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随着人们对日光温室墙体储放热机理认识的不断深化,传统的墙体储放热理论已经在日光温室建设中受到越来越多的挑战。新的日光温室设计和建设理念采用了主动式储放热思想,采用主动式储放热装备和设施,可人为地控制储放热的时间和储放热的多少,从而摆脱了传统的单一依靠墙体的被动式储放热来维持温室内温度的限制。这一理论上的突破,使传统的日光温室墙体既做温室围护结构,又做温室承重结构,还做温室热能储放结构的多重复合功能得到大大简化,有的温室设计甚至将墙体的承重功能也用框架结构所替代,这样,温室墙体的作用就只有围护和隔热了。这种理论上的突破使中国传统日光温室向环境可控型现代温室发展方向迈出了重要一步。在这种理论的支持下,日光温室墙体材料不再完全依靠热惰性好的大容重砖石或生土材料,转而寻找一些质轻、隔热性能好、便于工厂化生产、现场安装施工速度快的新型工业化产品,以提高日光温室建设的标准化和现代化水平。为此,近年来,加气砖、空心砖、草砖(草苫)、聚苯乙烯泡沫板(彩钢板)、发泡水泥等材料不断被用做日光温室的墙体材料。本文介绍一种聚苯乙烯发泡成型空心砖材料及其在日光温室墙体结构上的应用,供大家研究和借鉴。
空心砖型材及其建造技术
型材是砌筑墙体的基本元素。为了便于现场安装,同时避免现场安装时对型材的切割,保证拼装紧密,根据墙体不同部位的形状和功能要求,生产厂家专门制造了不同规格的型材,并在每个型材上专门设计了连接契口,如图1。
图中,“角砖”(图1a)是用在墙体四角的型材,只在相互垂直的两个方向留有连接契口(上下连接契口除外,下同);“标准砖”(图1c)是用于墙身的型材,在沿型材长度的方向两端留出契口。通过连接契口,各个部位的型材可以非常方便而且紧密地连接成一体,如图2所示。
为了提高墙体的稳定性,并与日光温室的屋面支撑骨架形成框架结构,专门设计了一种带壁柱的型材(图1b和图1d),其中可以浇筑钢筋混凝土立柱,并自动形成模板,而且不用拆模,方便施工。
到了墙顶,又专门设计了一种“墙顶砖”(图1e),其通长空腹是为墙顶圈梁留出位置,中间孔洞一是为了便于振捣圈梁的混凝土,二是为了便于在圈梁中生出短柱与屋面结构相连接。
“挑檐砖”(图1f)是安装在“墙顶砖”之上的型材,自身挑出挑檐,用于屋面排水,挑檐上表面抹灰,操作人员可以在其上行走,便于保温被、卷帘机、塑料薄膜等设备和材料的安装和维修。但由于其自身承载能力有限,实际应用中,在挑檐砖的下部按照一定的间距增设了三角支撑架,以加强其承载能力,如图3,其中三角架的斜支撑可直接支撑在墙顶砖包裹的墙顶圈梁上。
为了保证型材砖上下连接的牢固和可靠,专门设计了一种“铆钉砖”,安装在“型砖”的内外两侧表面两层砖的接缝口,在两层砖之间形成“铆接”,起到连接铆钉的作用,如图4,可进一步加强“型砖”契口的连接。
由于空心砖型材内部可以浇筑钢筋混凝土立柱,除了后墙和山墙可以使用“标准砖”型材砌筑外,日光温室的前墙也可以用相同的材料和方法砌筑。温室的骨架可以直接坐落在前墙的钢筋混凝土圈梁上(如图5),而且由于型材砖的保温隔热作用,墙体内所有的立柱和圈梁都不会形成“冷桥”,也不会在温室中看到圈梁和立柱的存在,不仅提高了温室的土地利用率,也增加了温室墙体的美观和整洁性。安装完成的墙体经水泥挂浆粉刷后又完全遮盖了型材的真实面目,看上去和粉刷的砖墙没有任何两样(图6)。此外,温室的门斗也完全可以用相同的材料砌筑,如图7。
温室的性能及其改进措施
2012年底~2013年初,完全采用聚苯乙烯泡沫砖建造的日光温室(图6)与传统的机打土墙结构日光温室在河北霸州一试验园区进行了对比试验。试验结果显示,聚苯乙烯泡沫砖温室白天日出后升温快,但凌晨最低温度较土墙温室低,两者最低温度的差值一般在2~3℃。这一试验结果再次证明了轻质隔热材料聚苯乙烯泡沫砖墙体白天不储热夜间不放热这一基本原理,因早上进入温室的热量除地面吸收外,全部用于空气的升温,所以,升温快;而土墙结构温室,因早上墙体放热温度达到最低极值,进入温室的热量,一部分被用于墙体的升温(这也是新的一天储热的开始),相对而言,用于空气升温的热量就减少,所以空气温度上升的速度不敌聚苯乙烯泡沫砖温室也就在情理之中了。但到了第二天的凌晨,由于土墙结构温室墙体的放热作用补充了温室夜间散失的部分热量,所以也保持了室内较聚苯乙烯泡沫砖温室更高的温度,这也正是土墙结构温室能够储热放热的根本所在。
试验结果从另一个角度分析,墙体的储放热功能对温室最低温度的作用效果基本也在2~3 ℃的范围内,这从实践中基本定性了日光温室后墙材料对温室被动式储放热的贡献大小(当然,更严谨的结论还需要大量理论和试验验证)。
基于上述的试验结果,为了弥补温室的被动式储放热功能,保障温室凌晨的最低温度能满足种植作物的生长要求,试验对聚苯乙烯泡沫砖墙体温室进行了进一步改进。
改进措施沿用了传统日光温室墙体储热放热的原理,在聚苯乙烯泡沫砖墙温室后墙的内侧装置了一层500 mm厚土层,高度在1.6 m以上,并用钢筋混凝土板围护,如图8。这种改进措施既满足了温室墙体储热放热的要求,同时在储放热墙体的土层中还可以进行叶菜或盆栽花卉种植,基本不影响温室的生产面积,具有一举两得的作用。试验效果还在进一步验证之中,作者和读者有同样期待的心情,希望能达到土墙结构温室的效果。
空心砖型材及其建造技术
型材是砌筑墙体的基本元素。为了便于现场安装,同时避免现场安装时对型材的切割,保证拼装紧密,根据墙体不同部位的形状和功能要求,生产厂家专门制造了不同规格的型材,并在每个型材上专门设计了连接契口,如图1。
图中,“角砖”(图1a)是用在墙体四角的型材,只在相互垂直的两个方向留有连接契口(上下连接契口除外,下同);“标准砖”(图1c)是用于墙身的型材,在沿型材长度的方向两端留出契口。通过连接契口,各个部位的型材可以非常方便而且紧密地连接成一体,如图2所示。
为了提高墙体的稳定性,并与日光温室的屋面支撑骨架形成框架结构,专门设计了一种带壁柱的型材(图1b和图1d),其中可以浇筑钢筋混凝土立柱,并自动形成模板,而且不用拆模,方便施工。
到了墙顶,又专门设计了一种“墙顶砖”(图1e),其通长空腹是为墙顶圈梁留出位置,中间孔洞一是为了便于振捣圈梁的混凝土,二是为了便于在圈梁中生出短柱与屋面结构相连接。
“挑檐砖”(图1f)是安装在“墙顶砖”之上的型材,自身挑出挑檐,用于屋面排水,挑檐上表面抹灰,操作人员可以在其上行走,便于保温被、卷帘机、塑料薄膜等设备和材料的安装和维修。但由于其自身承载能力有限,实际应用中,在挑檐砖的下部按照一定的间距增设了三角支撑架,以加强其承载能力,如图3,其中三角架的斜支撑可直接支撑在墙顶砖包裹的墙顶圈梁上。
为了保证型材砖上下连接的牢固和可靠,专门设计了一种“铆钉砖”,安装在“型砖”的内外两侧表面两层砖的接缝口,在两层砖之间形成“铆接”,起到连接铆钉的作用,如图4,可进一步加强“型砖”契口的连接。
由于空心砖型材内部可以浇筑钢筋混凝土立柱,除了后墙和山墙可以使用“标准砖”型材砌筑外,日光温室的前墙也可以用相同的材料和方法砌筑。温室的骨架可以直接坐落在前墙的钢筋混凝土圈梁上(如图5),而且由于型材砖的保温隔热作用,墙体内所有的立柱和圈梁都不会形成“冷桥”,也不会在温室中看到圈梁和立柱的存在,不仅提高了温室的土地利用率,也增加了温室墙体的美观和整洁性。安装完成的墙体经水泥挂浆粉刷后又完全遮盖了型材的真实面目,看上去和粉刷的砖墙没有任何两样(图6)。此外,温室的门斗也完全可以用相同的材料砌筑,如图7。
温室的性能及其改进措施
2012年底~2013年初,完全采用聚苯乙烯泡沫砖建造的日光温室(图6)与传统的机打土墙结构日光温室在河北霸州一试验园区进行了对比试验。试验结果显示,聚苯乙烯泡沫砖温室白天日出后升温快,但凌晨最低温度较土墙温室低,两者最低温度的差值一般在2~3℃。这一试验结果再次证明了轻质隔热材料聚苯乙烯泡沫砖墙体白天不储热夜间不放热这一基本原理,因早上进入温室的热量除地面吸收外,全部用于空气的升温,所以,升温快;而土墙结构温室,因早上墙体放热温度达到最低极值,进入温室的热量,一部分被用于墙体的升温(这也是新的一天储热的开始),相对而言,用于空气升温的热量就减少,所以空气温度上升的速度不敌聚苯乙烯泡沫砖温室也就在情理之中了。但到了第二天的凌晨,由于土墙结构温室墙体的放热作用补充了温室夜间散失的部分热量,所以也保持了室内较聚苯乙烯泡沫砖温室更高的温度,这也正是土墙结构温室能够储热放热的根本所在。
试验结果从另一个角度分析,墙体的储放热功能对温室最低温度的作用效果基本也在2~3 ℃的范围内,这从实践中基本定性了日光温室后墙材料对温室被动式储放热的贡献大小(当然,更严谨的结论还需要大量理论和试验验证)。
基于上述的试验结果,为了弥补温室的被动式储放热功能,保障温室凌晨的最低温度能满足种植作物的生长要求,试验对聚苯乙烯泡沫砖墙体温室进行了进一步改进。
改进措施沿用了传统日光温室墙体储热放热的原理,在聚苯乙烯泡沫砖墙温室后墙的内侧装置了一层500 mm厚土层,高度在1.6 m以上,并用钢筋混凝土板围护,如图8。这种改进措施既满足了温室墙体储热放热的要求,同时在储放热墙体的土层中还可以进行叶菜或盆栽花卉种植,基本不影响温室的生产面积,具有一举两得的作用。试验效果还在进一步验证之中,作者和读者有同样期待的心情,希望能达到土墙结构温室的效果。