摘要
为解决中国北方地区连栋温室冬季加温能耗大、盈利性和可持续性差等问题,该研究以降低屋面热损失为出发点,设计了大屋面外保温连栋温室,将外保温系统创新应用于连栋温室,并在山东寿光地区,以文洛型连栋温室为参照,对该温室光热环境及保温性能进行试验测试与分析。结果表明:1)连续40 d白天(10:00~16:00),外保温连栋温室作物冠层上方平均太阳辐射为152W/m2,总透光率(含天沟下方)为40%,比文洛型连栋温室高7个百分点。外保温连栋温室跨中采光最佳,跨东、跨西及天沟下方太阳辐射强度与跨中相比分别减少17%、29%及46%。2)太阳升起后,外保温连栋温室东、西屋面外保温被依次收拢,09:30~12:00室内气温升速为1.9℃/h,较文洛型连栋温室低0.3℃/h,收拢保温后10 min内室内气温骤降幅度比文洛型连栋温室低0.3℃。温室采用空气内循环加温,地面出风,再由设备间风机组内侧窗回风;加温期间(20:00~07:00)室内空气水平方向平均温差不超过1.2℃,垂直方向不超过1.0℃。外保温连栋温室水平方向气温分布均匀,垂直方向温差小于文洛型连栋温室。3)夜间,外保温连栋温室平均气温为13.1~16.1℃,室内外平均温差为12.8~21.0℃,覆盖外保温被的屋面平均热通量为50.0~97.7 W/m2,单层玻璃屋面为217.6~367.9 W/m2,覆盖外保温可减少75%的玻璃屋面热损失。同期,采用双层内保温的文洛型连栋温室屋面平均热通量为141.1~232.2W/m2,外保温连栋温室与之相比屋面热损失降低36%,具有更佳的保温性能。加温期间外保温连栋温室平均热量投入实测为74.5W/m2,并维持17.4℃的室内外平均温差,能耗较低。最后拟合了室内外温差对不同温室屋面热通量的影响,外保温连栋温室具有更高的拟合优度。该研究为连栋温室低碳节能发展提供了新型温室结构,也为外保温连栋温室的优化设计和工程应用提供了数据基础。
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