成都地区节能日光温室气象参数设计

成都地区节能日光温室气象参数设计钱妙芬1，罗松21.成都气象学院，成都。云南省彝良县气象局，云南彝良光面最佳倾斜角，顶面覆盖材料承受最大风压，防寒沟深度及温室间适宜距离。1引言成都地区属四盆地亚热带湿润季风气候，在绅度地带性因素的影响下，热量丰富，四季宜耕库均气温1517，日均气1°的持续期超过250天，日均气温全年稳定通过爬，最冷月平均气温不低于1亡，霜雪少，全年霜日只有21.5天特殊的盆地气候，为不加温温室小气候优势创造了良好的外部环境。实践证明：它用于蔬菜育苗花并栽培。林木育苗等有较大的生产效益温室小气候受大气候背景制约，从而出现不同类型温室使用目的不同也会形成结格类型不同的温室；即使是同类型温室，也会由于各种具体条件的不同而产生差此外，温室用材，安置等还可因地制宜，灵活而不失原则，如成都地区盛产竹子，用抖架设大棚可降低投入为在冬季气候条件下，充分利用太阳福射，最大限度发挥热效应，提高保温性能，根据成都的气候特征与地理位置，设计塑料大棚采光面最加倾角、大棚顶面最大风压棚间适宜距离和防寒沟深度等参数是有生产意义的2资料1990年四省成都市地面气象观测资料，包括气温、止壤温度福射资料、绝对湿度1986年中国天文年历，日化日落时间。11~1990年中国地面气象年报，最大风速3气象参数设计至1采光面最佳倾斜角太阳光线与采光面夹角即投射角脚大小，影响到温室采光面所能接受到的太阳福射能的多少，关系到透光率的大小，从而影响温室内热状态及热平衡成都逐旬日最低气0°，最早为12月初，最晚到次年2月底初霜最早为11月，终霜最晚到次年3月。气温降到0°，出现霜冻时，正是大多数蔬菜、花并受冻害的气象指标、日均气温稳定通过1°的初、终日平均日期分别为3月14日与11月23日，其间为作物积极生长的时期。由此可确定：成都地区每年11月中旬至次年3月中旬为节能扣棚时期，计算采光面倾斜角由此期间的天文参数及对应的最大平均日怠辖射量计算确定玉1.1节能日光温室采光面最佳倾斜度，满足采光面获最大太阳培射量时的倾斜角[12]采光面上简化的辖射平衡方程可表示为式中，05为采光面接受到的总辖射量；抓为到达采光面的直接福射量；/1为到达采光面的无穷散射福射量为由采光面前侧地表反射到该面的反射辖射量4式右端各项的具体确定方法如下：在不考虑大气透明度及地形遮蔽的影响时，采光面及水平面上的天文福射日总、量分别表式中况况，分别为采光面水平面上的天文辖射日总、量；妃太阳常数，取/o=13仍W正为地球轨道离屯、率订正因子；￡为日长；11分别为采光面上的日出时角。日没时角，并满足lf二心ktl分别为水平面上的日出时角、日没时角，并满足ks=kfl功地理绅度W为太阳赤绅；巧3采光面倾斜角。在同大气状况下，采光面上的直接福射日怠量加与水平面上的直接福射日总量具有如下关系：式中化为水平面与采光面上直接福射日总量的比例系数抑为采光面上任天的直接福射日总量表达式_设投射到地表面的总福射量为则倾斜角为了的采光面上的反射福射化为：式中1为地面平均反射率本文取1=.20到这倾斜面上的散射福射化可表达为：式中公为入射到水平面上的天空散射福射。将456式代人1式得自采光面上任意天所能接受的总福射量饼巧益4刮评知漏厉镨潘福的囔杀厩18脚趴6立1.2东西走向正南采光面最佳倾斜角对于正南朝向的温室采光面来说，整个冬半年Wo，恒有ls=ks成立隗时化可变对于某确定日而言，占视为常数，则公=1客片山5_心，1咨/5巧181山也为常数，将8式代入7式，则当/犯时，即为采光面上接受到最大总福射量时的最佳倾斜角，令为韦，则=aKg1D/SaB由此式计算成都地区10月至次年3月各月平均月总福射量的最佳倾斜角韦，结果列于表成都地区温室巧及0BJ2巧月冬半~如了及如_.945663由表1可知，因各月曲不同，相应的韦不同为随时可调节采光面的温室提供依据而对固定结构的温室，韦由整个冬半年采光面上平均每天所能接受到的=7.9锢虹2，定为玉1.3南北走向东西采光面最佳倾斜角节能日光温室南北走向，如仅从中午考虑，关系似乎不大，因不论倾斜度大小，太阳光线与采光面的夹角和与水平面的夹角接化但是，如从全天各个时间的采光和受热情况看，若倾斜度略大，从日出到午时，东坡采光面接受来自东方的太阳福射午时至日落，西坡采光面接受来自西方的太阳福射，都要比倾斜度小的情况为多。因此，南北走向节能日光温室采光面的倾斜度，在建筑结构允许和覆盖物方便的情况下，尽可能大些，保持不小于34°为宜。3.2风压的计算在设计节能日光温室时，还须考虑对外风雪雨的压力而在成都地区雨季较早，般在4月中、下旬抖后冬季雨量较小，多年平均只有20~5山《1之间，仅占全年总、降水量的热~.总之，冬春少雨，不会形成较大的雨足历年降雪日数仅]~5天且降雪强度不大，般边降雪边融化，历年平均积雪日数1天抖下。故对温室顶雨荷裁雪荷载可不抖考虑成都历年平均风速只有1~1.51.81，极少出现瞬时风速达8级抖上大风，成都虽具有冬无严冬、霜雪少的特点，但仍有少数年冷季有寒潮大风天气，出现在12月至次年2月，根据25料计础盛月A申现频ar塍廊输W见频患替别芳lgAese.2职佑//、4谬。由于温室采用建筑材料不同，使用寿命因风荷载而不同因此，利用极值分布法确定3年1遇5年1遇和10年1遇的最大风速并运用普兰特讯33巧乱流半经验理论导出的风速随高度变化的对数公式，将气象台站测定的1化高度风速订正到日光温室顶高2.51的风速lgZi式中为在高度方的风速；户为在高度万的知风速；扔为地面粗糖度本文又=2.51，方=10化向=0.20，尸1为气象台站1高处实测风速1.代入11式，得到节能日光温室顶最大风速阿5计算式计算结果列于表2同时计算相应风压值我国由国家建委批准的荷载规范试行草案1988年第兰次修订，使风压取值逐渐趋于完善风速与风压的关系是：重度计算湿空气的空气重度公式为式中1Q00367po，/分别为多年平均气温nj绝对湿度g为重力加速度，各==100化拉为标准大气足成都=化。3，代入巧式厢到简化的适合当地的风速风压关系式化9代入节能日光温室顶的最大风速朽，计算得到相应的风压值结果列于表项目3年1遇5年1遇10年1遇风荷重=风压X风力系数腽压面积通常把称为风力系数，成都为。593塑料大棚高度1域棚1易1能这望卸厉义棚曳销矿顶哥如亏/，侧高裤离大棚越高，在高温期换气越好，室温上升缓慢，最易受害加温较为困难，且因大棚表面积太大，散失热量太多，增温太慢，费用加大，而且屋面和天窗安砚补修、塑料的更换等作业较为困难因此，大棚高度在不影响作物生育和人工作业情况下抖低为宜大棚侧高与栽培作物品种有关，如栽培茄子、辣撇花弁等矮杆作物为主，侧高不需太高，但要栽培黄瓜。番茄。果树等高杆作物，侧高必须提高。侧高低保温容易，侧高高了换气方便。3.4温室间的合理距离温室之间合理距离，抖彼此间不遮光，管理方便占地少为原则东西走向前后之间的距离，应抖冬至日前排温室的荫影刚好落映在后排温室南墙脚下为最理想，不同绅度地区，建筑物的荫影长度不同，最合理的距离可用下式计算式中S为东西走向温室前后两排之间的合理距离Z为前排温室高度，如温室的最高点不在温室的最北端，向后排计算距离时，应从最高点向下至地平的铅直点算起；为冬至日中午当地的太阳高度角例：成都市冬至日太阳高度角为35°52煎影长度约为高度的1.4倍如东西走向安置二排0622痛笈铮眯痛笈锒ジ卟51中间跨度61则两排大棚之间南北走向温室之间距离，由于中午前后彼此没有遮阴现象，在管理方便和有利通风的前提下决策温室之间距离3.5防寒沟深度塑料大棚冬季棚内气温和地温均比室外高得多，如何提高保温能力，是冬季管理的关键，是建造大棚时该考虑的问题作者实地观测结果表耽成都塑料大棚内±壤四周有明显的。冷带现象15]棚内511止壤温度分布表明：离棚边0.方0.51为。冷带，相邻温差，在化护2.3它晴天这现象明显，阴天不明思的±壤温度明显低于棚中间，冷带内作物生长迟缓。由于±壤热传导，使棚内热量外传造成的结果。为了保持棚内较高而均匀的±壤温度，尽可能减少热量向棚外传递，可在棚外四周围膜边开防寒沟，其宽度可掌握在30401，深度应为当地±壤温度恒温层深度，沟内填积壳。木屑。表面覆±踏实±壤温度波振幅为零的深度为±壤恒温层深度。图1是用图解法求成都地区王壤温度恒温层深度的示意图16横坐标为±壤温度，纵坐故取3月化12月份的510152040和8化1为年月平均温度绘温度廓线厢线交于7么1，4结论由成都市气。天文资料计算得到成都地区节能日光温室下列设计参数：正南向采光面最佳倾斜角自10月至次年3月，分别为：26：404《43.、3巧日23.，为现代化温室调节采光面提供依对于固定结构的温室最佳倾斜角为34.。东西向采光面最佳倾斜角不小于34：2.51顶高的节能日光温室11月至次年4月，3年1遇的最大风速风压为。87~么65心8.￡。化25年1遇的最大风速风压为1.3.4化客。￡。1―2、1年1遇的最大风速风压为1.31~3.64心￡。化为温室决策覆盖材料提供依据。塑料大棚顶高