大棚保温被的保温性能评价
  • 时间:2019-02-26
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大棚保温被的保温性能评价

日光温室屋面外保温覆盖材料必须具有良好的保温性、防水性、机械强度以及耐久性。其中最基本和最重要的是保温性,主要评价指标是传热系数,是指在热稳定的状态下,覆盖材料两侧空气每1K(或1℃)的温差所引起的通过覆盖材料单位面积的热流量,其单位为W/(m2·K)或W/(m2·℃)。
根据NY/T1831-2009《温室覆盖材料保温性测定方法》,中国农业大学农业农村部设施农业工程重点实验室利用温室覆盖材料传热性能测试台(图9),对多种日光温室保温被的保温性(传热系数)进行了测定,结果如表1所示。
日光温室保温被材料及保温性能大测评,这些要点一般人不知道!
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由表1可见,目前生产使用的保温被,其中保温性较好者,传热系数多在1.2W/(m2·℃)以下,保温性优于传统的草苫(草帘)。
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保温被保温性能的影响因素
保温被保温性的优劣,主要取决于保温芯材自身材料的保温绝热性以及材料的用量。材料相同的情况下,保温被厚度越大、单位面积重量越大(一定程度上表明保温材料用量大),其保温性越好。
材料的保温绝热性,对于以导热形式传热的材料,用导热系数来评价,是指在稳定传热条件下,1m厚度材料的两侧表面每1K(或1℃)的温差所引起的通过覆盖材料单位面积的热流量,其单位为W/(m·K)或W/(m·℃)。
对于日光温室保温被,采用的多数材料为多孔隙疏松材料,材料中包含很多空气,其中的传热形式不仅有导热,还有空气的对流以及孔隙表面间的辐射传热。实际传热过程很复杂,通常简化为等效的导热过程。其保温绝热性,仍用导热系数来评价,而称为表观导热系数(或等效导热系数、当量导热系数)。表观导热系数越小的材料,其保温绝热性越好。几种保温被保温材料的表观导热系数如表2所示。
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喷胶棉、无胶棉以及聚乙烯闭孔泡沫塑料、珍珠棉等材料,均是优良的保温材料。其重量较轻,有利于降低卷被的负荷,但另一方面,却易于被大风掀动,造成冷风灌入,降低了其保温性。所以需要保温被分块搭接牢固,在使用中覆盖时采用压被线压牢。
再生纤维针刺毡的绝热性略低于上述材料,但由于其价格低廉,如采用较多的材料、较厚的厚度,也可达到较好的保温性。在山东地区使用的这类保温被,已有厚度达到4cm以上、传热系数低于0.5W/(m2·℃)的保温性极好的产品出现。
保温被表面使用对红外辐射具有较高的反射率的铝箔膜、镀铝膜或混铝膜(银灰色膜)等材料作为面层时,可以提高其保温性。与红外辐射较低反射表面的保温被相比,采用铝箔膜或镀铝膜一类较高反射率表面的保温被传热系数将降低2%~8%,高反射率上表面时传热系数降低幅度高于高反射率下表面时,两面都采用高反射率表面时传热系数降低幅度最大。
需要说明的是,表1中所列各种外保温覆盖材料的传热系数是在实验室中,对外保温覆盖材料的新制成品,在理想的工作条件下测得的数据。在实际的工作情况下,由于雨、雪、风等影响,并考虑草苫或保温被安装搭接处的漏风,以及产品发生老化和破损等各方面因素,实际使用中的外保温覆盖材料的传热系数,将比表中所列数值要增大50%~100%。
雨、雪和冷凝水浸湿保温被将大大降低其保温性。为了防止水分进入保温被芯材中,较多保温被设置有各类防水作用的面层。防水层需要保持整个表面完好、严密,防止水分从破损处进入,同时,保温被缝合线的针孔处,水分易于进入,也应进行适当的处理。保温被的防水、隔气是个较难于处理完善的问题,一些具有防水、隔气面层的保温被,一旦水分进入保温芯材中,就很难排出。如保温被中水分过多,将会大大降低其保温性;同时,遇寒冷天气,保温被中水分冻硬结冰,会使其卷放困难,也难与屋面贴合严密,其保温性会进一步降低。因此,目前在一些冬季干燥少雨雪的地区,一些保温被采取不设置防水隔气层的办法,保温被内外具有一定的透气性。这样即使有少量水分进入其内部,也容易排出。这种方法可在干燥少雨雪的地区采用。
在防水性能方面,具有自防水作用的聚乙烯泡沫塑料以及橡塑保温材料等保温被具有显著优势。
保温被产品一般为1.5~6m宽度,通过分块搭接,连接为覆盖屋面的整体覆盖面。其搭接接缝处,如处理不当,将会在接缝处产生严重的冷风灌入,将显著削弱其保温性。目前一般搭接方法有扣眼-系绳连接、尼龙粘扣连接与胶带粘接等方法,其中尼龙粘扣连接与胶带粘接的接缝相对较为严密,但胶带粘接对保温被表面有平整度等方面要求,对于纤维一类表面粗糙的保温被不能适用。
(本文转载自温室园艺农业工程技术公号;作者:马承伟,王平智,赵淑梅,程杰宇(中国农业大学水利与土木工程学院,农业农村部设施农业工程重点实验室))


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