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作为一本工具资料,《温室工程设计手册》也可作为大专院校教师和学生学习和研究温室设计方法之用。
内容简介
《温室工程设计手册》共分八章,分别汇集了温室建筑结构、温室透光覆盖材料、温室开窗系统、温室拉幕系统、温室加温系统、温室通风降温系统、温室灌溉系统和温室电气控制系统的设计原理、设计方法和设计选用的材料和设备规格性能。《温室工程设计手册》适用于温室设计工作者作为工具书查阅和参考,对温室生产企业在选用温室配套设备和材料时也具有一定的参考价值,对于温室种植者,了解温室性能并在进行温室设备维修和材料更换时,也能起到一定的作用。
作者简介
周长吉,男,1964年1月出生,1990年8月毕业于中国农业大学农业建筑与生物环境工程专业,获博士学位。1998年被评为中国农业工程学会优秀科技工作者,2000年获中国农学会青年科技奖,2003年评为农业部有突出贡献中青年专家,2005年享受国务院政府特殊津贴,2004年被评为2002~2003年度农业部直属机关优秀共产党员。现任农业部规划设计研究院副所长、副总工程师、研究员、北京农业工程学会常务理事、北京农业工程学会植物环境工程专业委员会副主任、北京农业工程学会农业建筑与环境工程专业委员会副主任、中国传感器学会敏感元件分会委员。曾经担任第六、七届中国农业工程学会理事、第一届中国园艺学会设施园艺分会理事、第六、七届中国农业工程学会设施园艺专业委员会副主任委员、第六届中国农业工程学会咨询工作委员会副主任委员。2006年开始担任农业部工程建设项目招标评标专家、评估专家。
内页插图
目录
前言
第一章 温室建筑与结构设计
第二章 温室透光覆盖材料
第三章 开窗系统设计
第四章 拉幕系统设计
第五章 温室加温
第六章 温室通风、降温系统设计
第七章 灌溉系统设计
第八章 温室电气设计
附录
主要参考文献
彩图
精彩书摘
第一章 温室建筑与结构设计
第一节 温室的分类与命名
采用透光覆盖材料作为全部或部分围护结构,具有一定环境调控设备,用于抵御不良天气条件,保证作物能正常生长发育的设施,统称为温室。
一、根据温室的用途分类
1.生产温室 以生产为目的的温室称为生产温室。根据生产的内容和功能不同生产温室又有育苗温室、蔬菜温室、花卉温室、果树温室、水产养殖温室、畜禽越冬温室,防雨棚、荫棚、种养结合棚等。工程设计中经常将网室也划归到生产温室的行列,但严格意义讲,网室不属于温室的行列。
2.试验温室 专门用于科学实验的温室称为试验温室,其中包括科研教育温室、人工气候室等。这类温室的设计专业性强,要求差异大,必须进行针对性的个性化设计。
3.商业零售温室 专门用于花卉等批发、零售的温室。花卉在温室内展览和销售能够具有适宜的生长环境,但同时室内有大量的交通通道和展览销售台架,便于顾客选购。这类温室从形式上与普通生产温室一样,但在室内交通组织上要充分考虑人流疏散和消防。
4。餐厅温室 专门用于公众就餐的温室,又称阳光温室或生态餐厅等,室内布置各种花卉、盆景、园林造景或立体种植形式,使就餐人员仿佛置身于大自然的环境中,给人以回归自然的感觉。这种温室借用了温室的形式,主要用于绿色植物的养护,但由于是公众大量出入的地方,设计上应该按照民用建筑的要求进行诸如防火、消防、安全疏散、环境舒适度等方面的安全设计。
5.观赏温室 室内种植观赏作物、建筑外观独特的温室.植物园中的大量造型温室、热带雨林温室等均属于这类。由于室内种植高大树木,这类温室往往室内空间较高,也为温室的外形设计提出了要求。与餐厅温室一样,观赏温室也是公众大量出入的场所,设计中应遵从民用建筑设计的要求。
6。病虫害检疫隔离温室 用于暂养从境外引进作物专门进行病虫害检疫的温室。这种温室一般要求室内为负压,进出温室的人员、物资都要求消毒,室内外空气交换要求过滤、消毒。
二、根据室内温度分类
1.高温温室 室内温度冬季一般保持在〕8-36℃,主要用于种植原产热带地区的植物,如北方地区的热带雨林温室.(室内主要种植喜高温高湿的热带雨林植物)、高温沙漠温室(室内主要种植高温于旱地区仙人掌类植物)等。
2.中温温室 室内温度冬季一般保持在12~25℃,主要用于种植热带与亚热带连接地带和热带高原原产植物。
3.低温温室 室内温度冬季一般保持在5-20℃,主要用于种植亚热带和温带地区的原产植物。
4.冷室 室内温度冬季一般保持在0-15℃,主要用于种植和贮藏温带以及原产本地区而作为盆景的植物。
三、根据主体结构建筑材料分类
1.竹木结构温室 以毛竹、竹片、圆木等竹木材料做温室屋面梁或室内柱等承力结构的温室。
2.钢筋混凝土结构温室 用钢筋?昆凝土构件做温室屋面承力结构的温室。以钢筋混凝土构件为室内柱,竹木材料为屋面结构构件的温室仍划分为竹木结构温室。
3.钢结构温室 以钢筋、钢管、钢板或型钢等钢结构材料做温室主体承力结构的温室。
4.铝合金温室 温室全部承力结构均由铝合金型材制成的温室。屋面承重构件为铝合金型材,但支撑屋面的梁、桁架、柱等采用钢结构的温室仍划归为钢结构温室。
5.其他材料温室 由于新型建材的不断出现,采用这些材料做承力结构的温室也不断涌现,如玻璃纤维增强水泥(GRC)骨架日光温室、钢塑复合材料塑料大棚等。
四、根据温室透光覆盖材料分类
1.玻璃温室 以玻璃为主要透光覆盖材料的温室。采用单层玻璃覆盖的温室称为单层玻璃温室,采用双层玻璃覆盖的温室称为双层中空玻璃温室。
2.塑料温室 凡是以透光塑料材料为覆盖材料的温室统称为塑料温室。根据塑料材料的性质,塑料温室进一步分类为塑料薄膜温室和硬质板塑料温室。塑料薄膜温室根据温室体积大小分为塑料中小拱棚、塑料大棚和大型塑料薄膜温室(通常将后者直接称其为塑料薄膜温室或塑料温室),为增强塑料薄膜温室的保温性,常采用双层塑料膜覆盖,两层塑料膜分别用骨架支撑的温室称为双层结构塑料温室,两层塑料膜依靠中间充气分离的温室称为双层充气温室。硬质板塑料温室根据板材不同又分为聚碳酸酯(PC)板温室(包括PC中空板温室和PC浪板温室)、玻璃钢(包括玻璃纤维增强聚酯板FRP和玻璃纤维增强丙烯酸树脂板FRA)温室等。
需要说明的是如果一栋温室的透光覆盖材料不是单一材料,而是有两种或两种以上材料覆盖,温室按透光覆盖材料划分时应按屋面透光材料进行,并以屋面上用材面积最大的材料为最终划分依据。
五、根据温室是否连跨分类
1.单栋温室 温室长度不受限制,但跨度仅有l跨的温室,又称单跨温室。塑料大棚、日光温室等都是单栋温室。
2.连栋温室 2跨及2跨以上,通过天沟连接起来的温室,又称连跨温室。大量的现代化生产温室都是连栋温室.连栋温室土地利用率高、室内作业机械化程度高、单位面积能源消耗少、室内温光环境均匀。
六、根据屋面上采光面的多少分类
1.单屋面温室 屋面以屋脊为分界线,一侧为采光面、另一侧为保温屋面,并具有保温墙体的温室。单屋面温室一般为单跨,东西走向,坐北朝南。温室南侧可以有透光立窗(墙),也可以不用立窗而直接将屋面延伸到基础墙,具有采光立窗的温室又分为直立窗和斜立窗两种。根据采光屋面水平投影面积占整个温室室内面积的比例不同,单屋面温室又分为1/2式、2/3式、3/4式和全坡式。根据采光面的形状,单屋面温室还分为坡屋面温室和拱屋面温室,坡屋面温室中还有一坡式、二折式和三折式温室。从建筑形式看,日光温室是最典型的单屋面温室;单窗面温室和一面坡温室是两种变形的单屋面温室,前者没有了采光屋面,仅有采光立窗;后者则没有了保温屋面。
2.双屋面温室 屋脊两侧均为采光面的温室,又称全光温室。连栋温室基本为双屋面温室。
七、按照温室的加温方式分类
1.连续加温温室 配备采暖设施,冬季室内温度始终保持在lo oC以上的温室。这种温室必须始终有人值班或有温度报警系统以备在加热系统出现故障时能及时报警,此外,温室屋面材料的热阻值尺必须小于0.35(m2K)/W。
2.不加温温室 不配备采暖设施的温室定义为不加温温室。
3.临时加温温室 配备采暖设施,但不满足连续加温温室条件的温室定义为临时加温温室或称为间断(间歇)加温温室。
这种分类不仅仅为了区分温室是否配备了采暖设施,同时也为了便于温室屋面雪荷载的计算。
……
前言/序言
温室在中国虽有几千年的发展历史,但现代温室的兴起仅起步于20世纪50年代末,真正大规模发展开始于80年代中国改革开放之后,到90年代温室设施的种植面积已经跃居世界前列,跨入2工世纪后,中国的温室面积已经稳居世界之首,成为了世界设施农业大国。经过20多年的快速发展,中国的现代温室已经从起步时期的完全依赖进口发展到全面国产化,并向第三世界国家出口,同时也成为发达国家温室的重要加工和生产基地。此外,在日光温室设计和建造方面已经形成了具有自主知识产权的高效节能温室建筑形式,被命名为“中国式日光温室”,为世界温室的发展做出了杰出的贡献。随着各类温室设计和建造技术的不断完善和曰趋成熟,一些标准化的产品和材料也逐步定型,温室设计开始向着标准化方向发展。
设施农业作为现代农业的重要组成部分,在未来的几十年里,在中国将会得到前所未有的重视和发展,尤其在中国新农村建设中,作为“生产发展”的重要技术支撑,在农民增收致富,实现“生活宽裕”的道路上将扮演至关重要的角色。设施农业是人类战胜自然的典范,是解决农业生产产品总量供应不足和周年供应不均的有效途径。作为设施农业在种植业领域的代表,温室工程汇集了现代农业的精髓,代表着现代农业的发展方向。为了更好地服务“三农”,促进中国现代农业的快速发展,作者在农业部规划设计研究院设施农业研究所长期研究成果的基础上,结合“十一五”国家科技支撑计划:“现代高效设施农业工程技术研究与示范”,提出并组织编写了《温室工程设计手册》一书。
为方便工程设计,本书在阐述温室设计基本原理的基础上,收集汇总了国内温室建设中常用的国内外温室产品形式和规格以及温室建设配套材料与设备。本书适用于温室设计工作者作为工具书查阅和参考,对温室生产企业在选用温室配套设备和材料时也具有一定的参考价值,对于温室种植者,了解温室性能并在进行温室设备维修和材料更换时,也能起到一定的作用。作为一本工具资料,本书也可作为大专院校教师和学生学习和研究温室设计方法之用。
参加本书编写的作者均是在温室行业工作多年,在各自的专业积累了大量的素材,具有丰富设计经验的专家和技术人员。在写作上力求突出“手册”的特点,最大限度汇集温室设备和材料的技术参数和设计选用中的注意事项,努力体现“手册”的实用性。本书共分八章,分别汇集了温室建筑结构、温室透光覆盖材料、温室开窗系统、温室拉幕系统、温室加温系统、温室通风降温系统、温室灌溉系统和温室电气控制系统的设计原理、设计方法和设计选用的材料和设备规格性能。为了便于在设计中快捷地找到产品的生产厂家,本书在编写中尽量就近给出产品的生产企业,并在本书的附录中罗列了相关产品的生产企业联系信息。由于我国现代温室研究和设计的历史不长,有关温室设计的标准和规范非常不完善,而且标准的编写单位和发布部门也较多,为便于工程技术人员了解和检索温室相关标准,本书的附录中专门汇集了到目前为止我国已经颁布和正在制定的各项标准名称和标准号。本书在编写过程中尽量采纳了相关标准的内容,但必须指出的是即使已经颁布的标准对具体设计的指导作用也存在这样那样的缺陷,本书在编写中也没有完全按照标准的要求生搬硬套,设计工作者在具体设计中应结合现代温室工程技术的发展动态,及时调整和修正标准的相关条文,以便工程设计更加理论联系实际,符合温室建设者的要求。
本书编写分工为:第一章周长吉、路滨、郭爱东;第二章周新群、张秋生;第三章张书谦、蔡峰;第四章张书谦、蔡峰;第五章周长吉;第六章王莉;第七章张学军、吴政文;第八章杜孝明;附录和附图由周长吉汇总整理。全书由周长吉通稿并定稿。
本书在编写过程中得到农业部规划设计研究院设施农业研究所的大力支持,很多温室企业和资材厂家提供了相关产品的技术规格和技术参数,为完善和充实本书做出了积极的贡献,在此深表谢意!
伴随着现代温室技术的日新月异,各种温室材料和设备定会层出不穷。加之现代温室技术的发展在我国还不完全成熟,一些设计方法和技术还在不断探索之中。恳请读者对其中缺点、错误、疏漏和谬误提出批评指正。
冈长言
2007年3月于北京
《现代建筑节能与绿色设计集成指南》 内容简介 本书是一部深度探讨现代建筑节能技术与绿色设计理念的综合性工具书,旨在为建筑师、工程师、开发商、政策制定者以及所有关心可持续建筑发展的专业人士提供一套全面、系统、实用的指导。全书以集成化、跨学科的视角,深入剖析了建筑从规划设计、材料选择、施工建造到运营维护全生命周期的节能减排路径和绿色发展策略,力求在保障舒适性、健康性与美观性的同时,最大程度地降低建筑对环境的影响,提升能源利用效率,构建人与自然和谐共生的建筑空间。 第一部分:绿色建筑设计的理论基础与政策导向 本部分首先梳理了绿色建筑发展的全球趋势与中国国情,详细阐述了绿色建筑的定义、核心理念、评估标准(如中国绿色建筑评价标准、LEED、BREEAM等)及其在国家政策中的地位和发展方向。我们将深入探讨建筑节能的经济性与社会效益,强调绿色建筑不仅是环境责任,更是提升建筑价值、降低运营成本、改善居住品质的有效途径。内容将涵盖国家和地方在建筑节能、绿色建材、可再生能源应用等方面的最新法规、激励政策和技术导则,帮助读者准确把握政策脉搏,制定符合政策要求的项目方案。 第二部分:高性能围护结构设计与优化 围护结构是建筑能量交换的关键节点。本部分将聚焦于高性能围护结构的设计与优化,包括: 墙体系统: 深入分析不同保温材料(如挤塑聚苯板、岩棉、气凝胶等)的性能特点、适用范围、施工要点与节能潜力。详细介绍外墙外保温、外墙内保温、夹心保温等多种保温构造方式的优缺点,并提供针对不同气候条件和建筑类型的推荐方案。探讨新型墙体材料(如加气混凝土砌块、轻质隔墙板等)在提升保温隔热性能、减轻结构自重、改善隔声性能等方面的优势。 屋面系统: 讲解不同形式的屋面保温构造,包括平屋面、坡屋面、种植屋面、金属屋面等,分析其保温隔热机理,并重点介绍反射隔热屋面、绿色屋面(屋顶花园)等被动节能措施的实施方法和效果。 门窗系统: 详细介绍高性能门窗的关键要素,包括断桥铝合金、塑钢、木铝复合等不同材质的特点,双层/三层中空玻璃、低辐射(Low-E)镀膜玻璃、惰性气体填充等玻璃配置的选择与性能分析。强调门窗的气密性、水密性、隔热性、隔声性等综合性能指标的重要性,并提供不同等级的门窗系统选型建议。 地面与地下空间: 探讨楼板保温、地面辐射供冷供热系统相关的保温设计,以及地下室、半地下室的防潮、保温与节能设计策略。 第三部分:被动式节能设计策略与技术应用 本部分重点介绍无需额外能源消耗即可实现节能的设计方法,即被动式节能设计。内容将涵盖: 自然通风: 深入分析自然通风的原理,包括风压通风、热压通风、协同通风等。详细介绍设计不同类型的通风口(如穿堂风、烟囱效应、开窗通风)、导流板、通风塔等,以实现室内空气的有效交换,降低夏季制冷负荷。 自然采光: 讲解自然采光的设计原则,包括采光系数、窗墙比、室内光线扩散与反射等。分析不同朝向、不同窗型对采光效果的影响,介绍光学导光管、导光板等辅助采光技术,最大限度地利用自然光,减少人工照明能耗。 遮阳系统: 详细介绍室内遮阳、室外遮阳、固定遮阳、活动遮阳等多种形式的遮阳技术。重点分析遮阳构件(如遮阳板、遮阳篷、百叶窗、绿化遮阳等)的几何参数、材料选择对遮阳效果的影响,以及如何根据建筑朝向、气候条件进行优化设计,有效阻挡夏季太阳辐射。 建筑形态与朝向优化: 探讨建筑的整体形态、体块组合、平面布局和朝向如何影响其热工性能和采光通风效果。例如,紧凑的建筑形态有利于减少热量散失,东西向和南北向的窗户设计需要采取不同的策略。 第四部分:主动式节能技术与可再生能源集成 在被动式节能的基础上,本部分将深入探讨主动式节能技术和可再生能源在建筑中的应用: 高效暖通空调系统: 详细介绍变频空调、热泵技术(空气源、水源、地源)、地源热泵系统、VRV/VRF系统等高效制冷供暖设备。重点讲解热回收新风系统(全热交换器、显热交换器)在减少新风能耗中的作用。探讨智能温控系统、区域控制、按需供冷供热等优化运行策略。 可再生能源利用: 太阳能光伏发电: 介绍光伏发电的基本原理、组件类型、系统构成(如BIPV一体化建筑光伏)、并网与离网系统。分析其在建筑节能中的应用潜力,以及与建筑一体化设计的结合。 太阳能热水系统: 讲解平板型、真空管型太阳能集热器及其在建筑热水供应中的应用。 风能利用: 探讨小型风力发电机在建筑中的应用可行性及技术挑战。 地热能利用: 结合地源热泵系统,深入介绍地热能的开发利用模式。 余热回收与利用: 探讨工业余热、数据中心余热、污水源热等在建筑采暖、生活热水等方面的回收利用技术。 智能建筑与能效管理: 介绍智能建筑的核心技术,包括传感器、控制器、通信网络、能源管理系统(EMS)。讲解如何通过数据采集、分析与优化,实现建筑能源的精细化管理,提升运行效率,降低能耗。 第五部分:绿色建材与可持续建筑材料应用 本部分关注建筑材料的绿色属性与可持续性: 绿色建材的定义与评价: 阐述绿色建材的内涵,包括低毒性、可再生、可回收、长寿命、高能效等特性。介绍绿色建材的认证体系和评价方法。 保温隔热材料: 详细介绍各类新型保温材料的性能、优缺点、适用范围,如酚醛树脂保温材料、真空绝热板、泡沫玻璃等。 结构材料: 探讨钢结构、木结构、集成房屋等轻质高强的结构体系在减少碳排放、缩短工期方面的优势。介绍再生混凝土、竹材等可持续建筑材料的应用。 装饰装修材料: 关注低挥发性有机化合物(VOCs)的涂料、胶粘剂、地板、墙板等,以及天然、可再生的装饰材料。 绿色建材的选型原则: 提供从性能、环保性、经济性、可获得性等多维度进行绿色建材选型的指导。 第六部分:建筑节能与绿色设计的实践案例分析 为了将理论与实践相结合,本部分将精选国内外不同类型、不同气候条件下的绿色建筑和节能建筑的典型案例。每个案例都将从项目背景、设计理念、关键技术应用(如围护结构、自然通风、遮阳、可再生能源等)、节能效益、经济性分析、绿色认证等方面进行详细解读。通过对这些成功实践的深入剖析,为读者提供宝贵的经验借鉴和可操作的思路。 第七部分:建筑能耗模拟与性能评估 本部分将介绍建筑能耗模拟软件(如EnergyPlus, eQUEST, DesignBuilder等)的应用,讲解如何通过模拟来预测建筑在不同设计方案下的能耗表现,优化设计参数,评估不同节能技术的综合效益。同时,介绍建筑性能评估的常用方法和指标,以及如何利用这些工具来指导绿色建筑的设计与运营。 第八部分:建筑全生命周期评价与未来发展趋势 本部分将引入建筑全生命周期评价(LCA)的概念,分析建筑从原材料获取、生产、运输、施工、使用、维护到拆除、废弃等整个过程中对环境的综合影响。探讨如何通过设计和技术创新,实现建筑全生命周期的环境友好。最后,将展望未来建筑节能与绿色设计的发展趋势,如近零能耗建筑、零能耗建筑、零碳建筑、智能建造、建筑与能源系统的协同优化等,为读者描绘绿色建筑的未来图景。 本书特点: 系统性强: 覆盖建筑节能与绿色设计的全方位内容,从理论基础到技术应用,再到实践案例,形成完整的知识体系。 实践性高: 结合大量工程实践经验和典型案例,提供可操作的设计方法和技术指导。 前瞻性好: 关注行业最新技术发展和政策动向,引领绿色建筑设计新方向。 专业性深: 汇聚多领域专家智慧,提供严谨、科学的专业分析。 集成化设计理念: 强调建筑系统之间的相互影响与协同作用,倡导集成化、整体化的设计思维。 目标读者: 建筑师、规划师 暖通工程师、结构工程师、电气工程师 房地产开发商、项目管理人员 绿色建筑咨询师、节能评估师 政府部门相关从业人员 高等院校相关专业师生 对可持续建筑与绿色人居环境感兴趣的各界人士 《现代建筑节能与绿色设计集成指南》 将成为您在构建更健康、更舒适、更可持续建筑环境道路上的得力助手。