2024 21 DOI 10 3865 j issn 1001 3547 2024 21 004 特約欄目主持 陸春勝 上海市農(nóng)業(yè)機械研究所推廣研究員 總工程師 從事園藝設(shè) 施 農(nóng)業(yè)機械的設(shè)計開發(fā)與農(nóng)機先進適用技術(shù)的推廣工作目前主 攻蔬菜收獲機械研發(fā) 先后主持與參加 完成國家與上海市科技興農(nóng)項目等 10 余項 曾獲得國家科技進步二等獎 1 項 國家級新產(chǎn)品獎 1 項 上海市科技 進步獎 2 項 上海市優(yōu)秀新產(chǎn)品獎 2 項 發(fā)表論文10余篇 高原節(jié)能日光溫室設(shè)計 帕坦姆汗 阿布杜合力克 柴丹 彭燕武 鄭曉云 潘紹坤 向娟 楊斌 甘孜藏族自治州 甘孜州 位于四川省西部 青 藏高原東南緣 農(nóng)業(yè)種植區(qū)域分布在海拔 3 500 m 左右 高原氣候特點十分鮮明 具有日照時間長 太 陽輻射強烈 空氣稀薄 干燥及晝夜溫差大等特點 這地區(qū)年平均日照時數(shù)超過 2 500 h 年太陽輻射 量33 47萬 83 68 萬 kJ m 2 年平均降水量 650 mm 左右 氧氣含量不足標準的60 目前 四川高原使 用的日光溫室主要是裝配式單向日光溫室 存在的 主要問題有冬季保溫性不夠 夏季溫度過高 土地 利用率不高等 為此 特探討設(shè)計適合高原地區(qū)的 節(jié)能日光溫室 以期為高原設(shè)施農(nóng)業(yè)健康高效發(fā)展 做出積極貢獻 1 采用雙向日光溫室的結(jié)構(gòu) 雙向日光溫室具有兩個采光面 保溫被沿兩個 采光面上卷最終共同堆積在大棚頂部 本設(shè)計兩個 采光面為東西兩個方向 頂部安裝無動力風(fēng)帽散 熱 與單向日光溫室相比 雙向日光溫室的優(yōu)勢是 摘 要 深入調(diào)研和考察了海拔 3 500 m 左右四川甘孜州地區(qū)現(xiàn)有日光溫室生產(chǎn)情況 提出了雙向日光溫室結(jié)構(gòu) 日光溫室采光面東西向布局 無動力風(fēng)帽子散熱 擴大日光溫室規(guī)模 太陽能加熱水儲能等改進方案 探討設(shè)計適合 高原地區(qū)的節(jié)能日光溫室 為高原設(shè)施農(nóng)業(yè)健康高效發(fā)展做出積極貢獻 關(guān)鍵詞 日光溫室 日光溫室朝向 雙向溫室結(jié)構(gòu) 高原 基金項目 22kjjh0015高原新型牧草設(shè)施栽培技術(shù)研究 帕坦姆汗 阿布杜合力克 新疆農(nóng)墾科學(xué)院 新疆石河子 832000 E mail 2443605109 柴丹 鄭曉云 潘紹坤 向娟 成都市農(nóng)林科學(xué)院 彭燕武 色達縣云端畜牧業(yè)有限責(zé)任公司 楊斌 通訊作者 成都市農(nóng)林科學(xué)院 四川成都 610100 E mail 763919303 收稿日期 2024 07 02 11 無動力風(fēng)帽 雙向日光溫室縱剖面及太陽能加熱蓄水池示意 雙向日光溫室結(jié)構(gòu)橫剖面 土地利用率更高 保溫性能較好 單向日光溫室由 于設(shè)計上的限制 溫室間距較大 導(dǎo)致土地利用率 較低 而雙向日光溫室通過減少溫室間隔距離 提 高了土地利用率 此外 雙向日光溫室的保溫性能 較好 1 通風(fēng)與采光也更好 2 雙向日光溫室的采光面為東西向 高原地區(qū) 雖白天陽光充足 但晚上溫度下降 較快 需為植物生長提供一定的溫度保障 在相同 的保溫條件下 需盡早升溫 以確保植物正常生長 這就要求在設(shè)計日光溫室時 考慮如何更早地接收 到陽光 為更早接收到陽光 參照冬至日 12 月 21 23 日 太陽升起的方向設(shè)計采光面 冬至日 太陽升起 的角度較低 如能使清晨的第一束陽光及時照在采 光面上 就可更早地為溫室內(nèi)部帶來溫暖 因此 在 設(shè)計日光溫室時 采光面的朝向應(yīng)偏向東方 以便 更早接收到陽光 高原地區(qū) 是否有山峰遮擋也是一個需要考慮 的因素 如溫室周圍的山峰較高 可能會遮擋部分 陽光 因此 在設(shè)計日光溫室時 需根據(jù)當?shù)氐牡匦?地貌 因地制宜調(diào)整采光面的方向和角度 以確保 溫室內(nèi)部更早獲得陽光 雙向日光溫室兩個采光面都是東西朝向 這樣 可實現(xiàn)更早升溫 同時也有利于提高溫室的保溫效 果 雙向日光溫室采光面東西朝向還有一個非常 大的優(yōu)勢 雙向溫室的結(jié)構(gòu) 是以東西向固定 南北 向延伸擴大面積 這樣南北向開廂的數(shù)量會大大降 低 這不僅可提高土地利用率 還便于生產(chǎn)操作和 機械化運用 從而節(jié)省大量的勞動力 3 采用無動力風(fēng)帽更方便調(diào)節(jié)溫度 高原地區(qū) 夏季光照更為強烈 白天溫室內(nèi)的 溫度往往相當高 但這種高溫環(huán)境對溫室內(nèi)的作物 生長是不利的 目前使用的自然通風(fēng)口對于溫度的 調(diào)節(jié)效果不好 無法滿足生產(chǎn)需求 可使用無動力 風(fēng)帽增強散熱 無動力風(fēng)帽 又稱自然通風(fēng)器或旋流式通風(fēng) 器 主要基于風(fēng)的力量和氣流原理工作 當風(fēng)吹過 東西 南 北 2024 21 12 風(fēng)帽時 風(fēng)帽上方的圓頂會受到風(fēng)的壓力 形成低 壓區(qū)域 與此同時 風(fēng)帽下方則因氣流受到阻礙而 形成高壓區(qū)域 這種壓差會驅(qū)動溫室內(nèi)的空氣被吸 出 使氣流循環(huán) 從而達到散熱目的 無動力風(fēng)帽在高原日光溫室中的應(yīng)用優(yōu)勢 自 然驅(qū)動 無需額外能源 高原地區(qū)風(fēng)力資源相對豐 富 無動力風(fēng)帽正好可利用這一優(yōu)勢 降低日光溫 室的運行成本 散熱效果好 無動力風(fēng)帽的設(shè)計可 形成較大的氣流壓差 有效地將室內(nèi)的熱空氣排 出 為溫室內(nèi)部提供良好的散熱效果 調(diào)節(jié)靈活 根 據(jù)不同的季節(jié)和天氣條件 可選擇打開或關(guān)閉部分 風(fēng)帽 以實現(xiàn)對溫室內(nèi)溫度的靈活調(diào)節(jié) 環(huán)保節(jié)能 無動力風(fēng)帽的使用符合當前環(huán)保節(jié)能的潮流 可減 少對環(huán)境的污染和能源的消耗 4 溫室保存水蒸氣有利于儲熱 溫室的保溫原理是 當陽光照射到溫室表面 時 大部分太陽輻射能透過棚膜到達室內(nèi)地面 地 面吸收太陽輻射而增溫 并以長波輻射的形式將熱 量傳遞給室內(nèi)的大氣 但長波輻射不能穿透棚膜而 被反射回地面 從而將熱量保留在室內(nèi) 這種效應(yīng) 被稱為 溫室效應(yīng) 其實還有一個原理 就是溫室可減少水分的散 失 溫室內(nèi)的空氣含有大量水蒸氣 可使空氣的比熱 容大大增加 從而儲存更多的熱量 隨著溫度的升 高 水蒸氣的比熱容逐漸增大 所以溫室越大 含有 的水蒸氣越多 儲存的熱量也越多 傍晚早一些閉 棚可增強夜間的保溫效果 5 采用太陽能熱水器儲能 將緩沖間設(shè)計在靠南的墻體外 在緩沖間房頂 設(shè)置太陽能熱水器接受太陽能 并通過管道接入溫 室內(nèi)地下蓄水池內(nèi)的熱交換器來加熱池水 以前的日光溫室靠墻體蓄能 即白天吸熱 晚 上放熱 達到夜間增溫的效果 日光溫室的墻體材料 發(fā)生了一系列的變化 有下挖式機打土墻 機壓大體 積土坯墻 沙袋土墻 漿砌石墻 石籠 墻體 復(fù)合磚 墻 加氣混凝土 裝配式結(jié)構(gòu)墻體 2 既需考慮蓄能 保溫 還需考慮建設(shè)的便利性 水的比熱容比上述材料的大 蓄能能力更強 本項目在南方的山墻設(shè)立緩沖間 操作間 并在下 面深挖建設(shè)蓄水池 利用太陽能對蓄水池里的水進 行加熱以蓄能 冬季氣溫過低時 用熱交換的形式 進行棚內(nèi)升溫 可調(diào)節(jié)溫度用于灌溉 既可提升地 溫 還可防止因使用過冷的水灌溉造成低溫性漚根 等傷害 參考文獻 1 李純青 不同結(jié)構(gòu)類型日光溫室光溫環(huán)境性能研究 D 泰 安 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017 2 王雪鵬 謝思萌 鄭建鴻 等 我國節(jié)能日光溫室結(jié)構(gòu)選型 和墻體研究進展 J 南方論壇 2023 54 5 5 8 29 目前高原日光溫室內(nèi)部情況高原日光溫室建設(shè)試驗 2024 21 13