不同墙体结构日光温室蓄热保温性能及应用效果研究

摘要

为了研究日光温室冬季保温蓄热的能力，本试验选用了4种不同墙体结构日光温室，即1号传统主动蓄热温室（1#）、2号相变固化土主动蓄热温室（2#）、3号现浇混凝土被动蓄热日光温室（3#）、4号模块化素土主动蓄热温室（4#），对试验温室冬季的室内温湿度、光照、墙体热流等进行监测分析，比较新型温室后墙的保温蓄热性能，并根据温室内作物的生长情况结合建造成本等评价其在杨凌地区的应用效果。主要结果如下： （1）典型晴天情况下，1#、2#、3#、4#与室外的夜间空气平均温度分别为15.7、16.4、16.6、17.8、-3.9℃，4#比1#、2#、3#分别高2.1、1.4、1.2℃；典型阴天情况下，1#、2#、3#、4#与室外的夜间空气平均温度分别为12.4、13.8、13.1、13.8、-7.3℃，4#比1#、2#、3#分别高1.4、0、0.7℃；连续雪天情况下，1~4#和室外的平均空气温度分别为7.9、8.9、8.7、9.5、-2.9℃，4#比1#、2#、3#分别高1.6、0.6、0.8℃；4#的室内空气温度最高。 （2）1~4#与室外的平均相对湿度在典型晴天情况下分别为73.6%、78.1%、77.4%、81.1%和64.7%，在典型阴天下分别为74.3%、88.4%、89.4%、91.8%和45.3%，在连续雪天下分别为93.8%、86.3%、98.8%、99.1%和90.1%，在低温时室内空气相对湿度均较高。 （3）1~4#和室外的土壤平均温度在典型晴天情况下分别为16.79、16.04、16.10、14.70、0.56℃，土壤最高温和最低温之差分别为3.95、1.42、2.00、2.54、3.65℃；1~4#和室外的土壤平均温度在典型阴天情况下分别为13.96、14.25、13.50、12.29、0.15℃，土壤温差分别为2.28、1.67、1.75、1.85、0.99℃；1~4#和室外的土壤平均温度在连续雪天情况下分别为12.53、12.79、12.83、11.67、0.98℃，土壤温差分别为3.33、2.44、2.39、2.48、0.51℃；1#地温波动较大，其他3座比较稳定，4座试验温室都能在气温较低情况下保证较高的土壤温度，利于作物生长。 （4）无论是典型晴天、典型阴天和连续雪天，在0-300mm深度范围内，3#墙体由于墙体厚度较薄所以受太阳辐射影响较大，墙体温度波动较大，其他3座温室相对来说温度更稳定，相较于2#和4#，1#墙体温度更低；在400-1000mm深度范围内，1#墙体温度最低，2#墙体温度最高，4#墙体温度分布最均匀。 （5）从热流情况来看，4#室内热环境最好。在监测期间1~4#的有效积温分别为168.0、186.5、187.4、195.7℃·d，1~4#的单位面积产量分别为11.178、12.852、13.176、13.554kg/m2，2#、3#、4#较1#内的单位面积产量分别提高了14.98%、17.87%、21.26%，差异均显著（P<0.05）。 （6）1~4#的建造成本分别是461.1、389.9、470.4、299.0元/m2，4#比1#、2#、3#分别低了162.1、90.9、171.4元/m2。 本研究通过对4种试验温室内环境的监测与分析，认为4#即模块化素土主动蓄热日光温室室内热环境表现良好、室内植株产量高、施工方便、单位造价低，可以进行一定范围内的推广应用。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 研究背景

1.1.1 设施园艺发展概况

1.1.2 日光温室发展概况

1.2 国内外研究概况

1.2.1 国内日光温室墙体研究

1.2.2 国内日光温室蓄热方式研究

1.2.3 国内日光温室其他方向研究

1.2.4 国外研究概况

1.3 本研究的目的与意义

1.4 本研究的内容与方法

1.4.1 本研究的主要内容

1.4.2 本研究的主要方法和技术路线图

第二章 试验材料与方法

2.1 试验场地

2.2 试验温室结构参数及施工工艺

2.3 温室墙体材料热工性能

2.4 模块化素土主动蓄热温室墙体土模块的制作

2.4.1 杨凌本地素土的最优含水量和最大干密度确定

2.4.2 土模块墙体强度要求

2.4.3 杨凌本地素土的无侧限抗压强度确定

2.4.4 土模块与夯土墙和碾压墙物理性能对比

2.5 温室测定指标及测点布置

2.5.1 温度测点布置

2.5.2 湿度测点布置

2.5.3 光照测点布置

2.5.4 热流测点布置

2.5.5 番茄植株指标测量

2.6 试验仪器

2.7 本章小结

第三章 试验结果

3.1 光照情况分析

3.2 室内空气温度分析

3.2.1 典型晴天条件下温室内外气温对比

3.2.2 典型阴天条件下温室内外气温对比

3.2.3 连续雪天条件下温室内外气温对比

3.3 室内相对湿度情况分析

3.3.1 典型晴天条件下温室内外相对湿度对比

3.3.2 典型阴天条件下温室内外相对湿度对比

3.3.3 连续雪天条件下温室内外相对湿度对比

3.4 各温室地温情况分析

3.4.1 晴天情况下各温室地温情况分析

3.4.2 阴天情况下各温室地温情况分析

3.4.3 连续雪天情况下各温室地温情况分析

3.5 墙体温度对比分析

3.5.1墙体250 mm深度处温度分析

3.5.2 典型晴天情况下墙体温度分析

3.5.3 典型阴天情况下墙体温度

3.5.4 连续雪天情况下墙体温度

3.6 热流密度变化及蓄放热量对比分析

3.6.1 各温室墙体热流密度变化

3.6.2 蓄放热量及效率分析

3.7 最冷月有效积温分析

3.8 作物生理指标及产量分析

3.9 建造成本分析

3.10 本章小结

第四章 结论与讨论

4.1 主要结论

4.2 讨论

参考文献

致谢

个人简历