墻體作為日光溫室中保溫蓄熱的集合體，對溫室的熱環(huán)境至關(guān)重要。西北農林科技大學(xué)溫室研究人員日前通過(guò)對瓶膽式相變墻體熱性能的理論計算，研究該新型墻體的保溫蓄熱性能，并將其與復合磚墻、土墻的熱性能進(jìn)行了對比。結果表明：瓶膽式相變墻體的保溫蓄熱性能和技術(shù)經(jīng)濟水平總體上優(yōu)于復合磚墻和土墻，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(yáng)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(lèi)型，然而磚墻和土墻由于導熱系數大，需通過(guò)加大厚度來(lái)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、土墻結構耐水性和耐久性差等問(wèn)題，影響了日光溫室的進(jìn)一步發(fā)展。為此，尋求堅固、保溫、經(jīng)濟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用于日光溫室墻體，對改善溫室熱環(huán)境有很好的效果。

　　研究團隊根據日光溫室的特點(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構穩定性好。新墻體利用定形相變材料的相變蓄熱性能和利用空氣層、聚苯板導熱系數低的隔熱保溫性能，改善了溫室的熱環(huán)境。經(jīng)過(guò)理論計算研究發(fā)現，新型墻體較傳統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用的可行性和優(yōu)越性。

　　瓶膽式相變墻體結構由內而外依次為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(cháng)度方向每隔3.6米設置1個(gè)立柱，立柱間的桁架由架設在立柱上的梁支撐；梁采用規格為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，梁和立柱均設置在墻體結構的空氣層內。

　　墻體結構中的蓄熱板由自制的定形相變材料通過(guò)封裝固定在日光溫室后墻內側。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：熱阻是評價(jià)材料絕熱性能的指標，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，熱流密度越小，說(shuō)明熱量通過(guò)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，材料的蓄熱系數越大，抵抗周?chē)h(huán)境溫度波動(dòng)的能力也就越大；熱惰性指標是表征圍護結構抵抗熱流變動(dòng)和溫度變化的參數，指標值越大，室內溫度波動(dòng)越小。

　　經(jīng)過(guò)各個(gè)參數的研究，可以進(jìn)行墻體熱性能綜合評價(jià)。在墻體結構穩定的前提下，熱性能與造價(jià)是評價(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(jiàn)的墻體結構主要有紅磚墻、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成的復合磚墻和2.3米厚夯實(shí)土墻作為傳統墻體代表，以陜西關(guān)中地區為例，與新型瓶膽式相變墻體進(jìn)行對比研究。

　　結果表明，新型墻體在熱阻、熱流密度、蓄熱系數等重要指標上均好于復合磚墻和土墻；雖然新型墻體在熱惰性指標和單位面積造價(jià)上略遜于土墻，但是新型墻體的經(jīng)濟效果遠好于土墻，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；由于蓄熱板內相變材料的作用，新型墻體的蓄熱能力也最優(yōu)。

　　由此認為，新型瓶膽式相變墻體作為一種復合墻體結構，能夠利用梁和立柱的承重作用，保持墻體的穩定性；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熱系數低的特性增加墻體熱阻，減少熱量的散失。

　　研究結果顯示，新型墻體的保溫蓄熱性能優(yōu)于傳統墻體，技術(shù)經(jīng)濟效果也更好；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中推廣使用。不過(guò)，目前的研究?jì)H是通過(guò)理論計算，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)例驗證。

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