連棟溫室節(jié)能設計規(guī)范（征求意見稿） 編制說明

1、連棟溫室節(jié)能設計規(guī)范編制說明農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院2021年4月13日連棟溫室節(jié)能設計規(guī)范編制說明一、工作簡況（一）標準制定背景自2008年農業(yè)部“關于促進設施農業(yè)發(fā)展意見”的出臺，我國溫室園藝產業(yè)發(fā)展迎來了一個快速發(fā)展期，截至2018年底，我國溫室面積達到189.42萬公頃（不含中小棚），位居世界首位。其中，連棟溫室5.43萬公頃，日光溫室57.75萬公頃，塑料大棚126.24萬公頃。設施園藝產業(yè)的快速發(fā)展不僅能給國民提供優(yōu)質、豐富的產品，而且促進我國農業(yè)現代化發(fā)展、實現農民增收，2017年，我國設施園藝產業(yè)產值已超過9800億元。由于溫室園藝是通過建立封閉或半封閉的維護結構、配置一定的環(huán)

2、境調控設備，給園藝作物提供最適宜的溫、光、水、氣、肥等生長條件，因此溫室園藝產業(yè)也是一個高耗能的產業(yè)。溫室能耗花費在溫室生產成本中的比例不斷攀升，嚴重制約了經濟效益的提高。據日本的相關測算，每生產10kg的黃瓜要消耗5L汽油；聯(lián)合國統(tǒng)計全球農業(yè)年生產耗能的35%用于溫室的加溫。在我國，能耗平均占溫室生產總成本的15%-40%，針對連棟溫室占比甚至達到70%，能耗已經成為影響我國溫室園藝產業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要因素。連棟溫室自上世紀70年代在中國得到發(fā)展，歷經了自行設計、國外引進、優(yōu)化提升三個階段，為中國提供優(yōu)質豐富農產品、促進農業(yè)現代化發(fā)展做出了巨大貢獻。隨著連棟溫室的發(fā)展，其自身存在問題日益凸

3、顯，如設施結構標準化和環(huán)控水平低，技術裝備參差不齊，冬季加溫能耗高導致產投比倒掛，生產經營者受益受限，已成為限制連棟溫室產業(yè)發(fā)展的瓶頸?，F有連棟溫室設計中由于較少考慮節(jié)能問題，致使連棟溫室前期建設規(guī)劃不到位、保溫蓄熱能力不夠、采暖降溫負荷高，從而直接導致連棟溫室耗能更大、能源利用效率低。在當前我國農業(yè)產業(yè)供給側結構性改革的大背景，構建節(jié)能、綠色的溫室生產體系對我國設施園藝產業(yè)的提質升級具有重要意義，為此亟需出臺節(jié)能設計專項標準，規(guī)范連棟溫室節(jié)能設計。農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院向農業(yè)農村部提出制定連棟溫室節(jié)能設計規(guī)范要求，經專家評審通過立項，被農業(yè)農村部列入了2018年農業(yè)行業(yè)標準制定計劃，標準的

4、編制工作由農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院承擔完成。（二）主要工作過程1、任務來源：農業(yè)農村部農產品質量安全監(jiān)管局2、起草單位：農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院3、主要工作過程從連棟溫室引進到在我國近30年的發(fā)展歷程中，我國科研工作者在溫室節(jié)能技術方面進行了重要的研究和實踐工作，一些節(jié)能技術也得到了很好的應用推廣，節(jié)能成效明顯。因此，在著手編寫連棟溫室節(jié)能設計規(guī)范之前，編寫組首先查閱了農業(yè)農村部和機械工業(yè)行業(yè)協(xié)會以及地區(qū)頒布的相關連棟溫室設計和建設的行業(yè)和地方標準，搜集整理了專家學者的論文和論著，對收集到的資料進行了分類整理和分析，在充分討論和掌握連棟溫室節(jié)能設計要領的基礎上形成了編寫大綱，在征求部分專家意見

5、的基礎上，形成了標準初稿，在編寫組內經過多次討論，幾番修改后，形成標準征求意見稿。標準征求意見稿發(fā)給包括教學、科研、管理、溫室企業(yè)、資材生產企業(yè)和溫室用戶征求專家意見，共發(fā)送32份，最終返回22位專家的147意見，條。起草組收到反饋意見后經過分析、討論和匯總，具體采納的意見為117條，部分采納為7條，未采納23條。對采納的意見對照正文進行了修改，未采納的意見給出了拒絕采納的理由，最終形成送審稿，并撰寫了編制說明。（三）主要起草人員情況本標準由農業(yè)農村部規(guī)劃設計院主持完成，主要參加人員及承擔任務如表1。表1 標準制定主要參加人員及承擔任務姓名單位專業(yè)職稱/職務承擔任務何芬農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院

6、農業(yè)建筑高級工程師項目主持，方案制定、標準總體設計、起草編寫。魏曉明農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院農業(yè)建筑研究員保溫加溫部分的起草富建魯農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院暖通工程高級工程師通風降溫部分的起草李艷農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院農業(yè)建筑工程師建筑與建筑熱工部分的起草盛寶永農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院農業(yè)建筑工程師建筑與建筑熱工部分的起草張月紅農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院給排水高級工程師給水排水部分的起草李思博農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院電氣工程工程師電氣設計部分的起草杜孝明農業(yè)部規(guī)劃設計研究院電氣工程高級工程師電氣設計部分的起草李愷農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院農業(yè)工程工程師可再生能源應用部分的起草二、標準編制原則和主要

7、內容（一）標準編制原則連棟溫室節(jié)能設計規(guī)范是一部涵蓋內容多、適應面寬的基礎性工程技術規(guī)范。為此，在制定本標準時主要堅持以下三條基本原則：1）通用性。節(jié)能設計應具有通用性，能適應不同地區(qū)、不同種植條件以及不同的經濟水平。2）先進性。標準的節(jié)能設計方法應能體現當前連棟溫室設計理論的研究水平。3）成熟性。規(guī)范提出的設計方法應經過實踐驗證具有可行性，技術方法成熟。（二）標準主要內容的確定本標準共包括9章：1范圍；2規(guī)范性引用文件；3術語和定義；4建筑與熱工；5保溫采暖設計；6通風降溫設計；7灌溉設計；8電氣設計；9可再生能源應用。以下就本標準中一些主要內容的確定說明如下。本標準中“連棟溫室”等術語直接

8、采用了GB/T 23393-2009設施園藝工程術語的定義?！绑w形系數”、“屋面開窗比”均引用并修改了JGJ262018嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準中“體形系數”“窗墻面積比”的定義。1）體形系數體形系數是連棟溫室與室外空氣直接接觸的外表面面積與其體積的比值。連棟溫室平面宜規(guī)整，減少散熱面積，選取不同建筑尺寸的文洛型連棟溫室為例計算體形系數，如表1所示。計算例1-3表明，連棟溫室面積相同，檐高越高，體形系數越?。挥嬎憷?、4、5說明檐高相同，溫室面積越大，體形系數越小。表1 不同連棟溫室的體形系數計算例長度寬度檐高溫室面積體形系數（m）（m）（m）（m2）128.8（9.6×3

9、）32（4×8）4921.60.38228.8（9.6×3）32（4×8）5921.60.33328.8（9.6×3）32（4×8）6921.60.30476.8（9.6×8）40（4×10）430720.335124.8（9.6×13）84（4×21）4104830.29連棟溫室檐口高度通常4m，連棟溫室面積不宜過小，故將1000m2連棟溫室體形系數0.4作為最高限值。2）連棟溫室屋面開窗比連棟溫室屋面開窗比是連棟溫室屋面開窗面積與屋面面積的比例。以目前不同覆蓋材料的連棟溫室為例，選取不同開窗方式進行計

10、算，計算結果如表2-7所示。表2 連棟玻璃溫室交錯開窗開間規(guī)格（m）4544開間數量14101414跨度規(guī)格（m）9.69.689跨度數量818920跨度內尖頂數3322屋面面積4300.88640403210080開窗單個面積1.904851.904851.904851.90485開窗數量312486234520開窗總面積594.3132925.7571445.7349990.522屋面窗墻比13.82%10.71%11.05%9.83%表3 連棟玻璃溫室連續(xù)開窗（蝶形）開間規(guī)格（m）4544開間數量14101414跨度規(guī)格（m）9.69.689跨度數量918920跨度內尖頂數3322屋面面

11、積4838.48640403210080開窗單個面積33.017429.207733.017433.0174開窗數量541083680開窗總面積1782.943154.4321188.6262641.392屋面窗墻比36.85%36.51%29.48%26.20%屋面窗墻比（單側連續(xù)開窗）18.42%18.25%14.74%13.10%表4 連棟玻璃溫室全開開間規(guī)格（m）4544開間數量14101414跨度規(guī)格（m）9.69.689跨度數量918920跨度內尖頂數3322屋面面積4838.48640403210080開窗單個面積349.44312291.2327.6開窗數量918920開窗總面

12、積3144.9656162620.86552屋面窗墻比65.00%65.00%65.00%65.00%表5 連棟塑料溫室連續(xù)開窗（蝶形開窗）開間規(guī)格（m）4544開間數量14101414跨度規(guī)格（m）89.689.6跨度數量91899跨度內尖頂數1111屋面面積4032864040324838.4開窗單個面積33.017429.207733.017433.0174開窗數量18361818開窗總面積594.31321051.477594.3132594.3132屋面窗墻比（雙側）14.74%12.17%14.74%12.28%屋面窗墻比（單側）7.37%6.08%7.37%6.14%表6 連棟塑

13、料溫室卷膜開窗開間規(guī)格（m）454開間數量141014跨度規(guī)格（m）7.589.6跨度數量9189跨度內尖頂數111屋面面積378072004838.4開窗單個面積140.4124.2140.4開窗數量9189開窗總面積1263.62235.61263.6屋面窗墻比（單側卷膜開窗）33.43%31.05%26.12%屋面窗墻比（雙側卷膜開窗）66.86%62.10%52.23%表7 鋸齒形溫室開窗開間規(guī)格（m）454開間數量141014跨度規(guī)格（m）989.6跨度數量454跨度內尖頂數222屋面面積201620002150.4開窗單個面積62.455.262.4開窗數量8108開窗總面積499

14、.2552499.2屋面窗墻比24.76%27.60%23.21%標準中經過歸納總結給出不同形式不同覆蓋材料的連棟溫室屋面開窗比的取值范圍。3）連棟溫室圍護結構傳熱系數目前國內嚴寒、寒冷地區(qū)連棟溫室，屋面以單層玻璃為主，墻面以雙層玻璃為主，故規(guī)定：屋面?zhèn)鳠嵯禂祽∮?.0 W/(m2·K)，墻面?zhèn)鳠嵯禂敌∮?.0 W/(m2·K)。雙層PC板、雙層充氣膜連棟溫室保溫節(jié)能性比玻璃溫室好，但材料易老化，影響連棟溫室內光照強度，綜合考慮，故未按PC板規(guī)定傳熱系數。目前夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)及溫和地區(qū)連棟溫室，屋面和墻面以單層塑料膜為主，故規(guī)定：屋面?zhèn)鳠嵯禂祽∮?.0W/(m

15、2·K)，墻面?zhèn)鳠嵯禂敌∮?.0 W/(m2·K)。目前現有覆蓋材料傳熱系數均能達到該要求，標準中不做要求。4）連棟溫室加溫熱源及相關設備選擇合理利用能源、提高能源利用率、節(jié)約能源是我國的基本國策。我國目前仍以燃煤發(fā)電為主，直接將燃煤發(fā)電生產出的高品位電能轉換為低品位熱能進行溫室加溫使用，能源利用效率低，應限制使用。但我國幅員遼闊，各地區(qū)情況不盡相同，無法做到一刀切的嚴格規(guī)定與限制。當情況特殊時，方可采用電直接加熱設備。連棟溫室因自身圍護結構狀況晝夜熱負荷相差較大，同一天中對熱量的需求波動明顯。鍋爐在低負荷運行時會降低爐膛溫度，造成不完全燃燒，鍋爐效率下降。因此在鍋爐設計中

16、，采取措施保證鍋爐實際運行負荷率不低于50%是節(jié)能的有效手段之一。在保證長期較高運行效率的前提下，各鍋爐容量相等的選型為最佳，這樣投資節(jié)約、系統(tǒng)簡潔、互備性好。冷凝式鍋爐是在傳統(tǒng)鍋爐的基礎上加設冷凝式熱交換受熱面，將排煙溫度降到4050，使煙氣中水蒸氣冷凝下來并釋放潛熱，通常比非冷凝式鍋爐的熱效率至少提高10%12%。當燃料為天然氣時，煙氣的露點溫度一般在55左右，所以當系統(tǒng)回水溫度低于50時，采用冷凝式鍋爐可實現節(jié)能。溫室使用CO2氣肥的時間為白天，此時溫室采暖熱負荷較小，提供CO2的熱源設備產生的熱量遠大于溫室需求。設置蓄熱系統(tǒng)將白天產生的熱能轉移到夜間使用，對溫室節(jié)能意義重大。熱水和蒸汽

17、是集中供暖系統(tǒng)中常用的兩種熱媒。蒸汽供暖的跑冒滴漏、凝結水回收率低、凝結水水質差等問題，造成蒸汽供暖不利于節(jié)能，因此推薦采用熱水作為供暖熱媒；利用余熱或可再生資源供暖時，熱媒及其參數受工程條件和技術條件的限制，需要根據具體情況確定。在現行國家標準清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值GB19762中提出了泵的三種能效，能效限定值1、目標能效限定值2、節(jié)能評價值3。在水泵經濟工作區(qū)內，水泵效率不低于其最高效率的90%。水泵的運行調節(jié)應滿足系統(tǒng)運行工況變化的要求，通過臺數調節(jié)、變頻運行、定頻泵和變頻泵聯(lián)合運行等實現水泵的運行調節(jié)。水泵運行調節(jié)的基本原則除滿足系統(tǒng)需求外，還要兼顧運行節(jié)電，這就要求每臺水泵

18、盡可能高效運行，水泵的工作點位于經濟工作區(qū)之內。不合適的水泵并、串聯(lián)非但起不到增加流量或提高揚程的作用，還會旁通流量或者增加阻力，因此這里提出水泵并聯(lián)時，各臺水泵的揚程應接近。水泵并聯(lián)時，上一級水泵與下一級水泵的總流量應相近。5）連棟溫室降溫設計自然通風、遮陽等被動式降溫技術，可以減小環(huán)境對溫室節(jié)能的不利影響。外遮陽比內遮陽防熱效果好，應優(yōu)先考慮；但在實際情況中，如臺風高發(fā)地區(qū)或溫室本身因安裝屋面清洗機等設備無法具備安裝外遮陽條件時，也可以使用內遮陽防熱。三、與國際、國外對比情況本標準無直接采用和引用現行國際標準的情況。四、與有關的現行法律、法規(guī)和強制性標準的關系本標準是首部全面反映連棟溫室節(jié)能設計的標準，借鑒和吸收了農業(yè)行業(yè)和機械行業(yè)協(xié)會相關標準，相互之間沒有抵觸和矛盾。五、重大分歧意見的處理經過和依據無六、標準性質的建議說明本標準為首次制定，建議本標準的性質為推薦性農業(yè)