面还具有很大的优化改进空间,具备进一步提升保温性能的潜力。
 
建造区域拓宽  土夯墙体深冬温室破坏了耕作层,而框架结构温室在耕作层上直接建造,保持原有的土壤肥力,从应用技术上解决了土壤培肥问题,有利于蔬菜作物生长。
 
结论
高海拔大温差环境下新型温室蓄热保温复合墙体及后坡面框架结构温室,具有良好的保温性,将目前多种..学者关于温室墙体的研究成果,结合自喷墙体高强度保温材料建造技术,经集成优化设计后,展示的保温墙体及后坡面技术有如下优势:耕作层上直接建造地基,不要求土层厚度,在土层薄的地方也能建造,从建造技术上解决了土层薄的地方不能修建温室的瓶颈,利于温室建造地块选择,拓宽了建造区域范围。保温性能良好,在后屋面、墙体等方面进行了有很大的优化改进,具备了进一步提升保温性能的潜力。墙体设计合理,后墙、山墙占地面积减少,高度适中,土地和空间的利用率高。利用了自喷高强度保温材料,喷涂在墙体和后坡面上,将保温、防水、承载多能集与一体,性价比高。

作者:张海云1,刘生虎1,2,3,吴海峰1,武辉1,刘成奎2,3
(1.青海省机械科学研究所有限责任公司,
2.青海省建筑建材科学研究院有限责任公司,
3.青海省高原绿色建筑与生态社区重点实验室)

联系方式

杨凌常青现代农业北京赛车pk10计划主营 陕西温室 陕西大棚温室 陕西节水灌溉设备 欢迎广大新老客户联系

Copyright   ©   杨凌常青现代农业工程北京赛车pk10计划 版权所有网站地图  RSS   XML   
联系人:杨海涛 手机:15829389675 QQ:171228707 备案号:
地址:陕西省咸阳市杨陵区靖杨绿色果蔬北京赛车pk10计划(兴杨路) 技术支持:      

二维码

扫一扫
吉林快3走势图 大地棋牌游戏 秒速时时彩 幸运时时彩官网 吉林快3走势图 幸运时时彩开奖记录 幸运时时彩开奖记录 幸运时时彩 吉林快3 秒速时时彩