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墙体组合方式对阴阳结合型日光温室温度环境影响研究

刘文合

摘要：为确定阴阳结合型日光温室后墙中不同厚度黏土砖与聚苯乙烯板合理的组合方式，本研究基于Computational

FluidDynamics(CFD)方法，使用Fluent软件建立阴阳结合型日光温室内空气、墙体、土壤温度环境的三维非稳态流固

耦合模型，利用阴阳结合型日光温室内温度和围护结构热通量的测试结果，对模拟数据进行误差分析，模型满足精度要求

后，基于模型模拟、对比分析3种聚苯乙烯板与黏土砖组合方式阴阳结合型日光温室温度环境。结果显示，建立的阴阳结

合型日光温室三维非稳态温度环境流固耦合模型精度可靠。并根据模拟结果可知：（1）在一天中日光温室内空气温度接近

最低时刻6：00，具有240mm黏土砖+120mm保温板组合墙体（方案1墙体）阴阳结合型日光温室的阳棚内空气温度，比具

有365mm黏土砖+120mm保温板组合墙体（方案2墙体）阴阳结合型日光温室阳棚内空气温度高1.48℃，比具有490mm黏

土砖+120mm保温板组合墙体（方案3墙体）阴阳结合型日光温室阳棚内空气温度高1.76℃，三种方案阴棚内空气温度无

明显差异；（2）在一天中日光温室对墙体供热需求最大时段0：00~6：00，具有方案1墙体阴阳结合型日光温室的墙体向

2

阳棚散热的平均热流密度，比具有方案2墙体阴阳结合型日光温室墙体向阳棚散热的平均热流密度分别高6.32~11.48W/m，

2

比具有方案3墙体阴阳结合型日光温室墙体向阳棚散热的平均热流密度分别高9.76~15.44W/m；（3）在一天中日光温室

对墙体供热需求最大时段0：00~6：00，方案1墙体黏土砖部分平均温度比方案2、方案3墙体黏土砖部分平均温度分别

高1.82~3.13℃，3.22~4.86℃。因此，在方案比选中方案1墙体不仅成本最低，而且在辽宁沈阳地区的阴阳结合型日光温

室中放热效果明显优于方案2、3墙体，为三种方案中的最经济、实用选择。本研究中的方法与结果可为不同地区阴阳结

合型日光温室墙体的选择提供参考和理论依据。

关键词：墙体组合方式；阴阳结合型日光温室；三维非稳态模型；温度环境

中图分类号：S625文献标志码：A文章编号：

0引言

阴阳结合型日光温室是在日光照射阳棚所产生的阴影中建设阴棚，阴、阳棚室共用同一后墙的日光

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温室。因此，阴阳结合型日光温室有效提高了土地利用效率，降低单位面积日光温室建设成本。由于

该类型日光温室在建造过程中缺乏必要的系统理论指导，难免会出现墙体厚度不合理、围护结构保温效

果不佳等一系列问题。因此，建立阴阳结合型日光温室三维非稳态温度环境模型，为阴阳结合型日光温

室优化设计提供理论参考具有重要现实意义。日光温室内环境的模拟研究是国内外专家学者研究的热点，

以期缩短试验周期、减少试验成本，并使研究结果能够直观展现。国外温室环境模拟主要是针对无后墙

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蓄热的大型联栋式日光温室。如D.Piscia等采用计算流体动力学与能量平衡相结合的方法对不加温联

[3]

栋式温室的湿度控制进行研究。EstebanJ.Baeza等采用计算流体动力学的方法模拟分析有无昆虫屏

[4]

障的侧壁通风口对联栋式温室浮力驱动的自然通风的影响。AyadSaberian等利用计算流体动力学模

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