1、溫室的現(xiàn)狀及發(fā)展

　　溫室是人類智慧與科技文明的結(jié)晶，它改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的模式，打破了植物生長的地域和時空界限，推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和社會文明的進步。我國的溫室具有悠久的歷史，特別是經(jīng)過上世紀七八十年代到現(xiàn)在，溫室已經(jīng)在全國普及發(fā)展。無論在農(nóng)作物和園藝的種植，還是在商業(yè)建筑中都有它們的身影。近10年來一些國家大力研究節(jié)能措施，如室內(nèi)采用保溫簾、雙層玻璃、多層玻璃、多層覆蓋和利用太陽能地?zé)崮艿燃夹g(shù)措施，節(jié)省能源約50％左右。溫室產(chǎn)業(yè)作為21世紀最有活力的農(nóng)業(yè)新產(chǎn)業(yè),隨著社會的發(fā)展，溫室節(jié)能問題越來約被人們所關(guān)注。

　　2、溫室模型的建立及負荷計算

　　2.1、溫室模型的建立

　　為了便于分析和評價溫室能耗建立一種溫室模型。所建溫室為普通型（大屋脊）溫室。圖示如圖1，圖2所示：

　　單棟溫室的建筑面積F=3.0×10.0×10.0＝300m，朝向正南方，外門一扇：高2.0m，寬1.8m。頂部每坡面開窗30個，長1.5m，寬0.8米。東西側(cè)各有30個窗，高1.5m，寬0.8m，北面開窗3個，高1.5m，寬0.8m。

　　溫室頂部設(shè)電動雙面開窗系統(tǒng)，溫室四周設(shè)1.5m高移窗，可以配置內(nèi)外遮陽加溫系統(tǒng)及智能控制系統(tǒng)，遮陽采用內(nèi)用XLS16型遮陽保溫幕。溫室頂部及四周采用單層膜或中空PC陽光板，單層膜的傳熱系數(shù)為6.80W/m2.K,中空PC陽光板傳熱系數(shù)為3.40W/m2.K。中空PC陽光板能夠有效地防止熱量注流失，并阻止冷空氣的進入，可大幅度降低冬季加熱能耗。

　　2.2、溫室類構(gòu)筑物的負荷計算與分析

　　首先，采用負荷計算軟件來進行計算。溫室采用單層膜，傳熱系數(shù)為K＝6.80W/（m2•K），換氣次數(shù)為0.5次/h，無任何遮陽措施。室內(nèi)設(shè)定溫度17℃（植物的生長條件在15℃左右為宜）作為標(biāo)準(zhǔn)，然后改變其中一個參數(shù)進行負荷計算并進行對比。

　　經(jīng)過計算，在冬季的圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量為93.90.KW，冷風(fēng)滲透耗熱量為5.48KW，總的冷負荷需要99.45KW。在夏季的冷負荷327.8KW，新風(fēng)負荷9.32KW，總的冷負荷337.2KW。

　　把溫室采用單層膜，傳熱系數(shù)為6.80W/（m2•K），換氣次數(shù)為0.5次/h，無任何遮陽措施。室內(nèi)設(shè)定溫度17℃作為標(biāo)準(zhǔn)，然后改變其中一個參數(shù)進行負荷計算并進行對比。

　　改變參數(shù)方法如下：

　�。�1）在其他條件不變的情況下，室內(nèi)設(shè)定溫度改為15℃。

　�。�2）在其他條件不變的情況下，夏天采用內(nèi)遮陽，遮陽系數(shù)為0.65。

　�。�3）.在其他條件不變的情況下，把單層膜改為中空PC陽光板。圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)由6.80W/(m2•k)變?yōu)?.40W/（m2•K）。

　�。�4）在其他條件不變的情況下，把換氣次數(shù)由原來的0.5次改為0.2次。

　　（5）綜合以上條件：室內(nèi)設(shè)定溫度改為15℃，夏天采用內(nèi)遮陽，遮陽系數(shù)為0.65，把單層膜改為中空PC陽光板，傳熱系數(shù)由6.80W/（m2•K）變?yōu)?.40W/（m2•K），把換氣次數(shù)由原來的0.5次改為0.2次。

　　改變參數(shù)后，分析其變化率。

　　變化率％＝×100％

　　以下的負荷和耗電量的變化率都是采用此方法來計算。

　�。�1）當(dāng)室內(nèi)設(shè)定溫度變小為15℃時冬季可節(jié)能7.6％。而在夏季則能耗增大，原因是室內(nèi)溫度由17℃下降為15℃冬季室內(nèi)外溫差變小，夏季室內(nèi)外溫差變大，冬季的耗熱量變小，夏季耗熱量變大，要向室內(nèi)提供更多的冷量。在滿足植物的生長需要溫度的前提下，在冬季可以適當(dāng)降低溫室內(nèi)的溫度，能夠達到一定的節(jié)能效果，而在夏季溫度的變化對節(jié)能效果不明顯，盡量可以使用植物需要的溫度來進行供冷。

　�。�2）夏季室內(nèi)采用內(nèi)遮陽時，由于相當(dāng)一部分的日射將被遮住，使得室內(nèi)的夏季的好冷量降低27.6％，具有明顯的效果。冬季之所以不明顯是因為傳統(tǒng)算法里冬季不計算遮陽。在滿足植物對光照的前提下，可以使用內(nèi)遮陽來減少冷負荷的供應(yīng)。

　�。�3）采用中空PC陽光板后傳熱系數(shù)變?yōu)?.40W/（m2•K），由于傳熱系數(shù)減小了一半，使得冬季的耗熱量大大降低（42.6％），夏季由于計算中圍護結(jié)構(gòu)的日射得熱冷負荷采用的是得熱因數(shù)值，所以夏季冷負荷變化不太大。由此可見采用中空PC陽光板能達到很好的節(jié)能效果。

　　（4）換氣次數(shù)改變?yōu)?.2次。對負荷的影響不大。換氣次數(shù)只是對新風(fēng)負荷有影響，而在本算法中新風(fēng)負荷在總負荷中所占的比例較小，所以換氣次數(shù)對總負荷的影響不大。

　　（5）在室內(nèi)設(shè)定溫度改為15℃，夏天采用內(nèi)遮陽，遮陽系數(shù)為0.65把單層膜改為中空PC陽光板，傳熱系數(shù)由6.80W/（m2•K）變?yōu)?.40W/（m2•K），把換氣次數(shù)由原來的0.5次改為0.2次后，無論冬季還是夏季，負荷都有了大大減小，冬季減少50％，夏季減少37.2％，是相當(dāng)可觀的。

　　綜合以上情況，可以得出以下結(jié)論：在滿足植物的生長前提下，首先使用傳熱系數(shù)較小的圍護結(jié)構(gòu)，其實使用內(nèi)遮陽，再次對室內(nèi)溫濕度進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，能夠很好的降低溫室建筑的能耗，起到了節(jié)能的作用。

　　3、溫室冬季采暖系統(tǒng)設(shè)計

　　經(jīng)過計算，本單棟溫室在室內(nèi)設(shè)定溫度為15℃（溫室內(nèi)植物生長所需的條件），中空PC陽光板傳熱系數(shù)為3.40W/（m2•K）條件下，冬季采暖熱負荷為49.7KW。

　　Beilleetal經(jīng)過試驗認為：采暖設(shè)備位置低更有利于微觀氣候的控制，生長區(qū)內(nèi)的空氣和頁面溫度都比較均勻。而且,F.L.K.Kempkes研究認為，采暖設(shè)備位于溫室頂部，將增加大約5%~10%的能耗。由于室內(nèi)植物的生長空間大約在0.5m~3.5m左右，據(jù)有關(guān)測試，采用地板敷設(shè)的溫室內(nèi)垂直方向的溫度變化曲線見圖4：

　　由圖4可見，在0.5~3.5m的垂直方向上溫度比較均勻，正是溫室內(nèi)種植植物生長的最適宜的空間。因此，本工程室內(nèi)采用低溫?zé)崴�地板輻射采暖。每個環(huán)路安裝調(diào)節(jié)閥門,進行室溫控制,供回水溫度是50/40℃。每戶的供回水干管架空敷設(shè)進入溫室內(nèi)，經(jīng)過集分水器，分成若干個分支，分支為交聯(lián)聚乙烯管(PE-X),管徑為De20X2.3mm,機械連接。集分水器為銅制的,在其上安裝放氣閥和泄水閥。供暖干管接室外供暖管網(wǎng)，熱水來自市政二次換熱站。

　　考慮到在冬季，室內(nèi)外溫差較大，外維護結(jié)構(gòu)散熱較大，溫室的四周靠外墻的部位特別是在西北角的加熱管適當(dāng)布置較密集一些，能夠有效的防止水平方向的溫差較大。在冬季，根據(jù)均勻布置在室內(nèi)的測溫點傳來的溫度變化，來適當(dāng)調(diào)節(jié)地埋管起端的電動調(diào)節(jié)閥，以滿足室內(nèi)的溫度變化需求。

　　4、結(jié)論

　　2009年12月，歌本哈根氣候變化大會召開，低碳生活已經(jīng)深入人心，中國正在積極的做出響應(yīng)，節(jié)能問題更是成為重中之重。地板輻射采暖具有節(jié)能的以下優(yōu)勢：

　　1．室內(nèi)設(shè)定溫度即使比散熱器采暖方式低2～5℃,所以溫差傳熱損失會大大減��；

　　2、低溫地板采暖在能提供35℃以上熱水的地方即可應(yīng)用。如集體供暖、工業(yè)余熱、鍋爐水、各種空調(diào)回水、地?zé)崴�、太陽能等各種低溫?zé)嵩矗?/p>

　　3、節(jié)省使用面積，據(jù)統(tǒng)計，使用地暖產(chǎn)品平均增加房間3%的使用面積。

　　4、熱媒低溫傳送，在傳送過程中熱量損失小，熱效率高；與其他采暖方式相比，節(jié)能幅度約為20%，如采用分區(qū)溫控裝置，節(jié)能幅度可達到40%。

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