墻體作為日光溫室中保溫蓄熱的集合體，對(duì)溫室的熱環(huán)境至關(guān)重要。西北農(nóng)林科技大學(xué)溫室研究人員日前通過對(duì)瓶膽式相變墻體熱性能的理論計(jì)算，研究該新型墻體的保溫蓄熱性能，并將其與復(fù)合磚墻、土墻的熱性能進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明：瓶膽式相變墻體的保溫蓄熱性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平總體上優(yōu)于復(fù)合磚墻和土墻，適合在日光溫室中使用。

　　墻體作為日光溫室的重要組成部分，除承重傳力外，還能夠蓄積太陽輻射產(chǎn)生的能量，同時(shí)阻擋熱量向室外散失。目前使用中的日光溫室墻體主要有磚墻、土墻等類型，然而磚墻和土墻由于導(dǎo)熱系數(shù)大，需通過加大厚度來增加墻體的熱阻和蓄熱能力，這降低了土地利用率；加之粘土磚逐漸被禁用、土墻結(jié)構(gòu)耐水性和耐久性差等問題，影響了日光溫室的進(jìn)一步發(fā)展。為此，尋求堅(jiān)固、保溫、經(jīng)濟(jì)的新型墻體成為溫室研究的一個(gè)重要方向。將潛熱密度大、蓄熱性能好的相變材料應(yīng)用于日光溫室墻體，對(duì)改善溫室熱環(huán)境有很好的效果。

　　研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)日光溫室的特點(diǎn)，提出了一種新型瓶膽式相變墻體的建造方法。該墻體安裝方便，施工簡(jiǎn)單，利用梁和立柱受力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。新墻體利用定形相變材料的相變蓄熱性能和利用空氣層、聚苯板導(dǎo)熱系數(shù)低的隔熱保溫性能，改善了溫室的熱環(huán)境。經(jīng)過理論計(jì)算研究發(fā)現(xiàn)，新型墻體較傳統(tǒng)墻體在保溫蓄熱性能方面有了較大提高，具有在日光溫室中應(yīng)用的可行性和優(yōu)越性。

　　瓶膽式相變墻體結(jié)構(gòu)由內(nèi)而外依次為20厘米厚蓄熱板、30厘米厚空氣層、20厘米厚聚苯乙烯彩鋼板。日光溫室桁架拱間距為1.2米，墻體在長(zhǎng)度方向每隔3.6米設(shè)置1個(gè)立柱，立柱間的桁架由架設(shè)在立柱上的梁支撐；梁采用規(guī)格為8厘米×12厘米×0.3厘米的矩形鋼管制作而成，立柱采用規(guī)格為15厘米×15厘米×0.5厘米的矩形鋼管制作而成；每段梁支撐2個(gè)桁架的荷載，梁和立柱均設(shè)置在墻體結(jié)構(gòu)的空氣層內(nèi)。

　　墻體結(jié)構(gòu)中的蓄熱板由自制的定形相變材料通過封裝固定在日光溫室后墻內(nèi)側(cè)。定形相變材料以粉煤灰為材料載體、以自制的適用于日光溫室的磷酸氫二鈉蓄熱體系為相變材料進(jìn)行制備。

　　墻體除承重的作用外，還兼具熱工性能。研究墻體的熱工性能需要從墻體的隔熱、保溫、蓄熱等多方面進(jìn)行研究分析：熱阻是評(píng)價(jià)材料絕熱性能的指標(biāo)，總熱阻越大，傳熱量越小，越有利于墻體保溫；熱流密度是墻體隔熱性能的重要指標(biāo)，熱流密度越小，說明熱量通過墻體的傳遞越少，墻體保溫效果越好；蓄熱性能表征材料層抵抗溫度變化的能力，材料的蓄熱系數(shù)越大，抵抗周圍環(huán)境溫度波動(dòng)的能力也就越大；熱惰性指標(biāo)是表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)抵抗熱流變動(dòng)和溫度變化的參數(shù)，指標(biāo)值越大，室內(nèi)溫度波動(dòng)越小。

　　經(jīng)過各個(gè)參數(shù)的研究，可以進(jìn)行墻體熱性能綜合評(píng)價(jià)。在墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，熱性能與造價(jià)是評(píng)價(jià)墻體方案優(yōu)劣的兩個(gè)重要因素。

　　目前日光溫室中常見的墻體結(jié)構(gòu)主要有紅磚墻、夯實(shí)土墻等。研究人員將60厘米厚紅磚墻加10厘米厚聚苯乙烯彩鋼板構(gòu)成的復(fù)合磚墻和2.3米厚夯實(shí)土墻作為傳統(tǒng)墻體代表，以陜西關(guān)中地區(qū)為例，與新型瓶膽式相變墻體進(jìn)行對(duì)比研究。

　　結(jié)果表明，新型墻體在熱阻、熱流密度、蓄熱系數(shù)等重要指標(biāo)上均好于復(fù)合磚墻和土墻；雖然新型墻體在熱惰性指標(biāo)和單位面積造價(jià)上略遜于土墻，但是新型墻體的經(jīng)濟(jì)效果遠(yuǎn)好于土墻，而且土墻厚度為2.3米，新型墻體厚度僅有0.7米，與土墻相比，能夠減少占地面積，增加土地利用率。此外，新型墻體熱阻值遠(yuǎn)高于日光溫室的低限熱阻，使日光溫室的保溫效果更好；由于蓄熱板內(nèi)相變材料的作用，新型墻體的蓄熱能力也最優(yōu)。

　　由此認(rèn)為，新型瓶膽式相變墻體作為一種復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)，能夠利用梁和立柱的承重作用，保持墻體的穩(wěn)定性；利用定形相變材料的相變蓄熱性能提高墻體的蓄熱能力；利用空氣層和聚苯板導(dǎo)熱系數(shù)低的特性增加墻體熱阻，減少熱量的散失。

　　研究結(jié)果顯示，新型墻體的保溫蓄熱性能優(yōu)于傳統(tǒng)墻體，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果也更好；同時(shí)該墻體安裝方便、施工簡(jiǎn)單、耐久性好，適合在日光溫室建設(shè)中推廣使用。不過，目前的研究?jī)H是通過理論計(jì)算，為更深入地了解新型墻體的保溫蓄熱性能，還需進(jìn)一步用實(shí)例驗(yàn)證。

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