988棋牌

?

988棋牌HUANYINGNINJINRUCANGZHOULVJINGDAPENGGUJIAJIAGONGCHANG

北方地區日光溫室的設計與環境控制

文章出處:未知 人氣:發表時間:2019-02-27 10:56
    為使溫室盡可能多地截獲太陽輻射能,提高日光溫室在嚴寒冬季的室內溫度,根據東北地區地理緯度、氣候條件及溫室使用要求,綜合考慮溫室的采光、保溫、作物的生育以及人工作業等因素,合理設計了溫室的結構,確定了幾何參數;綜合考慮承栽能力、節省材料及使用要求,選擇了建筑材料,使溫室能夠在不用人工加溫或僅有極少量加溫的條件下,也能保證作物所需的最低生長溫度。
    在尋求低成本、節能耗、效益好的北方蔬菜生產途徑過程中,以玻璃、塑料薄膜為透明覆蓋材料,熱量主要來自于太陽輻射能的節能日光溫室應運而生。在20世紀80年代中期以來,經過對建筑結構、環境調控技術和栽培技術全面改進而成的節能型日光溫室,在我國北緯32。~41。甚至43。的寒冷地區,能夠在不用人工加溫或僅有極少量加溫的條件下,實現嚴冬季節生產喜溫果菜的突破 。
    日光溫室逐漸向經濟、合理、適用的方向發展。日光溫室的優良特性歸結于其獨特的形式與構造。南向的采光屋面具有較好的日光透過特性,其透光率一般可達60% ~80% ;北側后墻參與截獲太陽輻射能,使室內獲得的太陽直接輻射能增加近1倍;墻體的良好保溫性能和夜間屋面采用嚴密的保溫覆蓋,最大限度地減少了夜間溫室的熱量損失;厚重的后墻可在白晝有效地蓄積所吸收的太陽熱能,夜間緩慢地釋放回溫室。因此,日光溫室內白天光照條件好,氣溫高,夜間保溫能力強,可維持較高的室內外溫差。在冬季夜間室外最低氣溫為一15℃ 或更低的情況下,室內氣溫能維持在10℃左右,這就使喜溫果類蔬菜能在不用人工加溫的條件下具有所需的最低生長溫度 。
1 日光溫室的數據要求
    北方地區現代化日光溫室以室內無柱的鋼骨架砌體墻13光溫室為主(圖1)。參數選擇合理的13光溫室,應在白天盡可能多地透入陽光,保證作物生長的適宜光照和溫度,墻體、地面等應盡可能多地蓄熱,并使所蓄積的熱量在夜間向室內釋放,減緩室內溫度的降低。凈跨度 是前底腳至北墻(后墻)內側的水平距離,厶和 分別為前坡(南坡)和后坡(北坡)的水平投影,h為北墻高(指骨架后支座處的高度),H為脊高,盧為后坡仰角,O/為前坡參考角,是屋脊和前底腳連線與地面的夾角,比值 稱作脊位比。上述參數中,起控制作用的是凈跨度、脊位比、前坡參考角和北墻高(或后坡仰角) 。
    日光溫室參數的選擇應根據當地地理緯度、氣候條件及使用要求而定。綜合考慮溫室的采光、保溫、作物的生育以及人工作業等因素,適于東北地區的節能日光溫室的跨度以6.0~7.5 m為宜,北緯41。以北地區以6.0 m跨度為宜。脊高相應為2.8~3.5 m,增加高度會增加溫室前坡參考角和溫室內空間,從而有利于溫室的采光和作物生育,但如果溫室過高,不僅會增加溫室造價,而且也會影響保溫。一般認為:6.0 m跨度的溫室,高度以2.8~3.0 m為宜;7.0 m跨度的溫室,高度以3.3~3.5 m為宜。脊位比一般在北方寒冷地區選為0.8。為保證冬至日光溫室有較大的透光率,前坡參考角在北緯32°~43°地區應確保為20.5°~31.5°以上,后坡仰角以大于當地冬至正中午時刻太陽高度角5°~8°為宜。在北緯32°~43°地區,后坡仰角應在30°~40°及以上,溫室屋脊與后墻高度差應在80 cm以上。為行走方便及保證一定的蓄熱面積,北墻高1.80~2.30 m,后坡水平投影1.0~1.4m。前坡采光面形狀,有折線型(二折或三折)和曲線型2種,對于塑料薄膜覆蓋的Et光溫室,為固膜方便,多采用曲線形。
圖1 日光溫室剖面圖幾何參數
    圖1 日光溫室剖面圖幾何參數
    北方地區冬季低溫,采暖費用較高,也可采用栽培床標高低于室外自然標高50 cm以下,即半地下結構(圖2),由于半地下結構使室內地面自然溫度高于室外地面,保溫節能效果更好,一般可不采暖。
圖2 半地下式溫室剖面標高參數
    圖2 半地下式溫室剖面標高參數

2 日光溫室的建筑材料
    日光溫室基本結構包括承重骨架、墻體及其基礎、后坡、防寒溝、覆蓋薄膜、通風口、工作間(或內門斗)等。
2.1 承重骨架  綜合考慮承載能力、節省材料及使用要求,采用兩鉸拱式鋼平面桁架的形式。據計算,當跨度為6.0—
7.5 m時,桁架上、下弦垂直距離可取為0.20~0.25 133。上弦采用 1.25×2.75焊管(俗稱4分管),下弦為 12或 14鋼筋,腹桿為 8或中lO鋼筋,焊接形成骨架。縱向設4~6道系桿,與桁架焊接連接或螺栓連接。骨架間距通常取為0.90 nl。為防銹蝕,最好采用熱鍍鋅鋼材 ,這種骨架的耐久年限可達15~20年。
2.2 墻體  墻體不但起承重和圍護作用,還具有蓄熱、絕熱和保溫作用。為增加熱阻和減少厚度,多做成多層異質復合墻體。內層墻應采用容重大、導熱系數大的材料(如磚、空心磚、加氣}昆凝土塊等)砌筑,以提高其蓄熱能力。外層墻除用磚外,還可用加氣混凝土砌塊等砌筑,中間的隔熱層可用小密度發泡聚苯板、珍珠巖等填充。墻體厚度通常為600 mm(2層240 lain厚磚墻,中間夾120 rffn厚小密度發泡聚苯板)。也可采用240墻,外貼8~10 cm厚聚苯乙烯板,板外貼掛二布三漿。當墻長超過60 m時,應設伸縮縫。若采用2層墻中間夾保溫層時,則應設墻體拉結筋。
2.3 基礎  溫室基礎可用毛石或磚砌筑,基礎砌體高度應不小于500 IBm,其下用混砂(水撼砂)或碎石粉(水沉實),對要求較高的溫室水砂(水撼砂)填至凍深下10 cm。基礎寬600 mm,一般可滿足要求。
2.4 后坡  后坡除要考慮承重強度外,還應考慮建筑材料的導熱、蓄熱系數和建造厚度。鋼筋混凝土板蓄熱好,經久耐用,但自重大;用木板承重自重小,施工方便,經防腐處理后耐久性也較好,但要耗用木材 。有的廠家用無機材料制成空心板(內配竹筋),耐久性好,但造價較高。承重板上最好用100~150 mm厚發泡聚苯板(容重不小于16 kg/in )作隔熱層,其上用1:5白灰爐渣找坡,再抹砂漿并上防水面層(SBS等),這樣做成的后坡熱阻可達到3~4 m %/W。為降低造價,后坡也可用整捆的秸稈、稻草等保溫,再用塑料膜、草泥防水,厚度以400~700 mm為宜。
2.5 防寒溝  防寒溝的作用是減少土壤熱量橫向流失,最好在溫室四周均設,至少在前底腳通長設置。較好的做法是在前地壟墻內側附貼一層聚苯板,厚8~10 cm,與前基礎等深(或與基礎砌體部分等深),即制成永久性防寒溝。簡單的做法是在設施周圍挖1條寬30 cm、深60 cm的溝,溝中填入稻殼、蒿草等保溫材料。
2.6 覆蓋薄膜  外覆蓋材料除了塑料薄膜和玻璃以外,還出現了玻璃鋼(FRP板)和雙層充氣薄膜溫室,這樣可以減輕屋架的重量,降低建筑成本。日光溫室前坡覆蓋的薄膜應選擇透光率高、防塵、流滴持效期長、保溫好、耐老化的多功能長壽膜,厚度一般為0.10~0.15 mm。目前常用的有氯乙烯(PE)膜,聚氯乙烯(PVC)膜,乙烯一醋酸乙烯共聚樹脂(EVA)膜等。由于所用原料及所添加的助劑不同,使薄膜具有不同的性能。適于不同作物生長的有色薄膜(如能使番茄、茄子等增產的紫光膜等)也多有應用 。
2.7 通風口  為加強夏季通風降溫,溫室除應適當設置北窗外,前坡覆蓋薄膜應設上、下2個通風帶,并在其內側安裝防蟲網。寒冷地區的北窗冬季應封堵嚴密,用天窗通風除濕。采用機械通風的應設置風機u 。
2.8 作業間  根據需要,可在日光溫室的一端附設作業間,以防止冬季冷風直接由門吹人溫室內,并可放置工具、產品或住人。在不太寒冷的地區,也可不設作業間,只在門內設置門斗或張掛棉門簾。
3 環境調控
    日光溫室通過與外部的相對隔離和環境調控設備的作用,為作物的生長發育提供了優于自然氣候的環境條件,實現周年穩定和高效的園藝產品生產。溫室內的環境條件狀況是由室外氣象條件、溫室結構與覆蓋材料、室內環境調控設施的運行狀況、室內栽培的植物等復雜因素綜合作用所決定的。日光溫室能夠有效控制設施內物質與能量的轉移與平衡,提供植物生長發育和產品形成所需的光照、溫度、濕度、氣流等環境條件,對這些環境因素進行有效調節與控制,是溫室生產的核心問題。
3.1 光照環境  光不僅是植物進行光合作用等基本生理活動的能量源,也是花芽分化、開花結果等形態建成和控制生長過程的信息源,因此,光照是園藝設施中極其重要的環境因素。光照環境的人工調控分為光照強度調控、光周期調控、光質調控以及光照分布的調控幾個方面。
    光照強度調控包括補光與遮光。調控手段有以下幾個方面:溫室構造和建設方位的選擇;內外遮光處理;光調節性覆蓋材料的選用;人工光源補光;反射板的利用;覆蓋材料的清洗和替換。
    光質調控手段有采用特定光譜的光源補光和覆蓋材料的選擇。近年來,通過研究溫室覆蓋材料的分光透過特性來控制作物的花芽分化、果葉著色等技術不斷得到實際應用。某些塑料膜或玻璃板可過濾掉不需要的紅色光或遠紅色光,以達到調節花卉的數量和高度或抑制種苗徒長的效果。玻璃基本不透過紫外輻射,對花青素的顯現、果色、花色和維生素的形成有一定影響,采用PE和FRA覆蓋材料的溫室能透過較多紫外輻射,對作物的品質和色澤均有好處。人工光照中,選擇不同分光光譜特性的人工光源組合,能夠獲得不同的光質環境,提供植物所需的光譜組成。利用不同分光透過特性的覆蓋材料,采用在其生產中添加不同助劑的方法,改變其分光透過特性,從而達到光質調控的目的。
    光周期的調控即光照時間的調控,適當降低光照強度而延長光照時間、增加散射輻射的比例,間歇或強弱光照交替等均可大大提高植物的光利用效率。植物生產中一般根據植物種類控制其光照時間,同時也通過間歇補光或遮光的方式調節光照時間 。
3.2 溫度環境  溫度直接影響作物的生長發育、產量、品質,日光溫室能夠提供適宜植物生長的、優于自然界溫度環境的條件。在日光溫室內以保溫、加溫或降溫等人工方法,創造出作物適宜的溫度環境。在節能、經濟的前提下,維持作物生長發育過程中的動態適溫,使溫度的空間分布均勻,時間變化平緩。
    溫室環境調控中的保溫節能是降低生產成本、提高經濟效益的最為重要的問題。節省溫室加溫能耗可從加強保溫、采暖系統的合理設計與管理以及新能源(可再生能源)的有效利用等3個方面著手。減少溫室熱量散失技術措施有采用保溫性好的覆蓋材料和采用多層覆蓋等。一些塑料薄膜在生產中依靠添加紅外阻隔劑的方法,可有效降低其長波紅外輻射的透過率,達到提高其保溫性的效果。近年國內一些科研院所和企業研究開發了其替代材料—— 新型復合材料保溫被,采用了化纖布、無紡布、發泡塑料、鍍鋁膜等材料構成隔熱保溫層、反射層、防水層等多功能復合保溫覆蓋,不僅具有較大的導熱熱阻和阻隔輻射傳熱的性能,有與草簾相近的保溫效果,同時又具有防水防潮、不易變質老化、壽命長、質地輕、便于機械化卷鋪作業等優點。在節能型日光溫室中采用異質材料復合墻體,墻體內側在白晝可有效吸收和蓄積太陽熱能,在夜間將熱量釋放回溫室內,成為維持室內氣溫的熱源。活動式的保溫覆蓋是在溫室的固定覆蓋層內側或外側設置可以活動的保溫幕簾,夜間活動保溫幕簾展開覆蓋保溫,白晝收攏保證溫室進光,因此基本不影響溫室白晝的采光,同時設置幕簾開閉機構,提高了作業效率、減少了作業時間。近年在歐美和我國,應用雙層充氣膜保溫覆蓋和綴鋁膜保溫幕也是很好的溫室保溫技術。世界各國都開展了利用可再生能源如太陽能、風能、地熱能和生物質能等作為溫室加溫能源的研究,其中最有普遍應用前景的是太陽能和生物質能(沼氣等)。太陽能貯存利用技術與設施的研究,沼氣的利用與種養結合生態溫室的產生都是新能源有效利用的有效嘗試。
    溫室加熱方式有熱風加溫、熱水加溫、蒸氣加溫及電熱加溫等。大型連棟溫室多采用集中供暖的燃煤鍋爐熱水采暖。燃油暖風機因其配置和使用方便靈活的特點,不僅在南方一些冬季采暖時期短、采暖負荷小的地區的溫室中采用,在一些北方采用熱水采暖的溫室中也作為備用的設備配置。溫室降溫主要采用通風(自然通風與機械通風)、蒸發降溫(濕墊與噴霧降溫等)和遮陽等3方面的技術和設備? 。
3.3 濕度環境  在相對濕度75% ~85%時作物凈光合速率達到最大。相對濕度過高,會造成光合強度的下降和作物徒長,影響開花結實。而相對濕度過低,造成CO:不足而減弱光合強度。持續的低濕度環境將使產品萎蔫變形、纖維增多、色澤暗淡,影響其色、香、味,使產品品質下降。降低室內濕度的常用方法有:通風換氣,加溫降濕,使用除濕機,覆蓋地膜,適當抑制灌水量,使用透濕性、吸濕性良好的保溫幕材料。常用的加濕方法有:增加灌水、噴霧加濕與濕墊風機降溫系統加濕等。在采用噴霧與濕墊加濕的同時,還可達到降溫的效果,一般可使室內相對濕度保持在80%左右,設備也易于控制。
3.4 空氣環境 溫室設施內的空氣環境調控,主要是對氣體組分的調節。為保證溫室內植物的生長需求,提高園藝植物產品的生產效率,采取對室內CO 環境有效調控的技術措施是非常必要的。將溫室中CO,濃度提高到高于大氣中濃度的適當水平,可獲得增加光合強度、增加園藝產品產量的效果,稱為CO:施肥。根據試驗報道,采用CO 施肥技術提高室內CO 濃度,對于果菜與葉菜類蔬菜,可獲得20% 一120% 的增產效果,根菜類蔬菜可增產2倍以上;花卉可增加花數10% ~30% ,并使開花期提前數日,花的品質也得到提高。CO:濃度對植物生理與形態也有一定的影響,在一定的范圍內,提高CO:濃度,可培育矮、粗、壯的蔬菜苗,根系也較發達。CO 施用濃度應在作物的CO:飽和點以下,根據栽培試驗結果,多數植物在800~3 000 Ixl/L的濃度有較好的增產效果。CO:肥源:有機肥發酵,燃燒碳氫化合物,燃燒普通燃煤或焦炭,施用液態CO ,化學藥劑發生CO 。施用的開始時間,一般選擇在上午,下午一般不考慮施用。在Et出后1 h左右為宜,其施用時間的長短,應根據栽培目標與環境溫度、光照條件而定,一般在換氣之前30 min停止施用較為經濟 。
4 結語
    環境控制方面,我國已引進或自行設計出各種相關設施。如胖龍公司引進美國專利技術生產的保利通風窗(Poly.vent),具有保溫和通風雙重功能。我國還自行研制了各種高性能的微霧系統、濕簾/風扇降溫系統、二氧化碳發生器及補氣系統,各種滴灌、噴灌、施肥施藥系統及室內環境因子微機監控系統等。這些都為我國智能化溫室管理奠定了基礎。與發達國家相比,我國在這方面的科研力度還相當不足。日本已開始研究利用太陽能及其存儲技術,進一步降低了溫室的運行費用。在新型的日光溫室中,供暖、通風、噴灌等設施消耗的能源均可來自太陽能。日本大型溫室的管理及運輸已完全實現了軌道化。日本、荷蘭的一些大型溫室中已開始應用機器人作業。
?

返回頂部

开心生肖 贵州11选5开奖结果 福建11选5走势图 广东11选5开奖结果 湖北11选5开奖结果 正规捕鱼游戏 正规捕鱼游戏 万丰国际赌场