烟台市日光温室后屋面参数优化设计

后屋面结构和性能对于日光温室的性能有非常大的影响。为设计出适宜烟台市日光温室栽培的最优化后屋面结构,通过调研常规生产所采用日光温室及其后屋面结构,借助中国农业大学开发的日光温室光环境模拟软件,以后屋面倾角、水平投影宽度和后屋面构造为自变量,模拟研究不同后屋面参数对日光温室内部温度的影响。模拟推算可知,日光温室跨度9 m的情况下,后屋面最优化参数为倾角38°,水平投影宽度1.3 m,复合构造材料宜采用挤塑板替代聚苯板。     

双屋面日光温室春季环境因子变化规律

为明确双屋面日光温室与普通日光温室的环境因子在春季的变化和差异,采用农业物联网终端控制器对气温、土温、相对湿度、光照强度、CO_2浓度等进行了监测。结果表明,不同日期内南屋面日光温室、北屋面日光温室、普通日光温室的日平均气温、10 cm日平均土温差异不明显;3种类型日光温室的日平均相对湿度、光照强度、CO_2浓度等环境因子有所差异,北屋面日光温室日平均空气相对湿度为65.48%,南屋面日光温室为55.35%,普通日光温室为53.66%;北屋面日光温室日平均光照强度最高,为56 103.13 lx,其次为普通日光温室53 845.31 lx,南屋面日光温室为53 204.69 lx;北屋面日光温室日平均CO_2浓度最高,为802.40 mg/kg,南屋面日光温室为482.35 mg/kg,普通日光温室为467.1 mg/kg。1 d内双屋面日光温室的气温、土壤温度较普通日光温室稳定;相对湿度差异不明显,其中北屋面日光温室在07:00前相对湿度较大;光照强度差异不明显,其中南屋面日光温室在17:00—20:00较低;CO_2浓度相对较稳定,其中北屋面日光温室明显高于南屋面日光温室、普通日光温室。     

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。     

日光温室的采光设计

日光温室的采光设计北京农业大学园艺系刘卓陶，马国成本文计算出在正常的生产管理情况下、作物整个生育期内、日光温室采光屋面所能接受的辐射总量。在此基础上，对采光设计的若干问题进行分析。影响日光温室透明屋面采光的因素文中把日光温室的采光屋面理解为一任意坡面...     

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。     

弓形日光温室与琴弦式日光温室热环境CFD研究

为了进一步了解屋面形式对日光温室热环境的影响,以黑龙江地区作为设计原始参数,利用Ansys系列软件,采用数值计算的研究方法,将弓形与琴弦式日光温室的热工性能参数进行比较。结果表明:在相同的计算参数下,弓形日光温室的采光、室内温度、土壤温度、墙体温度、辐射热通量均高于琴弦式日光温室,弓形屋面比琴弦式屋面更节能。     

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。     

4种曲线形日光温室前屋面采光性能及其拱架力学性能的比较

【目的】研究不同曲线形日光温室前屋面的采光及其拱架力学性能,为日光温室的设计提供参考。【方法】利用日光温室采光模型,模拟三次样条函数、圆弧、椭圆、抛物线4种曲线形日光温室前屋面的进光量,采用有限元方法计算3种荷载组合下各曲线形拱架的截面应力。【结果】三次样条函数、圆弧、椭圆、抛物线形前屋面的进光量分别为40467,39451,39306和35845kJ。在荷载组合1作用下,椭圆形拱架的截面应力最大,为3514MPa;抛物线形拱架次之,为3466MPa;三次样条函数形拱架为2906MPa;圆弧形拱架最小,为1479MPa。【结论】综合前屋面进光量和拱架力学性能指标,4种曲线形日光温室前屋面中,以三次样条函数形日光温室前屋面更具实用性。     

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...     

几种常用屋面形状和倾角的日光温室光照环境比较

[目的]屋面形状和倾角是影响日光温室透光特性的重要因素,研究系统分析不同屋面形状和不同屋面倾角下的室内光照状况.[方法]利用日光温室光环境模拟评价与屋面形状辅助设计系统,对目前实际工程中采用较多的双圆组合、直线与圆弧组合日光温室屋面形状以及常用屋面倾角所形成的室内光环境进行模拟和分析.[结果]在设定的模拟室外气象和屋面基本要求条件下,不同屋面形状的日光温室内光环境指标差异不大,总平均透过率最大相差1.4;;但屋面倾角对进光量有显著影响,随着屋面倾角的增大,透光量也随着增加,且增加的部分主要集中在墙面上.[结论]在满足基本条件下的屋面形状对日光温室光照环境特征影响较小,双圆、直线加圆弧是便于制作、且采光性能也满足要求的两种屋面;屋面倾角对日光温室透进室内的太阳辐射量有显著影响,24°～32°,每增加2°,单位温室长度各表面累计光辐射能量之和平均增加4.6;,其中墙面上平均增加10.9;,提高屋面倾角有助于提高室内温度环境.     

我国北方日光温室前屋面采光曲线最优化设计

当日光温室其他结构参数相同时,调整前屋面形状便可获得不同量的太阳辐射。为使设计的日光温室获得尽可能多的太阳辐射能,以晋中地区为例,结合太阳光照射特征和地理特征,设计了3种采光得到改进的曲线:节点控制样条骨架曲线、1/5幂函数骨架曲线和1/7幂函数骨架曲线。选择国内主流温室骨架作对照,用MATLAB编程计算上述4种骨架曲线的温室在冬至日的有效日总辐射能,并比较分析了它们的采光特性。结果表明,设计的3个骨架曲线的采光性能均优于对照温室骨架曲线,其中1/7幂函数骨架曲线的有效日总辐射能最大,较对照温室骨架曲线高8.5%。本研究方法以地理纬度、温室面积、前屋面倾角等变量计算有效日总辐射能,同样适合于不同地区不同形状的日光温室,为温室骨架设计提供了一种以改进采光为目标的有效方法,可为日光温室骨架开发设计提供参考。     

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。     

日光温室内各表面太阳辐射照度的模拟计算

建立了温室内各表面太阳辐照度计算模型,并对沈阳地区跨度为12 m的日光温室进行模拟,分析了温室建筑参数改变对温室内各表面太阳辐射照度的影响。结果表明:冬季最冷月(2003 12至2004 02)温室内后坡单位面积太阳辐射照度分别为土壤表面及后墙面的1.45和1.49倍;温室地面太阳辐射照度模拟结果与实际测试结果差值不超过5%。改变温室跨度和高度分别对地面及北墙面太阳辐射照度有较大影响,且呈线性关系;改变温室后坡仰角对温室内各表面太阳辐射照度的影响不显著。     

日光温室前屋面角的设计研究

在研究塑料薄膜透光特性的基础上,立足于太阳辐射、天体地球领域,分析了我国不同纬带(北纬30°~50°)主要使用期(10月1日~4月1日)日光温室的前屋面角度的适宜性,给出了主要纬带、不同使用期日光温室前屋面角度的决策意见。     

单坡面塑料日光温室优化结构模拟设计——日光温室采光优化初探

本研究对单坡面塑料日光温室结构进行了计算机模拟优化设计,并与生产上应用面积大的“琴弦式”日光温室进行采光性能比较。结果证明：优化结构日光温室在“冬至”节日,地面日辐射总量比对照日光温室提高１４．０％,光透过率提高８．６９％,光质成分及光分布也有改善。     

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。     

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。     

南方日光温室的结构、环境特点及应用效果

南方日光温室是一种冬季保温效果优良的设施类型,其长度50 m,跨度8 m,南面肩高1.7 m,北面顶高3.85 m。东、西、北三面由支柱、聚氨基泡沫板、多功能薄膜为主要材料构成可以拆卸的保温墙,南面由钢管弯曲而成的屋架、支柱及覆盖在屋架上的多功能薄膜、保温被和卷帘机组成。为了加强通风降温性能,在南、北屋面和北保温墙上都设计安装了通风窗。南方日光温室光照强度、温度的日变化呈现出早晨和傍晚较低、中午高的趋势,湿度则呈相反的趋势。与普通大棚相比,南方日光温室的总进光量较大。由于南方日光温室夜间有外保温被覆盖,与露地温差可达4.7～12.7℃,可使室内气温维持在5℃以上。南方日光温室的气温晴天上升较快,中午可达到40℃以上,需开窗通风降温。由于南方日光温室密封性较好、温度高、相对湿度高,需适当通风降湿。番茄种植的结果表明,南方日光温室可明显改善一月、二月和三月份番茄生长的环境条件,生长期和采收期可延长一个月,产量增加20%～50%。     

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。