農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)科學(xué) 不同墻體材料日光溫室保溫性能分析對比 楊健 張建芳 羅單 鐘軍 魏玉強(qiáng) 阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 新疆阿克蘇 阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)科創(chuàng)中心 新疆阿克蘇 摘 要 為保障阿克蘇地區(qū)日光溫室冬季蔬菜種植供應(yīng)和提升安全越冬能力 推動設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展 跟蹤 分析了當(dāng)前阿克蘇地區(qū)日光溫室 種墻體材料 新型柔性材料 磚混 土墻 的保溫性能和對棚內(nèi)作物生長環(huán) 境的影響 結(jié)果顯示 土墻墻體日光溫室能夠較好地保持棚內(nèi)相對濕度處于較低水平 磚混墻體日光溫室的棚內(nèi) 相對濕度長期處于較高水平 保溫性能較差 而在夜間保溫和日間增溫性能方面表現(xiàn)較好的新型柔性材料墻體日 光溫室 在室外溫度較差 土地建設(shè)利用率較高的情況下 能夠?yàn)榕飪?nèi)作物提供良好的生長環(huán)境 具有一定的推 廣價值 關(guān)鍵詞 日光溫室 不同墻體 溫度 濕度 中圖分類號 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 收稿日期 作者簡介 楊健 男 碩士 農(nóng)藝師 研究方向 農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣大宗作物栽培 通訊作者魏玉強(qiáng) 男 本科 正高級 農(nóng)藝師 研究方向 農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣小宗特色作物栽培 新疆有著豐富的太陽能資源優(yōu)勢 冬季仍可保證 累計(jì)日照總數(shù) 充足的光熱資源為設(shè)施農(nóng) 業(yè)的發(fā)展提供了有利的條件 根據(jù) 年底統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 顯示 新疆設(shè)施農(nóng)業(yè)種植面積占 其中日光 溫室總占地面積 拱棚占 年新疆維吾爾自治區(qū)提出實(shí)施南疆設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè) 發(fā)展三年行動以來 對于阿克蘇地區(qū)無疑是一個巨大 的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn) 阿克蘇地區(qū)地處戈壁沙漠邊 緣 日光溫室發(fā)展的蔬菜產(chǎn)業(yè)在設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)中占據(jù) 了相當(dāng)大部分的比例 對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有至關(guān)重 要的推進(jìn)作用 研究阿克蘇地區(qū)日光溫室內(nèi)部保溫 性能及棚內(nèi)作物生長環(huán)境是十分必要的 早有專家學(xué) 者從事這方面的研究 白天蓄積熱量 夜間釋放熱量 以維持溫室內(nèi)溫度 墻體決定日光溫室內(nèi)的環(huán)境性 能 墻體材料的選擇和墻體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是設(shè)施農(nóng)業(yè)的 重點(diǎn)問題 同時也有不少類似報道 影響日光溫室 保溫蓄熱性能的重要因素中就包括墻體結(jié)構(gòu)的建材類 型 日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理性會嚴(yán)重影響到棚內(nèi) 作物生長環(huán)境 降低蔬菜作物的生產(chǎn)效果 本研 究主要針對 種常見于阿克蘇地區(qū)的墻體材料 分別 是新型柔性材料 磚混和土墻 通過對這些材料的保 溫性能和棚內(nèi)作物生長環(huán)境的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分 析 探討其在本地日光溫室中的應(yīng)用前景以及改進(jìn)建議 材料與方法 調(diào)查對象概況 針對阿克蘇地區(qū)主要日光溫室墻體結(jié)構(gòu) 大類 型 分別選擇阿克蘇耐達(dá)農(nóng)業(yè)科技有限公司新型柔性 材料墻體日光溫室 依干其鄉(xiāng)磚混墻體日光溫室 庫 車新型柔性材料墻體日光溫室以及土墻墻體日光溫室 作為調(diào)查跟蹤對象 新型柔性材料建造的日光溫室后墻 山墻墻體為 多層結(jié)構(gòu) 由防潮薄膜 無紡布 真絲太空棉 珍珠 棉 無紡布 黑色土工無紡布 柔性材料組成 舒展厚度 阿克蘇耐達(dá)農(nóng)業(yè)科技有限公司新型 柔性材料墻體日光溫室 耐達(dá)新型日光溫室 跨度 長度 后墻高 脊高 庫車新 型柔性材料墻體日光溫室 庫車新型日光溫室 跨度 長度 后墻高 脊高 種日 光溫室骨架均采用整體組裝式框架結(jié)構(gòu) 前屋面采光 面大 墻體薄 庫車土墻溫室脊高 跨度 長度 后墻高度 墻體上寬 下寬 溫室骨架 為鍍鋅圓管焊接而成 農(nóng)業(yè)科學(xué) 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 阿克蘇依干其鄉(xiāng)磚混墻體日光溫室 依干其磚混 日光溫室 脊高 跨度 長度 后墻高 度 磚體外圍包裹 苯板增加保溫儲 熱性能 表 日光溫室基本結(jié)構(gòu)參數(shù) 區(qū)域類型跨度 長 脊高 后墻厚度 后墻 高度 庫車新型 面包墻 阿克蘇新型 面包墻 庫車土墻 下寬 上寬 依干其磚混 磚 苯板 調(diào)查方法 將遠(yuǎn)程溫濕度計(jì)懸掛安裝于各個日光溫室內(nèi) 外 置探頭加遮陽罩 避免陽光直射造成探頭外殼升溫 距離地面高度 處于作物生長高度平均水平 室內(nèi)溫濕度變化每 被自動記錄 次 上傳至云 端 實(shí)現(xiàn)對日光溫室內(nèi)小氣候環(huán)境變化一手掌握 調(diào)查時間為 月 日 此時為阿克蘇冬季 最低氣溫 也是春茬口定植栽培關(guān)鍵期 監(jiān)測數(shù)據(jù)從遠(yuǎn)程溫度計(jì)實(shí)時導(dǎo)出 利用 進(jìn) 行數(shù)據(jù)分析處理并作圖 調(diào)查結(jié)果分析 日光溫室外界天氣狀況變化 調(diào)查日光溫室地點(diǎn)天氣狀況采取了日光溫室早春 茬育苗定植時節(jié)作為統(tǒng)計(jì)時間 在育苗定植期間 外 界溫度也還不穩(wěn)定 此時日光溫室的保溫儲熱性能就 顯得尤為重要 室外溫度截取時間節(jié)點(diǎn)以調(diào)查地點(diǎn)同 步時間為始 從表 可以看出 月開春以來 室外 溫度逐步回暖 白天阿克蘇 庫車兩地溫度無明顯差 異 但夜間溫差依舊存在 表 日光溫室室外氣溫情況 地點(diǎn)日期 月 日 最低 最高 阿克蘇 庫車 典型天氣對溫室氣溫極值的影響 選取測試地點(diǎn)自調(diào)查統(tǒng)計(jì)開始的天氣狀況中 類 典型天氣 調(diào)查期間 晴天天數(shù)較多 約為 霧霾 天氣 低溫天氣 阿克蘇市與庫車市室外平均高溫 和平均低溫分別為 和 和 種典型天氣對不同區(qū)域新型面包墻室內(nèi)氣溫極 值的影響如表 所示 室外氣溫?zé)o論是晴天 霧霾天 氣還是低溫天氣均是阿克蘇 庫車 但室內(nèi)最低溫度 卻始終是庫車 阿克蘇 尤其是典型霧霾天氣 阿克 蘇與庫車室外最高氣溫和最低氣溫分別為 和 和 但其室內(nèi)最高氣溫和最低氣溫分別為 和 和 由此表明 庫車面 包墻的耐低溫能力略強(qiáng)于阿克蘇面包墻 表 種典型天氣對不同區(qū)域同一結(jié)構(gòu)溫室氣溫極值影響 天氣時間 年 月 日 阿克蘇面包墻庫車面包墻 室外 室內(nèi) 室外 室內(nèi) 最大值最小值最大值最小值最大值最小值最大值最小值 晴天 霧霾 低溫 種典型天氣對同一區(qū)域不同結(jié)構(gòu)溫室氣溫極值 影響如表 所示 晴天和霧霾天氣情況下庫車溫室內(nèi) 最大溫度表現(xiàn)為面包墻 土墻 低溫天氣下則表現(xiàn)為 土墻 面包墻 這是由于 月 日南疆氣溫驟降 白 天面包墻保溫棉被沒有收卷 因此氣溫沒有升高 面 包墻的室內(nèi)最低溫度均高于土墻 種典型天氣情況 下分別高 和 表明庫車面包墻的保 溫性能較土墻較好 表 種典型天氣對同一區(qū)域不同結(jié)構(gòu)溫室氣溫極值影響 天氣時間 年 月 日 庫車室外 最大值最小值 庫車面包墻庫車面土墻 室內(nèi) 室內(nèi) 最大值最小值最大值最小值 晴天 霧霾 低溫 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)科學(xué) 不同類型墻體材料對日光溫室保溫性能的影響 圖 連續(xù) 日光溫室平均保溫儲熱性能的變化 從圖 可以看出 幾種墻體類型的夜間保溫儲熱 性能是新型柔性材料墻體 土墻 磚混 在 階段 室內(nèi)溫度均下降至最低溫度 這是由于 保溫棉被收卷 室外冷空氣下沉 棚面溫度流失所 致 隨著保溫棉被的收卷 耐達(dá)新型柔性材料墻體的 日光溫室增溫速度明顯高于其它日光溫室 其次是庫 車新型日光溫室 依干其磚混日光溫室 庫車土墻溫 室 在相同地域內(nèi) 排除外界溫度差異影響 新型日 光溫室保溫儲熱優(yōu)于土墻溫室 不同地域條件下 兩 地新型柔性材料溫室略有差異 庫車新型日光溫室夜 間保溫性能優(yōu)于耐達(dá)新型日光溫室 而白天耐達(dá)新型 日光溫室儲熱增溫表現(xiàn)較好 由此可見排除保溫棉被 的影響下 新型柔性材料日光溫室的增溫儲熱性能表 現(xiàn)相對較好 但在跨度固定的情況下 如果脊椎過高 過低 對光照 增溫 作物生長都不利 會導(dǎo)致日光 溫室前屋面角度變小 吸熱面積變小 溫室空間變 小 而高脊的提升 由于散熱面積過大 在一定程度 上可能會影響晚上的隔熱效果 室外相對溫差對日光溫室的保溫性能的影響 自調(diào)查統(tǒng)計(jì)期始 月 日的室外相對溫差最 大 月 日南疆氣溫驟降 各日光溫室的保溫儲熱 性能表現(xiàn)如圖 圖 所示 夜間日光溫室內(nèi)溫度庫 車新型柔性材料溫室 阿克蘇耐達(dá)新型柔性材料溫室 庫車土墻溫室 依干其磚混溫室 表明不同區(qū)域新型 柔性材料日光溫室夜間保溫 白天收卷保溫棉被通風(fēng) 增溫蓄熱無太大差異 同一區(qū)域內(nèi) 夜間日光溫室保 溫材料的選擇上 新型柔性材料溫室優(yōu)于土墻結(jié)構(gòu)溫 室 優(yōu)于磚混溫室 且在早晨收卷保溫棉被之后 新 型柔性材料溫室的增溫速度最明顯 磚混溫室在一般 天氣的升溫速度快于土墻溫室 但受限于材料結(jié)構(gòu)的 熱容量大小 棚內(nèi)有效蓄熱溫度低于土墻溫室 圖 相對溫差對日光溫室保溫儲熱熱性能的影響 圖 氣溫驟降對日光溫室保溫儲熱熱性能的影響 不同墻體材料對日光溫室相對環(huán)境濕度的影響 從圖 可以看出 不同墻體材料對日光溫室內(nèi)相 對環(huán)境濕度存在影響 夜間日光溫室內(nèi) 除磚混相對 濕度偏高 其它各類型溫室相對環(huán)境濕度基本保持一 致 在 分收卷保溫棉被通風(fēng)之后 不同日光 溫室內(nèi)相對環(huán)境濕度均發(fā)生變化 溫室內(nèi)部相對濕度 開始降低 下降幅度表現(xiàn)為庫車土墻溫室 耐達(dá)新型 溫室 庫車新型溫室 磚混溫室 土墻溫室在白天維 持較長時間的相對干燥水平 對于病蟲害的發(fā)生具有 較好的抑制作用 圖 連續(xù) 日光溫室內(nèi)平均相對濕度的變化 結(jié)果討論 本次調(diào)查分析僅作參考 后續(xù)將繼續(xù)跟進(jìn)調(diào)查 為選擇保溫儲熱性能強(qiáng)的日光溫室 滿足寒冷季節(jié)的 農(nóng)業(yè)科學(xué) 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 蔬菜安全生產(chǎn)提供支撐 保證溫室在嚴(yán)寒時令的充分 利用和生產(chǎn)效益的最大化 通過對 種墻體材料的日光溫室春茬口定植栽培 環(huán)境的比較分析 在阿克蘇地區(qū)以新型柔性材料做墻 體的日光溫室建設(shè)具有一定優(yōu)勢 夜間保溫儲熱性能 較好 棚內(nèi)溫度保持相對較高水平 保證蔬菜育苗定 植期間安全正常生長 日光溫室的跨度和脊高適當(dāng)增 加 在白天收卷保溫棉被后 采光面大 室內(nèi)增溫 快 溫室能夠積蓄足量的熱能用以維持夜間溫度 節(jié) 省資源 建設(shè)靈活 不受地域限制 本次調(diào)查結(jié)果與 前人研究論述一致 不同區(qū)域 新型柔性材料日 光溫室的保溫儲熱性能從采光接觸面的差異上有所體 現(xiàn) 土墻日光溫室發(fā)展歷史悠遠(yuǎn) 保溫儲熱性能相較 新型柔性材料溫室略顯不足 可能是因?yàn)閴w與保溫 棉被安裝搭接處漏風(fēng) 前屋面采光角度不足 墻 體高度不夠以及墻體風(fēng)蝕老化破損導(dǎo)致性能下降 但 考慮到造價成本相對較低 室內(nèi)相對濕度可控制在較 低水平 調(diào)節(jié)良好的小氣候環(huán)境抑制病蟲害發(fā)生 容易被農(nóng)戶認(rèn)可接受 磚混日光溫室綜合各方面因素考慮成本高 整體 性差 墻體時間容易出現(xiàn)裂縫 保溫儲熱性能相對較 差 溫室內(nèi)相對濕度長期偏高 病蟲害易高發(fā) 不推薦 綜上所述 日光溫室規(guī)范化建設(shè)意義深遠(yuǎn) 在阿 克蘇地區(qū)發(fā)展新型柔性材料墻體的日光溫室 可以避 免盲目增加保護(hù)性設(shè)備的資金投入 利于溫室內(nèi)的小 環(huán)境條件優(yōu)化 減少病蟲害防治支出 增加農(nóng)民收 入 促進(jìn)地區(qū)蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展 參考文獻(xiàn) 馬彩雯 王曉冬 鄒平 等 新疆新型高效節(jié)能日光溫室標(biāo)準(zhǔn) 化設(shè)計(jì)探討 中國農(nóng)機(jī)化 許紅軍 李彥榮 崔擁民 等 新疆和田沙漠腹地日光溫室環(huán) 境測試與分析 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 郭輝 姚龍 鄉(xiāng)村振興背景下新疆蔬菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展問題及 對策 北方園藝 袁菲 拜城縣農(nóng)戶設(shè)施蔬菜生產(chǎn)效益及其影響因素研究 阿拉爾 塔里木大學(xué) 王浩 馬月虹 楊關(guān)勇 等 新疆設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域布局及其生產(chǎn) 功能區(qū)劃研究 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué) 馬承偉 卜云龍 籍秀紅 等 日光溫室墻體夜間放熱量計(jì)算 與保溫蓄熱性評價方法的研究 上海交通大學(xué)學(xué)報 農(nóng)業(yè) 科學(xué)版 王春玲 李爽 安巧霞 等 南疆阿拉爾地區(qū)不同類型日光溫 室熱環(huán)境性能評價及結(jié)構(gòu)優(yōu)化 塔里木大學(xué)學(xué)報 馬承偉 卜云龍 籍秀紅 等 日光溫室墻體夜間放熱量計(jì)算 與保溫蓄熱性評價方法的研究 上海交通大學(xué)學(xué)報 農(nóng)業(yè) 科學(xué)版 王偉 張京社 王引斌 等 我國日光溫室墻體結(jié)構(gòu)及性能研 究進(jìn)展 山西農(nóng)業(yè)科學(xué) 宮志宏 董朝陽 于紅 等 節(jié)能型日光溫室智能加溫控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中國農(nóng)業(yè)氣象 魏瑞江 王鑫 狄政敏 河北省日光溫室現(xiàn)狀及改進(jìn)措施 中國蔬菜 孫劍虹 李青云 河北省高效節(jié)能蔬菜日光溫室設(shè)計(jì)與建造 要點(diǎn) 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 周長吉 周博士考察拾零 九十四 一種機(jī)打土墻結(jié)構(gòu)日光 溫室修補(bǔ)墻體 更新骨架的改造方案 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 劉常秀 溫棚土壤增溫及室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對作物的影響 試驗(yàn)初報 農(nóng)業(yè)科技與信息 韋婷婷 楊再強(qiáng) 王明田 等 高溫與空氣濕度交互對花期 番茄植株水分生理的影響 中國農(nóng)業(yè)氣象 柏萍 調(diào)控空氣相對濕度對溫室甜瓜和番茄生長 水分狀態(tài) 及產(chǎn)量的影響 咸陽 西北農(nóng)林科技大學(xué) 責(zé)任編輯 任鵬