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实心粘土砖是日光温室最主要的墙体材料,为保护耕地,该材料将逐步在我国被禁止使用;同时,传统的温室建造工艺存在诸多缺陷,开发新型日光温室墙体建筑材料和结构体系、革新温室建造工艺意义重大。
基于日光温室对其围护结构材料在承重和保温蓄热性能上的要求,选定加气混凝土砌块及板材作为实心粘土砖的替代材料来建造日光温室;同时,研究设计了一种新型装配式轻体日光温室,用轻质加气混凝土板材与聚苯板构造异质复合填充墙,在替代红砖作为温室墙材的同时也彻底革新了日光温室的建造工艺。
利用3D3S及SAP2000有限元结构分析程序对新材料墙体及装配式日光温室结构进行系统的力学分析后认为新材料墙体及装配式结构用于建造日光温室是安全、可靠的;对墙体结构热工特性的理论分析和温室保温效果的试验测试均显示,500mm厚加气混凝土砌块复合墙体温室的保温蓄热性能持平于580mm厚红砖复合墙体温室,证明该材料是一种适宜于日光温室建造的新型建材;同时,新材料的应用及施工工艺的革新在降低温室造价、缩短工期等方面显现出一定优势,加气混凝土材料所具备的节能环保效益也使本研究提出的新型日光温室具有广阔的推广应用前景。
基于非稳态传热学理论,以有限差分的数值计算方法建立日光温室墙体的一维传热特性数学模型,模拟并求解红砖及新材料墙体内部的温度变化趋势及热质传递特性;分析表明,可利用该模型进行日光温室墙体对室内传出热量的模拟分析,从而预测、评价温室墙体保温蓄热性能的优劣,并作为温室墙体结构优选的决策指导。