当前课程知识点:设施园艺学 > 第五章 园艺设施的规划设计 > 第2节 日光温室的设计(一) > 第2节 日光温室的设计(一)
现在我们讲第二节
日光温室的设计
日光温室是我国所特有的温室类型
也是北方地区
冬季不加温进行蔬菜生产的
主要设施类型
在不加温条件下
太阳光是日光温室
冬季的唯一能量来源
既要保证日光温室中
作物正常生长所需要的阳光
又要提供足够的热量
这就需要
尽量多的太阳辐射进入日光温室
同时 日光温室
还要具有一定的保温蓄热能力
所以 采光和保温是日光温室设计中
要考虑的两个重要方面
我们从采光和保温两个方面
介绍日光温室设计的基本原理和方法
日光温室的采光设计
与日光温室的建筑形体尺寸有关系
我们先介绍一下
日光温室的建筑形体参数
我们看这张图
这张图是日光温室的剖面图和平面图
图中标出了日光温室的尺寸
有跨度 脊高
后墙高度 后屋面水平投影长度
后屋面仰角 前屋面角和长度
跨度
跨度是指温室后墙内侧
到前屋面骨架基础内侧之间的净距离
用大B表示
脊高
脊高是指温室屋脊
到地面设计标高的距离
用大H来表示
后墙高度
后墙高度是指
温室地面设计标高
与后屋面和后墙内表面的
交线之间的距离
用小h表示
后屋面水平投影长度
是指温室后屋面
在水平面上的投影长度
也就是脊高到后墙的垂直距离
用小b来表示
后屋面仰角
后屋面仰角是指
温室后屋面内侧斜面
与水平面之间的夹角
也就是剖面图中的角β
前屋面角是指
温室前屋面底部和屋脊的连线
与水平面的夹角
也就是图中的角α
在所有建筑尺寸参数中
前屋面角和后屋面仰角
是保证日光温室中
太阳辐射的两个重要参数
在确定这些角度之前
我们要了解一些
建筑日照的基本原理
这是一张
日光温室受到太阳辐射照射的图片
在一天之内的任何时刻
当阳光照射在坡度为角α的
朝向正南的日光温室的前屋面上时
太阳入射角θ满足下面的公式1
在这个公式中
太阳入射角是指
太阳入射光线和前屋面法线的夹角
α为温室前屋面角
h为太阳高度角
A为太阳方位角
那什么是太阳高度角
太阳高度角是指
太阳的直射光线与地平面线的夹角
其大小与地理纬度 季节
和一天当中的时间有关系
可以用下面的公式2来计算
在这个公式当中
φ为地理纬度
我们在北半球取正值
δ为太阳赤纬角
是指地球和太阳的连线
与地球赤道平面的夹角
不同的季节
赤纬角也是不同的
在这个表中
列出了不同节气的赤纬角
春分和秋分为0
冬至日为负23度27分
ω为太阳时角
以当地正午为0
每小时变化15度
午前为负
午后为正
正午时的太阳高度角
可以用公式3来计算
等于90度减去当地的地理纬度
加上太阳赤纬角
不同的地理纬度 不同的季节
以及一天当中的不同时刻
太阳高度角都会不同
这个表中
列出了不同地理纬度 不同节气
正午时刻的太阳高度角
举个例子
北京的地理纬度
大约在北纬40度左右
冬至日正午的太阳高度角为26.5度
雨水时节正午的太阳高度角为38.5度
一年当中
冬至日的太阳高度角是最低的
太阳方位角是指
太阳直射光线在地平线上
与该地子午线的夹角
下午为正 上午为负
可以用下面的公式4来计算
从前面的公式1和图中
可以看出
太阳光线与前屋面所构成的入射角
是由太阳高度角和前屋面所决定的
在日光温室前屋面角的设计中
一个地方的地理纬度是确定的
冬至日太阳高度角也能确定
所以 入射角的大小完全由前屋面决定
利用入射角
与覆盖材料透光率之间的关系
通过这个公式
就可以确定日光温室的前屋面角
那太阳入射角
和覆盖材料透过率之间
有什么样的关系
我们看入射光线的走向
当太阳照射在前屋面透明覆材料上时
一部分光被覆盖材料所吸收
一部分被反射
剩余的光线才会进入日光温室内
吸收 反射和透过的光线强度
与室外入射光线强度之比
分别叫做吸收率 反射率和透光率
三者之间的关系为
吸收率加反射率加透光率
等于百分之百
对于干净的塑料薄膜
它的吸收率为10%左右
剩余90%就是反射率和透光率之和
因此 光线的透过率就取决于反射率
反射率越小
透光率就越大
反射率的大小取决于光线的入射角
入射角是指
入射光线与被照表面法线的夹角
入射角越小
则反射率越小
而透光率越大
但是入射角与透光率的关系
并不是简单的直线关系
我们看这个图
当入射角为零时
光线垂直照射在覆盖物上
反射率为零 透光率最大
当入射角为0到40度时
透光率随着入射角的增加而下降
下降的幅度仅为5%左右
当入射角为40-60度时
透光率明显下降
当入射角为60到90度时
透光率急剧下降
因此 将入射角控制在40度以内
才能保证前屋面有较大的透光率
我们根据以上讲述的原理
就可以计算出日光温室的前屋面角度
-第一节 设施园艺在国民经济中的地位和作
--第一章第一节作业
-第二节 小节设施园艺的发展历史与成绩
--发展历史和成绩 作业
-第三节 设施园艺的主要内容与特点
--主要内容 作业
-第1节 简易园艺设施之地面简易覆盖
--地面简易覆盖作业
-第2节 简易园艺设施之近地面覆盖
--近地面简易覆盖作业
-第3节 地膜覆盖
--地膜覆盖作业
-第4节 塑料薄膜中、小拱棚
--塑料中小拱棚作业
-第5节 塑料薄膜拱棚之大棚结构
--大棚结构作业
-第6节 塑料薄膜拱棚之大棚性能与应用
--大棚性能与应用作业
-第7节 温室之温室分类与单屋面温室结构参数
--温室分类与结构作业
-第8节 温室之单屋面温室类型与结构
--单屋面温室类型与结构
-第9节 温室之单屋面温室性能与应用
--单屋面温室与性能 作业
-第10节 温室之现代化温室
--现代化温室 作业
-第1节 园艺设施覆盖材料历史沿革及要求
--历史与分类 作业
-第2节 透明覆盖材料及应用之普通薄膜
--普通薄膜 作业
-第3节 透明覆盖材料及应用之功能薄膜
--功能膜 作业
-第4节 透明覆盖材料及应用之EVA膜
--EVA 膜作业
-第5节 透明覆盖材料及应用之地膜
--地膜覆盖 作业
-第6节 半透明与不透明覆盖材料
--半透明与不透明材料 作业
-第1节 园艺设施内的光环境
--光环境作业
-第2节 影响园艺设施光环境的因素
--光环境影响因素作业
-第3节 光照环境的调节与控制
--光环境调控
-第4节 设施环境调控之温度特征
--温度环境作业
-第5节 设施环境调控之温度调控
--温度调控作业
-第6节 设施环境调控之空气湿度
--空气湿度作业
-第7节 设施环境调控之土壤湿度
--土壤湿度作业
-第8节 设施环境调控之气体调控
--气体调控作业
-第9节 设施环境调控之土壤特点
--土壤特点作业
-第10节 设施环境调控之土壤调控
--土壤调控作业
-第11节 设施园艺的综合环境管理
-第1节 温室园区规划设计
--设施园区规划设计
-第2节 日光温室的设计(一)
--日光温室设计1 作业
-第3节 日光温室的设计(二)
--日光温室设计(二)作业
-第4节 日光温室的设计(三)
--日光温室设计(三)作业
-第1节 工厂化育苗概述
--工厂化育苗作业
-第2节 工厂化穴盘育苗的配套设备
--穴盘育苗设备作业
-第3节 工厂化嫁接育苗
--嫁接育苗作业
-第4节 穴盘育苗管理技术之一
--穴盘育苗管理技术之一作业
-第5节 穴盘育苗管理技术之二
--穴盘育苗管理技术之二 作业
-第6节 园艺作物设施栽培特点
--园艺作物设施栽培特点 作业
-第7节 设施蔬菜栽培区划
--设施蔬菜栽培区划 作业
-第1节 无土栽培的历史与现状
--无土栽培历史和现状-作业
-第2节 营养液组成的原则
--营养液组成 -作业
-第3节 营养液氮源与铁源的选择
--氮源与铁源-作业
-第4节 营养液的配制技术
--营养液的配置技术-作业
-第5节 营养液的管理技术
--营养液管理技术-作业
-第6节 水培技术
--第6节 水培技术
--水培技术-作业
-第7节 基质栽培技术
--基质栽培技术-作业