不同跨度日光温室性能的研究

【摘要】：日光温室在我国北方应用广泛，是我国的主要农业设施之一。跨度是日光温室重要的结构参数，传统温室跨度以6米到8米为主。近年来，为了提高土地利用率、扩大室内种植面积，多地探索性的建起10米、12米、14米等一系列大跨度日光温室。但增大跨度对温室环境、热性能及作物的影响，至今没有研究。为此，研究不同跨度温室保温性能和传热机理，对日光温室结构参数的标准化有重要的现实意义。本文选取陕西杨凌地区跨度分别为8米、10米、12米的三座日光温室，监测其温度、相对湿度、光照强度和热流密度等环境参数，继而研究每座温室的热量得失情况。研究结果表明： 1)温室环境受外界天气影响较大，同样天气条件下三座温室环境参数变化趋势相同，但存在一定差异：随着跨度增加，三座温室作物冠层光照强度有所减弱；三座温室内1月份平均气温分别为11.1℃，13.0℃，10.4℃；日间平均湿度分别为47.5%，47.3%，57.4%；综上可知10米跨度温室光温性能好、相对湿度较低，更利于作物生长。 2)统计冬季番茄种植的投入产出情况，三座温室的单位面积净产值分别为9.48元/m~2、10.12元/m~2、7.99元/m~2，10米跨度温室净产值最高，比8米跨度高出6.8%，比12米跨度高出26.7%。 3)温室辐射吸热的主要途径是作物叶面、墙体表面和土壤地表，三者吸热量分别占到辐射吸热总量的45%、30%（其中后墙占85%）、25%左右；温室散热的主要方式是采光面换热、通风换热和土壤热传导，三者散热量分别占到总散热量的60%、20%、10%左右。三座温室辐射吸热量分别为5.67×10~9J、6.28×10~9J、6.85×10~9J，白天散热总量分别为4.18×10~9J、4.74×10~9J、5.56×10~9J，得到三座温室白天热量盈余量（即温室白天蓄热量）分别为1.49×10~9J、1.54×10~9J、1.29×10~9J。随着跨度变大，日光温室辐射吸热量和散热量都在增加，但二者增加量有所差异，形成不同跨度温室蓄热性能的差异，三座温室中10米跨度温室蓄热量最大。 4)3座温室的热模型计算气温与实测气温平均相对误差分别为6.7%、5.2%和5.6%，表明模拟结果与实测气温符合程度较高。 5)通过热量分析和环境参数比较，得出：10米跨度温室综合性能良好，是适合杨凌地区气候条件的日光温室类型。