倾转屋面日光温室的采光及蓄热性能试验

为了实现了日光温室对太阳能的高效利用,该文提出了一种适用于高性能采光的倾转屋面日光温室。该文对倾转屋面日光温室的室内光照进行理论分析,试验测试了该日光温室的室内光照与蓄热性能,并与传统8和9 m跨的固定采光面温室分别进行了对比分析。试验结构表明,与普通固定采光面日光温室相比,倾转屋面日光温室的采光性能和温度指标有了明显提高。在晴天和多云采光天气条件下,倾转屋面日光温室室内的辐照度较普通8和9 m跨固定采光面日光温室均有较大幅度的增加,整体采光率分别提高41.75%和25.05%,对应的室内的辐照度增加平均值为69.54和38.99 W/m2。倾转屋面日光温室室内的温度有较大幅度的提高,表现为整体温度水平提高,倾转屋面日光温室较普通8m跨固定采光面日光温室,保温时段平均温度整体提高了3.1℃。该研究结果为温室建筑结构的改良和结构优化设计提供了参考。     

日光温室的结构优化

根据力学原理，推出了有柱式和无柱式日光温室受力骨架内力的计算公式；根据日光温室的受力特点，提出了日光温室荷载的取值方法和组合原理；根据优化设计原理，提出了日光温室优化设计的设计框图。     

有立柱钢管骨架日光温室的结构优化

采用黄金分割法,建立了有柱式钢管骨架日光温室前屋面骨架的内力分析优化模型。通过对7类常用曲线的分析,提出抛物线型是日光温室最理想的受力曲面。     

日光温室主动采光机理与透光率优化试验

中国的日光温室实现了高效的太阳能利用,温室采光面的采光设计是其结构设计中的一个极其重要的方面。但是,在实践的设计中,对于自然光入射角小于40°的光照透过率未进行深入的理论研究,使得温室采光的设计长期停滞于经验设计为主的状态。该文采用光学理论计算和试验研究的方法,详细分析了温室采光面在小幅调整条件下自然光的透过率,以及温室采光面角度调整与室内光照强度透过率的增加之间的定量关系。从经典光学理论出发,推导了温室采光设计的计算系统计算方法,并结合理论要求并进行试验研究。通过理论推导和试验得到,对于可以主动改变采光角度的主动采光温室条件下,在太阳光入射角达到20°,30°和40°时,太阳光的强度透过率,分别达到了85.68%,76.47%,64.72%。特别是当入射角大于40°时,直射光强度透射率下降更加明显,在入射角为50°和60°时,直射光强度透射率分别为53.38%和39.67%。理论分析和试验研究表明,将温室采光面的倾角从25°提高到35°,理论计算与试验结果均表明通过小幅改变温室采光面的角度即可达到大幅提高温室强度透过率,当温室采用了可以改变采光角度的主动采光屋面后,温室内的光照强度透过率可以提高20.7%~22.8%。     

日光温室前屋面优化及结构分析

当温室的其他结构参数相同时,调整前屋面的形状,便可获得不同量的太阳辐射。对于日光温室这种主要依赖太阳辐射的温室,确定出最佳的温室前屋面形状以获得更多的太阳辐射显得尤为重要。确定温室最佳前屋面形状,即需确定出温室横剖面前屋面不同点的位置,也即不同地面点...     

考虑薄膜积灰的日光温室前屋面采光效率模型构建及应用

为确定自然环境下日光温室前屋面的采光效率,通过实测数据获得杨凌地区冬季长时间无雨状态下棚膜表面的灰尘积累分布情况以及不同太阳入射角及积灰程度下的棚膜透光率,构建了积灰分布模型及棚膜透光率衰减模型,在此基础上结合太阳入射角计算模型,采用MATLAB作为开发工具编写日光温室前屋面透光率的计算程序.通过输入温室地理坐标、日期...     

新疆节能日光温室结构优化初探

文章通过研究新疆节能日光温室、即长后坡日光温室的太阳直射光在温室内的分布，给出确定节能日光温室优化设计的计算流程。     

基于HSIC的日光温室温度传感器优化配置策略

在经济成本和管理便捷性约束下,为有效监测日光温室内非均匀分布的温度信息,需要对数量有限的传感器进行优化配置,从而降低配置冗余,并增强温度信息丰度。该研究以山东地区冬季日光温室为研究对象,开展了基于希尔伯特-施密特独立性准则（Hilbert-Schmidt Independence Criterion,HSIC）的传感器配置策略设计及验证工作。首先,在温室内均匀布置了22个温度传感器,采集了冬季寒冷时期28 d共7 880×22组数据,明确了温室温度场空间分布的不均匀性及多传感器配置的基本原则和方法。然后,利用HSIC准则分析了传感器之间的相对独立性,依据信息最大化原则提出了传感器配置优先级排序算法,并根据信息增益率及配置冗余度约束提出了传感器数量选择依据,从而建立了日光温室传感器优化配置策略。最后,策略验证结果表明：相比于22个传感器的温度数据,南北垂直方向上选择S6、S9、S3传感器时,平均温度的RMSE、MAPE和信息增益率分别为0.24 ℃、1.21%、6.70%;东西水平方向上选择H6、H5、H2传感器时,平均温度的RMSE、MAPE和信息增益率分别为0.33 ℃、0.70%、9.47%。上述2组传感器能够有效兼顾准确获取温度整体趋势信息和增强温度信息丰度的双重目标,试验结果证实了配置策略的有效性和可行性。所提的传感器优化配置策略可以为日光温室环境监测与调控提供理论参考和数据支持。     

分频北墙结构对日光温室内光热环境的影响

日光温室为中国特有的一种栽培设施结构,非对称的结构形式造成温室内南北光环境分布不均匀,一般墙体结构冬季夜间保温不能满足多数作物的生长需求。为构建具有保温蓄热能力、反射补光能力的多功能墙体结构,该研究设计了一种直接吸收太阳能的红外分频补光板（infrared frequency divided and supplementary light panel,IFDSLP）,可对室内光热环境进行调节。合成了基于氧化锡锑（antimony tin oxide,ATO）-三氧化钨（ tungsten trioxide,WO₃）的水基纳米流体,将该纳米流体补充进IFDSLP内腔,作为传热分光工质。当IFDSLP集热面积为7.2 m²,光程为10 mm、体积分数为0.005% 时,该流体工质在300～800 nm的植物光合有效波段中的平均反射率为79.6%,在近红外光波段中的平均吸收率为85.4%。该结构在增加温室北侧作物光照的同时,兼具温室夜间升温能力。IFDSLP系统的太阳能总利用率为71.9%,光热转换效率为36.4%,相比传统砖墙光辐射增加25%～28%,夜间空气温度平均提高1.5～2.0 ℃。该系统依托于现有日光温室结构,进一步改善了温室内的光热环境,是提高温室北墙全光谱利用率的有效途径。     

日光温室优型结构的研究

对节能型日光温室墙体、后坡及采光面等各项主要结构进行了单项因子温光性能的测试与分析，提出了优型结构的各项参数指标。依据这些参数设计的优型结构温室在鞍山地区冬季严守季节室内外最低温度温差达到３０℃，在不加温的情况下冬季可生产喜温的果菜类蔬菜。     

沈阳市郊日光温室土壤有机碳组成特征研究

对沈阳市郊东陵、于洪、苏家屯、新城子四区蔬菜栽培15年左右的日光温室土壤有机碳组成特征进行了研究,以相应温室外的露地栽培土壤为对照,结果表明:日光温室蔬菜栽培的有机肥用量远远高于温室外露地栽培。随着有机肥用量增加,温室土壤水溶性碳、腐殖酸碳的增加比例小于胡敏素碳的增加比例。各区温室土壤总有机碳、非腐殖质碳、腐殖质碳数量的平均值分别是温室外露地的1.76～3.06倍、3.41～5.23倍、1.57～2.99倍。温室土壤中非腐殖质所占比例较对照露地的大,其水浮物碳占总有机碳比例是对照露地的1.80～2.63倍,温室和露地土壤水溶性物质碳占总有机碳的百分比大多低于2%。温室土壤胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳数量均高于对照露地,但有1/3以上的温室土壤H/F低于对照露地土壤。由于不同农户的水、肥管理水平差异较大,不同温室土壤的总有机碳及各组分的碳变异性较大。     

黑龙江省节能日光温室冬季光温特点的研究

通过对哈尔滨地区东农 98- 、98- 型节能日光温室冬季光温的系统观测 ,选择有关的光温指标对节能温室的光温分布进行了系统对比分析 ,指出了东农 98- 、98- 型日光节能温室在增光和增温效应上是很显著的 ,它能高效地利用高纬地区冬季的光温资源。进一步指出了提高日光节能温室增温效应所应攻克的难题 ,为 4 4°N以北的高寒地区冬季蔬菜生产安排提供了科学的依据。     

中国节能型日光温室建筑与环境研究进展

综述了近几年来中国节能型日光温室的产生与演化发展概况,详述了该类温室在建筑结构、光热环境和气候适应性等方面的研究进展与取得的一系列成果,提出了今后进一步加强研究的方向。     

节能型日光温室智能加温控制系统设计1

在北方冬季节能型日光温室生产中常出现极端低温天气,气温低于作物致死温度,导致温室作物大幅减产甚至绝收.为精准调控温室温度,降低低温带来的损失,本研究设计了一套日光温室智能加温控制系统,其硬件设备由感知模块、主控模块、通讯模块、伺服模块、执行设备组成.系统实现了日光温室温度环境的智能控制,可自动采集温室内气温数据,并根据主控模块内设置的加温控制阈值实现温度执行设备的自动开关,同时可通过Android远程客户端进行数据查看及执行设备状态控制.系统应用与验证结果表明:二代砖墙日光温室最低温度维持6~8℃,则系统日开启时间需4.9h,日资金投入146元;维持10~12℃,则系统日开启时间6.1h,日资金投入194元.应用过程中系统性能稳定,实现了温度环境的精细化、无人值守智能调控,夜间加温效果良好.     

不同栽培年限日光温室土壤磷素累积特性研究

测定了陕西关中地区不同栽培年限日光温室土壤不同形态磷素的含量,以评价土壤磷素累积特性。结果表明:与农田土壤相比,日光温室栽培土壤全磷、有效磷、水溶性磷含量显著增加,土壤表层Olsen-P和水溶性磷平均含量分别达227 mg kg-1和8.45 mg kg-1;0～20 cm土层土壤全磷、Olsen-P和水溶性磷含量平均分别为农田的1.78倍,8.00倍和3.70倍,20～40 cm土层的分别为农田的0.62倍,3.24倍和2.53倍;且随日光温室栽培年限的增加,不同形态磷的累积量呈逐年递增的趋势。日光温室土壤全磷、有效磷、水溶性磷三者关系呈显著线性相关关系,有效磷与水溶性磷达极显著正相关。表明研究地区日光温室栽培下土壤磷素过量累积带来的淋溶风险值得关注。     

河西走廊凉州绿色农业示范区耕地土壤养分及栽培模式影响分析

位于甘肃河西走廊的凉州区是2006年4月经中国绿色食品协会批准、在西北干旱内陆地区建立的首批五十个国家重点绿色农业示范区之一,本研究以绿色农业理念为基础,通过大范围调查取样、测试分析,对绿色农业示范区内耕地土壤肥力状况进行综合分析评价,并对比分析了栽培模式对土壤质量的影响,设施栽培土壤有机质低于大田土壤,而全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾均高于大田,全盐量远远高出大田4倍。     

日光温室主动蓄放热系统应用效果研究

针对日光温室冬季夜晚温度低、作物易发生冷害等问题,设计了以水为蓄热介质的主动蓄放热系统.系统由集/放热装置、储热装置和控制装置等组成.白天进行太阳辐射热的吸收与储存,夜晚释放热量用于温室增温.试验结果表明,晴天条件下,主动蓄放热系统的集热功率为0.3kW/m2,蓄热量为6.9MJ/m2;夜间放热功率为0.2kW/m2,放热量为5.7MJ/m2,热利用效率为0.83,试验温室与对照温室的平均气温相差6.3℃;阴天及多云天气条件下,试验温室与对照温室的夜间平均气温相差4.6℃,表明主动蓄放热系统能有效改善日光温室夜间低温状况,进而保障蔬菜安全越冬生产.     

畜菜共生型日光温室CO2传输机理与生态系统优化

通过对以畜舍、蔬菜温室和沼气池构成的畜菜共生型日光温室生态系统CO2传输机理的模拟与分析，建立了畜菜共生系统CO2传递的数学模型，以模拟分析与实测结果为依据，提出了畜菜共生型日光温室生态系统畜禽养殖与蔬菜种植之间优化配比的推荐设计参数。     

钾镁供应浓度及比例对温室土壤K-Mg吸附特性的影响

不同钾、镁浓度及摩尔比供应对大田及温室土壤K ,Mg2 离子吸附特性影响的研究结果表明:大田及温室土壤对K ,Mg2 离子的吸附量均随其供应浓度和比例的增加而增加,日光温室栽培下土壤对K 的吸附量显著小于大田土壤;K /Mg2 为2∶1时不同土壤对Mg2 离子吸附量的差异均较小,K /Mg2 为1∶1时,温室塿土Mg2 的吸附量低于大田土壤,而潮土温室和相应大田土壤间的差异较小;随供应的K 浓度和比例升高,土壤对Mg2 离子的吸附量显著降低。随K ,Mg2 离子浓度提高,大田土壤K 吸附率均呈对数趋势下降,而温室土壤K 吸附率呈对数趋势增加;不同K /Mg2 对大田土壤K 吸附率影响较小,而温室土壤在K /Mg2 大时K 吸附率较大;不同土壤对Mg2 的吸附率随K ,Mg2 离子浓度变化未表现明显的规律性。随着K ,Mg2 离子总浓度的增加,土壤中Ca2 离子的解析量呈直线增加,不同K /Mg2 对Ca2 离子解析量影响的差异较小,温室土壤Ca2 离子解析量大于大田土壤。