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节能日光温室建筑设计方法（二）

作者：河南铭筑温室来源：技术部发布时间：2021-09-06 16:08:44 浏览量：

优型日光温室结构断面尺寸的设计方法

日光温室结构断面尺寸的设计，主要包括温室采光屋面角度和形状、跨度、脊高、后墙高度、后屋面水平投影长度、墙体厚度等指标。

        (1)日光温室合理采光屋面角度设计 根据日光温室合理采光设计理论，通常采用一年四季太阳辐射最弱的冬至日光温室采光屋面合理太阳能截获量作为温室采光屋面角度的设计指标。
按照这一日光温室采光面角度设计指标，建立了日光温室节能结构设计方法，即单位日光温室长度采光屋面太阳能截获量为:
Jw·X:=J..·L

        式中，Jw..为冬至温室采光屋面倾角为0时的太阳辐射强度;J..为海拔50m以下40N地区春分时地平面太阳辐射强度;X:为日光温室采光屋面斜长(m);L为温室跨度(m)。
J.o可通过测定来确定，一般海拔50m以下40N地区春分日地平面截获的太阳辐射能为4.03kw.h/m;X可按L进行设计;L为设计温室跨度;由此可计算出Jw.0。
然后根据Jw=.[sinhcos+cosh·sin0·cos(A-a)]计算出日光温室合理太阳能截获的采光屋面角度0，进而根据H=Xsin0确定合理的日光温室脊高H.

        (2)日光温室采光屋面形状设计理论与方法  日光温室采光屋面形状有一面坡式、一坡一立窗式和拱圆式等多种类型。根据太阳能截获设计理论，拱圆形屋面的太阳能的截获量和透过率最佳，实际应用效果也最好。拱圆式屋面般由两段曲率不同的弧形构成，其中温室采光屋面下部曲率(曲率1)较大，上部曲率(曲率2)较小.

        (3)日光温室跨度设计  日光温室跨度设计要依据地形及地块面积、最大允许高度、骨架最大允许应力来确定。在地形及地块开阔、最大允许高度和骨架最大允许应力允许范围内，跨度越大越好。根据目前研究结果，一般认为跨度以6~12m为宜，<6m有效栽培面积较小，空间也较小，空气温湿度缓冲能力小;>12m，不仅因骨架最大允许应力加大而增加单位面积成本，而且也会使高度过高，从而导致升温减缓和保温难度加大。

        (4)日光温室后墙高度设计  日光温室后墙高度既要根据温室脊高和后屋面水平投影长度及仰角来确定，也要考虑日光温室蓄热需要。即日光温室后墙高度(H)可用下列公式进行计算设计:
[24·(L/n+1.55·L/r2)At;]/p·c·d1·Atz<H<H-tgB·L)
        式中，L为日光温室跨度;r为日光温室采光屋面热阻，按日光温室保温设计理论可选择1.2~1.5m·K/W;r为日光温室内地面、后墙和后屋面热阻，按日光温室保温设计理论，可选择3.5~4.0m，R/W;为最低温度日室内设定温度在13飞时的温室内外温差:p为蓄热墙体容重:为比热:日;为蓄热墙体单位长度表面积，实际为高度值:d:为蓄热墙体厚度，土壤层取0.5m;:为24五蓄热体的最大温差:月为后屋面仰角、按照设计要求，一般取值范围为42~50;H为温室脊高;L为日光温室后屋面水平投影长度。

       (5)日光温室后屋面设计  日光温室后屋面设计需考虑后屋面角度和长度后屋面角度应满足冬半年大部分时间太阳直射光线可照到后屋面上，纬度越高要求太阳直射光线照到后屋面上的期间越长，因此，一般要求后屋面仰角在42*~50”为宜。后屋面水平投影长度最长也应使太阳直射光线在夏至日中午时刻照到距北墙根0.5m处，同时要满足日光温室保温比R>1.55十(+-32)/100的要求。因此日光温室后屋面水平投影长度(L)可用下式计算设计:
[1.55+(-32)/100]*n/180-L-H)/cos~L<H/tg(113.5*-4) +0.5
式中为温室拱圆形采光屋面半径;n为温室拱圆形采光屋面的弧度;L为温室跨度。

       (6)日光温室墙体厚度设计  光温室墙体分为蓄热和保温两个部分、蓄热部分既起到蓄热作用，又起到承重作用。蓄热部分放在日光温室内侧，而且选用热容量较大材料，而保温部分放在日光温室外侧，选用热导率低的材料。假定冬季有作物生长期，日光温室内士壤、墙体及后屋面具有同等保温能力，即热阻均为3.5~4.0mK/W作物生长期蓄热体主要是墙体，土壤和后屋面蓄热较少，可忽略不计。采光屋面热阻为1.2~1.5mK/W:则蓄热墙体厚度d;可按下式计算设计:
d24·(L/+[155+(-32)/100]·L/r)p.H.AG
保温墙体厚度dy可按下式计算设计:
dimr.k
       式中，K 为保温材料热导率。

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