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GB-T 18621-2002 温室通风降温设计规范PDF文本

1Cs65.040.30p85GB中华人民共和国国家标准GB/T18621-2002温室通风降温设计规范Design regulation on greenhouseven and ooi2002-01-16发布2002-07-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布筑素村网Z.ZC.ET
GB/T18621-2002前言本标准是首次制定的温室系列标准之一。该系列标准包括：1.温室结构设计荷载2.温室通风降温设计规范3.温室工程术语4.连栋温室结构5.日光温室结构6.湿帘降温装置7.温室加热系统设计规范8.温室电气布线设计规范9.温室控制系统设计规范上述标准中，前2项为国家标准，其余为行业标准。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国农业机械标准化技术委员会归。本标准起草单位：中国农业机械化群学研究院环境工程设备研究开发中心，深圳市绿鹏农业设施工程技术有限公司.典可连累动数斋2发中代深#本标准主要起草人：万学遂、黄志勇。筑素村网Z沁.ET
中华人民共和国国家标准温室通风降温设计规范GB/T18621-2002Design regulation on greenhouseventilation and cooling1范围本标准规定了温室通风及降温系统的定义、设计计算方法、主要技术参数的确定方法。本标准适用于温室通风降温系统。2定义本标准采用下列定义，2.1通风ventilation温室内外进行空气交换，即为通风，其目的是排除多余的太阳辐射热，降低过高的室内环境温度，并补充空气中的二氧化碳，控制相对湿度，为作物生长创造良好的环境条件。2.2通风率ventilation ra华r车士士司在标准工况，为排除多奈太阳辐射热，准免室内环境温度过高，单位面积温室所必须的通风流量。符号为q,单位为m'/(m2·h)2.3标准工况standard condition标准工况是指大气压力为1个标准大气压(10132.5Pa),温室室内最大太阳辐射强度500001x,允许温升（从湿帘进风到风机出温差）为4C,在设计温室通风降温系统时，推荐q值为150m'/(m2·h):对于无蒸发降温措施，完全靠机械通风降温的温室，g值视情况可在200一300m3/(m2·h)的范围内取值。2.4自然通风natural ventilation利用温室内外温差与风力作用造成室内外空气压差，而进行室内外空气交换的技术措施，这种通风方式基本上不消耗或很少消耗动力能源，但要求有可供利用的风和足够的开窗面积。2.5强制通风forced ventilation;机械通风mechanical ventilation利用风机运转造成室内外空气压差的通风措施，包括向室内送气的正压通风和向室外排气的负压通风。2.6降温cooling降温是指空气在进入温室时，通过水的绝热蒸发，吸收空气中的大量显热，而使空气的干球温度得以降低的过程。降温系统指湿帘风机系统。2.7空气循环air circulation使空气在温室内正常流动和混合，改善温室内空气温度和湿度均匀性的运动过程。3夏季机械通风与降温3.1设计原理中国多数地区的气候属于温带大陆性气候，夏季气温常高达35一40℃。进人温室的空气，进一步吸中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2002-01-16批准2002-07-01实施1罚素衬网Z.ZS心ET
GB/T18621-2002收太阳辐射热量，常常产生作物难以承受的高温。在这种情况下，应采取必要的降温措施。夏季降温措施有自然通风，遮阳、机械强制通风、湿帘风机降温、喷雾降温甚至热泵降温等。自然通风需要在高温季节当地常有可供利用的自然风，这是很难完全满足的。采用这种方式降温，不能种植对环境温度要求苛刻的作物。为了实现最佳降温效果，常在自然通风温室，选种蒸发量大的作物。机械通风只能用流动的空气带走多余的辐射热，室内温度不可能降到环境温度以下。因此，在通风的条件下，利用蒸发的原理，使空气的干球温度降低便成为最常用而有效的一种夏季降温设施，这就是湿帘风机降温装置，本标准规定了湿帘风机降温系统的设计方法和计算公式。湿帘风机系统一般由排风机、湿帘箱、循环供水装置和控制器等部分组成。排风机将吸收了太阳辎射热而提高了温度的空气排出温室，带走辐射热，使温室内处于一定的负压状态。由于室外气压高于室内气压，室外的空气便可透过湿帘表面进入室内。过帘空气中的显热由于湿帘水分的蒸发而被吸收，从而使自身的干球温度得以降低。蒸发了的水分由供水装置不断地进行补充。多余的水汇集起来后，经过过滤，流回贮水箱（池）。湿帘风机系统的运转由控制器执行控制。3.2总通风设计流量Q的确定3.2.1总通风设计流量Q的计算公式通风的主要功能是排除多余的太阳辐射热·通风流量需求与温室地面面积成正比，总通风设计流量的计算公式见公式(1)、公式(2).Qfm室·9·A………(1）式中：Q一总通风设计流量，mh:g一基本通风量，m'/(m2·h):A一室地喜筑「亨一温室通风流量系数。∫是=。·f先·fan式中：「。一·温室所在地海拔高度调整系数：∫t一·温室内光照强度调整系数；「一温室湿帘与排风机之间允许温升测整系数。3.2.2海拔高度调整系数∫每空气的排热能力取决于其重量而非体积，单位体积空气的重量与气压成反比。气压与海拔高度直接相关。在理论上，海拔高度调整系数可按公式(3)计算：f满=10132.5/p94044…4…44…(3）式中：p一温室所在地气压，Pa。在缺乏当地气压数据时，∫高值可从表1查取。表1海拔高度调整系数∫海拔高度，m<300<>3006009001200500180021002100a1.01.041.081.121.161.201.251.301.363.2.3光照强度调整系数∫元进人温室内部的太阳辐射热量与温室内部光照强度成正比，厂，按公式(4)计算：f元=E/500004t…e…(4）式中：E一一温室内最大光照强度x。E值可从当地室外最大太阳辐射强度和覆盖物的透光率计算得出，也可用测光仪就地实测。3.2.4允许温升调整系数∫。舞推荐的温室气流从湿帘到风机的允许温升为4℃，总通风设计流量与温室的允许温升是成反比的，见公式(5).2罚素衬网Z.ZS心ET
GB/T18621-2002fm升=4.0/△T44t4…44044004044…(5）式中：△T一从湿帘到风机的允许温升，C。允许温升的取值应当适宜。△T太小，则需要更大的通风流量，需用更多的风机和湿帘装置，造价高，经济性差：△T太大，则室内温度分布有较大的温度梯度，各处温度不均匀，影响作物生长环境。因而推荐△7=4C。3.2.5风速因子f如果湿帘与风机之间的距离很短，即使总通风设计流量足以满足热平衡的需求，通过温室断面的气流速度也很低，从而使得室内气流不畅。为保证有足够的气流速度（一般温室内气流速度应不低于0.3一0.5m/s),当风机与湿帘之间的距离小于30m时.计算温室总通风流量需考虑用风速因子∫进行修正。见公式(6)。fw=5.58/1……………(6)式中：L,一风机与湿帘间的距离，m。如果f>∫堂，则用fa代替厂￥计算温室总通风量。3.3风机的规格和台数N的确定3.3.1风机型式选择湿帘风机系统一般使用大直径轴流式排风机。这种风机通风流量大，噪音小，运行平稳，消耗动力小。3.3.2风机规格选择温室通风总流量确定之后，可选择适合的风机规格，风机大小的选择要适当，为使温室内气流平稳，少产生紊流，使室内温度均霜邻风棋萌阿应不大于8m。风机台数的确定用厂家提供的风机在25Pa静压(2.5mm水柱)的流量（单台流量）去除设计通风总流量Q,即可求得风机台数N,见公式(7).N=Q/单台流量…(7）与风机所在侧相对的端墙上，如果不设湿帘装置，必须有足够面积的进气。为防止害虫从进气进入温室，进气应安装防虫网.议风机为防虫网提供12.5Pa静压.风机的最大静压应留有12.5P的安全余量。如果设有湿帘，风机的工作压力应能克服湿帘的静压降（约15~20P)。3.4风机安装位置3.41风机应安装在温室下风向的侧墙或山墙上，如果风机必须安装在上风侧，设计通风总流量至少要增加10%。3.4.2风机排气与邻近障碍物（例如筑物墙壁）之间的距离应大于风机叶轮直径的1.5倍。3.4.3设计风机台数≤3时，议其中台以上采用双速电机驱动，以便更方便灵活地调节通风流量。3.4.4设计风机台数为多台时，议将全部风机按一定的间隔分成2组或3组，以便控制同时运转的风机的台数，按实际需要，调节通风流量，并保持温室各处气流大体均匀。3.4.5风机外侧应有百叶窗，防止停机时空气倒流或害虫和污物侵人，风机内侧应用防护罩，防止人体和杂物接触运动部件。若防护罩网至运动部件的距离在100mm之内，护网所用钢丝直径不应小于1.5mm,孔不得大于13mm:若防护罩网至运动部件的距离超过100mm,可使用直径2.7mm的钢丝编网，孔尺寸最大可达50mm.3.5湿帘设计目前普遍使用湿强瓦楞纸蒸发湿帘，常用厚度有100、120、150mm等几种。比表面积在370m2/m以上，静压降约15Pa。3.5.1湿帘的过帘风速湿帘的降温依赖水分的蒸发，欲使湿帘有较好的蒸发效果，空气通过湿帘表面流进温室时，应有一定的过帘风速。对于瓦楞纸湿帘，需用的过帘风速一般为1.0~1.5m/s。设计时，若要求提高降温效果，取较小的过帘风速：厚度较大时，取较大的过帘风速：湿热地区取小值，干热地区取大值。3罚素衬网Z.ZS心ET
GB/T18621-20023.5.2湿帘面积确定根据设计温室通风总流量Q和选定的过帘风速，可按公式(8)计算出需用的湿帘面积S。S=Q/3600v4…40…(8)式中：S一湿帝面积，m2:Q一温室设计通风总流量，m'h:v一过帘风速，m/8。如果温室结构不能按要求安装足够的湿帘，最多可将上述计算值减至T5%。同时应考虑采取加强温室密封性等措施，减少空气渗漏。3.5.3湿帘的布置3.5.3.1湿帘长度和高度的确定湿帘通常安装在与排风机相对的山墙或侧墙上，最好是通长设置，也可选用适当规格的成品湿帘箱装在风机对而的墙上。对于通长安装的湿帘，根据其墙的长度和湿帘面积，可计算出高度。同样，根据成品湿帘箱的高度和湿帘而积，可计算出长度或个数。标准的成品湿帘箱的常用高度为1.5、1.7、2.0m,其他尺寸一般需向生产厂定做。3.5.3.2湿帘的安装位置湿帘应布置在温室的上风向。如果温室上风向有其他筑物遮挡或上风向7.5m范围内有相邻温室，湿帘的布置可不考虑当地主导风向。对于装有湿帘风机系统的温室群，当温室间距小于15m时，设计中应注意避免从一个温室排出的废气直接排向邻近温室的湿帘进气。如果相邻温室的风机面对面排气，温室间距小于5m时，两温室的风机应交错布置拟免温室出的废气直接吹向对面的风机。如果温室装有内著阳网，为了诚少从湿帘吸入的冷空气与上部热空气的混合，改善作物生长区的降温效果，湿帘和风机的上边缘应不超过遮阳网的安装高度。议在湿帘的外侧，加装进风。进风尺寸可以与湿帘相等或稍小。进风上，降温季节可安装适当的防虫网材料，防止飞絮或昆虫粘在湿帘纸上，堵塞空气流道：冬季则用塑料薄膜封闭，防止冷空气侵人温室。进风外表面与湿帘表面的间距应不小于二者高差的一半。3.6湿帘循环供水系统设计3.6.1供水量定额,为使湿帘湿透，每延米湿帘长度应保证一定流量的供水量（最小值），否则不能浸透湿帘，影响蒸发降温效果。不过，供水量也不能过大。过大则在湿帘表面形成连续水膜，妨碍过帘空气的流通，也影响蒸发降温效果。对于100mm厚瓦楞纸湿帘，每延米长度供水量最小值为0.25m'h:120mm厚，每延米供水量最小值为0.38m'/h:150mm厚，每延米供水量最小值为0.56m/h。3.6.2供水泵流量计算按公式(9)计算供水泵流量。Qk·q·L式中：Q一供水泵流量，mh:k一系数，1.1~1.4，一般取1.2：9一湿帘供水量定额（最小值），m'/(m2·h):L一湿帘长度，m。供水管路中，可设一阀门，以便调节流量，使湿帘运行在最佳状态。3.6.3供水池容量V对于瓦楞纸湿帘，每平方米湿帘的供水池最小设计容量为：100mm厚，0.03m'/m2,120mm厚，0.035m'/m,150mm厚，0.04m3/m2。则供水池容量按公式(10)计算：V=最小设计容量XS…*…(10）罚素衬网Z.Z0.ET
GB/T18621-2002式中：V一供水池容量，m:S一湿帘面积，m2。3.6.4供水池表而应加盖板，防止尘土、杂物进人循环水路，造成配水管淋水孔堵塞，加速水泵磨损，以致弄污湿帘表面，供水池的水由水泵加压，经过阀门调节流量，送到湿帘上方的配水管均匀流出，向湿帘淋下。未被蒸发的水，由集水槽，经过回水管和过滤器，返回供水池。配水管末端，应装可拆卸的堵头或泄水阀，以利清洗管道。3.6.5湿帘蒸发消耗的水，必须有专门的补水装置来补充。通常可用干净的自来水作为补充水源。为了使循环水泵能在正常工况下连续正常工作，应使用浮球阀自动控制供水池的水位。4冬季机械通风4.1设计原理4.1.1冬季通风的目的与夏季通风不同，冬季通风的主要目的是补充由于光合作用而消耗掉的二氧化碳，排除有毒（或有害)气体，并调节温室内空气的相对湿度。4.1.2冬季通风的特殊要求冬季室外空气温度太低，不允许直接吹向作物，这就要求进人温室的冷空气，在到达作物之前，与室内暖空气进行充分的混合。冷热空气的充分混合，需要强烈的素流。通过小孔将室外空气高速射人温室，便可产生需要的射流。一般高速射流在孔径0倍的距离内，便会完全混合在周围空气中。例如，通过3m射流孔的空气，在5~8cm距离内.使会与室内空气完全混合，因此，温室冬季通风，应采用许多小孔进风，而不是用一去的通风进风日的分布应力求均匀，风机的布置应综合考虑冬夏季节的通风需要。共可连L系个小闪.U。.N二14.2设计议4.2.1通风率q由于冬季通风的目的与夏季通风不同，因而在设计冬季通风系统时，所用的标准温室条件也有不同。区别在于这时不用湿帘降温装置，所以不能使用允许温升作为标准条件。代替它的条件是室内外空气之间的允许温差。设计推荐的标准允许温差为8C。在标准温室条件下，基本通风量q为27m'/(m2·h).4.2.2冬季通风总流量Q按公式(11)计算Q=f室·g·A=fa·f光·fm%·9·A44…(11）式中：Q一冬季通风总流量，m'小：∫一温室通风量调整系数：∫，一海拔高度调整系数：∫元一一光照强度调整系数：∫。-一室内外允许温差调整系数，可由公式(12)计算。fa=8/AT…(2)式中：△T一室内外空气允许温差，C。5空气循环5.1设计原理寒冷季节，温室常处于严密封闭的状态。室内空气不流动，相对湿度大，容易在叶面结露，给作物带来危害。为了使温室内空气流动起来，降低叶面湿度，使室内温度和湿度分布均匀，消除室内冷点、热点和稠密叶面区的高湿点，需加设空气循环系统。5.2设计议罚素衬网Z.ZC.ET
GB/T18621-2002用特制压力风机，通过末端封闭，沿长度方向水平悬挂在温室上部的塑料薄膜送风管（管壁上均匀分布出风孔)，向室内送风，可获得需要的空气循环。对于采用热风加热的温室，利用它的压力风机和送风管，在燃烧器和燃烧室不工作的情况下，向温室内输送未加热的空气，可起到空气循环的作用。也可采用多台小功率螺旋式风机，悬挂在温室骨架结构上，以跑道式的图形分布，在作物层上方接力送风，实现空气循环。这种空气循环方式，风机的压力不必很大，还减少了对送风管的维护工作，因此常被采用。风机应悬挂在垂直于地面，在作物上方至少0.6一0.9m高处。风机的间距，以不大于其叶轮直径的30倍为宜，最末端的风机距端墙的距离约为4.5~6.0m。风机应加防护罩，防止人员接触叶轮。风机流量的选择，应使总流量满足为每平方米地面提供10L/s的空气流量。6自然通风系统6,1自然通风是由自然风压或空气的重力作用产生并保持一定的压力差而进行室内外换气的过程。它在很大程度上依赖作物的蒸腾作用，而使空气温度降低，保持在一个作物可接受的水平。自然通风基本上不消耗能源，是一种最经济的通风办法，在可能的情况下，应优先选用。6.2在夏季气温不太高、空气湿度不大的区城，如果经常有可供利用的风，比较适合于采用自然通风系统。6.3采用自然通风的温室，宜选种能够蒸腾速度快的作物，有利于改善降温效果。6,4自然通风温室在侧墙开有侧窗，在屋面开有天窗.侧窗面积通常为侧墙面积的一半以上：天窗而积不应小于温室覆盖地面面积的15%一20%，有时可用半个屋面开窗。增加天窗与侧窗的高度差，有利于改善通风条件。常用的天窗和制窗窗方式有卷胶式、翻转式和推拉式个二T6.5天窗的最佳位置在屋面的最高处（圆弧拱顶或屋脊，天多数沿温室全长方同延伸。设在天沟附近的翻转式天窗全开后，与屋而之间的夹角应不小于60°。接近半个屋面的翻转式天窗全开后，窗的边沿的高度应接近但不超过屋脊高度。卷膜窗的两端，至少要与固定膜有0.3m以上的重叠段，并必须设有限位和压膜机构。66自动控制温室的天窗和侧窗，应使用电动开窗机构（包括电动卷膜器），以便根据温度和风雨等信息，自动控制开窗机构的动作。这样可以避免恶劣的天气给温室结构和作物带来意外的损害。6罚素衬阀JZ心.ET
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