京郊地區(qū)多種類型日光溫室溫度對比試驗_張超.pdf

第 卷 第 期農(nóng) 業(yè) 工 程 年 月 收稿日期 修回日期 作者簡介 張超 工程師 主要從事設(shè)施溫室保溫技術(shù)研究 在線投稿 京郊地區(qū)多種類型日光溫室溫度對比試驗 張 超 孫佳敏 尹思陽 朱光斗 席迎節(jié) 北京市密云區(qū)農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣服務(wù)站 北京 摘 要 為進(jìn)一步優(yōu)化北京市密云區(qū)日光溫室的結(jié)構(gòu) 提高設(shè)施棚室的溫度 以密云區(qū)現(xiàn)有的 種日光溫室為 基礎(chǔ) 包括主動蓄熱型日光溫室 下沉型日光溫室 當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的日光溫室 利用小氣候綜合 觀測儀的溫度數(shù)據(jù) 對比分析了不同天氣條件下 種日光溫室生長季內(nèi)的溫度變化情況 結(jié)果表明 長周期條 件下 的夜間平均氣溫分別為 和 短周期條件下 的夜間平均 氣溫分別為 和 極端低溫條件下 的夜間平均氣溫分別為 和 典型晴天條件下 座溫室的夜間平均氣溫分別為 和 典型陰天條件下 座溫 室的夜間平均氣溫分別為 和 型日光溫室整體優(yōu)于 型日光溫室 在極端低溫和 典型陰天條件下都表現(xiàn)出了較好的保溫儲溫性能 能夠在較低溫度下滿足室內(nèi)作物的生長要求 因此 主動蓄 熱型日光溫室在北京市密云區(qū)具有較好的推廣價值 關(guān)鍵詞 日光溫室 溫度 主動蓄熱 保溫 中圖分類號 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 文章編號 引言 日光溫室可極大地改善冬季蔬菜供應(yīng) 它是以 太陽輻射為熱源進(jìn)行儲熱 通過四周墻體及地下的 防寒保溫措施 使溫室內(nèi)維持一定的溫度水平 日光溫室結(jié)構(gòu)簡單 造價低 性能優(yōu)良 土地利用 率高 在我國北方迅速發(fā)展起來 隨著科研力度的 加大 日光溫室的研究內(nèi)容也越來越豐富 為其性 農(nóng)業(yè)工程 設(shè)施機(jī)械化技術(shù) 能的提高提供了科學(xué)的依據(jù) 由于環(huán)境因素 北京地區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)主要為不加 溫的日光溫室 且以冬春季節(jié)生產(chǎn)為主 夏季進(jìn)行 土地休整 研究表明 冬季種植果菜類蔬菜 對溫 度有很高的要求 低溫脅迫是影響作物生長的重要 環(huán)境因素之一 所以 日光溫室作為北方冬春 季蔬菜生長發(fā)育的場所 其保溫性能特別重要 近 些年 專家學(xué)者對提高日光溫室結(jié)構(gòu)及其保溫性能 進(jìn)行了相關(guān)研究 主要涉及以下兩個方面 一是日 光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計與節(jié)能優(yōu)化 從溫室合理采光 加 熱系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)等方面開展設(shè)計理論方法的研 究 二是日光溫室墻體結(jié)構(gòu)及其保溫性能方 面 其中日光溫室墻體分為 種類型 分別是單 一材料墻體 復(fù)合材料墻體和新型材料墻體 史宇亮等 對比不同厚度土墻的日光溫室 結(jié)果 表明 墻體較厚的日光溫室溫度相對穩(wěn)定 蓄積熱 量也較多 魏瑞江等 采用 技術(shù) 通過 對復(fù)合異質(zhì)墻體日光溫室和土墻日光溫室氣溫進(jìn)行 連續(xù)監(jiān)測 展現(xiàn)不同天氣條件下兩座日光溫室內(nèi)氣 溫的空間變化 找出其增溫保溫差異 以便有針對 地進(jìn)行溫室種植和管理 孟力力等 通過對斜面 骨架式日光溫室 主動蓄熱型日光溫室 類新型日 光溫室結(jié)構(gòu)與當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)日光溫室作對照 得出主動 蓄熱循環(huán)系統(tǒng)在典型晴天的蓄熱性能良好 夜間可 以起到良好的放熱效果 有利于溫室保持較為穩(wěn)定 的室內(nèi)溫濕度環(huán)境 北京市密云區(qū)的氣候為典型的北溫帶半濕潤大 陸性季風(fēng)氣候 夏季高溫多雨 冬季寒冷干燥 春 秋短促 全年無霜期 是北京市發(fā) 展日光溫室的重點區(qū)域 但是針對北京地區(qū)不同結(jié) 構(gòu)日光溫室的室內(nèi)溫度研究分析的還比較少 本研 究以密云區(qū)現(xiàn)有的 種不同類型的日光溫室為研究 對象 分析冬季不同天氣條件下室內(nèi)溫度變化 以 期為密云區(qū)日光溫室結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考 材料與方法 試驗溫室 座試驗溫室均位于北京市密云區(qū)奧儀凱源設(shè) 施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū) 主要設(shè)施 類型為日光溫室 本試驗重點研究了試驗期間 種不同日光溫室 的室內(nèi)溫度 為了保證對比試驗的效果 座溫室 內(nèi)均在同一時間定植西紅柿 其他農(nóng)藝管理措施保 持一致 灌溉方式為滴灌 夜間采用保溫被覆蓋 上午 分收卷 下午 放卷 統(tǒng)一由同一 個設(shè)施工作人員管理 試驗時間為 年 月 日 年 月 日 共計 主動蓄熱型日光溫室 南北跨度 東西長 前屋面采用弧形結(jié)構(gòu) 脊高 后坡水平投影 后墻高 后墻結(jié)構(gòu)從 內(nèi)到外為 黏土磚墻 空心 黏土磚墻 聚苯板 人工砌筑而 成 其中后墻內(nèi)部涂有一層碳纖維吸熱材料 還覆 蓋住一層塑料薄膜 便于吸熱儲溫 溫室采 用空間三角形結(jié)構(gòu)的連接緊固型骨架 其材質(zhì)為熱 鍍鋅鋼管 間距 后屋面采用 聚苯板 前屋面覆蓋 厚的聚烯烴 膜 前墻 進(jìn)風(fēng)口處有一距地面 高的雙層膜形式的預(yù)熱 廊道 通風(fēng)口則設(shè)置在后屋面 在設(shè)施溫室前墻的 東西向各安裝一個軸流風(fēng)機(jī) 西側(cè)墻體裝有機(jī)耕 道 便于農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè) 下沉型日光溫室 南北跨度 東 西長 前屋面采用弧形結(jié)構(gòu) 脊高 后坡 水平投影 下沉 后墻高 后 墻結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外為 黏土磚墻 聚 苯板 人工砌筑而成 后墻每隔 設(shè)有一個通風(fēng) 窗口 窗口長 寬 溫室骨架為焊接 而成的熱鍍鋅管 間距 后屋面采用當(dāng)?shù)攸S土 添加 摻量 體積比 的麥草秸稈與 聚 苯板 前屋面覆蓋 厚的聚烯烴 膜 前墻設(shè)有進(jìn)風(fēng)窗口 通風(fēng)窗口則設(shè)置在頂部 當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的日光溫室 南北跨度 東 西長 前屋面采用弧形結(jié)構(gòu) 脊高 后 坡水平投影 后墻高 后墻結(jié)構(gòu)從內(nèi)到 外為 黏土磚墻 聚苯板 黏 土磚墻 人工砌筑而成 其他參數(shù)與 一致 設(shè)備及測試方法 日光溫室內(nèi)采用北京市農(nóng)林科學(xué)院研制的溫濕 度 光照小氣候綜合觀測儀 儀器為自動記錄 每 隔 采集 次數(shù)據(jù) 儀器安裝在各個溫室中 部 傳感器距離地面 避開溫室后墻通風(fēng)口 及機(jī)耕門等風(fēng)口位置 觀測項目為空氣溫度 空 氣濕度和光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù) 試驗數(shù)據(jù)采集時間為 年 月 日 年 月 日 數(shù)據(jù)處理 采用 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及圖表制作 結(jié)果與分析 長周期溫度 年 月 日 年 月 日 共計 張超 等 京郊地區(qū)多種類型日光溫室溫度對比試驗 的溫度數(shù)據(jù)如表 所示 型日光溫室日平均氣 溫比 型日光溫室高 比 型日光溫室 高 在這 種類型的日光溫室中白天 平均氣溫 夜間 次日 平均氣溫 平均最高氣溫 平均最低氣溫 這 項參數(shù)中 都是 型日光溫室溫度最高 且 比 型日光溫室和 型日光溫室溫度高 型日光溫室白天 平均氣 溫比 型日光溫室白天 平均氣 溫低 而夜間 次日 平均氣溫 型日光溫室比 型日光溫室溫度高 型日光 溫室夜間保溫效果比 型日光溫室夜間保溫效果 好 白天的散熱效果好 其中 在白天 平均氣溫 的天數(shù)參數(shù)中 型日 光溫室為 型日光溫室為 型日光 溫室為 分別占測試總天數(shù)的 和 而最低氣溫 的天數(shù) 型日光 溫室的天數(shù)為 而 型日光溫室為 綜上分 析 型日光溫室 無論白天還是夜間溫度都最 高 保溫效果最好 在不設(shè)額外加溫裝置的情況 下 能滿足大部分葉類蔬菜 草莓 西紅柿和黃瓜 等常規(guī)作物生長需求 型日光溫室比 型日 光溫室夜間溫度高 白天溫度低 說明 型日光 表 長周期溫度數(shù)據(jù)對比 參數(shù) 日平均氣溫 白天 平均氣溫 夜間 次日 平均氣溫 平均最高氣溫 平均最低氣溫 最高氣溫 的天數(shù) 白天 平均氣 溫 的天數(shù) 最低氣溫 的天數(shù) 最低氣溫 的天數(shù) 溫室白天散熱快 夜間保溫效果好 短周期溫度 年 月 日 共計 的溫度數(shù)據(jù) 如表 所示 在日平均氣溫 白天 平均氣溫 夜間 次日 平 均氣溫 最高氣溫和最低氣溫這 項數(shù)據(jù)方面 型日光溫室溫度均高于 型日光溫室的 溫度 日平均氣溫方面 型日光溫室比 型日光溫室溫度分別高 和 白天 平均氣溫方面 型日光溫室比 型日光溫室溫度分別高 和 夜間 次日 平均氣溫方面 型 日光溫室比 型日光溫室溫度分別高 和 最高氣溫的時間都出現(xiàn)在 年 月 日的 點左右 最低氣溫則出現(xiàn)在 年 月 日早晨 點 也是一天中溫度最低的 時刻 極端低溫 年 月 日 日 共計 的溫度數(shù)據(jù)如表 所示 在日平均氣溫 白天 平均氣溫 夜間 次 日 平均氣溫 最低氣溫這 項數(shù)據(jù)方面 型日光溫室溫度均高于 型日光溫室的 溫度 型日光溫室溫度在這 項數(shù)據(jù)中比 型 日光溫室溫度分別高 和 比 型日光溫室溫度分別高 和 在最高氣溫這一項 型日光溫室溫度比 型日光溫室溫度高 比 型日光溫室溫度低 總體來說 型日光溫室的溫度比 型日光溫室的溫度都高 保溫效果好 且比較穩(wěn) 定 型日光溫室比 型日光溫室穩(wěn)定 溫差 不太大 型日光溫室最高氣溫最高 最低氣溫 最低 溫差比較大 說明保溫效果不太好 受外界 的影響較大 表 短周期溫度數(shù)據(jù)對比 參數(shù) 日平均氣溫 白天 平均氣溫 夜間 次日 平均氣溫 最高氣溫 最高氣溫出現(xiàn)時刻 的 的 的 最低氣溫 最低氣溫出現(xiàn)時刻 的 的 的 農(nóng)業(yè)工程 設(shè)施機(jī)械化技術(shù) 表 極端低溫溫度數(shù)據(jù)對比 參數(shù) 日平均氣溫 白天 平均氣溫 夜間 次日 平均氣溫 最高氣溫 最高氣溫出現(xiàn)時刻 的 的 的 最低氣溫 最低氣溫出現(xiàn)時刻 的 的 的 典型晴天條件下溫度 典型晴天選取了 年 月 日 日 共計 的數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度分析 如圖 所 示 型日光溫室溫度整體高于 型日光 溫室的溫度 型日光溫室溫度比 型日光溫 室的溫度高 比 型日光溫室的溫度高 典型晴天情況下 型日光 溫室的平均氣溫為 和 型日光溫室溫度比 型日光溫室溫度高 比 型日光溫室溫度高 型日光溫室 溫度比 型日光溫室溫度高 座日光溫 室典型晴天夜間 次日 的平均氣 溫分別為 和 型日光溫 室夜間溫度比 型日光溫室夜間溫度高 比 型日光溫室夜間溫度高 型日光 溫室夜間溫度比 型日光溫室夜間溫度高 綜上分析 型日光溫室 無論白天還 是夜間溫度都最高 能有效地保證室內(nèi)溫度 圖 典型晴天條件下溫度數(shù)據(jù)對比 典型陰天條件下溫度 典型陰天選取了 年 月 日 日 共計 的數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度分析 如圖 所示 典型陰天情況下 型日光溫室溫度依然 整體高于 型日光溫室的溫度 型日光 溫室溫度比 型日光溫室的溫度高 比 型日光溫室的溫度高 型 日光溫室的平均氣溫為 和 型日光溫室溫度比 型日光溫室溫度高 比 型日光溫室溫度高 型日光溫室 溫度比 型日光溫室溫度高 座日光溫 室典型陰天夜間 次日 的平均氣 溫分別為 和 型日光溫室 夜間溫度比 型日光溫室夜間溫度高 比 型日光溫室夜間溫度高 綜上分析 在典型陰天情況下 保溫蓄熱能力表現(xiàn)為 圖 典型陰天條件下溫度數(shù)據(jù)對比 結(jié)論 針對北京市密云區(qū)日光溫室的發(fā)展現(xiàn)狀 為進(jìn) 一步優(yōu)化當(dāng)?shù)厝展鉁厥业慕Y(jié)構(gòu) 提高設(shè)施棚室的溫 度 以密云區(qū)現(xiàn)有的 種日光溫室為基礎(chǔ) 分析了 不同天氣條件下日光溫室生長季內(nèi)的溫度變化情 況 得到以下結(jié)論 長周期條件下 年 月 日 年 月 日 日平均氣溫 白天 平均氣溫 夜間 次日 平均氣溫 平均最高氣溫 平均最低氣溫這 項數(shù)據(jù)中 型日光溫室的溫度都是最高的 最高氣溫 的天數(shù) 白天 平均氣溫 張超 等 京郊地區(qū)多種類型日光溫室溫度對比試驗 的天數(shù) 這兩項數(shù)據(jù)中 型日光溫室的天數(shù)是最 多的 而最低氣溫 的天數(shù) 最低氣溫 的天數(shù) 這兩項數(shù)據(jù)中 型日光溫室的天數(shù)是 最少的 除去白天 平均氣溫 型日光溫室的溫度整體高于 型日光溫室溫 度 在保溫蓄熱能力方面 說明 型日光溫室的保溫性能最好 能夠有效保證室內(nèi)空 氣溫度 短周期條件下 年 月 日 的日平均氣溫分別為 和 比 高 比 高 夜間 次日 平均氣溫分別為 和 比 高 比 高 最低氣溫為 和 比 高 比 高 極端低溫條件下 年 月 日 日 的日平均氣溫為 和 最低氣溫分別為 和 在這 組 數(shù)據(jù)中 型日光溫室的溫度均是最高的 優(yōu)于 型日光溫室 典型晴天條件下 夜間 次日 的平均氣溫分別為 和 比 高 比 高 典型陰天條件下 夜間 次日 的平均氣溫分別為 和 比 高 比 高 在這兩種典型天氣下 夜間溫度 高于 依然說明 型日光溫室的溫度最高 保溫效果最 好 綜上所述 不同結(jié)構(gòu)的日光溫室室內(nèi)保溫性能 互有差別 主動蓄熱型日光溫室比較下沉型日光溫 室和當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的日光溫室 保溫性能最好 不同的 天氣情況下 室內(nèi)溫度最高 且建造方便 在密云 區(qū)具有一定的推廣價值 參考文獻(xiàn) 宛金 新型輕簡裝配式日光溫室優(yōu)化結(jié)構(gòu)與溫度性能分析 楊凌 西北農(nóng)林科技大學(xué) 傅國海 楊其長 劉文科 等 根區(qū)溫度對設(shè)施作物生理 生態(tài)影響的研究進(jìn)展 中國蔬菜 李笑天 基于 的日光溫室桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究 沈陽 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 肖林剛 鄒志榮 吳樂天 等 寒冷干旱地區(qū)日光溫室結(jié) 構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計 農(nóng)學(xué)學(xué)報 柯行林 楊其長 張義 等 主動蓄放熱加熱基質(zhì)與加熱 空氣溫室增溫效果對比 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 張琦琦 解涵 常文靜 等 日光溫室冬季土壤保溫加熱 研究現(xiàn)狀與展望 安徽農(nóng)學(xué)通報 曹新偉 史建新 一種日光溫室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計 新疆 農(nóng)機(jī)化 吳曼麗 張淑杰 孫立德 等 不同類型日光溫室氣溫對 比分析 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 趙靜 周增產(chǎn) 余連海 等 日光溫室墻體發(fā)展現(xiàn)狀及趨 勢 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 史宇亮 王秀峰 魏珉 等 日光溫室不同厚度土墻體蓄 放熱特性研究 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報 魏瑞江 樂章燕 王鑫 等 不同材質(zhì)墻體日光溫室內(nèi)氣 溫演變 干旱氣象 孟力力 鮑恩財 夏禮如 等 不同新型日光溫室結(jié)構(gòu)在 江蘇省蘇北地區(qū)的性能測試分析 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 農(nóng)業(yè)工程 設(shè)施機(jī)械化技術(shù) 吳照學(xué) 王強(qiáng) 張勇 等 青海地區(qū)日光溫室節(jié)能型主動 蓄熱式后墻的性能測試 中國農(nóng)業(yè)氣象 柴立龍 馬承偉 籍秀紅 等 北京地區(qū)日光溫室節(jié)能材料 使用現(xiàn)狀及性能分析 農(nóng)機(jī)化研究 行業(yè)動態(tài) 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)指導(dǎo)意見 拓展農(nóng)業(yè)多種功能 促進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 日前 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā) 關(guān)于拓展農(nóng)業(yè)多 種功能促進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見 以下簡稱 指導(dǎo)意見 指導(dǎo)意見 明確 到 年 農(nóng)業(yè)多種功能充分發(fā)掘 鄉(xiāng)村多元 價值多向彰顯 優(yōu)質(zhì)綠色農(nóng)產(chǎn)品 優(yōu)美生態(tài)環(huán) 境 優(yōu)秀傳統(tǒng)文化產(chǎn)品供給能力顯著增強(qiáng) 糧 食產(chǎn)量保持在 億 以上 農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)與 農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比達(dá)到 鄉(xiāng)村休閑旅游年接 待游客人數(shù) 億人次 年營業(yè)收入 萬億 元 農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)零售額達(dá)到 萬億元 指導(dǎo)意見 指出 在確保糧食安全和保 障重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給的基礎(chǔ)上 貫通產(chǎn)加 銷 融合農(nóng)文旅 促進(jìn)食品保障功能堅實穩(wěn) 固 生態(tài)涵養(yǎng)功能加快轉(zhuǎn)化 休閑體驗功能高 端拓展 指導(dǎo)意見 提出 項重點任務(wù) 一 是做大做強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè) 發(fā)揮縣域農(nóng)產(chǎn)品加 工業(yè)在縱向貫通產(chǎn)加銷中的中心點作用 建設(shè) 標(biāo)準(zhǔn)原料基地 構(gòu)建高效加工體系 集成加工 技術(shù)成果 打造農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈 創(chuàng)響知名農(nóng)業(yè) 品牌 二是做精做優(yōu)鄉(xiāng)村休閑旅游業(yè) 發(fā)揮鄉(xiāng) 村休閑旅游業(yè)在橫向融合農(nóng)文旅中的連接點作 用 保護(hù)生態(tài)資源和鄉(xiāng)土文化 發(fā)掘生態(tài)涵養(yǎng) 產(chǎn)品 培育鄉(xiāng)村文化產(chǎn)品 打造鄉(xiāng)村休閑體驗 產(chǎn)品 提升鄉(xiāng)村休閑旅游水平 實施鄉(xiāng)村休閑 旅游精品工程 三是做活做新農(nóng)村電商 發(fā)揮 農(nóng)村電商在對接科工貿(mào)的結(jié)合點作用 培育農(nóng) 村電商主體 打造農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈 建立運營服 務(wù)體系 強(qiáng)化農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管 指導(dǎo)意見 強(qiáng)調(diào) 要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo) 各 省 區(qū) 市 建立統(tǒng)籌協(xié)調(diào) 多方參與 分 工協(xié)作的推進(jìn)機(jī)制 一是搭建平臺載體 將現(xiàn) 有農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)融合項目等與拓展農(nóng)業(yè)多種功能有 機(jī)銜接 建設(shè)拓展農(nóng)業(yè)多種功能先行區(qū) 開展 拓展農(nóng)業(yè)多種功能量化評估 二是培育壯大龍 頭企業(yè) 擴(kuò)大龍頭企業(yè)認(rèn)定范圍 培育行業(yè)頭 部企業(yè) 三是完善配套政策 落實落細(xì)財稅 金融 用地等方面的政策 四是強(qiáng)化指導(dǎo)服 務(wù) 持續(xù)改善營商環(huán)境 加強(qiáng)鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè) 建立鄉(xiāng)村企業(yè) 人地錢貨 直通車服務(wù) 平臺 五是筑牢科技和人才支撐 引進(jìn)一批科 技人才 培育一批企業(yè)家人才 扶持一批創(chuàng)業(yè) 人才 六是加強(qiáng)宣傳推介 開展農(nóng)業(yè)多種功能 科普宣傳 解讀產(chǎn)業(yè)政策 宣傳經(jīng)驗做法 推 廣典型模式 營造良好輿論氛圍 據(jù)統(tǒng)計 年我國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 萬 億元 農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)營業(yè)收入 萬億元 其中食品加工業(yè)營業(yè)收入 萬億元 占比超 過 休閑農(nóng)業(yè) 農(nóng)林牧漁專業(yè)及輔助性 活動 農(nóng)村電商等營業(yè)收入超 萬億元 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部新聞辦公室