日光温室结构优化的研究进展与发展方向

日光温室的结构直接影响着温室的生产环境和建造成本。日光温室结构优化就是要在保障合理采光、保温和经济用材的条件下,选择确定合理的温室跨度、脊高、采光屋面角、采光屋面形状、后屋面的结构和墙体结构等建筑结构参数。本文在综述我国日光温室结构优化研究的基础上,重点讨论了当前日光温室结构优化存在的主要问题,并提出了今后日光温室结构优化重点研究的方向和内容。     

宁南山区经济节能型日光温室优化选型研究

[目的]研究不同后屋面类型对日光温室温度和光照强度变化的影响,为日光温室结构选型提供理论依据.[方法]以后屋面为2和1 m和无后屋面三种不同结构类型的日光温室为研究对象,对宁夏南部山区温室建造成本和冬季寒冷时期的温度、光照变化进行比较.[结果]日光温室建造成本,温室1＞温室2＞温室3.保温性能,温室2＞温室3＞温室1.采光量,温室3＞温室2＞温室1.[结论]从温室建造成本、保温、采光来看温室3更经济节能.根据温室建造费用及温度、光照试验对比分析,温室3是更适合宁夏南部山区气候特点及经济发展水平的日光温室类型,适宜在该地区建造,该种类型温室在后期园区扩建及辐射推广中能够大幅降低建造成本.     

淮北地区新型材料日光温室设计及使用技术

日光温室结构优化要在保障合理采光、保温和经济用材的条件下,选择确定合理的温室跨度、脊高、采光屋面角、采光屋面形状、后屋面的结构和墙体结构等建筑结构参数.本文重点介绍了淮北地区日光温室结构优化和新型建筑材料的技术要求.     

优化日光温室结构性能的途径和措施（下）

优化日光温室结构性能的途径和措施（下）全国农业技术推广服务中心张真和，李健伟二、积极示范推广第二代节能日光温室１．应用合理采光时段原理设计节能日光温室的采光屋面角按照合理采光屋面角原理设计建造的节能日光温室，在冬春基本无持续阴雨（雪、雾）天气、日照百...     

高寒地区大型日光温室的采光设计

以建造的大跨度的大型拱形日光温室为研究对象，研究讨论了日光温室的光照、覆盖材料、屋面角、屋面形状、温室方位等因素对日光温室采光的影响。结果表明，采用PC板、圆弧形主骨架、合理屋面的大型日光温室非常适合东北地区使用。     

后屋面水平投影长度对日光温室性能的研究

为了研究后屋面水平投影长度对节能型日光温室性能的影响,以北方高纬度日光温室为研究对象,分析了哈尔滨日光温室合理的前屋面角。在确保日光温室采光性能的基础上,应用ANSYS有限元软件对温室结构进行了三维分析,讨论了后屋面水平投影长度对日光温室结构安全性能的影响。结果表明,对于北方高纬度地区常用的脊跨比为1：2的日光温室,当后屋面水平投影长与脊高之比为24％～25％时,日光温室结构比较合理。前屋面角大于哈尔滨最小前屋面角29．2°,有利于日光温室的采光和积雪的滑落,钢结构承栽能力比较好,是适合课题组即将建设的北方高纬度地区的日光温室结构。     

“西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报(2) 非耕地日光温室的建筑设计

<正>建筑设计是日光温室设计建造过程的第一步,是日光温室性能发挥好坏的关键环节。包括跨度、脊高、前屋面角度、后屋面水平投影等建筑参数取值的合适与否,直接影响日光温室的采光和保温。西北地区由于光照资源丰富、昼夜温差大、冬季室外气温低等气候特性,合理的建筑设计是保证西北非耕地区域日光温室光热性能满足生产要求的首要步骤。"西北非耕地温室结构与建造技术"项目组,根据修正后的合理采光时段理论[1]和自主开发的日光温室桁架结构优化设     

寒冷干旱地区日光温室结构的优化设计

应用ANSYS有限元软件对寒冷干旱的呼和浩特地区常用的节能型日光温室结构进行了三维分析,研究了日光温室在作物载荷与雪载,南风载荷和北风载荷三种不利载荷组合情况下的受力,然后对日光温室的前、后屋面角、弦杆弧度和结构杆件的截面尺寸进行了优化设计.优化后的温室结构与优化前相比可节省用钢量约1.43kg/m2;温室的全部结构杆件均采用标准钢材确定,利于采购和日光温室的建造;前、后屋面角经优化后对温室内部采光也较有利.     

日光温室采光与下挖深度优化设计

采光优化设计是节能日光温室结构优化设计的关键和改进温室环境性能最经济有效的方式。本试验以寿光市10m跨度的下挖式节能日光温室为例,对我国北方地区下挖式节能日光温室合理采光时段屋面角进行了理论计算与分析,并利用计算线阴影的原理,通过计算不同时刻下挖壁面在室内形成的阴影区域,提出了我国北方地区下挖式节能日光温室适宜的下挖深度,为目前下挖式节能日光温室的设计建造提供理论依据和技术参数。     

复合异质墙体日光温室建设技术要求

针对江苏省徐淮地区日光温室存在的问题,提出复合异质墙体日光温室建设要求:内侧由吸热蓄热能力较强的砖墙组成蓄热层,外侧由塑料泡沫板或水泥泡沫板组成保温层,温室结构要在保障合理采光、保温和经济用材的条件下,选择确定合理的温室跨度、脊高、采光屋面角、采光屋面形状、后屋面的结构和墙体结构等建筑结构参数。重点介绍了淮北地区日光温室结构优化和复合异质墙体建筑材料的技术要求。     

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。     

高寒区现代日光温室结构设计与建造

针对高纬度、严寒地区(太原以北地区)日光温室蔬菜生产效益不高的问题,研究制定出适合高寒地区现代日光温室结构设计与建造规程。日光温室骨架采用"几"字型钢增加温室的安全性;墙体用加气混凝土砌块提高温室的蓄热性;前屋面用双膜覆盖提高温室的保温性。     

低能耗日光温室建筑空间形态特征参数的取值原则

【目的】建造低能耗日光温室,提高日光温室冬季反季节蔬菜作物生产太阳能被动利用率、降低温室供热需求。【方法】基于建筑热工设计理论和建筑能耗模拟,研究日光温室建筑空间形态特征参数对温室光热环境营造的影响规律,并结合日光温室建筑构造特点,以及反季节蔬菜作物生产过程的光热环境需求特点,给出低能耗日光温室建筑空间形态特征参数的设计条件。【结果】同一地区日光温室高跨比不受跨度变化的影响,只与当地室外空气温度以及太阳辐射强度的变化相关;大暑日至翌年小满日期间,后屋面水平投影长度不应影响日光温室后排蔬菜作物接收太阳光照;确保冬至日至大寒日期间北墙可接收太阳光照射,对冬季反季节蔬菜作物生产期及日光温室高效利用太阳能具有重要的影响。【结论】基于该取值原则优化设计的温室,较北京地区现行常见温室需要提供的累积补充供热量减少15.7%,节能效果明显,为低能耗日光温室优化设计提供重要设计依据和方法参考。     

日光温室优化设计原理及标准建立研究

通过对北纬34°~43°地区冬至前后日光温室方位角、温室采光角、温室采光面形状及太阳视运动轨迹的分析研究,指出了目前日光温室方位角、温室采光角、温室采光面形状及温室结构等方面存在的问题,提出了日光温室方位角、温室采光角、温室采光面形状及温室结构等的优化设计原理及依据,并以此建立起可用数学表达式描述的统一、实用的日光温室设计标准。     

菌菜阴阳复合棚冬季高效栽培模式研究

菌菜阴阳复合棚又称菌菜双面一体化高效温室,是根据蔬菜和食用菌对温度、湿度、光照等环境条件的要求差异和代谢能量的互补性并通过环控措施增强其互补而设计建造的。根据季节安排品种,实现周年高效生产。冬季试验结果表明:阳面种植喜温喜光的蔬菜作物、阴面种植喜弱光低温的食用菌,通过中间墙换气窗强制对流,阴棚内温度可提高6~8℃,相对湿度提高41.7%~46.2%,CO2浓度降低45.3%,且有效补给阳棚蔬菜作物。复合棚建筑成本降低30%,土地利用率达80%以上,比单面日光温室提高25%。     

HMG-2型寒地日光温室结构模型及参数优化

 在我国北方存在的大量日光温室在结构形式、生产规模、使用效能方面与用户要求日益不相称,经过对现有日光温室结构分析,提出一种适合在从哈尔滨到漠河地区设计施工的HMG-2型寒地日光温室结构,通过建立HMG-2型寒地日光温室结构模型和受力模型,以软件形式核算优化温室相应结构参数。大量工程实践证明,经参数优化的HMG-2型寒地日光温室结构在屋面采光及骨架强度方面均满足要求。该日光温室结构具有实用性、经济性和创新性,对寒地日光温室施工具有现实指导意义,适合在高寒地区推广。     

生产观光两用日光温室结构及建造的研究

为设计及建造生产与观光两用的日光温室,介绍了生产观光两用日光节能温室的结构和特点。根据青海省气候特点,按照油桃生产需要,提出了温室墙体厚度、后屋面和观光区等结构设计参数,对温室建造施工技术及效果进行了阐述,以期为两用目光温室的开发与利用提供参考。     

日光温室主要环境参数对番茄本体长势的影响

针对日光温室环境调控缺乏理论支撑,环境信息监测利用难,作物长势难量化的问题,以北京市春夏季日光温室番茄为试验材料,采用农业物联网设备实时监测温室主要环境参数(空气温度、空气相对湿度、CO_2浓度、光照强度、土壤温度和土壤水分)和番茄本体长势参数(番茄茎直径微变化、果实直径微变化和叶面温度),借助Matlab 2014a平台建立模型,对温室中主要环境参数对番茄本体长势的影响进行研究。结果表明:1)建立的幼苗期各环境参数对番茄茎直径微变化的影响回归模型和结果期各环境参数对茎直径微变化、果实直径微变化、叶面温度的影响回归模型可以反映出不同环境参数对番茄茎直径微变化、果实直径微变化和叶面温度的影响程度;2)建立的番茄果实直径预测模型,训练集相关系数达到0.92,测试集相关系数达到0.88,满足预测需求;3)试验分析得到的幼苗期和结果期各主要环境参数的合理控制范围符合番茄实际生长环境要求。该研究可为春夏季日光温室番茄的生产环境调控提供参考,也为环境数据监测与环境调控机构的智能化关联提供了一种解决方案。     

基于建筑热工原理的日光温室最佳朝向仿真计算

【目的】研究日光温室建造朝向直接影响日光温室截获太阳辐射的能力。【方法】以新疆乌鲁木齐地区为例,以日光温室前坡屋面截获太阳进光量最大为评价指标,结合太阳辐射随时间、日光温室所在地理位置动态变化规律,运用Energy Plus能耗模拟软件,研究该地区日光温室建造最佳朝向。【结果】乌鲁木齐地区冬季作物种植最不利生长期（11月1日至翌年2月28日）,日光温室最佳朝向为南偏西10°。【结论】提出了日光温室建造最佳朝向仿真计算的方法,并通过实测及模拟的方法进行验证,为我国日光温室科学建造提供理论参考依据。     

日光温室智能控制系统的构建

针对我国北方日光温室智能控制水平低的问题,围绕控制系统的硬件设计、下位机程序、上位机程序、手机APP四方面阐述日光温室智能控制系统构建过程。该控制系统在德州陵县西葫芦主产区日光温室大棚已经得到应用,系统的使用节省了劳动力,提高了劳动效率,实现了农民的增产、增收。