东北地区日光温室保温性能实验研究

本文通过对不同天气条件下我国东北地区日光温室各围护结构保温性能的实验研究,得出各结构表面温度与室内外温度关系,以及表面蓄热放热变化规律。实验结果表明:冬季夜间土壤为日光温室主要热源,提高墙体的蓄热隔热性能是改善温室热环境的重要方面。本研究为今后完善温室的优化设计提供理论依据。     

日光温室墙体保温层最佳厚度的确定

【目的】研究目前国内日光温室复合结构墙体保温层的最佳厚度,为不同保温材料在日光温室墙体中的应用以及日光温室动态热性能分析提供参考。【方法】运用Energy Plus软件建立日光温室动态热性能分析模型,对所建立的模型进行验证。基于建立的日光温室模型和提出经济分析模型,对北京和沈阳地区不同保温材料日光温室墙体保温层厚度进行优化分析。【结果】在典型气象条件下,采用挤塑聚苯乙烯(XPS)、发泡聚苯乙烯(EPS)、岩棉(RW)和玻璃棉(GW)四种保温材料,北京地区日光温室三重结构墙体中的保温层最佳厚度依次约为40、60、110和120 mm;沈阳地区该结构墙体中保温层最佳厚度依次约为50、70、120和130 mm。【结论】分析四种材料的保温性能以及使用环境条件,日光温室墙体保温材料优先使用挤塑聚苯乙烯(XPS),其次是发泡聚苯乙烯(EPS)。     

优化日光温室热环境与建构的工程技术研究进展

日光温室是中国北方地区独有的一种温室类型,对提高农民生产效益和改善人们生活水平起到了极大的作用。为了明确日光温室工程技术的发展水平和方向,本文总结了近年来在日光温室墙体结构优化、创新型日光温室类型、保温蓄热工程技术、光伏日光温室等方面的相关研究报道,并探讨了日光温室在建构和热环境工程方面的发展方向。日光温室工程发展趋势：（1）日光温室建构向轻简化、标准化方向发展;（2）日光温室设施与装备向高效与节能化发展;（3）日光温室环境调控和管理向精准化和智慧化方向发展。研究可为日光温室优化热环境工程技术的发展提供参考。     

不同复合墙体结构对日光温室土壤热特性的影响

[目的]土壤是高热容介质,其温度与热通量变化可在一定程度上反映不同墙体结构日光温室的蓄热保温性能差异。为探明不同复合墙体结构对日光温室土壤热特性的影响。[方法]本试验以砖土复合墙体结构(双24cm厚砖墙内夹50cm厚黄土)、砖煤复合墙体结构(双24cm厚砖墙内夹50cm厚煤渣)、砖苯复合墙体结构(37cm厚砖墙外贴10cm厚苯板)日光温室为研究对象,通过分析冬季温室内夜温、典型天气下10cm深度处土温、同一温室不同土壤深度间的温度变化规律、同一深度不同温室间的温度变化规律、土壤温度与土壤热通量日变化规律等,初步评价了不同墙体结构日光温室的土壤热特性差异。[结果]砖土温室的土壤热稳定性和蓄热保温性能最好,而砖苯温室的隔热效果最好、白天接受太阳辐射后土壤升温最快。[结论]综合考虑,砖土复合墙体结构日光温室的土壤热特性较优,有利于作物维持较高的根系活力,在晋中地区的推广应用前景较好。     

锯缘青蟹(Scylla serrata)越冬日光温室的热环境模拟研究

提高浅海滩涂开发的科技含量是当前海洋开发中的重要课题之一.日光温室被称为"具有中国特色的设施园艺",由于其具有良好的保温、节能效果,被广泛应用于北方地区的蔬菜和花卉生产.已有多位学者对其作过光、热环境及建筑结构等的试验和理论研究,并进行了优化,将它用于水产品的越冬养殖是日光温室发展中的又一新领域.影响日光温室热环境的主要因素有:太阳辐射、风速、气温、相对湿度等.附带水池的日光温室中的水有较强的蓄热能力,其热环境有别于种植温室;另一方面日光温室具有保温性,其内的水池又有别于天然水池.根据有关试验的结果,并借鉴前人关于种植温室和天然水池的结论,本文建立了用于锯缘青蟹越冬的日光温室的热环境数学模型.经试验验证,该模型的计算值与实测值吻合较好,对水产品的越冬管理具有重要意义.     

日光温室光环境模拟系统设计与实现

【目的】日光温室光环境是评价温室结构优劣的重要指标之一,分析和评价不同温室结构的光环境,进行日光温室光环境厝拟系统的设计与开发。【方法】开发Windows平台下的日光温室三维光环境模拟系统。通过用户交互设计的方式设计或重建温室的三维结构,结合温室外部光环境与温室内部结构的光学属性参数,从直射光、散射光和多次反射散射光分布角度对温室光环境进行动态模拟。【结果】通过简单调整结构参数即可设计出不同温室三维结构并用于室内光分布计算,且所模拟的温室光环境与实际光环境基本一致。【结论】系统具有参数意义明确、交互操作便捷等特点,为日光温室光环境分析与温室结构优化等研究提供了实用的软件工具。     

烟台市日光温室围护结构构造优化分析

对烟台常见日光温室的模型参数进行设计,通过日光温室热环境分析软件对不同后墙与后屋面构造的日光温室模型进行模拟优化。结果表明,在烟台市地域气候条件下,日光温室后墙采用370 mm水泥砖砌块+70 mm聚苯板+120 mm加气混凝土砌块、后屋面采用薄膜+100 mm挤塑板+30 mm厚水泥砂浆抹面保护层时,日光温室室内热环境性能较好。     

砖墙日光温室结构传热特征的监测研究

砖墙日光温室是重要的温室类型,但建设成本高、越冬性能不佳。为明确砖墙日光温室结构蓄放热特点,为日光温室标准化设计提供指导,本研究监测分析了砖墙日光温室热环境及结构的蓄放热特征。通过不同时段的监测分析得到以下几个结果：(1)砖墙日光温室0~20cm深度的土壤为蓄热层；0~25cm的墙体为蓄热层；(2)栽培面和墙体在白天蓄热,在夜间室内气温降低后,逐渐向室内散热,但小于通过前后屋面散失的热量,测试期间散热比放热高0.64MJ.m^-1；(3)日光温室外表面一直处于散热状态。在不考虑其他散热损失的条件下,前屋面、后屋面、后墙、侧墙在夜间(18:00~次日8:00)的散热分别占总散热量的76.1%、10.7%、11.5%、1.7%。通过以上结果分析,改善日光温室热环境应采用综合的工程方法,以控制整体建设成本,即实现合理的蓄热保温。本研究对促进日光温室标准化的实现有重要指导作用,进而可以促进设施建设的向现代化、标准化方向发展。     

中国日光温室结构优化研究现状及发展趋势

日光温室是中国设施农业的重要组成部分。日光温室的结构设计不仅影响内部环境因子和生产效益,而且对温室建造、生产成本及其结构稳定性和耐用性有直接影响。综述了地域和气候约束条件下日光温室主要结构优化设计的研究现状,如跨度、脊高、采光屋面角、采光屋面形状、墙体结构和后屋面结构等,为不同地区日光温室建造提供参考信息。同时,探讨了其计算机辅助结构分析研究状况,并分析了今后的发展趋势和待研究的问题。     

高原非耕地地区日光温室热环境的研究

为研究高原非耕地地区日光温室热环境的变化规律,对2014年12月至2015年3月内蒙古阿拉善盟典型日光温室的室外温度、室内温度、地表下10cm的土层温度、前屋面及后屋面的热流量变化情况进行测定,分析不同天气条件下,日光温室气温、地温、热量情况。结果表明:该地区典型温室日均温度为5~30℃,室内晴天最低温度为2~6℃,阴天2~8℃,室内最高温度20~30℃,室内外温差15~25℃,室内地温为7~13℃,变化较室外晚1.5h;热传递方面,晴天热流量峰值出现在14:00,阴天出现在盖帘后的2~3h。确定晴天14:00及阴天13:00为温室合理灌溉及通风换气的时间,不仅为进一步探究高原非耕地地区日光温室热环境特性提供了依据,还为温室不同时间不同类型作物的管理方式、温室结构的改良提供了思路。     

CFD在温室室内环境研究中的应用

介绍了计算流体力学(CFD)仿真技术的基本理论和应用方法,认为CFD仿真主要包括前处理、求解和后处理3个步骤,且目前大多研究者采用将CFD数值模拟结果与测试数据进行对比的方法,验证应用所建CFD模型进行数值模拟的可行性。重点分析了CFD在国内外温室(冬季温室、夏季温室和日光温室)热环境研究中及温室流场(温室自然通风流场、有防护网温室流场和温室机械通风流场)中的应用现状。在此基础上,提出了今后利用CFD研究温室室内环境的方向:开展多种类型温室的研究,确定合适的边界条件,并对模拟结果的准确性进行评价;对我国不同地区、不同气候条件下的温室热环境开展CFD数值分析,使研究更系统、更完善;引入不同作物CFD模型,研究作物对温室小气候环境的影响,以实现更贴近实际精度的数值模拟。     

NJ—6型株栋塑料温室冬季光温环境的试验研究

目前我国的大型连栋温室普遍存在着冬季保温透光性能差、能源消耗高等问题。中国农业大学设施农业工程技术研究中心在吸取具有中国特色的节能型日光温室高透光率和高采光蓄热性能等优点的基础上，研究设计并在山东烟台地区建造了高效节能型连栋塑料温室－NJ－6型连栋塑料温室。对该温室冬季光温环境进行的实地试验测试与分析研究结果表明；该温室具有良好的透光保温性能，冬至日前后温室综合透光率仍接近60％；在夜间不加温情况下，室内外温差达10－14℃，节能效果显著。适合北方大部分地区推广应用。     

温室黄瓜发育期模拟模型的检验

针对作物生育期研究主要有3种方法:有效积温法、生理发育时间法和正弦指数函数法。试验选取不同温室不同茬口黄瓜的发育期数据和温室环境数据对3种发育期模拟模型方法进行验证。温室黄瓜发育期的预测结果表明,正弦指数函数法预测准确而稳定,回归估计标准误差(RMSE)在0.8~2.4d之间,以每日平均气温和每小时平均气温为输入值的生理发育时间法RMSE值分别在0.8~6.1和0.8~7.0d,有效积温法1.3~6.2d。基于以上验证结果,3种模拟预测发育期方法中,正弦指数函数法表现出较好的预测性和较强的机理性,适用于作物发育期的预测。     

日光温室光环境模拟系统的应用研究

日光温室光环境模拟系统实现了将复杂的、工作量巨大的模拟计算方法,转化为方便使用的辅助设计工具.日光温室光环境模拟系统能够生成日光温室建筑设计示意图,可以进行屋面形状参数计算与分析评价,能够进行指定时刻室内光辐射分析,为日光温室的参数优化和合理建造提供科学依据.     

Venlo型温室室内环境数值模拟研究进展

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）在温室室内环境研究领域的运用越来越普遍。近年来,国内外研究者对Venlo型温室的数值模拟研究做了很全面的工作。总结了前人在网格划分、模型维度及求解模型选取方面的经验,重点阐述了国内外学者对Venlo型温室室内环境数值模拟研究的成果及现状．并讨论了未来温室室内环境CFD模拟研究的方向。     

虚拟温室的漫游及可控组件动画的实现

借助于虚拟温室可控组件的动画及其围护结构的漫游,可再现真实温室微气候环境的特点和规律。首次在VC 6．0MFC下,运用3DS max,OpenGL和全景技术绘制了温室的围护结构,实现了温室中可控组件的动画显示,同时设置了温室围护结构的漫游。实际应用结果表明,模拟得到的虚拟温室微气候环境与实际温室比较吻合。模拟效果好。     

基于无线传感器网络的温室环境监测系统

【目的】提出一种基于无线传感器网络的温室环境监测系统低功耗协议,使利用无线传感器网络来进行温室环境监测更节能。【方法】以温室环境监测系统为背景,提出一种改进后的低功耗LEACH协议,并利用NS2仿真软件对改进后的协议进行仿真验证及分析。【结果】改进后的协议能够通过简化簇头选择的过程和加入数据融合模型来节约能量,减缓节点死亡的速度,延长网络的生命周期。【结论】改进后的协议（New DA）比LEACH协议更适合在温室监测系统中使用。     

亚热带地区夏季温室温度调节措施效果比较

【目的】建立亚热带温室热环境调节试验平台,以解决亚热带地区夏季温室内高温不利于作物生长的问题。【方法】研究开窗、外搭遮阳网、屋顶喷淋、开启湿帘风机和室内喷雾等5种单项调节措施及外搭遮阳网分别与开窗、开启湿帘风机和屋顶喷淋相结合3种组合措施对温室温度的影响,探讨亚热带地区夏季温室不同降温措施的温度调节特性。【结果】采取8种降温措施后,温室内外温差由小到大依次为：外搭遮阳网与开启湿帘风机组合、开启湿帘风机、外搭遮阳网与开窗组合、外搭遮阳网与屋顶喷淋组合、室内喷雾、开窗、屋顶喷淋、外搭遮阳网。其中,采用外搭遮阳网与开启湿帘风机组合及单独湿帘风机2种调节措施,温室内温度可低于室外温度;采取室内喷雾措施降温速度最快;采取屋顶喷淋和外搭遮阳网2种措施降温效果较差,但可降低薄膜内壁温度。【结论】根据各降温措施的降温特点及效果,亚热带地区夏季温室应依据实际生产情况灵活选择适宜的降温方式。