下沉式日光温室南侧边际区域土壤温度变化特征

为进一步优化日光温室结构,对下沉深度为80cm的日光温室内距南立面0～5 m(深度0.1 m)、温室外距南立面0～1 m(深度0～60 cm)范围内的土壤温度进行实测,以确定日光温室南侧边际区域土壤温度的变化特征,并与非下沉式日光温室的南侧边际效应区域对比,分析两者的优劣之处。结果表明:在最冷的1月份下沉式日光温室内南侧土壤边际效应界点位于距南立面160 cm处,在3月下旬仅位于距南立面20 cm处;1月中旬,1d内温室内的土壤边际效应界点与南立面的最远距离为180 cm,最近距离为60 cm,界点出现的时段分别为≥03:00～09:00、≥15:00～18:00。与非下沉式日光温室相比,下沉式日光温室南侧的边际区域明显缩小。温室外距南立面0～1 m(深度0～60 cm)范围内,在垂直南立面和垂直地表方向上均存在温度相对稳定的界面。作为日光温室优化设计的指标之一,边际区域的缩小显现出河南地区下沉式日光温室的优越性。

下沉式日光温室土质墙体热特性的试验与分析

为探明下沉式日光温室土质后墙温度分布及变化规律,进而正确评价其保温性能,2009年12月-2011年6月在河南省荥阳市对下沉式日光温室的土质墙体的热特性进行了2a的连续监测,并对结果进行系统分析。结果表明:墙面温度受室内、外气温和太阳辐射的共同影响,具有与气温相同的日变化和季节变化规律;墙面温度影响墙内各深度层次的温度分布,沿墙的厚度方向由室内表面向室外表面温度递减;墙内存在热稳定层,其位置及厚度随季节而变化,厚度与墙体厚度正相关;1～3月份,热稳定层位于墙体厚度的中心位置,2m厚的墙体处没有热稳定层,3m厚的墙体处热稳定层厚30cm,4m厚的墙体处热稳定层厚70cm;4、5月份,其位置外移至距外表面100cm处,厚度也比1～3月份增加10～20cm;综合温室造价、墙体保温性及土地利用率等各方面因素,建议在河南地区下沉式日光温室土质后墙建造参数为顶宽2.5m,底厚(后墙与室外地面连接处)4.0m,后墙高度(距室外地面)不宜大于2.5m。该研究为该型温室的建造和发展提供一定的参考。

下沉式日光温室内温光环境分析

对下沉式日光温室内气温、后墙内表面温度和太阳总辐射进行多点连续测定,以了解其温、光环境特点,并与非下沉式日光温室进行对比分析。结果表明,晴天下沉式日光温室内气温和后墙内表面温度至13:00达到最高,分别为35.53℃和41.80℃,气温升高速率为6.48℃/h,室内外平均温差为17.47℃,差温为14.20℃。阴天下沉式日光温室内气温和后墙内表面温度至14:00达到最高,分别为15.83℃和15.35℃,气温升高速率为1.27℃/h,室内外平均温差为9.78℃,差温为2.47℃。小雪天下沉式日光温室内后墙内表面温度在13:00最高,为18.71℃,气温下降速率为0.10℃/h,室内外平均温差为5.67℃,差温为-0.19℃。冬季下沉式日光温室内平均最低温度为7.35℃。晴天下沉式日光温室内太阳总辐射透过率为25%～80%,室内外太阳总辐射呈直线正相关,室内太阳总辐射的日变化呈抛物线趋势,室内太阳总辐射在空间分布上比非下沉式日光温室更复杂,需要采取合理措施改善温室内光照环境并合理利用空间。试验结果可为下沉式日光温室的管理以及指导日光温室内作物生产提供依据。

相变材料墙体在郑州地区下沉式日光温室中的保温作用

将以CaCl2为主的水合无机盐复合相变材料平铺一层于郑州地区下沉式日光温室后墙夹层内,以普通温室为对照,观测并探讨典型天气条件下相变温室和普通温室室内温度、后墙内表面温度以及室内外温差变化规律。结果表明,晴天相变温室在揭苫后平均升温速率为3.26℃/h,低于普通温室的3.65℃/h,午后最高温低于普通温室但差异不显著,全天后墙内表面平均温度高于普通温室3.9℃,夜间室内温度高于普通温室1.8℃,室内外温差大于普通温室。阴、雨天相变温室与普通温室的室内温度、后墙内表面温度以及室内外温差均表现出一致的变化趋势;雪天温室内温度以及后墙内表面温度全天呈下降趋势,相变温室温度下降速率高于普通温室0.08℃/h,而相变温室室内外温差变化较小,普通温室室内外温差逐渐变大。相变材料能有效吸收储存热量,提高室内温度。试验结果可为水合无机盐复合相变材料的保温降能耗特性提供理论支持,也可为其在日光温室中的推广应用提供依据。

下沉式日光温室土质墙体的保温蓄热性能

为研究土质墙体下沉式日光温室的保温蓄热性能,对墙体温度及热流的变化进行了实验测试。测试结果表明:白天土质墙体接受太阳辐射并蓄热;夜间墙体内侧表面温度高于室内温度,墙体向室内放热。土质墙体具有良好的保温蓄热性能,可以满足作物生长的需要,。

“下沉式日光温室”试题设计

一、试题设计下沉式日光温室是在日光温室内向下挖掘一定的深度,利用地温的稳定性,使其保温性能比非下沉式日光温室提高,但下沉深度过大或过小都不利于地温的增加。温室北部的土墙白天充分吸收光照热量并及时储存,夜间缓慢将热量释放到温室内,减小温室内的昼夜温差,较好地为蔬菜生长提供自然热量。图1为宁夏四个地区所在位置示意图,图2为下沉式日光温室示意图。

日光温室斜坡式南墙对室内温光条件和黄瓜生长发育的影响

为了进一步优化下沉式日光温室结构,采用斜坡式南墙日光温室与直立式南墙日光温室对照试验的方法,研究斜坡式南墙对日光温室室内温光条件和黄瓜生长发育的影响。结果表明,在冬季阴、晴天2种天气条件下,处理温室比对照温室气温和地温提高,特别是晴天更明显有利于气温和地温的提高。在晴天条件下,处理温室内日平均气温、最低气温和最高气温比对照温室分别提高1.63℃、0.93℃和2.58℃,而在阴天条件下,处理温室内日平均气温、最低气温和最高气温分别比对照温室仅提高0.27℃、0.24℃和0.15℃。在晴天条件下,处理温室内0、5、10cm深处最高地温比对照温室分别提高3.59℃、2.90℃和1.33℃,最低地温也比对照温室分别高0.88℃、1.07℃和1.34℃,平均地温比对照温室分别提高1.71℃、1.80℃和1.34℃。斜坡式南墙日光温室可以缩短南立墙在地面的太阳阴影宽度,增强了温室南部区域的光照强度;在晴天测量时段内,处理温室平均光照度比对照温室增加达40.25%。斜坡式南墙日光温室黄瓜植株的净光合速率、气孔导度、胞间CO2摩尔分数和蒸腾速率也均高于对照温室,其中比对照净光合速率最大值提高13.88%。斜坡式南墙日光温室温光性能的提高,也促进了越冬茬黄瓜前期的生长发育,其中处理温室内黄瓜结果数比对照温室提高达40.00%。综上,斜坡式南墙日光温室能改善室内的温光条件,更有利于越冬茬黄瓜的生长发育。