5.6.1 日光温室概述在线视频

大家好

我是中国农业大学的李明

欢迎大家进入农业生物环境工程慕课

下面几次课由我带领大家

学习日光温室环境及构造

今天

我们要学习的内容是日光温室概述

日光温室是由北墙

后屋面

前屋面

外保温覆盖

和东西山墙构成的单屋面温室

是我国特有的

也是应用最为广泛的一种园艺设施

截止2015 年

日光温室总面积达到了97.42 万hm2

虽然日光温室的样子不起眼

但是呢它具有良好的采光和保温蓄热性能

在冬季不加温或少量加温的条件下

就能维持较高的室内气温

满足喜温蔬菜的越冬生产需求

尤其呢是在化石能源濒临枯竭的背景下

日光温室已成为中国设施园艺产业

突破资源环境瓶颈制约

保持菜篮子产品长期有效供给的重要手段

日光温室优异的性能

也在世界范围内引起了广泛关注

2008年发生石油危机

燃油价格高涨

日本学者也开始关注中国的

日光温室技术

他们呢将日光温室技术原理

与塑料大棚相结合

形成了新型太阳温室

并获得了日本农林水产省的奖励

设施园艺强国

荷兰

也对日光温室表达了密切关注

2017年

在瓦格宁根大学

建成了一栋中国式日光温室

开始对日光温室开展研究

今天我们主要学习日光温室类型

环境特征

及其光温环境形成机理等三方面的内容

日光温室起源于辽宁省海城市

与瓦房店市

初期代表性的温室结构有感王式日光温室

和鞍山I型日光温室等

这个时候的日光温室结构空间矮小

后屋面过长

室内立柱较多

采光率低

不利于机械化作业

那么自20世纪80年代以来

我国在日光温室结构

采光和保温蓄热等方面

开展了大量的研究

日光温室的设计建造水平有了显著的提升

形成了很多不同类型的日光温室

那么根据温室后墙及构造特点

可把现有的日光温室

划分为土墙日光温室

复合墙日光温室

轻型保温墙日光温室

和南北双跨型日光温室等四种类型

土墙日光温室以寿光5代为代表

其特征是大跨度

厚土墙

地面下沉

保温蓄热性能良好

那尤其呢是土墙的厚度很大

墙体顶部厚度约2.0m

底部厚度可以达到3~5m

甚至更大

这种温室的优点

是其后墙可采用机械建造

具有施工效率高

建设投资低

蓄热性能好等优点

但是呢

在建造过程中需要大量的取土造墙

对土壤的破坏程度很大

而且呢

土墙还容易受自然环境的影响

耐久性很差

不适宜于降雨量较大

或者是土壤粘性较差的地区

复合墙日光温室的代表结构是

辽沈Ⅳ型温室

与寿光5代日光温室不同的是

辽沈IV型温室

采用外保温复合墙作为北墙

墙体的厚度呢大大的减小

该温室内部没有立柱

跨度可达10~12m

脊高可达5到5.5米

不仅透光率高

而且内部空间很大

适宜于机械作业

另外呢

该温室还采用了多种保温蓄热技术

可以在北纬42°

及其以南地区实现冬季不加温生产蔬菜

那么随着日光温室产业的快速发展

复合墙建造成本高

土墙占地面积大

对耕地破坏严重的问题越来越突出

因此呢

在生产中

就出现了使用聚苯板等轻型保温材料

或者直接使用保温被建造的后墙

形成了轻型保温墙日光温室

该温室的优点是后墙的保温性能很好

建造成本低

占地面积小

但它的缺点就是不具备蓄放热功能

需要配置加温设备

那我们接下来再看一下

南北双跨型日光温室

该温室呢通常也称之为阴阳型日光温室

它是在传统日光温室的北侧

增加一个采光面朝北的单屋面温室而形成的

两个温室呢公用一堵墙

其中

南温室用途与普通的日光温室相同

北温室呢对于墙体北面有保温的作用

而且正好可以利用

传统日光温室栋与栋间的空地来进行生产

从而提高土地利用效率

但是呢北温室的室内内光照较差

室内气温比较低

那主要就用于栽培

对光照和温度要求不高的作物

比如说

樱桃

还有食用菌等

日光温室独特的结构

也形成了独特的环境

首先呢

日光温室透光率非常高

它的透光率可以达到60%~80%

在冬季白昼

室内光合有效辐射

可以达250～580 µmol/m2•s

其次

日光温室的室内外温差很大

在秋季

冬季

以及春季的晴天

室内外温差在白天可以达到25℃

甚至35 ℃以上

而在夜间室内气温

也可以保持在5℃~10 ℃甚至更高

在北纬32°~41°甚至43°的地区

就可以在不加温或仅有少量加温的条件下

进行喜温蔬菜的越冬生产

第三

日光温室室内相对湿度很高

夜间可以达到90%以上

白昼呢大概在80%左右

如果通风的话

室内的相对湿度可以保持在50%~60%

那么大家可以思考一下

为什么日光温室会形成这样的环境呢

前面我们也提到过

日光温室的环境和它的结构是密切相关的

首先

日光温室采用的是南北走向

前屋面形状经过优化

可最大限度的减少太阳光在屋面的反射

其次呢

温室的遮荫构件和设备也很少

可以有效的减少对太阳光的遮挡

因此

日光温室的透光率

高于普通的连栋温室

其次

日光温室的后墙

后屋面和山墙

本身具有较高的保温性能

虽然说南屋面覆盖的塑料薄膜

保温性能比较差

但是呢在夜间

会使用传热系数较低的保温被来覆盖

使得日光温室整体

围护覆盖的平均传热系数较低

可以有效的防止室内热量流失

第三

日光温室的墙体和土壤具有蓄放热的功能

尤其是北墙

可以截获部分进入温室太阳辐射

并将其能量蓄存起来

然后呢在夜间

墙体和土壤

可以将白天吸收的热量再释放到室内

那么根据研究仅墙体释放的热量

就可以使室内气温提高4~8℃

总结一下今天的课程内容

我们学习了日光温室主要类型

日光温室的环境特征以及形成机理

这些内容呢

是日光温室设计及其环境优化的基础

希望大家能够理解掌握

好

本次课程到此结束

谢谢大家