日光温室后墙课件

新型墙体在 日光温室的应用 S201104127 凌浩恕 2011年11月16日 1. 1. 日光温室后墙的基本构筑方法日光温室后墙的基本构筑方法 砖墙土墙相变复合砖墙 2. 2. 新型日光温室后墙构造示意图新型日光温室后墙构造示意图 太阳能聚光集热器太阳能聚光集热器 聚苯板聚苯板 砌块砖砌块砖 空心砌块空心砌块 相变墙板相变墙板 3. 3. 墙体被动相变蓄热技术墙体被动相变蓄热技术 4. 4. 墙体自然通风蓄热技术 热空气 5. 5. 墙体太阳能热水蓄热技术（1） 供水 回水 5. 5. 墙体太阳能热水蓄热技术（2） 太阳能聚光集热器 埋 墙 立 管 埋 墙 立 管 6. 6. 昌平实验情况简介昌平实验情况简介 6.16.1 相变蓄热墙体板日光温室施工现场相变蓄热墙体板日光温室施工现场 复合相变墙体板复合相变墙体板 复合相变砂浆复合相变砂浆相变材料与砂浆相变材料与砂浆 6.26.2 日光温室热环境评价指标日光温室热环境评价指标 后墙壁表面温度后墙壁表面温度 土壤温度土壤温度 壁面平均辐射温壁面平均辐射温 度度 环境空气温度环境空气温度 （2/32/3辐射辐射+ +1/31/3空气空气） 6.36.3 实验测点布置依据实验测点布置依据 实验测点布置依据 1) NY/T 610-2002日光温室技术条件 2) NY/T 1553-2007日光温室效能评 价规范 3) DB 11/T 291-2005日光温室建造 规范 4) GB/T 5701-2008室内热环境条件 5) GB/T 18204.13-2000公共场所空 气温度测定方法 6.46.4 实验测点布置（实验测点布置（1 1） 6.46.4 实验测点布置（实验测点布置（2 2） 610mm610mm40mm40mm 6.56.5 实验时间与数据采集实验时间与数据采集 测试时间：2010年12月21日至2011年3月 2日。 重点选取冬至日至1月17日数据进行分 析。 仪器：铜-康铜T型热电偶温度传感器 、 HP34970A型数据采集单元、便携式气象 站、RHLOG系列自记仪 （共计布置测点 90个）。 测试时间间隔：10min采集一次。 注：夜间前屋面采用保温被保温，保温被上午9:00开启，下午17:00关闭。 6.66.6 实验期间室外气象参数（实验期间室外气象参数（1 1） l 测试期间，以晴天为主，占以晴天为主，占82%.82%. l 室外空气温度-10.4-10.40 0. l l 空气相对湿度空气相对湿度 45%. l l 日平均空气流速日平均空气流速= 0.224.7m/s，最大峰值可达8.5m/s . 6.66.6 实验期间室外气象参数（实验期间室外气象参数（2 2） 7.17.1 温室后墙壁表面温度比较温室后墙壁表面温度比较 白天白天：相变墙温度比普通墙低25， 太阳辐射强度较大时，前者比后者高1 3。 夜间夜间：相变墙温度比普通墙高5。 后墙表面温度比太阳辐射强度最大值滞后后墙表面温度比太阳辐射强度最大值滞后22.5h22.5h。 7.27.2 相变墙体板内外层温度相变墙体板内外层温度 白天白天：相变墙体板表面温度较内层高512， 夜间夜间：相变墙体板表面温度较内层低12。 7.37.3 相变墙体板与砖墙内外层温度相变墙体板与砖墙内外层温度 24 1 2 7.47.4 后墙壁面温度受植物遮挡的影响后墙壁面温度受植物遮挡的影响 有植物遮挡时，上表面温度比下表面高4 11， 植物遮挡在后墙投影高度约1.0m。 7.57.5 温室内土壤温度的比较分析（温室内土壤温度的比较分析（1 1） 夜间:土壤表面，相变温室土壤温度比普通温 室高2左右; 土壤深度100mm处，相变温室土壤温 度比普通温室始终高1左右。 全天：土壤深度200mm处，相变温室土壤温 度比普通温室始终高1左右。 土壤表面、深度100mm和200mm处，土壤温度峰值 比太阳辐射强度峰值依次滞后11.5h、44.5h 和67h 。 晴天，开棚期间土壤表面温度维持在1025， 深度100mm温度为1015，深度200mm温度为 12左右； 阴天，开棚期间土壤表面温度约下降12，但 土壤表面下的温度变化不明显。 7.5 7.5 温室内土壤温度的比较分析（温室内土壤温度的比较分析（2 2 ） 7.67.6 温室环境空气温度比较温室环境空气温度比较 白天：相变温室温度比普通温室最大差值约为 1。 夜间：相变温室温度比普通温室高2.5， 阴天：相变温室温度比普通温室始终高于2。 7.77.7 结论结论 l测试期间，室外空气温度低，空气干燥，风速较强。 l日光温室后墙内表面温度最大值出现的时间较太阳辐射强度最 大值出现的时间滞后22.5h，室内环境温度和土壤表面温度则滞 后11.5h。 l夜间，相变蓄热墙体表面温度比普通砖墙高25，在晴好 天气时其差值更高。 l夜间，相变温室土壤温度比普通温室高1。 l夜间，相变温室内环境温度比普通温室高12.5； 阴天，相变比普通温室环境温度始终要高2以上。 日光温室新型保温墙体材料的 制备及应用效果的研究 相变材料(PCM - Phase Change Material) 是指随温度变化而改变形态并能提供潜热 的物质。 相变材料由固态变为液态或由液态变为固 态的过程称为相变过程，这时相变材料将 吸收或释放大量的潜热。 相变材料定义 国外研究现状 研究者时间时间研究材料研究方 法 结论结论 Concordia 大学 200449%的丁基 硬脂酸盐盐和 48%丁基棕 榈榈酸盐盐 直接混 合方法 蓄热热能力比相应应的普通墙墙板增加 10倍 Kuznik等2008一种新型相 变变墙墙体 数值值模 拟拟方法 相变墙变墙 体能减少室内温度的波动动 Dariusz Heim 2004相变变石膏板数值值模 拟拟 石膏板可充分利用太阳能，有时时 可使采暖费费用节节省90% Zhang等2005相变变框架墙墙现场测现场测 试试 墙墙体中能量峰值值的波动动减少了 38% Kelly Jkissock等 1998十八烷烷浸泡法相变墙变墙 板房内的温度更平稳稳，相 变墙变墙 板能提高舒适度、削减高峰 负负荷并转转移负负荷 Lai，Chi- ming等 2006建筑用相变变 材料 白天比普通墙墙体的最高温度低 4.9C，在夜间间温度降低时时相变墙变墙 体能有效的为为室内提供储储存的能 量。 国内研究进展 研究者 时间时间研究材料研究方法结论结论 王岐东东 等 2005石蜡和硬 脂酸丁酯酯 直接加入 法 含22%的石蜡或硬脂酸丁酯酯的相 变储变储 能石膏板储储能能力约约是普 通石膏板的10倍，相变变循环环200 次后质质量损损失不足3%。 郑郑立 辉辉等 2006液体石蜡浸泡法可大大改善石膏微孔表面的极 性。石蜡渗透入石膏后，其相 变变温度降低约约3。 闫闫全英 等 2009石蜡与水 泥砂浆浆 直接混合 法 相变墙变墙 表面温度低于普通墙墙， 通过过相变墙变墙 的热热流远远小于普通 墙墙，且变变化平缓缓、波动动小，热热 流产产生延迟迟；石蜡掺掺量在5%( 质质量分数)以内时时，相变墙变墙 无石 蜡渗透析出，其在墙墙体中的应应 用是可行的。 袋装法。本试验采用厚度为0.080.12mm聚乙 烯塑料薄膜对复合相变材料（ Na2SO410H2O:Na2HPO412H2O:CaCl26H2O: 硼砂:羧甲基纤维素钠=19:70:9:1: 1)置于砌块 内。 直接加入法，通过正交试验确定了制作相变砌 块的合理配合比，即水泥35%，粉煤灰12%， 复合相变轻骨料2.5%，细砂、石粉、水适量 。对相变砌块的抗压强度及导热系数进行了测 定，抗压强度为5.5MPa，导热系数为 0.811W/(mK)， 复合相变墙体材料的制备 试验温室概况 TC1008 多路温度测试仪 杭州威博科技有限公司生产， 精度(0.05%+0.02%FS)， 测量范围-50250。测量 路数8路并配置U盘记录功能， 具有定点、巡检功能，适用于要求多点测 量的场合。本试验设定记录数据的时间间 隔为240s 。 试验仪器 试验采用对照的方法，将相变墙日光温室 与普通砖墙日光温室进行对照，通过对室 内外温度、墙内外表面温度以及地温的测 试比较其保温性能优劣，中科航天试验温 室相临且同时揭盖保温被，揭盖保温被时 间完全一致，可认为对照温室所处环境一 致，引起室内环境差异的唯一因素为墙体 。测试前将TC1008多路温度测试仪各温度 探头置于冰水混合物中校准，以保证对照 效果。 试验方法及内容 测点布置 结果与分析-室内温度 变化趋势相同 相变温室波动较小，最高温出 现时间略有延迟。 相变砌块温室比普通温室均小7.9，相变墙板温室比普通 温室均小3.5。 与普通温室相比，砌块温室夜间室内最低温提高1.9，夜间 平均温提高1.3，白天最高温降低6.2，白天平均温降低 3.7；相变墙板夜间室内最低温提高0.4，夜间平均温提 高0.6，白天最高温降低3.2，白天平均温降低1.6。 相变低 相变高 结果与分析-墙内外表面温差 小于 大于 全天相变砌块温室墙体内外表面温差波动幅度小于普通墙 体，可有效减少外界环境通过墙体对室内温度的扰动。 由于盛夏阶段高温导致相变墙板出现软化现象，墙板内相 变材料的含量大大损失，相变墙板温室墙体内外表面温差 波动很大 0.7 1.3 0.9 (1)用厚度为0.080.12mm聚乙烯塑料薄膜 对复合相变材料进行封装可有效解决相变 材料渗漏问题。 (2)通过正交试验确定了稻壳相变砌块的合 理配合比为水泥35%，粉煤灰12%，复合 相变轻骨料2.5%，细砂、石粉、水适量。 经测试稻壳相变砌块的抗压强度为5.5MPa ，导热系数为0.811W/(mK)，满足日光温 室墙体材料承重及保温的要求。 结论 (3)与普通温室相比，相变砌块温室室内温度 夜间最低温平均可提高1.9，夜间平均温平 均可提高1.3，白天最高温平均可降低6.2 ，白天平均温平均可降低3.7，全天室内温 度波动幅度平均可减少7.9，墙内外表面温 差波动幅度平均可减少5.0。 (4)与普通温室相比，相变墙板温室夜间最低 温平均可提高0.4，夜间平均温平均可提高 0.6，白天最高温平均可降低3.2，白天平 均温平均可降低1.6，全天室内温度波动幅 度平均可减少3.5。 结论 定性定形相变材料 聚乙烯形成空间网状结构, 石蜡则分布其中;由于具有较高 的熔点和结