【正文】 房、廁所等布置在北側(cè)。對于學(xué)校、辦公樓，把走廊放在北。 (3)建筑結(jié)構(gòu)與保溫 太陽房墻體可采用復(fù)合夾心墻體結(jié)構(gòu)，如遼寧普遍采用外側(cè)磚厚 120mm、 內(nèi)側(cè)磚厚240mm、 中間央 100mm厚珍珠巖保溫層，內(nèi)外各 0mm厚抹灰的墻體。中間夾心層的厚度可隨地區(qū)的寒冷程度而增減。這種墻體貯熱容量多，保溫性好，房間熱穩(wěn)定性較高，室溫被動(dòng)小，在同樣梁板條件下，室內(nèi)使用面積較大。缺點(diǎn)是施工較麻煩。因墻體內(nèi)外層需要拉結(jié)，且不利于抗震。屋頂可用珍珠巖保溫，爐渣找坡，水泥砂漿找平，油氈防水的作法。但珍珠巖應(yīng)干法施工，防止其吸水降低保溫性能。 2．被動(dòng)式太陽房熱工計(jì)算的簡易方法 在太陽房的熱工設(shè)計(jì)階段，要求有簡便的計(jì)算方法，通過計(jì)算器的運(yùn)算或查圖表對熱工設(shè)計(jì)作反復(fù)調(diào)整、改動(dòng)，直到滿足原始設(shè)計(jì) 要求。鮑爾科姆等提出了用 SLR—SHF相關(guān)計(jì)算太陽房月太陽保證串和 LCB—SHF相關(guān)計(jì)算年太陽保證率的方法。這兩種簡化計(jì)算方法都是在計(jì)算機(jī)模擬得到的詳細(xì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合的結(jié)果。 四、太陽能溫室 (一 )概述 溫室包括玻璃溫室、塑料溫室及塑料大棚，統(tǒng)稱為溫室。太陽能溫室是指不加溫的溫室，多數(shù)采用塑料薄膜為透光材料。溫室相當(dāng)于一個(gè)太陽能集熱器，它接受陽光照射，一方面滿足植物光合作用對陽光的需要，同時(shí)使溫室保持一定溫度，以滿足植 物生長對溫度的要求。因此，溫室在設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)上就應(yīng)保證獲得更多的太陽輻射能與減少熱損失。 溫室作為我國菜籃子工程的重要組成部分，又是農(nóng)民脫貧致富的重要手段，也是農(nóng)村廣泛利用太陽能與節(jié)能栽培的重要途徑，在農(nóng)業(yè)中占有重要位置。為此應(yīng)吸取廣大農(nóng)民在建造溫室實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出適合我國發(fā)展蔬菜生產(chǎn)與適應(yīng)我國農(nóng)民經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平的溫室。通常，在設(shè)計(jì)建造上，對溫室提出如下幾點(diǎn)要求：①采光蓄熱與保溫性能良好；⑦規(guī)格尺寸和規(guī)模適當(dāng)；③應(yīng)按不同作物、不同生育階段的需要，具有合理調(diào)節(jié)溫、光、水、氣等環(huán)境條件的能力；④建造材料盡量就地取材，注意實(shí)效，以降低投資，增加資金的投入產(chǎn)出比。 [二 )溫室的熱平衡 熱量平衡是溫室小氣候形成的物理基礎(chǔ)，也是溫室建造設(shè)計(jì)和栽培管理的依據(jù)。溫室 (以下都是指不加熱的日光溫室 )從太陽輻射獲得熱量，并在室內(nèi)的結(jié)構(gòu)物、空氣、土壤與作物之間進(jìn)行著復(fù)雜的熱交換與質(zhì)量交換 (水分的蒸發(fā)與凝結(jié) )，如圖 l一 87a、 b所示。并可寫出其熱平衡方程為： 房屋外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括房項(xiàng)、地面和外墻也必須有隔熱保溫設(shè)計(jì)，如加厚墻體，采用復(fù)合保溫材料，在內(nèi)外磚墻之間夾隔熱材料，或在外墻面上貼隔熱材料都有好的保溫效果并提高了房屋的熱穩(wěn)定性。如 20cm厚的加氣很凝土墻房間的熱穩(wěn)定性相當(dāng)于 37cm厚磚墻房間的保溫水平。采用鈣塑之類的輕質(zhì)保溫材料夾心的混凝土墻房間的熱穩(wěn)定性也較好。 也可參照一般民用建筑門竊縫隙向室內(nèi)滲入的冷空氣所消耗的熱量計(jì)算。不管用哪一種方法計(jì)算都只能作參考。一般在密閉情況下，此項(xiàng)損失約為 Q‘的 10％。但仍要盡量減少縫歐及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的破損。特別是冬季風(fēng)速很大時(shí)，這項(xiàng)損失會迅速增加。風(fēng)速由 1m／ s 增至 6m／ s， 縫隙冷風(fēng)滲入量將增大約 7倍。 。 Q： 為土壤傳熱損失。此項(xiàng)損失主要是土壤橫向向室外冷土壤的傳熱?？赏ㄟ^在溫室四周控防寒溝，并在溝中填馬糞、稻殼、落葉或碎草等，然后在表面覆土踩實(shí)的辦法來減少橫向傳熱損失。也可采用“室內(nèi)地面下凹”的辦法。 QI為土壤水分蒸發(fā)及植物蒸騰所消耗的浴熱傳熱量，此項(xiàng)熱量不是損失。 Qf為室內(nèi)物體及空氣等的增溫?zé)崃俊Ｒ膊皇菗p失。只是圍護(hù)結(jié)構(gòu)吸熱升溫要增大其向外散熱量。 通過溫室的熱平衡，分析熱流的進(jìn)、出，可尋找減少熱損失、提高溫室熱利用效率的地記 溫室采光設(shè)計(jì) 溫室采光設(shè)計(jì)的要點(diǎn)： (1)溫室的方位 溫室能在冬季光照良好，其方位都是東西延長、座北朝南。為了能早些接受直射光，可向南偏東 10。但北緯 40。以北的中、高緯度地區(qū)，冬天早上氣溫低，南偏東的溫室為接受陽光就須提早揭開草苫，使室溫明顯下降。會得不償失。在嚴(yán)寒地區(qū)，為延長午后光照蓄熱時(shí)間與利于夜間保溫，以南偏西 10。左右為好。 (2)前屋面傾角 投射到屋面上的陽光一部分被透光材料吸收，一部分被反射回去，剩下部分透過進(jìn)入室內(nèi)。實(shí)際上，陽光被吸收的部分很少，而且還有部分傳人室內(nèi)，故要使陽光多進(jìn)入室內(nèi)，就應(yīng)盡量減少反射部分。試驗(yàn)表明，入射角在 0o一 400。范圍內(nèi)，透光量最大，且隨入射角增大，下降不明顯；在 40。一 60。范圍內(nèi)，隨入射角增大， (3)采光屋面形狀 采光屋面的水平投影占溫室跨度的比例由 6／ 7—2／ 3。后坡短、采光面所占比例大的溫室采光較好。采光屋面形狀也影響采光好壞。采光屋面形狀主要有半圓拱形、橢圓拱形、兩折式 (如大小雙斜面式，一斜一立式 )和三折式 4種形式 .采光屋面在水平面上投影長度均為 5m， 脊高均為 2． 97m的條件下，半圓拱式屋面傾角分布合理，而且受力狀況也較好。橢圓拱式的采光面傾角分布不合理，所以采光效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它幾種形式的溫室。玻璃溫室屋面形狀還要考慮玻璃標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格以便于安裝。 (4)采光蓋層材料的選擇 目前溫室的采光蓋層材料主要是玻璃與塑料薄膜。玻璃溫室通常用 5mm厚平板玻璃作蓋層。玻璃對陽光透過率高，在 0． 85以上；具有溫室效應(yīng)，可減少低溫長波熱輻射損失；比較堅(jiān)固耐久，能抗大風(fēng)侵襲；用水沖洗易排除塵土污染，保持高的透光率。但重量大，價(jià)貴，使溫室投資大。塑料薄膜有聚氯乙烯膜、聚乙烯膜和醋酸乙烯膜三種。它們的厚度多為0． 08—0． 12mm， 聚乙烯膜為無色透明，聚氯乙烯略顯藍(lán)色。它們都可透過 0． 3f▲ m的紫外線，玻璃則完全不能透過。對可見光和紅外線都有較高的透過宰，但稍次于玻璃，且對低溫長波輻射也有高的透過串，溫室效應(yīng)差，使溫室輻射熱損失增大。易被油污塵土污染，且不易清除，使透光率下降；易損壞，不耐老化， 2．溫室的總體尺寸設(shè)計(jì) (1)跨度與高度 為使采光合理，便于建材選擇和夜間覆蓋保溫管理，根據(jù)各地的經(jīng)驗(yàn)，在北緯 40。以北或冬季濕度經(jīng)常在 —20℃ 以下的地區(qū)，跨度以 6m， 高度以 2。 7—2． 8m為宜；北緯 40。以南冬季氣溫較高的地區(qū)，跨度以7m， 高度以 3． 1m為宜。 (2)前后屋面與墻體 前屋面角度從采光及結(jié)構(gòu)角度考慮已如前述。后屋面的角度決定于屋脊與后墻的高差和后屋面的水面投影長度。若脊高與后屋面水平投影長度已定，則后墻愈矮，后屋面角度愈大，反之愈小。 后屋面傾角最好大于當(dāng)?shù)囟習(xí)r的太陽高度角 7一 8o， 這樣就可使后屋面在 11月上旬 (立冬 )至次年 2月上旬(立春 )之間中午前后接受到直射陽光，后屋面可吸熱與貯熱。墻體與后屋面既起承重與圍護(hù)作用，又是保溫蓄熱體。 為了增加墻體和后屋面的保溫蓄熱能力，內(nèi)層要選擇蓄熱系數(shù)大的建筑材料，外層要選擇導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料；同時(shí)要有足夠的厚度，以增大熱阻。據(jù)調(diào)查，在北緯 35。左右的江淮平原與華北平原南部，墻厚度以0． 8—1m為宜；北緯 40。左右的華北平原北部和遼寧南部地區(qū)，相當(dāng)?shù)膲w厚度以 1． 0一 1． 5m(包括防寒土 )為宜，如總厚度為 48cm的夾心墻：從內(nèi)到外為磚 12cm， 填充珍珠巖 12cm， 磚 24cm。 后屋面厚度可在 40—70cm之間，低緯度地區(qū)可薄些，高緯度地區(qū)必須厚些。而且須用保溫性能好的材料，如秸稈、稻草、玉米外皮、草泥等組成后屋面。后屋面的長度還不能太短，北緯 40。以北地區(qū) 6m跨度的溫室，后屋面水平投影長度不宜少于1． 5m； 北緯 40。以南 7m跨度溫室不宜小于 1． 2m。 這樣，由于保溫的加強(qiáng)，墻 (3)溫室長度 溫室不宜太短 (20m以下 )，太短會使墻遮蔭面積占溫室總面積的比例大，對作物生長和產(chǎn)量不利，且單位面積造價(jià)高；太長 (60m以上 )也不便于管理與維護(hù)。因此，溫室長度以 50—60m為宜，也就是15—20間為一棟。 3．場地選擇、規(guī)劃與溫室細(xì)部結(jié)構(gòu) (1)場地選擇 應(yīng)選擇地形開闊、平坦、避風(fēng)向陽、對通風(fēng)、采光、保溫均有利的地點(diǎn)；應(yīng)有良好的土質(zhì)，接近水源與徘水方便；周圍無煙塵、有害氣體及污染源；且離公路較近，交通方便，便于產(chǎn)品運(yùn)銷。 為減少土壤橫向四周的散熱，在溫室四周應(yīng)挖防寒溝。一般溝深 60—100cm， 緯度高的地區(qū)應(yīng)深些，寬 30—40cm。在溝四周鋪上舊塑料薄膜，再填滿干草或爐渣后頂上應(yīng)境15cm厚的土，并帶斜坡，以防雨水滲入溝內(nèi)降低防寒效果。 溫室上下部設(shè)置通風(fēng)換氣口，用以降溫、排濕、補(bǔ)充002。上部排氣口設(shè)在屋脊處，排氣能力最強(qiáng)；下部進(jìn)氣口設(shè)在距地面 1m高處。通常也可不特設(shè)進(jìn)、誹氣口，而是通過揭開塑料薄膜放風(fēng)，比較方便。 進(jìn)出口供人進(jìn)出，較大的溫室在其一端設(shè)作業(yè)間，門開在山墻上，工作方便，且可避免冷空氣直接進(jìn)入溫室。對小溫室也有在后屋面上開口出入，平常用蓋蓋嚴(yán)，以防冷風(fēng)侵入。 4．溫室結(jié)構(gòu)材料選擇 (1)骨架 主要用于支承溫室結(jié)構(gòu)自重、承受風(fēng)載、雪載與其他載荷，以及保持溫室的結(jié)構(gòu)形狀。要求骨架材料有要求的強(qiáng)度與剛度，取材與安裝簡便，價(jià)格便宜。常用的骨架材料有竹木骨架：包括后屋面下的中校、花木、檀木，前屋面的前柱、橫梁和竹皮拱桿；鋼筋混凝土預(yù)制件與竹皮拱稈混合骨架，鋼筋混凝土預(yù)制件主要用作柱、校、鎳；鋼筋或鋼管骨架，主要用鋼筋或鋼管制成衍架式拱架，放置在東、西、北墻上，無須柱，構(gòu)。三類骨架材料中，竹木骨架取材容易，施工方便，造價(jià)低廉。但為了保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度，需采用斷面大的竹木骨架必將引起嚴(yán)重遮光。但目前農(nóng)民仍在廣泛使用。用鋼筋混 凝土預(yù)制件代替木料作骨架，較之木材耐用，但施工技術(shù)要求高，成本較高，也是目前廣泛使用的材料。鋼筋或鋼管格架有現(xiàn)成產(chǎn)品，安裝方便，它不占溫室使用面積，使室內(nèi)寬敞，遮光少，經(jīng)久耐用，但價(jià)格高。 (2)墻體材料 墻體除作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)外，主要要考慮增強(qiáng)其保溫蓄熱能力。常見的墑體有土墻 (用粘土摻草夯實(shí) )，磚墻及磚夾心墻。下面表 1一 17給出各種建筑材料的熱性能數(shù)據(jù)供選擇材料時(shí)參考。 (3)覆蓋材料 包括透光覆蓋材料與夜間保溫覆蓋材料。透光覆蓋材料已如前述。夜間保溫覆蓋材料主要有草苫 (簾 )、紙被、棉被及無紡布。草苫是用稻草、蒲草、谷草或蒲草加蘆葦?shù)染幹疲鼈儽匦Ч?，能就地取材。但遇雨雪吸水后重量加大，保溫性能下降，揭蓋費(fèi)時(shí)費(fèi)力。紙被主要放在草苫下面以增強(qiáng)保溫能力。棉被保溫能力強(qiáng)，但造價(jià)高，卻可多年使用。無紡布是由聚配纖維制成，其結(jié)構(gòu)密實(shí)，保溫性能好，有一定的吸濕性，宜用作溫室的內(nèi)磚保溫幕。 (四 )幾種溫室的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 1．單宙面溫室 如圖 l一 89所示。屬小型玻璃溫室。它結(jié)構(gòu)簡單，投資少，保溫性能好。由于冬季太陽高度角小，陽光可以射到室內(nèi)，但采光面小 ，遮蔭的柱子多，影響采光。主要是冬季使用。 2．雙窗面溫室 如圖 1—90， 1—91所示。都屬玻璃溫室，為在冬季能種植喜溫作物，用火爐補(bǔ)充供熱。這兩種溫室結(jié)構(gòu)基本相同，只是前窗一為傾斜，一為直立 c它們保持了單窗面溫室保溫性能好，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，并增加了采光面，使采光改善，北京地區(qū)稱它們?yōu)閴灹际酵翜厥摇? 3．短后坡高后墻半拱形塑料日光溫室 如圖 l一 92所示?？缍?6m， 脊高 ． 后墻高 1． 8m以上，后坡長 1． 5一1． 7m， 仰角 300以上。由于長的前坡，短的后被，高的中脊及大的仰角，采光面加大，顯著提高了采光量，它是對長后坡矮后墻半拱形塑料日光溫室的改進(jìn)。保溫能力卻比長后坡有所下降。但增加了采光量及后墻的吸熱蓄熱，彌