基于Ecotect的不同墻體材料豬舍光熱環(huán)境和熱性能分析

袁月明，宋 陽，解晨輝，周麗娜

·農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程·

基于Ecotect的不同墻體材料豬舍光熱環(huán)境和熱性能分析

袁月明，宋 陽，解晨輝，周麗娜

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，長春 130118）

北方地區(qū)冬季寒冷漫長，為探究北方冬季養(yǎng)豬的采光及保溫問題，該文基于Ecotect軟件，以吉林省內(nèi)某大型豬場的典型豬舍為對象，等比例建模仿真，研究豬舍的光熱環(huán)境及豬場生產(chǎn)區(qū)光環(huán)境，探究豬舍內(nèi)不同高度的采光系數(shù)及豬場生產(chǎn)區(qū)采光情況，分析4種形式不同墻體材料豬舍的保溫性能。結(jié)果表明，試驗豬舍各研究高度采光系數(shù)均高于2%，滿足綠色建筑標準；豬場生產(chǎn)區(qū)采光良好，在大寒日的太陽輻射量可達5.38 MJ/(m2·d)，日照充足無遮擋；通過對比4種形式不同墻體材料豬舍的逐月能耗值，計算出4種形式豬舍中黏土多孔磚豬舍、泡沫混凝土豬舍、酚醛夾芯板彩鋼豬舍和低密度聚乙烯薄膜溫室大棚豬舍的保溫性能最好，考慮成本后更推薦爐渣磚砌體豬舍、粉煤灰加氣砌塊豬舍、聚苯夾芯板彩鋼豬舍和低密度聚乙烯薄膜溫室大棚豬舍；通過將試驗實測值與軟件模擬值進行數(shù)據(jù)對比，計算得出相對誤差范圍為0.74%～8.62%，驗證了模型的可靠性。該文可以為探究北方豬舍的光熱環(huán)境提供理論依據(jù)，為建筑設(shè)計師在方案實施前提供更多優(yōu)化設(shè)計方案的思路。

環(huán)境控制；光；豬舍；熱環(huán)境；墻體材料；Ecotect

0 引 言

隨著生活水平的提高，人們對豬肉的需求量及其質(zhì)量的要求逐漸增大，促使現(xiàn)代養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。在規(guī)?；B(yǎng)豬生產(chǎn)過程中，無論是戶外養(yǎng)豬還是舍飼散養(yǎng)[1]，舍內(nèi)外環(huán)境對豬的生長發(fā)育起著尤為重要的作用，好的生長環(huán)境可以提高豬群的健康水平以及豬肉的產(chǎn)量和質(zhì)量。近年來，中國的養(yǎng)豬業(yè)已經(jīng)逐漸向東北轉(zhuǎn)移，而中國北方地區(qū)冬季寒冷漫長，寒冷的環(huán)境使飼料轉(zhuǎn)化效率和豬群生產(chǎn)性能降低，與豐富的飼料資源、土地資源相比，北方特殊的氣候資源在養(yǎng)豬業(yè)中起著決定性的作用。在北方氣候區(qū)的冬季里，養(yǎng)豬生產(chǎn)者在進行舍內(nèi)環(huán)境控制時，會面臨保溫的巨大難題。

豬舍的熱量來源來自于豬群的顯熱、太陽輻射熱和供暖設(shè)備的供熱，豬舍建筑圍護結(jié)構(gòu)、外門窗及各類開口直接影響豬舍內(nèi)部熱環(huán)境，其中豬舍建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱得失熱是影響豬舍保溫性能的主要因素。良好的光環(huán)境不僅能給豬舍提供充足的太陽輻射熱，合適的光照強度還能預(yù)防某些豬體疾病，促進豬只生長，減少豬只的應(yīng)激反應(yīng)，提高生產(chǎn)性能[2-4]。

目前國內(nèi)外研究畜禽舍光熱環(huán)境以利用傳感器實地測量和利用仿真軟件模擬分析為主。王美芝等[5]計算得出現(xiàn)有豬舍外墻構(gòu)造類型中，外貼聚苯板內(nèi)砌磚的復(fù)合墻體隔熱性能最好。林加勇等[6]將漏縫地板作為多孔介質(zhì)簡化，模擬了空載及裝豬豬舍內(nèi)的風(fēng)速場和溫度場，得出兩者溫度分布結(jié)構(gòu)相似。王小超等[7]模擬得出冬季熱回收換氣系統(tǒng)送風(fēng)角度在45°時的舍內(nèi)溫度分布均勻。袁月明等[8]對試驗豬舍和某豬場豬舍進行光熱環(huán)境的對比模擬，得出豬舍建筑的最佳朝向為南偏西25°。張思遠[9]針對北方地區(qū)氣候特點，設(shè)計了豬舍環(huán)境精準控制模型，實現(xiàn)豬舍內(nèi)的環(huán)境參數(shù)的控制。彭占武等[10]研制了畜禽舍環(huán)境多因素實時監(jiān)測系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。Daskalov等[11]開發(fā)了自然通風(fēng)豬舍的微環(huán)境控制器，可控制舍內(nèi)氣流、溫度和風(fēng)向風(fēng)速。賀城等[12]對比模擬發(fā)現(xiàn)公豬舍橫向通風(fēng)的氣流場均勻且降溫明顯。陳重遠等[13]對妊娠豬舍的溫度場進行模擬，實測結(jié)果與模擬結(jié)果吻合度高。李頎等[14]研究了一種方便飼養(yǎng)員管理的豬舍小氣候環(huán)境模糊控制系統(tǒng)。王校帥[15]對分娩母豬舍的氣流場、溫度場和濕度場進行模擬，發(fā)現(xiàn)縱向濕簾通風(fēng)無法滿足夏季降溫要求。Seo等[16]模擬了豬舍，在模型中考慮了維護結(jié)構(gòu)和豬對環(huán)境的影響。此模型可以應(yīng)用于豬舍結(jié)構(gòu)和通風(fēng)系統(tǒng)的改進，提高室內(nèi)溫度均勻性。馮博[17]應(yīng)用Ecotect軟件對某住宅圍護結(jié)構(gòu)熱環(huán)境節(jié)能改造的不同方案進行分析，以熱舒適為前提、節(jié)能為目的分析不同方案最優(yōu)的改造方法。

國內(nèi)外研究可以看出利用傳感器實地測量工作量大，速度慢，設(shè)備笨重且只能對已建成的建筑物進行分析，具有局限性。相比之下，利用計算機模擬軟件分析時，可以打破局限，預(yù)先模擬，在設(shè)計階段就可做出改進；應(yīng)用Ecotect軟件研究分析時，邊界條件方便設(shè)置，操作過程相對簡單且結(jié)果可視化能力較強[18-22]，雖以民用建筑分析為主，但在畜禽舍的分析應(yīng)用中前景廣闊。

為探究東北地區(qū)豬舍的保溫問題，本文利用Ecotect軟件，在走訪豬場后，以試驗豬舍和某豬場大棚豬舍及其場區(qū)為原型，等比例建模進行模擬分析，研究豬舍及場區(qū)的光環(huán)境、不同形式不同墻體材料豬舍的建筑保溫能耗。為后者研究豬舍的環(huán)境條件提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗豬舍模型及參數(shù)

經(jīng)走訪調(diào)研得出，吉林省內(nèi)以磚墻形式豬舍、混凝土墻形式豬舍、彩鋼墻形式豬舍和溫室大棚形式豬舍4種形式豬舍為主。模擬磚墻、混凝土墻、彩鋼墻形式豬舍以吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗豬舍為基準，模擬溫室大棚形式豬舍以某豬場大棚豬舍為基準，模擬豬場場區(qū)以某豬場場區(qū)為基準。

試驗豬舍長48 m，寬9 m，高2.7 m，屋頂傾角為30°，主體承重結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，彩鋼屋頂采用0.5 mm藍色壓型鋼板+ 150 mm玻璃絲棉保溫層+ 2 mm SBS（苯乙烯類熱塑性彈性體）改性瀝青卷材隔氣層+0.5 mm白色壓型鋼板配合而成，玻璃是由雙中空鋁合金構(gòu)成。墻體構(gòu)成為20 mm水泥砂漿+290 mm中間墻板+20 mm水泥砂漿。某豬場溫室大棚棚面為聚乙烯薄膜，兩側(cè)墻體均為20 mm水泥砂漿+290 mm灰砂磚+20 mm水泥砂漿。

利用Ecotect建立1∶1豬舍模型如圖1所示，試驗豬舍各構(gòu)件計算參數(shù)如表1所示，溫室大棚豬舍各構(gòu)件計算參數(shù)如表2所示。

a. 試驗豬舍Ecotect模型a. Ecotect model of test piggeryb. 溫室大棚形式豬舍Ecotect模型b. Ecotect model of greenhouse for piggeryc. 研究豬場Ecotect模型c. Ecotect model of pig farm in this study

表1 試驗豬舍各構(gòu)件計算參數(shù)表

表2 溫室大棚豬舍各構(gòu)件計算參數(shù)表

Ecotect作為民用建筑軟件，通過設(shè)定建筑內(nèi)人的狀態(tài)、建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)以及環(huán)境參數(shù)，能夠?qū)ㄖM行光環(huán)境分析、能耗分析、日照和遮擋分析等。本試驗研究對象為仔豬，在分析豬舍的建筑能耗時，需要在軟件中選擇人的狀態(tài)來模擬仔豬，模擬時可以確定用裸露并久坐的人來模擬仔豬。但該狀態(tài)下人與仔豬的單位顯熱量不同，根據(jù)熱平衡原理，需要根據(jù)人與豬的顯熱功率關(guān)系進行數(shù)量換算。軟件中默認裸露并久坐的人的顯熱功率為70 W，即252 kJ/h；9.0 kg的仔豬的顯熱功率為100.24 kJ/h[23]。通過如下公式（1）、（2）、（3），模擬豬舍中的300頭仔豬在軟件中可換算為119個選定狀態(tài)的人。

式中Q為豬的總熱發(fā)散量，kJ；Q為人的總熱發(fā)散量，kJ；P為每頭豬每小時的熱發(fā)散量，kJ/h；N為豬的頭數(shù)；為時間，h；P為每個人每小時的熱發(fā)散量，kJ/h；N為人數(shù)。

1.2 光環(huán)境分析方法

《綠色建筑評價標準》（GB50378—2014）標準規(guī)定，建筑室內(nèi)采光系數(shù)大于2%的面積，要占到總面積的75%以上[24]。運用Ecotect軟件，根據(jù)吉林省長春市地區(qū)氣候條件，提取直射/散射太陽輻射、全年溫度/濕度變化、全年風(fēng)速變化等氣象條件。在最佳建筑朝向傾角，最佳屋頂傾角的基礎(chǔ)上[8]，探究舍內(nèi)地面及距離地面0.5、0.8 m的采光系數(shù)。

國標（GB50180—1993）規(guī)定：“建筑間距，應(yīng)以滿足日照要求為基礎(chǔ)，綜合考慮采光、通風(fēng)、消防、防震、管線埋設(shè)、避免視線干擾等要求確定[25]?！苯ㄖ贾靡詽M足日照要求作為確定建筑間距的主要依據(jù)，運用Ecotect軟件分析場區(qū)日照間距、日照時間以及建筑物遮擋情況。

1.3 熱環(huán)境分析方法

運用Ecotect軟件結(jié)合豬舍建筑形式，分析豬舍的能耗情況，其中，軟件區(qū)域設(shè)置參數(shù)為：人的穿衣指數(shù)為0，室內(nèi)濕度為60%，風(fēng)速為0.1 m/s，室內(nèi)溫度為24 ℃。豬舍中放入相同質(zhì)量相等數(shù)量的豬，在不改變墻體內(nèi)外材質(zhì)，僅改變中間材料的情況下，分析4形式豬舍不同材料的能耗情況。

材料常見的有灰砂磚砌體、混凝土空心磚、爐渣磚砌體和黏土多孔磚?；炷翂Σ牧铣Ｒ姷挠蟹勖夯壹託馄鰤K、砂加氣制品、泡沫混凝土。彩鋼墻中間夾芯板常見的有聚苯夾芯板、巖棉夾芯板和酚醛夾芯板。大棚豬舍構(gòu)成材料常見的有低密度聚乙烯薄膜、中密度聚乙烯薄膜和高密度聚乙烯薄膜。

2 結(jié)果與討論

2.1 豬舍光環(huán)境分析

陽光所產(chǎn)生的熱效應(yīng)可以提高室內(nèi)溫度，具有取暖和干燥的作用。適當(dāng)延長光照時間或提高光照強度，可提高仔豬免疫力，促進食欲，提高仔豬成活率與質(zhì)量增長速度。本試驗?zāi)M了豬舍地面及距離地面0.5、0.8 m高度的自然采光情況，分別對應(yīng)豬舍潮濕地面、豬只臥倒及站立高度的位置，采光模擬云圖如圖2所示。

由圖可得豬舍地面采光系數(shù)分布范圍為32%～72%，平均值為49.77%；豬舍0.5 m高度采光系數(shù)分布在1.2%～41.2%之間，平均值為18.20%，最低值為1.2%，其分布在豬舍中間值班室區(qū)域，而飼養(yǎng)區(qū)域內(nèi)采光系數(shù)均高于2%；在0.8 m高度，豬舍采光系數(shù)分布范圍為2.4%～42.4%，平均值為18.52%。

豬舍各研究高度飼養(yǎng)區(qū)域自然采光系數(shù)均高于2%，采光情況極好，滿足《綠色建筑評價標準》[24]。豬舍內(nèi)良好的光環(huán)境能一定程度地緩解豬舍的潮濕問題；且陽光中的紫外線具有很強的殺菌能力，可以幫助豬只預(yù)防某些皮膚疾病，也能一定程度控制疫情的產(chǎn)生和傳播。

a. 地面 a.Groundb. 0.5 mc. 0.8 m

2.2 豬場生產(chǎn)區(qū)光環(huán)境分析

陽光照射能引起人類和動植物的各種光生物學(xué)反應(yīng)，促進生物機體新陳代謝，陽光中所含的紫外線能預(yù)防與防治一些疾病，因此，豬場生產(chǎn)區(qū)適宜的日照有重要的衛(wèi)生意義。另外，陽光中含有大量的紅外線和可見光，冬天直射入室產(chǎn)生的熱效應(yīng)能提高室內(nèi)溫度，起到取暖與干燥作用。

豬場的建筑布局需要考慮整個場區(qū)的采光效應(yīng)和遮擋情況。在滿足防疫距離和場區(qū)采光的基礎(chǔ)上，要以節(jié)約用地為原則，合理布局豬舍建筑。過于密集的建筑，會使單棟豬舍光照不足，因此研究場區(qū)光環(huán)境很有必要。

2.2.1 日照時間與太陽輻射量分析

國家規(guī)定測算日照時間的標準日是大寒日[24]。本文模擬了研究地區(qū)某豬場的大寒日日照時間和太陽輻射量，云圖如圖3、圖4所示。

圖3 豬場大寒日日照小時數(shù)分布云圖

圖4 豬場日太陽輻射量分布云圖

從圖3可以看出，研究豬場整個場區(qū)在大寒日的日照小時數(shù)基本達到了5 h，即使是在豬舍建筑背面處的場地其日照小時數(shù)亦具有3～5 h的水平。該豬場豬舍在大寒日的有效日照時間大于國標（GB50180—1993）[25]要求的2 h。

從圖4可見，整個場區(qū)太陽輻射量達到了5.40 MJ/(m2·d)，在豬舍建筑背面處的場地，太陽輻射量能達到3.79～4.05 MJ/(m2·d)的水平。該豬場生產(chǎn)區(qū)日照充足，能在一定程度上預(yù)防疫情。

2.2.2 豬舍之間遮擋與投影分析

豬場同類舍的防疫間距為10～15 m，不同類舍防疫間距為15～20 m[1]。該豬場建筑間距為16 m，滿足防疫要求，間距選擇合理。通過對豬舍在太陽軌跡圖上的位置進行分析，可以判斷它們陽光遮擋的情況和在場地參照點上產(chǎn)生的陰影。

建筑師需要規(guī)劃建筑和街道，從而高效地利用太陽光。豬舍要利用太陽光，前提是陽光要進入豬舍。在稠密地區(qū)，有必要對豬舍的密度與高度進行考察，以確保每棟豬舍都有一定時間的日照。如圖5可看出豬舍生產(chǎn)區(qū)豬舍與豬舍之間并沒有遮擋問題。

2.3 熱環(huán)境分析

建筑能耗是維持建筑功能和建筑物在運行過程中所消耗的能量，室內(nèi)的能耗是評價建筑節(jié)能設(shè)計質(zhì)量的指標，能為建筑采暖、空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)計提供參考依據(jù)[26]。Ecotect軟件可以分析建筑整體和各個區(qū)域的逐月供暖空調(diào)能耗與全年供暖/制冷的最大負荷。在東北地區(qū)主要側(cè)重冬季供暖，供暖期為10月20日—4月10日之間，本文模擬的豬舍建筑能耗是指豬舍在供暖期內(nèi)維持室內(nèi)預(yù)計溫度需要補充的熱量。圍護結(jié)構(gòu)傳熱直接影響豬舍的保溫性能，以下對4種形式不同墻體材料豬舍的能耗進行分析。

圖5 研究豬場豬舍投影情況

2.3.1 磚墻形式豬舍能耗模擬分析

磚墻形式4種墻體材料豬舍供暖期能耗情況，如表3所示。磚墻形式4種墻體材料豬舍供暖期分別需要補充11 350、19 185、8 956、8 204 kWh熱量。B豬舍供暖期需要補充的熱量最多，A、C、D豬舍供暖期需要補充的熱量比B豬舍分別少40.80%、53.32%、57.24%。D豬舍供暖期需要補充的熱量最少。主要原因是D豬舍墻體的傳熱系數(shù)小，說明D豬舍即黏土多孔磚豬舍在冬季能較好的保存室內(nèi)熱量。此外，墻體材料的選擇還應(yīng)綜合考慮抗壓、吸濕、經(jīng)濟性、施工便捷性等因素，可酌情調(diào)整墻體材料的優(yōu)先級。因此，由于成本造價低，C豬舍即爐渣磚砌體豬舍也可作為選擇。

表3 不同墻體材料豬舍供暖期能耗情況

2.3.2 混凝土墻形式豬舍能耗模擬分析

混凝土墻形式3種墻體材料豬舍供暖期能耗情況見表 3。混凝土形式3種墻體材料豬舍供暖期分別需要補充5 643、4 940、4 082 kWh熱量，E豬舍供暖期需要補充熱量最多，F(xiàn)豬舍比E豬舍供暖期需要補充熱量少12.46%；G豬舍比E豬舍供暖期需要補充熱量少27.66%。由于G豬舍墻體的傳熱系數(shù)最小，所以所需熱量最少，保溫性能相較于同墻體形式其他2種墻體材料豬舍更好?？紤]成本后，也可選擇E豬舍即粉煤灰加氣砌塊豬舍。

2.3.3 彩鋼墻形式豬舍能耗模擬分析

彩鋼墻形式3種墻體材料豬舍供暖期能耗情況，如表3所示。H、I、J豬舍供暖期分別需要補充15 919、40 930、10 943 kWh熱量，I豬舍供暖期需要補充熱量最多，H豬舍比I豬舍供暖期需要補充熱量少61.11%；J豬舍比I豬舍供暖期需要補充熱量少73.26%，J豬舍供暖期需要補充的熱量最少。由于J豬舍即酚醛夾芯板彩鋼豬舍的墻體傳熱系數(shù)小，因此在冬季的保溫性能好。根據(jù)市場成本，H豬舍即聚苯夾芯板彩鋼豬舍也是很好的選擇。

2.3.4 溫室大棚形式豬舍能耗模擬分析

區(qū)域設(shè)置參數(shù)不變，分別對溫室大棚形式3種棚面材料豬舍進行分析。大棚形式3種棚面材料豬舍供暖期能耗情況，如表3所示。

從表中可以看出溫室大棚形式3種棚面材料豬舍供暖期分別需要補充48 721、50 725、53 066 kWh熱量，M豬舍供暖期需要補充熱量最多，K豬舍比M豬舍供暖期需要補充熱量少8.19%；L豬舍比M豬舍供暖期需要補充熱量少4.41%，K豬舍即低密度聚乙烯薄膜豬舍供暖期需要補充的熱量最少。說明其棚面材料傳熱系數(shù)最小，因而在冬季能較好的保存室內(nèi)熱量，并且成本較另外2種棚面材料也更少。

2.3.5 試驗驗證

試驗驗證時，在豬舍中分隔出長11 m，寬9 m，高2.7 m的溫度自控間，內(nèi)置相應(yīng)匹數(shù)的空調(diào)來模擬空載豬舍，如圖6所示。選擇12月份作為試驗驗證時間段，12月1日至12月31日為測試時間，期間在每天中午12點進行數(shù)據(jù)記錄，所用的設(shè)備為ZJXED電力監(jiān)測儀（額定電壓220 V，額定頻率50 Hz，最大電流16 A），因為試驗間中有空調(diào)作為加熱裝置，所以空調(diào)耗電量與空調(diào)能效比的乘積，即為計算機模擬的豬舍供暖期需要補充的熱量值。將實際測得的補充熱量值與計算機的模擬結(jié)果進行對比，以此來驗證Ecotect模擬豬舍建筑熱環(huán)境的可行性和可靠性。

圖6 溫度自控豬舍及模型

試驗間空調(diào)的制熱量為4 450 W，制熱功率為1 330 W，制熱能效比為3.35，12月份實測能耗值與模擬能耗值的對比如表4所示。

表4 試驗豬舍12月份能耗對比

通過模擬值與實測值的對比分析得出，日能耗相對誤差范圍為0.74%～8.62%；12月份空調(diào)消耗了1 019 kW·h的電量，給豬舍補充的熱量值為3 413.65 kW·h，而計算機模擬得出12月份需要補充3 497 kW·h的熱量，可計算出相對誤差為2.44%，說明本次模擬所得到的結(jié)果是可靠的。軟件的能耗模擬值和實測值具有良好的一致性，一方面驗證了軟件中設(shè)置參數(shù)的正確合理性，另一方面說明Ecotect軟件應(yīng)用在豬舍建筑中具有可行性。

3 結(jié) 論

根據(jù)吉林省長春市地區(qū)氣候條件，借助Ecotect模擬分析軟件，對實際豬舍的光熱環(huán)境及豬場生產(chǎn)區(qū)的光環(huán)境進行了模擬分析，得出以下結(jié)論：

1）試驗豬舍內(nèi)地面及距離地面0.5、0.8 m處高度的采光系數(shù)均高于2%，滿足綠色建筑標準。

2）豬場生產(chǎn)區(qū)在大寒日的太陽輻射量可達5.38 MJ/(m2·d)，場區(qū)日照充足；豬場建筑間距滿足防疫標準，且無遮擋問題。

3）4種形式不同墻體豬舍在供暖期的能耗情況分析結(jié)果表明：黏土多孔磚豬舍、泡沫混凝土豬舍、酚醛夾芯板彩鋼豬舍在其對比豬舍中保溫性能最好，考慮成本之后建議使用爐渣磚砌體豬舍、粉煤灰加氣砌塊豬舍和聚苯夾芯板彩鋼豬舍；溫室大棚豬舍棚面材料推薦使用低密度聚乙烯薄膜。

4）試驗驗證的空載豬舍12月份日能耗模擬值與實測值的相對誤差范圍為0.74%～8.62%；12月份總能耗值相對誤差為2.44%，結(jié)果可靠。

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Analysis of light environment and thermal performance of piggery with different wall materials based on Ecotect

Yuan Yueming, Song Yang, Xie Chenhui, Zhou Lina

(,,130118,)

In recent years, China's pig industry has gradually shifted to the northeast. Compared with the rich feed resources and land resources in Northeast China, the cold environment reduces the feed conversion efficiency and the production performance of pigs. In the winter of northern China, pig producers often face a huge problem of heat preservation when they control the environment of piggery. The aim of this study is to explore the heat preservation of piggeries in Northeast China. According to the investigation, there were four types of piggeries in Jilin Province, which were brick wall piggery, concrete wall piggery, color steel wall piggery and greenhouse piggery. The simulated piggerieswith brick wall, concrete wall and color steel wall were based on the experimental piggery of Jilin Agricultural University, the simulated piggery with greenhouse was based on a piggery in a pig farm, and the simulated pig farm area was based on a pig farm area.Based on Ecotect software, this paper took a typical piggery in a large pig farm in Jilin Province as an object, and studied the light and heat environment of piggery, and the light environment of pig farm production area. The daylight factor of different heights in the piggery and the lighting situation in the production area of the pig farm were studied. The thermal insulation performances of 4 kinds of piggeries with different walls were analyzed. The results were as follows: The daylight factor of each research height of the experimental piggery was higher than 2%, which met the green building standard. The production area of the pig farm had good daylight, and the solar radiation in Great Cold Day could reach 5.38 MJ/(m2·d), and the sunshine was sufficient. The building spacing of the pig farm met the epidemic prevention standard, and there was no shelter problem. By comparing the monthly energy consumption values of 4 kinds of piggeries with different building materials, the best insulation performance of piggeries was as follow: Clay porous brick piggery, foam concrete pig piggery, color steel piggery with phenolic sandwich board, low density polyethylene film greenhouse piggery. After considering the cost, it was recommended to use cinder brick masonry piggery, fly ash aerated block piggery, polyphenylene sandwich board color steel piggery and low density polyethylene film greenhouse piggery. The daily energy consumption of empty piggery in December was tested and verified. The relative error range was 0.74%-8.62% after data comparison, which verified the reliability of the model. The simulation values of energy consumption were in good agreement with the measured values. On the one hand, it verified the correctness and rationality of setting parameters in the software. On the other hand, it showed that Ecotect software was feasible in piggery building.This paper can provide theoretical basis for exploring the light and heat environment of the northern piggery, and provide more ideas for architects to optimize the design before the implementation of the plan.

environmental control; light; piggery; thermal environment; wall materials; Ecotect

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.24.024

TU264+.3

A

1002-6819(2019)-24-0199-07

袁月明，宋 陽，解晨輝，周麗娜. 基于Ecotect的不同墻體材料豬舍光熱環(huán)境和熱性能分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35(24)：199－205. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.24.024 http://www.tcsae.org

Yuan Yueming, Song Yang, Xie Chenhui, Zhou Lina. Analysis of light environment and thermal performance of piggery with different wall materials based on Ecotect[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(24): 199－205. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.24.024 http://www.tcsae.org

2019-06-12

2019-11-28

廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃：畜禽精準健康養(yǎng)殖關(guān)鍵技術(shù)研究與示范（2019B020215002-5）；北方氣候區(qū)豬場環(huán)境控制技術(shù)集成與規(guī)范（2017016）

袁月明，教授，博士，主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)過程控制與環(huán)境工程研究。Email：yym_jlu@163.com

中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會會員：袁月明（E041200322S）