[發明專利]一種可適于周年近零能耗高效生產的大跨度可變空間日光溫室優化設計方法

有效

• 申請號: 202110298389.2
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113079881B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 陳超;韓楓濤;胡慶玲;賀祎鵬;牛笑晨;劉燕燕;宓雪;付浩祺
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A01G9/14
• 分類號: A01G9/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種可適于周年近零能耗高效生產的大跨度可變空間日光溫室優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據公式(1)、(2)、(3)，計算得到工程場地適宜高跨比λ，λ為溫室脊高與跨度的比值，以及不同跨度條件下對應的日光溫室后屋面投影長度C、北墻高度H_w和脊高H；

式中，為冬季蔬菜作物生產關鍵時期的當地室外平均溫度，℃；為冬季蔬菜作物生產關鍵時期的當地日平均太陽輻射量，MJ/(m²·day)；h_s為當地大暑日正午太陽高度角，°；h_c為當地大寒日正午太陽高度角，°；L_p為植株高度，m；P為溫室走道寬度，m；L為溫室跨度，m；

步驟2：根據步驟1得到的工程場地日光溫室建筑空間形態特征參數計算結果，即溫室脊高與跨度的比值λ、日光溫室后屋面投影長度C、北墻高度H_w和脊高H，在SketchUp軟件中建立溫室幾何模型，并且輸入溫室圍護結構熱物性參數、作息時間、模擬時段這些限制條件，計算得到相應不同跨度條件對應的日光溫室建筑熱負荷Q_iL；

步驟3：計算對應日光溫室太陽能主-被動式相變蓄熱通風北墻體提供的供熱量Q_gL；

步驟4：根據步驟2和步驟3計算出來的溫室熱負荷Q_iL和墻體供熱量Q_gL，對溫室熱負荷和墻體供熱量進行耦合分析；令η＝Q_gL/Q_iL，η為墻體供熱量與溫室熱負荷的比值，分析η的變化規律，取最優η對應的跨度L_N，最優化的L_N確定原則為當η的變化不超過2％，選擇最小的那個跨度；

步驟5：將步驟4確定的跨度L_N作為該工程場地日光溫室越冬生產的可適宜跨度，將L_N+L_X作為該工程場地日光溫室最優總跨度L*；

關于L_X跨度的確定原則：L_N跨度一定時，變化L_X跨度尺寸，以滿足冬季耐寒葉菜生長必要的環境溫度為約束條件，以根據能耗模擬軟件計算得到的區域熱負荷接近為零為目標函數，相應的L_X跨度即為該工程場地日光溫室對應最優跨度L*＝L_N+L_X中的L_X跨度。