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西北地區(qū)日光溫室土墻厚度及其保溫性的優(yōu)化

  • 資源ID:2627       資源大?。?span id="rbakq7t" class="font-tahoma">1.61MB        全文頁數(shù):6頁
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西北地區(qū)日光溫室土墻厚度及其保溫性的優(yōu)化

<p>第 25 卷 &nbsp;第 8 期 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 農(nóng) &nbsp;業(yè) &nbsp;工 &nbsp;程 &nbsp;學(xué) &nbsp;報 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Vol.25 &nbsp;No.8 180 &nbsp; &nbsp;2009 年 &nbsp; &nbsp; 8月 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Transactions of the CSAE &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Aug. 2009 &nbsp; &nbsp; &nbsp;西北地區(qū)日光溫室土墻厚度及其保溫性的優(yōu)化 &nbsp;楊建軍,鄒志榮,張 &nbsp;智,王云冰,張志新,燕 &nbsp;飛(西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院,楊凌 &nbsp;712100) &nbsp;摘 &nbsp; 要: 西北地區(qū) 95%以上日光溫室為土質(zhì)墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu),各地溫室墻體厚度差異較大。為尋求西北地區(qū)節(jié)能日光溫室土質(zhì)墻體的最佳厚度,對西北地區(qū)新疆維吾爾族自治區(qū)塔城市、陜西省楊凌區(qū)、甘肅省白銀市和寧夏回族自治區(qū)銀川市等四省區(qū)應(yīng)用面積最廣的不同厚度土質(zhì)墻體節(jié)能日光溫室環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行分析,研究墻體保溫性能和傳熱特性。綜合建造成本和土地利用率得出陜西楊凌地區(qū)的最佳厚度為 1.0 m,甘肅白銀地區(qū)的最佳厚度為 1.3 m,寧夏銀川地區(qū)的最佳厚度為 1.5 m,新疆塔城地區(qū)的最佳厚度為 1.4 m。這樣的厚度在當(dāng)?shù)乜梢詽M足保溫要求,當(dāng)達(dá)到當(dāng)?shù)氐淖罴押穸葧r,再通過增加墻體厚度對提高溫室室內(nèi)環(huán)境溫度效果不明顯。 &nbsp;關(guān)鍵字: 日光溫室,土質(zhì)墻體,厚度優(yōu)化,放熱量,西北地區(qū) &nbsp;doi: 10.3969/j.issn.1002-6819.2009.08.033 中圖分類號: S625 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 文章編號: 1002-6819(2009)-8-0180-06 楊建軍,鄒志榮,張 &nbsp; 智,等 .西北地區(qū)日光溫室土墻厚度及其保溫性的優(yōu)化 J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2009,25(8):180185. &nbsp;Yang Jianjun, Zou Zhirong, Zhang Zhi, et al. Optimization of earth wall thickness and thermal insulation property of solar greenhouse in Northwest ChinaJ. Transactions of the CSAE, 2009,25(8): 180 185.(in Chinese with English abstract) 0 &nbsp;引 &nbsp; 言 &nbsp; 日光溫室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)不僅具有有效防止室內(nèi)熱量向室外傳遞的良好保溫作用,而且在白天能吸收和蓄積太陽熱能,在夜間又可將蓄積的太陽熱能釋放到溫室中,以維持室內(nèi)一定的氣溫1, 日光溫室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)在溫室的熱環(huán)境平衡過程中起著積極的作用。溫室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成材料和復(fù)合方式較多。從熱工方面進(jìn)行分析研究表明日光溫室較理想的墻體內(nèi)側(cè)應(yīng)由吸熱蓄熱能力較強(qiáng)的材料組成蓄熱層,外側(cè)由導(dǎo)熱、放熱能力較差的材料組成保溫層,中間應(yīng)為隔熱層2。異質(zhì)復(fù)合墻體比單一材料的夜間保溫效果好,且尤以外層為苯板的保溫效果好3-4??簶淙A等5指出作為墻體內(nèi)填充物質(zhì)的隔熱材料的保溫性優(yōu)劣為:珍珠巖煤渣鋸末空氣。 Nijskens J6綜合圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度、天氣狀況和風(fēng)速對溫室維護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能從實驗測試和理論兩方面研究。雖國外的溫室與中國溫室有所差異,但對中國溫室墻體的研究具有指導(dǎo)作用。白義奎等1對遼沈型日光溫室的保溫性能分析得出墻體釋放到溫室外面的熱量較釋放到室內(nèi)多。 郭慧卿7等人對沈陽地區(qū) 20 種不同溫室墻體從溫度方面進(jìn)行比較分析,就 4 種不同厚度的加草粘土墻而言, 1.0 m 為沈陽地區(qū)最佳厚度溫室土墻厚度。 馬承偉8等從建立了計算溫室墻體夜間放熱量的經(jīng)驗公式以評價溫室墻體的儲熱保溫收稿日期: 2008-12-09 &nbsp; &nbsp;修訂日期: 2009-04-01 基金項目:陜西省“ 13115”科技創(chuàng)新工程項目( 2007ZDGC-03) &nbsp;作者簡介:楊建軍( 1980) ,男,山西大同人,主要從事日光溫室環(huán)境性能研究。楊凌 &nbsp; 西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院, 712100。 &nbsp;Email: yangjianjun0605126.com 通信作者:鄒志榮( 1956) ,男,陜西延安人,教授,博士生導(dǎo)師,院長,主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)研究。楊凌 &nbsp; 西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院, 712100。Email: zouzhirong2005163.com 性能。李小芳9等利用熱反應(yīng)系數(shù)法計算墻體的熱量,從熱量傳遞的角度就不同材料不同組合的溫室墻體進(jìn)行比較分析來評價墻體對溫室的保溫作用,墻體新型材料綴鋁箔10和加氣混凝土砌塊11的應(yīng)用在防潮保溫儲熱方面有明顯的優(yōu)點,相變材料12正逐步的應(yīng)用于日光溫室墻體的建造。周長吉13通過對西北、華北和東北地區(qū)溫室的比較并以西安和蘭州的氣候為依據(jù)比較分析得出結(jié)構(gòu)合理的“西北型”日光溫室。高艷明14、王曉冬15、董瑞16等對西北地區(qū)的日光溫室墻體保溫和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析,對指導(dǎo)當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)起到積極作用。關(guān)于墻體大量的研究工作都是對復(fù)合墻體的材料和厚度的篩選。對于推廣面積最大的土質(zhì)墻體日光溫室研究甚少,大部分地區(qū)都是把當(dāng)?shù)氐膬鐾翆雍穸茸鳛榻ㄔ鞙厥彝临|(zhì)墻體厚度的依據(jù)。同一區(qū)域墻體的厚度差異也較大,偏薄的保溫效果不佳,偏厚的既增加建造成本又降低了土地的利用率。在西北地區(qū),土質(zhì)墻體是現(xiàn)有溫室中應(yīng)用最多的墻體,約占所有日光溫室 95%,土質(zhì)墻體保溫蓄熱性能好,而且能夠充分利用土地資源,取材方便,從而降低了建造日光溫室的成本,有利于區(qū)域化布局,規(guī)?;a(chǎn)。因此,在未來的幾十年內(nèi)日光溫室的建造中,土質(zhì)墻體依然是農(nóng)戶的首要選擇。本文通過對西北 4 省區(qū)應(yīng)用面積最大,土質(zhì)墻體厚度不同的溫室進(jìn)行溫度測定、得熱量計算和夜間墻體向室內(nèi)放熱性能的比較分析,得出不同緯度不同海拔地區(qū)溫室土質(zhì)墻體的最佳厚度,為設(shè)施農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和溫室建造提供依據(jù)。 &nbsp;1 &nbsp;材料與方法 1.1 &nbsp;供試溫室 供試溫室位于新疆維吾爾族自治區(qū)塔城市、陜西省楊凌區(qū)、甘肅省白銀市和寧夏回族自治區(qū)銀川市,各省第 8 期 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 楊建軍等:西北地區(qū)日光溫室土墻厚度及其保溫性的優(yōu)化 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 181 區(qū)日光溫室都選擇當(dāng)?shù)刈盍餍械慕Y(jié)構(gòu)較為合適的日光溫室以供環(huán)境性能測定,測定溫室均為土質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫室,其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 1。陜西、寧夏、甘肅地區(qū)測試溫室栽培作物均為番茄,新疆塔城地區(qū)測試溫室栽培作物為茄子和辣椒,棚膜均為當(dāng)年新膜,各省區(qū)的保溫覆蓋材料均為草簾,不同省區(qū)之間在定植時間,保溫材料的厚度有一定的差異,楊凌厚度為 2.0 cm,甘肅和寧夏為 3.5 cm,新疆 2.5 cm 雙層,陜西楊凌定植時間為 11 月上旬,甘肅白銀為 12 月上旬,寧夏為 12 月初,新疆為 8月上旬。在同一地區(qū),栽培作物、定植時間、作物長勢和溫室管理都相同,因此,同一地區(qū),造成溫室內(nèi)溫度差異的主要原因是墻體厚度的不同。 &nbsp;表1 &nbsp;供試溫室分布位置和結(jié)構(gòu)參數(shù) Table 1 &nbsp;Distribution location and structure parameter of tested greenhouses 編號 &nbsp;地點 &nbsp;緯度 &nbsp;海拔 /m 長度 /m 凈跨度 /m 脊高 /m 后墻內(nèi) /(外 )高 /m 后屋面仰角 /(°) 后墻厚 */m sx-a 陜西楊凌 &nbsp;N34°17 435 50 7.5 3.5 2.5(2.)5 55 0.9 sx-b 陜西楊凌 &nbsp;N34°17 435 50 7.0 3.5 2.5(2.5) 55 1.0 sx-c 陜西楊凌 &nbsp;N34°17 435 50 7.5 3.5 2.5(2.5) 55 2.2 gs-a 甘肅白銀 &nbsp;N36°34 1 520 50 7.3 3.5 2.2(2.9) 40 1.1 gs-b 甘肅白銀 &nbsp;N36°34 1 520 50 7.0 3.5 2.4(2.7) 40 1.3 gs-c 甘肅白銀 &nbsp;N36°34 1 520 64 7.2 3.6 2.2(2.7) 40 1.5 nx-a 寧夏銀川 &nbsp;N37°53 1 130 72 7.0 3.6 2.5(2.8) 33 1.3 nx-b 寧夏銀川 &nbsp;N37°53 1 130 72 7.0 3.4 2.0(2.0) 33 1.5 nx-c 寧夏銀川 &nbsp;N37°53 1 130 65 7.0 3.4 2.2(2.5) 35 1.7 xj-a 新疆塔城 &nbsp;N46°45 548 60 7.2 3.2 2.0(2.9) 44 1.2 xj-b 新疆塔城 &nbsp;N46°45 548 60 7.2 3.2 2.0(2.9) 44 1.4 xj-c 新疆塔城 &nbsp;N46°45 548 60 7.5 3.5 2.0(3.0) 45 1.8 注:*指平均厚度。 1.2 &nbsp;測試方法 在墻體的內(nèi)、外表面和溫室內(nèi)跨度一半處平行于后墻分別設(shè)置 5 個測點(即東、中、西、中上和中下 5 測點) ,在室外同一高度處設(shè)置一個測點。如圖 1 所示。各個觀測點每隔 2 h 觀測 1 次,每次重復(fù) 2 遍,取均值。室外溫度測點為每一座溫室中部距溫室前部 2 m 遠(yuǎn)處設(shè)置,高度為 1.0 m。每個地區(qū) 3 座溫室室外 3 個測點平均值為當(dāng)?shù)氐氖彝鈿鉁亍S^測儀器為玻璃溫度表。墻體表面溫度表做防輻射處理,溫度表半嵌入墻體表面凹槽且下端液泡緊貼墻壁凹槽。測定時間段為 2007 年 12 月 10 日至2008 年 3 月 2 日。 &nbsp;注: Sp 為跨度, h 為后墻內(nèi)高, Ld 為后墻底部厚度, Lc 為溫室長度 &nbsp;圖 1 &nbsp;溫度觀測點分布 Fig.1 &nbsp;Distribution of the temperature observation 1.3 &nbsp;墻體傳熱量 HG(n)及夜間放熱量 Qp的計算 日光溫室內(nèi)外的環(huán)境溫度在一天內(nèi)隨時間不斷的變化, n時刻通過墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)從室內(nèi)向室外傳遞的熱量得熱量 HG(n)( 單位 W·m-2)可由式( 1)計算。 &nbsp;)()()()()(00jTjZjTjYHGninjnjoutn= &nbsp;( 1) &nbsp;式中:outT )( jn ,inT )( jn 分別為單位單元作用計算時刻 n的前 j時刻的室外綜合氣溫和室內(nèi)氣溫,;Y( j)墻體傳熱反應(yīng)系數(shù), W·m-2·-1; Z( j)墻體 &nbsp;內(nèi)表面吸熱系數(shù), W·m-2·-1。本文計算墻體的得熱量時導(dǎo)熱系數(shù)為 1.16 W·m-1·-1,容重為 2 000 kg·m-3,導(dǎo)溫系數(shù)為 0.00207 m2·h-1, 內(nèi)、 外表面換熱系數(shù)分別為 9.0、 23.7 W·m-2·-1。 &nbsp;夜間日光溫室墻體向室內(nèi)的放熱量是衡量溫室墻體保溫性能的主要指標(biāo),夜間放熱量越大說明墻體的保溫性能越好。本文采用馬承偉8推薦的方法式( 2)計算比較溫室墻體的熱性能。 &nbsp;Qp=kw(15-ti)ati 15 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;( 2) &nbsp;182 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 2009 年 &nbsp;式中: ti室內(nèi)溫度,; Qp夜間放熱量, W·m-2;kw根據(jù)不同墻體厚度在 40 55 取值; a 的取值為0.1 0.12。 &nbsp;2 &nbsp;結(jié)果與分析 2.1 &nbsp;西北地區(qū)不同厚度墻體日光溫室內(nèi)溫度日變化 由圖 2 可知,陜西楊凌地區(qū)對 sx-a、 sx-b 和 sx-c 3 座溫室室內(nèi)氣溫相比較, 1.0 m 和 0.9 m 厚墻體溫室晴天的溫度相差 0.5, LT / 為 5/m( LT / 為室溫增量與墻體厚度增量之間的比值,單位 /m,下同) ,陰天的 &nbsp;圖 2 &nbsp;西北地區(qū)不同厚度墻體日光溫室內(nèi)氣溫日變化 Fig.2 &nbsp;Variation curve of temperature in the earth wall greenhouses with different thicknesses in the Northwest China 第 8 期 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 楊建軍等:西北地區(qū)日光溫室土墻厚度及其保溫性的優(yōu)化 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 183 溫度相差 0.2, LT / 為 2/m,因此在 0.9 m 基礎(chǔ)上增加到 1.0 m 對提高墻體的保溫性效果明顯; 2.2 m 和 &nbsp; 1.0 m 厚墻體溫室晴天的溫度相差 0.2, LT / 為0.17 /m,陰天的溫度相差 0.3, LT / 為 0.25 /m,由 1.0 m 增加到 2.2 m 雖然能提高溫室的保溫性,但增加效果不明顯。由此可知在 3 座溫室中,厚度在 0.9 m 基礎(chǔ)上增加 0.1 m 的增溫效果優(yōu)于在厚度 1.0 m 基礎(chǔ)上厚度增加 1.2 m 的增溫效果, 2.2 m 厚墻體溫室雖然厚度增加較大但增溫效果不明顯。因此, 1.0 m 厚的墻體是陜西楊凌地區(qū)最為適宜的溫室墻體。 &nbsp;甘肅白銀地區(qū)在晴天和陰天,溫度的變化都為gs-c&gt;gs-b&gt;gs-a。 晴天夜間 1.3 m 厚的墻體比 1.1 m 厚的墻體增溫 1.9左右, LT / 為 9.5 /m, 1.5 m 厚的墻體較 1.3 m 厚的墻體增溫 0.5左右, LT / 為 2.5 /m;陰天夜間 1.3 m 厚的墻體比 1.1 m 厚的墻體增溫 0.8左右, LT / 為 4.0 /m。 1.5 厚的墻體較 1.3 m 厚的墻體增溫 0.5左右, LT / 為 2.5 /m。 1.3 m 厚墻溫室和1.5 m 厚墻溫室在夜間降溫的過程中,溫差逐步減小,二者溫度逐漸趨于一致,二者之間夜間的儲熱保溫性差異較小。由此可知就三座溫室的保溫效果而言, 1.1 m 厚的溫室保溫效果最差, 1.3 和 1.5 m 厚墻體的溫室保溫效果在晴天的差異較小, 在 1.3 m 厚墻體基礎(chǔ)上通過增加墻體厚度對溫室環(huán)境影響不大。 1.3 m 厚墻體是甘肅白銀地區(qū)較為理想的墻體, 其室內(nèi)溫度明顯的優(yōu)于 1.1 m 厚墻體溫室的室溫,但和 1.5 m 厚墻體的保溫效果相當(dāng)。 &nbsp;寧夏銀川地區(qū) 1.5 m 厚墻體溫室比 1.3 m 厚墻體溫室室均溫晴天和陰天分別高 0.5和 0.9, LT / 分別為2.5 /m和 4.5 /m, 1.3 m 厚墻體溫室的室溫夜間下降較快,其保溫能力差,在當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件下顯得偏薄。 1.5 m厚墻體溫室的室溫較 1.7 m 厚墻體溫室的室溫晴天高0.3,陰天高 0.1,但其一整天的室溫變化和 1.5 m 基本一致,二者在夜間的室溫變化一致。由此可知 3 座溫室中, 1.3 m厚墻體溫室的室溫明顯地低于其它兩座溫室,說明 1.3 m 的墻體在該地區(qū)的保溫性能較差, 1.5 m 和 &nbsp; 1.7 m 厚墻體溫室的保溫效果基本一致。墻體厚度達(dá)到 &nbsp;1.5 m 時再增加墻體的厚度,增溫效果不明顯。 &nbsp;新疆高緯度塔城地區(qū)日光溫室 xj-a、 xj-b 和 xj-c 3 座溫室中, 1.2 m 厚的溫室 xj-a 室溫明顯低于 xj-b 和 xj-c,1.2 m 厚溫室較 1.4 m 厚溫室平均室溫低 1.8左右, 溫室最低溫為 5.2,顯然不能滿足溫室所需的保溫效果,甚至出現(xiàn)低溫冷害。 1.4 m 和 1.8 m 厚墻體溫室的溫度一致,尤其在陰天不揭草簾的情況下二者室溫的日變化相同,1.4 m 和 1.8 m 厚墻體儲熱放熱一致。由此可知,就保溫效果而言,新疆塔城地區(qū) 1.4 m 和 1.8 m 厚墻體的溫室最低室溫相等,尤其在持續(xù)陰雪天不揭草簾的條件下保溫效果較為一致。 因此新疆塔城地區(qū) 1.4 m 厚度墻體是較為理想的溫室墻體。 &nbsp;2.2 &nbsp;西北地區(qū)日光溫室不同厚度土質(zhì)墻體保溫性能分析 由表 2可知, 陜西楊凌地區(qū) 1.0 m厚墻體溫室較 0.9 m墻體溫室夜間室溫和極端低溫提高 0.6左右,夜間平均放熱量晴天增加 6.5 W·m-2,陰天增加 2.8 W·m-2,平均傳熱量晴天減少 3.14 W·m-2,陰天減少 0.44 W·m-2。 1.0 m厚墻體向室內(nèi)放熱較多,向室外的平均傳熱量明顯減少,能夠明顯的增加墻體的保溫能力。 2.2 m 墻體與 1.0 m 墻體溫室相比,夜間向室內(nèi)放熱量較大,但夜間溫度和極端低溫僅增加 0.2左右,對室溫的提高作用不大,只使室溫的夜間變化緩和,溫度變化不明顯。因此, 1.0 m 厚墻體較 0.9 m 厚墻體有明顯的保溫增溫效果,但 2.2 m 厚墻體相對 1.0 m 的增溫不明顯。 &nbsp;表2 &nbsp;西北地區(qū)日光溫室不同厚度土質(zhì)墻體晴天保溫性比較 Table 2 &nbsp;Analysis on the thermal insulation property in the earth wall greenhouses with different thicknesses in clear or clouldy day in the Northwest China 晴 &nbsp; &nbsp;天 &nbsp;陰 &nbsp; &nbsp; 天 &nbsp;溫室 &nbsp;編號 &nbsp;墻體 &nbsp;均厚 /m 傳熱系數(shù) &nbsp;/(W·m-2·-1) 總熱阻 &nbsp;/(m2··W-1) 夜間室內(nèi) &nbsp;均溫 / 夜間最低室溫 / 夜間平均放熱量 /(W·m-2) 平均傳熱量 /(W·m-2)夜間室內(nèi)均溫 / 夜間最低 &nbsp;室溫 / 夜間平均放熱量 /(W·m-2) 平均傳熱量 /(W·m-2)sx-a 0.9 1.08 0.93 9.3 8.2 45.9 -16.01 8.3 8.0 30.0 -9.17 sx-b 1.0 0.98 1.02 9.9 8.7 52.4 -12.87 8.5 8.3 32.8 -8.63 sx-c 2.2 0.49 2.05 10.1 8.9 59.5 -9.34 8.8 8.7 41.5 -6.06 gs-a 1.1 0.91 1.10 13.5 11.9 43.5 -22.80 9.4 8.8 29.5 -11.98 gs-b 1.3 0.78 1.27 15.3 13.7 51.9 -20.48 10.2 9.3 32.0 -11.24 gs-c 1.5 0.69 1.45 15.8 14.3 55.4 -18.36 10.9 9.9 34.7 -10.11 nx-a 1.3 0.78 1.27 11.2 9.0 54.5 -19.90 7.7 6.5 35.4 -12.74 nx-b 1.5 0.69 1.45 12.7 9.2 59.1 -16.92 8.6 7.3 37.8 -11.12 nx-c 1.7 0.62 1.62 12.3 9.9 60.9 -14.85 8.5 7.2 39.1 -9.77 xj-a 1.2 0.84 1.19 7.7 7.5 32.4 -15.80 6.1 5.2 14.5 -14.62 xj-b 1.4 0.74 1.36 9.5 9.3 35.3 -13.82 8.0 7.8 17.4 -12.98 xj-c 1.8 0.59 1.71 10.5 9.4 36.4 -11.52 8.0 7.7 19.2 -10.84 注:晴天測試時間為陜西楊凌 2008-01-05,甘肅白銀 2008-01-02,寧夏銀川 2008-02-18,新疆塔城 2007-12-23;陰天測試時間為陜西楊凌 2008-01-10,甘肅白銀 2008-01-12,寧夏銀川 2008-01-11,新疆塔城 2007-12-25。 &nbsp;甘肅白銀地區(qū) 1.1 m 厚墻體保溫效果最差, 夜間的墻體的放熱較少,平均傳熱量較大。 1.3 m 和 1.5 m 厚墻體溫室氣溫相差 0.6,夜間放熱量晴天相差 3.5 W·m-2,陰天相差 0.7 W·m-2,平均傳熱量相差 1.0 2.0 W·m-2。在184 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 2009 年 &nbsp;1.3 m 厚墻體上再增加厚度對溫室室溫的變化影響不大,夜間放熱量相差較小。由此可知, 1.1 m 厚墻體溫室夜溫較低,保溫效果較差,墻體有些偏薄。 1.5 m 的厚度雖然放熱量較高,但增溫效果不明顯, 1.3 m 是較為合適的墻體厚度。 &nbsp;寧夏銀川地區(qū) 1.3 m 厚墻體夜間放熱量晴天相差 &nbsp; 4.6 W·m-2,陰天相差 2.4 W·m-2, 相差較大,平均傳熱量相差較大,說明 1.5m 后墻保溫效果明顯的優(yōu)于 1.3 m 厚墻體, 1.5 m 厚墻體比 1.3 m 厚墻體能夠明顯增加墻體向室內(nèi)的放熱,提高夜間溫室環(huán)境溫度。 1.5 m 較 1.7 m 厚墻體夜間放熱量和平均傳熱量相差較小,說明兩種墻體的儲熱保溫性能相差不明顯,對溫室室溫環(huán)境變化影響較小。因此, 1.3 m 厚墻體的溫室保溫效果較差, 1.5 m是較為適合的墻體厚度, 在 1.5 m 的基礎(chǔ)上再增加墻體厚度。對提高溫室的環(huán)境溫度影響不明顯。 &nbsp;新疆塔城地區(qū)溫室 1.2 m 厚墻體明顯偏薄, 夜溫較其它溫室低 2.0左右,夜間向室內(nèi)的放熱量最少,平均傳熱量最多,保溫效果在 3 者中最差; 1.4 m 較 1.8 m 厚的墻體溫室內(nèi)最低氣溫相差為 0.1, 夜間放熱量相差甚微。在 1.2 m墻體厚度的基礎(chǔ)上增加 20 cm其保溫效果會明顯的提高, 但在 1.4 m 的基礎(chǔ)上再增加 40 cm 的保溫效果基本一致,因此, 1.4 m 厚墻體是新疆塔城地區(qū)較為適合的墻體厚度。 &nbsp;分析認(rèn)為各個省區(qū)溫室隨著墻體厚度的增加,墻體傳熱系數(shù)逐步減小,總熱阻逐步增大,夜間均溫和極端低溫增高。墻體越厚夜間墻體向室內(nèi)的放熱量越多,夜間室內(nèi)溫度下降就越緩慢。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c和栽培管理,西北 4 省區(qū)所測試的日光溫室,陜西楊凌地區(qū) &nbsp; &nbsp;1.0 m、 甘肅白銀 1.3 m、 寧夏銀川 1.5 m 和新疆塔城 1.4 m在當(dāng)?shù)啬軌蚱鸬捷^好的保溫效果,在此基礎(chǔ)上通過增加溫室墻體厚度帶來的增溫效果不明顯。 &nbsp;3 &nbsp;結(jié)論與討論 溫室的墻體越薄其儲熱能力越差,夜間向室內(nèi)放熱越少,保溫性能越差。墻體越厚儲熱保溫效果越好,夜間放熱越多,尤其在凌晨以后保溫作用越強(qiáng),使室溫下降緩慢。但隨著厚度的增加,達(dá)到一定厚度后 LT / 值逐步遞減,厚度增加對溫室增溫的作用不大。這與董 &nbsp; &nbsp;瑞16,籍秀紅17的結(jié)論相同。保溫性好的墻體應(yīng)是在夜間放熱量大并能夠持續(xù)不斷的向溫室內(nèi)提供熱量的墻體。溫室的墻體越厚其土地的利用率越低,建造成本相應(yīng)就越高。在滿足喜溫蔬菜生長的前提下,根據(jù)當(dāng)?shù)氐臏囟拳h(huán)境條件,綜合考慮保溫效果、土地的利用率和建造成本。根據(jù)測試的環(huán)境溫度以及保溫性能分析比較可得出西北地區(qū)四省區(qū)各個觀測點日光溫室土質(zhì)墻體的最佳厚度分別為陜西楊凌地區(qū) 1.0 m 的 sx-b 溫室,甘肅白銀地區(qū) 1.3 m 的 gs-b 溫室,寧夏銀川地區(qū) 1.5 m 的 nx-b溫室,新疆塔城地區(qū) 1.4 m 的 xj-b 溫室。當(dāng)達(dá)到當(dāng)?shù)氐淖罴押穸葧r,再通過增加墻體厚度來增加保溫效果不明顯。 &nbsp;志謝:感謝在試驗過程中甘肅省農(nóng)科院蔬菜研究所郭曉冬研究員,寧夏大學(xué)李建設(shè)教授和新疆農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化研究所王曉冬副研究員給予悉心指導(dǎo)和幫助。 參 &nbsp; 考 &nbsp; 文 &nbsp; 獻(xiàn) 1 Bai Yikuai, Liu Wenhe, Wang Tieliang, et al. 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