北方日光温室构造的研究进展.pdf
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1、2024 年 6 期现代农业智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture北方日光温室构造的研究进展张惠楠,李明*,祝鹏(内蒙古农业大学 职业技术学院,内蒙古 包头 014109)尽管可以手动调节室内日光温室中的小气候,但是温室的主要能源为太阳,并且室内环境的变化仍然很大程度上受到户外天气变化的影响。如果遇到连续的冬季天气,则无法在温室中获得有效的热量供应,也无法满足正常蔬菜生长所需的光照和温度条件1,北方地区气候严寒,传统农业生产受到季节限制,而日光温室可以提供稳定的温度和光照条件,有利于农作物的生长和增产,其次日光温室利用太阳能进行温室内部的加温和照明,可以减少对传统
2、能源的依赖,节约能源资源。日光温室技术的引入可以促进北方地区农业的现代化发展,提高农业生产的科技含量和竞争力。而且日光温室可以为北方地区引入一些南方地区的农产品种植,丰富农产品种类,提供更多选择。近年来,日光温室(包括温室)发展迅速,但日光温室生产面临的主要问题是天气低迷造成的低温。研究内部隔热的日光温室的温度变化规律以及在连续冬季条件下与外界的关系,对于扩大农业气象服务领域和减少气象灾害对室内温室生产的影响具有重要意义2。本文是以北京、新疆为研究目标,对他们的日光温室进行了一系列的研究,对日光温室冬季如何保温提出了有效的保温调控措施。1日光温室的发展路程1.1北方日光温室的发展日光温室是一种
3、利用太阳能进行温室种植的设施,其通常由钢架或铝架和玻璃或塑料材料制成,能够有效地吸收和保留太阳能,提供温暖和光照条件,有利于植物的生长和生产,日光温室获取光能的效率有限3,日光温室可以延长种植季节,提高作物产量和品质,对农业生产具有重要作用,日光温室虽然有很好的保温采光性能,但在寒冷季节内,日光温室内的温光条件仍满足不基金项目:内蒙古自治区农牧厅基层农技推广体系改革与建设补助及重大农业技术协同推广资金项目(无编号);内蒙古自治区高校基本科研业务费项目(BR221048);内蒙古自治区科技计划项目(2020GG0033)第一作者简介:张惠楠(1998-),女,硕士研究生。研究方向为日光温室环境调
4、控。*通信作者:李明(1975-),男,博士,教授。研究方向为园林工程。摘要:随着蔬菜、花卉种植业的不断发展和对设施要求的不断提高,以及当前对蔬菜质量和安全问题的关注,日光温室在结构坚固、性能耐用、操作舒适方面提出更高的要求。从中国北方现代日光温室的发展现状和市场对高质量、高附加值产品的需求来开展评价和影响分析,从温度、湿度、光照等维度来比较日光温室的冬季性能,分析北方部分地区日光温室的建设情况,对日光温室的未来发展进行研讨并提出一定的建议,但无论在哪个地区,日光温室作为现代农业生产的重要方式,都具有不可替代的作用,能够提高农业生产效率,促进农业的可持续发展。关键词:北方日光温室;构造;光照;
5、冬季保温;湿度中图分类号院S625文献标志码院A文章编号院2096-9902渊2024冤06-0064-05Abstract:With the continuous development of vegetable and flower planting industry and the continuous improvement of facilityrequirements,as well as the current attention to the quality and safety of vegetables,solar greenhouse has put forward hi
6、gherrequirements in terms of sturdy structure,durable performance and comfortable operation.The evaluation and impact analysis arecarried out from the present situation of the development of modern solar greenhouse in northern China and the market demand forhigh quality and high value-added products
7、,and the winter performance of solar greenhouse is compared from the dimensions oftemperature,humidity and light.This paper analyzes the construction of solar greenhouse in some areas of North China,puts forwardsome suggestions for the future development of solar greenhouse and discusses the future
8、progress,but no matter in which region.As an important way of modern agricultural production,solar greenhouse plays an irreplaceable role in improving agriculturalproduction efficiency and promoting the sustainable development of agriculture.Keywords:northern solar greenhouse;structure;illumination;
9、winter heat preservation;humidityDOI:10.20028/j.zhnydk.2024.06.01564-2024 年 6 期智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture现代农业了黄瓜等作物正常生长的需要4。日光温室是一种在农业生产中被广泛应用的设施,其能够有效地控制环境条件,提供良好的生长环境,从而提高作物产量和品质。日光温室的历史可以追溯到古代。在古埃及、古希腊和古罗马时期,人们已经开始利用玻璃覆盖土地,创造温暖湿润的环境来种植和培养植物。然而,当时的技术和材料限制了温室的规模和效果。直到 19 世纪,随着工业革命和现代化农业的兴起,
10、温室技术得到了迅速发展。玻璃和金属的生产技术不断提高,使得温室结构更加坚固耐用,并且能够更好地保留太阳能和温度。随着对温室技术的深入研究,人们开始生产各种类型和规模的温室,以满足不同地区和不同作物的需求。20 世纪以来,随着新材料和新技术的不断涌现,日光温室得到了进一步的发展。塑料材料的使用使得温室的成本大大降低,同时也提高了温室的耐久性和透光性。另外,自动化设备的应用使得日光温室的管理和维护更加便利,减少了人力成本,提高了生产效率。近年来,随着人们对食品安全和环境保护的关注,日光温室在全球范围内得到了广泛的应用和推广。高科技温室、智能温室、光热一体化温室等新型温室设施不断涌现,为农业生产提供
11、了更多的可能性。同时,一些新兴技术如太阳能发电、雨水收集利用等也被应用到日光温室中,提高了温室的可持续性和环保性。总的来说,日光温室经过了数千年的发展,已经成为现代农业生产中不可或缺的一部分。随着新技术的不断涌现和应用,日光温室将继续发挥重要作用,为全球粮食生产和食品安全做出更大的贡献。此外,它能获得充足的光照资源,是一种适合北方的温室,经过 20 多年的发展,日光温室已经形成了相对固定的基本结构,主要是保温蓄热墙,保温屋面朝北,采光屋面朝南,昼夜开放覆盖保温复合,以塑料薄膜或 PE 太阳能板作为透明屋面材料,东西向延伸。然而,由于生产水平差异大,对日光温室的结构缺乏了解,加上建筑水平不同,日
12、光温室的结构和建筑材料的选择差异很大。太阳能温室的结构类型很多,建筑质量水平差异很大,种植环境也有差异,这些都在不同程度上影响了园林作物的生产,对种植区的冬季保温策略也有影响。1.2国内外日光温室现状如今,国外的技术和配套设施更加成熟和稳定,生产过程也更加标准化。随后,各种版本的温室设计模型被提出,可以有效降低温室布局和管理的成本,促进植物在温室中的生长。在温室结构研究中,改进温室结构以节省能源、保护环境、节约和提高效率是大势所趋,通过使用模型方程和新能源技术来创造更大、更自动化、更机械化、更智能的温室。通过数据分析方法,可以将资本投资、土地使用和人力资源等因素考虑在内。国内对日光温室设计的研
13、究主要是利用环境监测工具来分析和比较不同设计、不同屋顶角度、不同屋顶形状及不同墙体材料等的差异,以选择最佳的温室设计。目前,太阳能温室的设计一般以结构的跨度大小、选择合适的屋顶角度和整体结构尺寸为基础。1.3研究的目的为了使温室尽可能多地从太阳辐射中获取能量,以提高冬季日光温室所需的内部温度,由于北方地区的土壤条件、气候要求,我们需要从温室的采光、保温性能、材料的选择和人为动机等方面考虑,最终找到一个整体解决方案,实现低成本、节能、高效,使温室在没有人为干预的情况下达到植物所需的温度。温室中的光照和温度条件主要是指光照强度、光照时间、光照质量、光照分布以及最低温度、最适温度和最高温度,是温室中
14、植物生长的最直接环境因素,日光温室截获光能效率有限,最多不到 70%,因此,改善日光温室、透光率应是首要任务,改善和调节温室内的光照和温度条件是温室研究的目标,也是实现温室作物高产和优质的重要手段。为此,我们主要从建筑材料、覆土材料、温度和建造方法等方面对北方地区进行比较,以实现预期目标。2北方各地区的日光温室结构2.1北京日光温室的发展近况2.1.1墙体保温材料的改进以前的太阳能温室墙体大多是由黏土制成的,虽然保温效果好,价格便宜,但不是很稳定,也不能使用。随后,人们开发了两层背砖墙或内墙和外墙,中间填充煤渣、珍珠岩、石棉等。这些填充物最初具有良好的保温性能,但经过一段时间后,材料本身会吸收
15、水分,导致保温性能明显下降。此外,由于墙体填充物的隔热性能不足,所以采用更厚的墙体来提高其保温性能,将增加墙体的成本,从而增加其尺寸5。因此,使用了新的绝缘材料,如 LD 聚苯乙烯,特殊的 T-W 绝缘涂层和聚乙烯泡沫板。2.1.2聚乙烯泡沫保温毯的研发北京蔬菜研究中心开发的保温毯不仅具有良好的保温性和防水性,而且使用寿命长6,因为其经过加工和处理,不仅能保证长期保温,而且具有良好的防水65-2024 年 6 期现代农业智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture性,易于保存。缺点是自身重量太低,不能解决抗风问题,而其外观好,强度高,所以保温毯及其传动装置经过 2 年的
16、推广,不仅覆盖了北京的郊区,也覆盖了山东、河南的辐射区,它的使用寿命长,年平均成本低,比草苫子还低,有很多优点,所以被大多数农民采用,得到成功的研发,其自身的质量以及工艺效果也是很不错的,优点多于缺点。2.1.3双层膜保温及扭盖材料在冬季,当有足够的阳光时,坚实而密闭的双层薄膜也可以显著提高温室在夜间的保温效果,在冬季没有足够的阳光时,可以使用内衬薄膜。此外,PC 板价格较高,尽管其是一种新型的温室覆盖材料,具有透光性好、光照质量好、保温性强、耐冲击和寿命长等优点,但因其价格超标,一般不被采用。2.1.4北京日光温室面临的难点首先,对日光温室园艺的认识问题,有相当多的人认为日光温室不能现代化,
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