[发明专利]一种日光温室建筑空间形态特征参数简化设计计算方法

摘要

一种日光温室建筑空间形态特征参数简化设计计算方法属于设施农业建筑节能设计领域。当建设工程场地的地理纬度、温室需要确保的蔬菜生产关键时期、以及需要建造的日光温室跨度确定，查阅对应时期当地的室外空气平均温度和日平均太阳辐射总量，即可根据本发明方法计算得到对应跨度条件下日光温室的高跨比、后屋面投影长度，以及北墙高度等日光温室建筑空间形态特征参数的优化设计值。计算结果表明，日光温室越冬生产期间，在确保温室环境温度不低于8℃的条件下，需要向“优化设计温室”提供的热量为8340MJ，较“现行温室”的9670MJ减少了14.7％，节能效果显著，为温室全部利用太阳能或其他可再生能源作为补充热源提供了有利条件。

主权项

一种日光温室建筑空间形态特征参数简化设计计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)查阅当地的经度β、纬度确定设计温室的跨度以及温室需要确保的蔬菜生产关键时期，查阅对应时期当地的室外空气平均温度和日平均太阳辐射总量；2)根据式(1)计算夏至日、大寒日正午时刻的太阳时角ω；ω=(β-βs15+e60)×15---(1)]]>式中，ω为太阳时角，deg；βs为所在地区标准时间的经度；e为全年各日的时差，min，根据式(2)计算；e＝9.87sin2B‑7.53cosB‑1.5sinB   (2)式中，B为系数，在夏至日表示为Bs,大寒日表示为Bc；夏至日式中，n为夏至日在一年中的日期序号；大寒日式中，n为大寒日在一年中的日期序号。3)根据式(5)～(6)计算夏至日、大寒日的赤纬角δ；夏至日大寒日式中，δs、δc分别为为夏至日、大寒日赤纬角；式(5)～(6)中n分别为夏至日或大寒日在一年中的日期序号；4)根据式(7)～(8)计算夏至日、大寒日的太阳高度角；夏至日大寒日式中，hs、hc分别为夏至日与大寒日太阳高度角；δs、δc分别为夏至日与大寒日赤纬角；为当地纬度；ωs、ωc分别为夏至日与大寒日太阳时角，由式(1)计算可得；5)根据式(9)计算日光温室高跨比HL=0.4301-0.0008249×t‾s+0.007702×I‾S---(9)]]>式中，H为日光温室脊高，m；L为日光温室跨度，m；为对应需要确保的蔬菜生产关键时期的当地室外平均温度，℃；为对应需要确保的蔬菜生产关键时期的当地日平均太阳辐射总量，MJ/(㎡·day)；6)根据式(10)计算日光温室后屋面投影长度C；C=(H-LPsinhs)2-(H-LP)2+P---(10)]]>式中，C为后屋面投影长度，m；LP为植株高度，m；hs为当地夏至日正午时刻太阳高度角；P为温室走道宽度，m；7)根据式(11)计算日光温室北墙高度Hw；Hw=H-{(H-LPsinhs)2-(H-LP)2+P}×tanhc---(11)]]>式中，Hw为日光温室北墙高度，m；hc为当地大寒日正午时刻太阳高度角；根据计算得到对应跨度条件下日光温室的高跨比、后屋面投影长度、以及北墙高度，作为日光温室建筑空间形态特征参数的优化设计值。