日光温室结构及性能演示文稿

日光温室结构及性能演示文稿当前第1页\共有100页\编于星期五\1点优选日光温室结构及性能当前第2页\共有100页\编于星期五\1点日光温室当前第3页\共有100页\编于星期五\1点概述

温室：是指具有充分采光、严密保温或补充加温、空气对流等良好设备，用于种植或养殖生产的一种设施。国外通常把那些单栋或连栋的加温温室塑料大棚或玻璃房称为温室。中国北方发展面积最大的温室是塑料日光温室。这是一种利用太阳能为热量主要来源的保护地设施，一般不进行人工加温，或只进行少量的补温。当前第4页\共有100页\编于星期五\1点日光温室的发展历史温室的历史：2000多年前就有温室的发展。日光温室的历史（我国在19世纪20-30年代就在东北地区发展了部分日光温室，50年代进行了改良，如三折式温室和四折式温室）高效节能型日光温室的发展（20世纪八十年代最早在东北地区的瓦房店地区出现。当前第5页\共有100页\编于星期五\1点高效节能型日光温室的发展20世纪80年代后期进行试验20世纪90年代进行示范推广到2005年达到300余万亩最初主要种植黄瓜，发展到各种蔬菜、花卉和部分果树生产结构的规范和栽培技术的标准化配套技术的应用：品种、覆盖材料、膜下暗灌、CO2施肥技术应用、机械卷苫等当前第6页\共有100页\编于星期五\1点当前第7页\共有100页\编于星期五\1点当前第8页\共有100页\编于星期五\1点当前第9页\共有100页\编于星期五\1点当前第10页\共有100页\编于星期五\1点当前第11页\共有100页\编于星期五\1点当前第12页\共有100页\编于星期五\1点当前第13页\共有100页\编于星期五\1点当前第14页\共有100页\编于星期五\1点温室配套环境控制设备日光温室加热系统

卷帘机日光温室专用放风器日光温室保温被

当前第15页\共有100页\编于星期五\1点日光温室的类型结构及环境调控现状目前是普通日光温室、第一代节能型日光温室、第二代节能型日光温室、第三代节能型日光温室同时存在。其中竹木结构普通型日光温室大约占65%；第一代钢骨架节能型日光温室大约占20%，第二代节能型日光温室大约占15%；第三代节能型日光温室大约占0.01%。不加温温室类型占总量的92.2%，加温温室占7.8%。

环境调控设施设备不断完善当前第16页\共有100页\编于星期五\1点第一代日光温室—海城感王式日光温室（20世纪80年代中期）当前第17页\共有100页\编于星期五\1点第一代日光温室的类型

日光温室由后墙、后屋面、前屋面和保温覆盖物四部分组成，根据温室前屋面的形状

半拱形

一斜一立式

长后坡矮后墙日光温室

短后坡高后墙日光温室

无后墙日光温室长后坡无后墙日光温室

传统的一斜一立式日光温室

初始的一斜一立式塑料日光温室改进后的一斜一立日光温室当前第18页\共有100页\编于星期五\1点长后坡矮后墙日光温室这是一种早期的日光温室，后墙较矮，只有1m左右，后坡面较长，可达2m以上，保温效果较好，栽培面积少，现较少使用。图3－6长后坡矮后墙日光温室(单位：m)1防寒沟2粘土层3竹拱杆4前柱5横梁6吊柱7腰柱8中柱9草苫10纸被11柁12檩13箔14扬脚泥15碎草16草17整捆秫秸或稻草18后柱19后墙20防寒土当前第19页\共有100页\编于星期五\1点短后坡高后墙日光温室

这种温室跨度5～7m，后坡面长1～1.5m，后墙高1.5～1.7m左右，作业方便，光照充足。短后坡高后墙日光温室（单位：m）1防寒沟2粘土层3拱杆4前柱5横梁6吊柱7腰柱8中柱9纸被10草苫11柁12檩13箔14扬脚泥15细碎草16粗碎草17秫秸或整捆稻草18后墙19防寒土当前第20页\共有100页\编于星期五\1点第一代节能型日光温室

（20世纪90年代初期）瓦房店琴弦式日光温室鞍Ⅱ型日光温室温室脊高2.8～3m，跨度约6～7m，采光、增温和保温性能都比第一代日光温室有显著提高,内外温差可达20～25℃。当前第21页\共有100页\编于星期五\1点琴弦式日光温室结构示意图琴弦式日光温室当前第22页\共有100页\编于星期五\1点该温室又称一坡一立式温室特点：前屋面为斜面，下部为小立窗，窗高为0.6～0.8m，立窗角度为70度，前屋面每隔3m设一钢管衍架，纵向每隔0.4m拉1道8号铁丝，两端固定在山墙外基础上，盖膜后，膜上压细竹竿与膜内竹竿成对绑扎牢固。这种温室的后屋面短，土地利用率高，空间大，有利作物生长和人工作业，但其采光性能不如半拱圆形。当前第23页\共有100页\编于星期五\1点第二代节能型日光温室（20世纪90年代中期至21世纪初期）温室脊高3.3～3.5m，跨度6.5～8m，在北纬42°及其以南地区，正常年份冬季基本不加温（连阴天和极冷天少量加温）可越冬生产蔬菜的目标。最冷日室内外温差达到30℃～35℃，平均温度比普通温室高3℃～5℃，节能特别显著。

当前第24页\共有100页\编于星期五\1点第二代日光温室温室结构：跨度为7.5m，脊高3.5m，后屋面仰角30.5度，后墙高度2.5m，后坡水平投影长度1.5m，墙体内外侧为37cm砖墙，中间夹9～12cm厚聚苯板，后屋面也采用聚苯板等复合材料保温，拱架采用镀锌钢管，配套有卷帘机、卷膜器、地下热交换设备。温室的性能：在北纬42°以南地区，冬季基本不加温可进行育苗和生产喜温蔬菜。当前第25页\共有100页\编于星期五\1点辽沈1型日光温室结构示意图当前第26页\共有100页\编于星期五\1点改进冀优型节能日光温室结构：跨度为8m，脊高3.65m，后墙高度2.0m，墙体为37cm厚砖墙，内填12cm厚珍珠岩，骨架为钢筋衍架结构。性能：该温室在华北地区的正常年份，温室内最低温在10℃以上，土壤10cm深处低温可维持在11℃以上，基本满足喜温果菜类的冬季生产。当前第27页\共有100页\编于星期五\1点改进冀优2型节能日光温室结构示意图当前第28页\共有100页\编于星期五\1点第三代节能型日光温室温室脊高5.5m，跨度12m，大幅度增加了温室空间，并首次设计制造了缀铝箔夹心聚苯板空心墙体，提高了大型日光温室的墙体保温能力。当前第29页\共有100页\编于星期五\1点山东新型日光温室建造技术规范型号脊高m前跨m后跨m前屋面角0C后墙高m后屋面仰角0CSD-I3.1-3.26.01.027.3-28.12.0-2.145SD-II3.3-3.46.81.225.9-26.62.1-2.245SD-III3.6-3.77.71.325.1-25.72.3-2.445-47SD-IV3.8-4.08.61.423.8-24.92.4-2.545-47

当前第30页\共有100页\编于星期五\1点山东Ⅲ型日光温室剖面图当前第31页\共有100页\编于星期五\1点山东Ⅳ型日光温室剖面图当前第32页\共有100页\编于星期五\1点山东Ⅳ型(寿光型)日光温室剖面图当前第33页\共有100页\编于星期五\1点西北型—焊接桁架结构当前第34页\共有100页\编于星期五\1点西北型钢单管骨架当前第35页\共有100页\编于星期五\1点西北型双连跨日光温室当前第36页\共有100页\编于星期五\1点当前第37页\共有100页\编于星期五\1点二、日光温室的合理结构参数

日光温室由后墙、后坡、前屋面和两山墙组成，各部位的长宽、大小厚薄和用材就决定了它的采光和保温性能生产上对温室的要求温室的总体要求为采光好、保温好、成本低、易操作、高效益。合理结构的参数五度、四比、三材。当前第38页\共有100页\编于星期五\1点（一）五度角度、高度、跨度、长度厚度，主要指各个部位的大小尺寸当前第39页\共有100页\编于星期五\1点1．角度三个角度：屋面角、后屋面仰角及方位角当前第40页\共有100页\编于星期五\1点屋面角屋面角温室前屋面与水平面的平均夹角.对温室性能的影响屋面角决定了阳光入射角的大小入射角的大小决定了光线的透过率因此屋面角温室采光性能当前第41页\共有100页\编于星期五\1点入射角与透光率的关系太阳直射光入射角指直射光线照射到水平透明覆盖物与法线所形成的角。

透光率随入射角的增大而减少，入射角<40度透光率减少不明显入射角>40度透光率明显减少。>60度，反射率就迅速增加图5-1覆盖材料为3mm玻璃的太阳入射角与透光率和反射率透光率率光透当前第42页\共有100页\编于星期五\1点太阳高度角太阳高度角:太阳直射光线与地平面的夹角.太阳高度角与日射系数的关系直接影响太阳辐射太阳高度角21.530.545555881.5日射系数兆焦/米2.天5.28.013.615.716.421.8当前第43页\共有100页\编于星期五\1点太阳高度角的计算中午时刻太阳高度角计算公式H0=90°－ψ+δψ北半球某地的地理纬度δ太阳赤纬(太阳光线垂直照射在地面处的地理纬度)夏半年取正值，冬半年取负值郑州地区不同时间太阳高度角：立春38°59′、春分55°01′立冬39°06′、冬至31°57′当前第44页\共有100页\编于星期五\1点理想屋面角理想屋面角：保证太阳直射光线垂直照射在温室屋面上时的屋面角α0=ψ-δ计算郑州地区建造日光温室理想的屋面角有多大按照理想屋面角建造温室存在的问题当前第45页\共有100页\编于星期五\1点合理屋面角按照入射角与透光率的关系，当入射角<40°时，透过率降低不明显，因此保证入射角不大于40°时的屋面角α≥α0=ψ-δ-40°按照合理屋面角建造温室存在的问题当前第46页\共有100页\编于星期五\1点合理时段屋面角保证在上午10时到下午2时之间温室有一个较高的光线透过率，按照这个要求，前屋面应该所具有的角度。郑州地区冬至上午10时太阳高度角为25.52°，请计算合理时段屋面角合理时段屋面角的经验公式：一般为当地地理纬度减少6.5°左右，如我国华北地区平均屋面角度要达到25°以上。当前第47页\共有100页\编于星期五\1点后屋面仰角后屋面仰角是指后坡内侧与地平面的夹角与温室保温性有关：要求冬、春季节阳光能射到后墙，使后墙受热后贮蓄热量，以便晚间向温室内散热。要大于立冬、立春时中午的太阳高度角35~40°当前第48页\共有100页\编于星期五\1点方位角方位角系指一个温室的方向定位与温室上下午的进光量有关，与设施的保温性能有关要求温室坐北朝南、东西向排列，向东或向西偏斜的角度不应大于7°。当前第49页\共有100页\编于星期五\1点2．高度包括矢高和后墙高度。矢高是指从地面到脊顶最高处的高度由于矢高与跨度有一定的关系，在跨度确定的情况下，高度增加，屋面角度也增加，从而提高了采光效果6m跨度温室，其矢高以2.5~2.8m为宜；7m跨度的温室，其矢高以3~3.1m为宜。后墙的高度要保证作业方便，过低影响作业，过高时后坡缩短，保温效果下降。当前第50页\共有100页\编于星期五\1点3．跨度跨度：指温室后墙内侧到前屋面南底脚的距离。与温室的采光角度、空间、建筑材料的选用有关近年来根据栽培作物的不同，在日光温室的跨度上有所加大，跨度增大后，应适当增加矢高和后墙高度如8m跨度的温室，但应把矢高度提高到3.3~3.4m，后墙提高到2m。当前第51页\共有100页\编于星期五\1点4．长度长度：指温室东西山墙间的距离，以50~60m为宜。考虑栽培面积、栽培效果以及可操作性如果太短，不仅单位面积造价提高，而且东西两山墙遮阳面积与温室面积的比例增大，影响产量，最短的温室不能小于30m长。过长的温室往往温度不易控制一致，并且每天揭盖草苫占时较长，不能保证室内有较长的日照时数。另外，在连阴天过后，也不易迅速回苫，最长的温室也不宜超过100m。当前第52页\共有100页\编于星期五\1点5．厚度包括三方面的内容后墙后坡草苫的厚度厚度的大小主要决定保温性能当前第53页\共有100页\编于星期五\1点后墙的厚度对墙体的要求传统：承重、隔热现代：承重、隔热、载热墙体的厚度的确定根据当地设定的最低温度确定墙体必要的热阻值，由此值和各种材料的导热系数，即可求出墙体的厚度。Ri为某部分墙体的热阻值,λi为材料的导热系数，Di为该材料的厚度，D为墙体总厚度。当前第54页\共有100页\编于星期五\1点当前第55页\共有100页\编于星期五\1点墙体的组成墙体:单质墙体和异质复合墙体单质墙体:由单一的土、砖或石块砌成。异质复合墙体:一般内层是砖，中间有干土、炉渣等夹层，外层为砖、石或加气砖。理想墙体结构的组成内侧由吸热、蓄热能力较强的材料组成蓄热层外侧由导热、散热能力较差的材料组成保温层中间有夹层隔热的异质复合墙体。当前第56页\共有100页\编于星期五\1点不同材料的隔热效果隔热层内外侧温差当前第57页\共有100页\编于星期五\1点后墙的厚度根据地区和用材不同而有不同要求。在黄淮区土墙应达到80cm以上，东北地区应达到1.5m以上；砖结构的空心异质材料墙体厚度应达到50～80cm，才能起到吸热、贮热、防寒的作用。当前第58页\共有100页\编于星期五\1点后屋面及厚度后屋面的有无及其厚度影响温室的保温能力要发挥后屋面的效果，一是要保证后屋面的长度；二是要选用保温材料；三是要保证后屋面有一定的热阻值多层结构：由室内向室外应有防水层、承重层、保温层和防水层草坡的厚度要达到40～50cm。对预制混凝土后坡，要在内侧或外侧加25～30cm厚的保温层。当前第59页\共有100页\编于星期五\1点前屋面覆盖物及厚度前屋面是温室的主要散热面，前屋面覆盖可以阻止散热，达到保温目的材料有草苫、纸被、保温被当前第60页\共有100页\编于星期五\1点保温被保温被：三层组成，内、外层由塑料膜、无纺布和镀铝膜等一些保温、防水和防老化材料组成，中间由针刺棉、泡沫塑料、纤维棉、废羊绒等保温材料组成。特点：轻便、洁净、防水而且保温当前第61页\共有100页\编于星期五\1点草苫草苫是最传统的覆盖物，要保证一定的厚度和密度。要求：覆盖在采光面上之后，室内见不到任何亮光。厚度：要达到6～8cm，即9m长、1.1m宽的稻草苫要有35kg以上；1.5m宽的蒲草苫要达到40kg以上。特点：保温性能好，但笨重，易污染、损坏薄膜，易浸水、腐烂等。当前第62页\共有100页\编于星期五\1点（二）四比即指各部位的比例。包括前后坡比高跨比保温比遮阳比。当前第63页\共有100页\编于星期五\1点1．前后坡比前后坡比：指前坡和后坡垂直投影宽度的比例。前坡和后坡的功能：温室的后坡由于有较厚的厚度，起到贮热和保温作用；前坡面覆盖透明覆盖物，白天起着采光的作用，但夜间覆盖较薄，散失热量较多，它们的比例直接影响着采光和保温效果。当前第64页\共有100页\编于星期五\1点比例大小目前生产上主要有三种情况：短后坡式，前后坡投影比例为7：1，如瓦房店式温室长后坡式，前后坡投影比为2：1，如永年式温室没有后坡，除了后墙和山墙外，都是采光面。当前第65页\共有100页\编于星期五\1点适宜的前后坡比现建造的日光温室大多用于冬季生产，为了保温必须有后坡，而且后坡长一些能提高保温效果。后坡过长，前坡短，又影响白天的采光，且栽培面积小。从保温、采光、方便操作及扩大栽培面积等方面考虑前后坡投影比例以4.5：1左右为宜，即一个跨度为6～7m的温室，前屋面投影占5～5.5m，后屋面投影占1.2～1.5m。当前第66页\共有100页\编于星期五\1点2．高跨比高跨比：指日光温室的高度与跨度的比例二者比例的大小就决定了屋面角的大小。适宜高跨比的大小：要达到合理的屋面角，高跨比以1：2.2为宜。跨度为6m的温室，高度应达到2.6m以上；跨度为7m的温室，高度应为3m以上。当前第67页\共有100页\编于星期五\1点3．保温比保温比：指日光温室内的贮热面积与放热面积的比例。在日光温室中，虽然各围护组织都能向外散热，但由于后墙和后坡较厚，不仅向外散热，而且可以贮热，所以在此不作为散热面和贮热面来考虑温室内的贮热面为温室内的地面，散热面为前屋面，故保温比就等于土地面积与前屋面面积之比。当前第68页\共有100页\编于星期五\1点日光温室保温比（R）=日光温室内土地面积（S）/日光温室前屋面面积（W）保温比的大小决定了日光温室保温性能的大小，保温比越大，保温性能越高，所以要提高保温比，就应尽量扩大土地面积，而减少前屋面的面积但前屋面又起着采光的作用，还应该保持在一定的水平上。根据近年来日光温室开发的实践及保温原理，以保温比值等于1为宜，即土地面积与散热面积相等较为合理，也就是跨度为7m的温室，前屋面拱杆的长度以7m为宜。当前第69页\共有100页\编于星期五\1点4．遮阳比指在建造多栋温室或在高大建筑物北侧建造时，前面的物体对建造温室的遮阳影响。为了不让南面地物、地貌及前排温室对建造温室产生遮阳，应确定适当的无阴影距离当前第70页\共有100页\编于星期五\1点如在下面△ABC中，∠BAC为当地冬至正午的太阳高度角（h），直线BC为温室前面地貌的高度（a），则后排温室与前排温室屋脊垂点的距离应不小于b，b=ctg(h)×a。当前第71页\共有100页\编于星期五\1点如郑州地区冬至节的正午太阳高度角为31°57‘，温室前有一3m高的建筑物，则要建造温室与该建筑物的最小距离为ctg31°57’×3m，这样也只能保持中午前后前排不遮阳如果考虑到10～11时不能有影响，即为ctg25°×3（m）=6.43（m），则其遮阳比应增加到1：2，也就是前室高3m时，后排距该建筑物北侧的距离要达到6m以上。当前第72页\共有100页\编于星期五\1点（三）三材指建造温室所用的建筑材料、透光材料及保温材料。１．建筑材料主要视投资大小而定，投资大时可选用耐久性的钢结构、水泥结构等。投资小时可采用竹木结构。不论采用何种建材，都要考虑有一定的牢固度和保温性。当前第73页\共有100页\编于星期五\1点几种建筑用砖的技术性能

名称尺寸（mm）容重（kg/m3）导热系数（λ）（KJ/cm2·h·℃）耐水性耐久性普通黏土砖灰沙砖矿渣砖粉煤灰砖空心砖240×115×53240×115×53240×115×53240×115×53240×115×5318001900～200020001500～17001000～15002.933.142.721.67～2.601.67～2.30好较差较好较差好好较差较差较差好当前第74页\共有100页\编于星期五\1点常用温室筑墙材料的热工参考指标

材料名称容重（r）（kg/m3）导热系数（λ）（KJ/cm2·h·℃）比热（C）（KJ/kg℃）蓄热系数（S）（Z=24小时KJ/cm2·h·℃）夯实草泥或黏土墙草泥土坯墙重沙浆黏土砖砌体轻沙浆黏土砖砌体容重为2800的石砌体容重为2000的石砌体2001000160018001700268019693.351.252.512.932.7211.514.060.841.051.050.880.880.920.9238.0918.5933.0734.7432.4486.2343.53当前第75页\共有100页\编于星期五\1点2．透光材料指前屋面采用的塑料薄膜，主要有聚乙烯和聚氯乙烯两种。近年来又开发出了乙烯－醋酸乙烯共聚膜，具有较好的透光和保温性能，且质量轻，耐老化，无滴性能好。当前第76页\共有100页\编于星期五\1点3．保温材料指各种围护组织所用的保温材料，包括墙体保温、后坡保温和前屋面保温。墙体除用土墙外，在利用砖石结构时，内部应填充保温材料，如煤渣、锯末等。对于前屋面的保温，主要是采用草苫加纸被进行保温，也可进行室内覆盖。当前第77页\共有100页\编于星期五\1点不同填充材料夹心墙蓄热保温比较

处理内墙表面温度大于室温的时段墙体夜间平均放热量（ｗ/m2）室内最低气温（℃）中空15：00～4：002.96.2煤渣15：00～8：0013.87.8锯末15：00～8：007.67.6珍珠岩15：00～8：0037.98.6当前第78页\共有100页\编于星期五\1点日光温室覆盖草苫纸被的保温效果

保温条件早4点温度（℃）室内外温差（℃）加草苫增温（℃）加纸被增温（℃）室外—18.0不盖草苫纸被温室—10.5+7.5加盖草苫温室—0.5+17.510.0加盖草苫纸被温室6.3+24.56.8当前第79页\共有100页\编于星期五\1点日光温室内各种覆盖形式保温效果

覆盖形式保温效果（℃）单层膜日光温室＋4～6双层膜日光温室＋8～10内扣小拱棚＋3～5内扣小拱棚+草苫＋8～10内加保温幕＋3～5当前第80页\共有100页\编于星期五\1点日光温室的性能

光照特点日光温室的光照状况，与天气情况、温室的方位、结构、建材、棚模、管理技术等密切相关。水平分布差异：南北、东西水平垂直分布差异当前第81页\共有100页\编于星期五\1点温度特点气温日变化特征晴天，12月和1月份最低气温出现在8时半左右。揭苫后，气温略有下降，而后迅速上升11时前上升最快，在密闭不通风情况下，每小时可上升6～10℃；12时后仍有上升趋势，但已渐缓慢；13时在到高峰值。此后开始缓慢下降，15时后下降速度加快，直至16～17时。盖苫时，由于热传导、辐射暂时减少，气温略有回升，此后外界气温下降，室温则呈缓慢下降趋势，直至次日晨揭苫前降到最低值。当前第82页\共有100页\编于星期五\1点日光温室地上50cm温度日变化

当前第83页\共有100页\编于星期五\1点气温分布特点地温特性12月下旬，当室外0～20cm平均地温下降到1.4℃时，室内平均地温为13.4℃，比室外高14.8℃。1月下旬，室内10、20和50cm的地温比室外分别高13.2℃、12.7℃和10.3℃。当前第84页\共有100页\编于星期五\1点当前第85页\共有100页\编于星期五\1点当前第86页\共有100页\编于星期五\1点四、日光温室的应用主要用作北方地区蔬菜的冬春茬长季节果菜栽培;春季早熟;秋季延后栽培花卉的鲜切花、盆花、观叶植物的栽培浆果类、核果类果树的促成、避雨栽培园艺作物的育苗当前第87页\共有100页\编于星期五\1点蔬菜生产

茬次安排的原则一年一大茬生产（越冬茬）一年两茬生产（秋冬茬，冬春茬）当前第88页\共有100页\编于星期五\1点1.要依设施条件安排作物和茬次：不同参数、不同结构、不同地区的日光温室具有不同的温光效能