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1、墙体材料革命与日光温室的增产增收墙体材料革命与日光温室的增产增收研发单位：北京工业大学 报告人：陈 超（教 授 ） 报告内容及要点报告内容及要点研究背景 传统日光温室墙体材料及构筑方式 新型日光温室墙体材料及构筑方式 墙体材料创新 墙体构筑方式创新 新型日光温室墙体实际应用效果 作物生长及果实产量的改善效果 复合相变蓄热墙体对日光温室热环境的作用研究背景研究背景 随着我国城镇化进程的不断推进，保证城市蔬菜长期、安 全稳定供应，大力提高蔬菜生产能力，推进并实现设施农 业现代化，已是我国“十二五”时期的一项重大任务。 日光温室利用太阳能改善蔬菜种植的环境条件，实现反季 节生产蔬菜和其他园艺作物，具
2、有显著的经济效益，为我 国城市冬季蔬菜供应发挥了重要作用。研发背景研发背景我国有着世界第一的设施农业种植面积，单位面积产量仅 相当于发达国家的1/21/4，劳动生产率仅相当于发达国 家的1/51/10。 一方面经济发展和技术水平差，95%以上的设施仍为简易 型结构；另外，我国在设施农业这种系统工程中的相关基 础研究比较薄弱、且缺乏系统性 。 传统的设施农业的建筑、建造与管理方法，致使我国现有 日光温室普遍存在墙厚但蓄热保温性能差、冬季温室环境 低温高湿、温室蔬菜作物产量低等问题。传统日光温室墙体材料及构筑方式传统日光温室墙体材料及构筑方式日光温室热环境变化主要受 室外气象条件（太阳辐射强度、
3、空气温度）、温室建筑围护结构( 包括墙体、前坡屋面的覆盖物)热 工性能、土壤热湿特性等因素的 影响。日光温室的后墙是集吸热、 蓄热与保温为一体的重要部件， 是维持日光温室特别是夜间必要 环境温度的重要供给热源。传统日光温室墙体材料及构筑方式传统日光温室墙体材料及构筑方式方法1:红砖+空气层+红砖（内） 方法2:砖墙+聚苯板+砖墙（内）方法3:土体墙+红砖（内） 方法4:土体墙空气层聚苯板土体墙红砖：国家明文禁止使用的建筑材料，蓄热性能有限 ； 土体墙：良好耕地被破坏，厚度过厚。 墙体过厚，太阳能难以深入到墙体内部。红砖墙相变材料与普通建筑材料相变材料与普通建筑材料相变材料相变材料与与红砖墙红砖
4、墙、土质墙土质墙的的蓄热能力比较蓄热能力比较相变墙体材料创新相变墙体材料创新北京工业大学陈超教授课题组经过近10年的科学 研究，开发研制了“GH-20型日光温室用相变蓄 热墙体材料” 。 GH-20型日光温室用相变蓄热墙体材料:无毒无味、 物化性能稳定；相变温度2030、相变潜热为 80kJ/kg，相变材料与水泥砂浆的掺混比大于55% 。具有高性能的被动蓄热能力。 该材料荣获“第11届中国农业园区推荐产品精品奖” 。墙体构筑方式创新墙体构筑方式创新减薄墙体厚度减薄墙体厚度、提高土地利用率，提高土地利用率，提提 升墙体保温、蓄热性能升墙体保温、蓄热性能。复合相变蓄热墙体复合相变蓄热墙体 聚苯板+
5、砌体+GH20相变材料外保温 层 （阻挡 热量向 外损失 ）相变材 料层 （相变 蓄热墙 体层）中间承 重砌体 层（显 热蓄热 墙体层 ）传统夯实 土墙传统砖墙GH-20GH-20复合相变蓄热墙体材料应用日光温室复合相变蓄热墙体材料应用日光温室GH-20 GH-20 型相变蓄热型相变蓄热 墙体材料墙体材料北京市农业技术推广站小汤山 试验基地日光温室墙体，应用GH- 20复合相变蓄热墙体材料。试验结果表明： 温室热环境得到了显著改善； 温室作物生长状况明显改善； 果实产量显著提升。GH-20GH-20复合相变蓄热墙体材料应用效果复合相变蓄热墙体材料应用效果20112011年年1010月月1515
6、日定植，日定植，20122012年年3 3月采收月采收普通温室 相变温室作物形态指标与果实形态对比作物形态指标与果实形态对比普通温室普通温室 相变温室相变温室p株高 植株定植植株定植2323天天，相变温室平均高出相变温室平均高出76mm ； 开花期开花期：平均高出223mm； 坐果期坐果期：平均高出平均高出276mm。p茎粗 生长期内，生长期内，相变温室相变温室较普通温室最大相差较普通温室最大相差 2.1mm。p果实形态与产量 完熟期完熟期，相变温室的，相变温室的果实横径果实横径和和纵径纵径平均平均 为普通温室的为普通温室的1.41.4倍倍。番茄仙客6号定植后选取10株，跟踪监测比较。试验期间
7、，作物 的日常水肥管理完全一样。作物形态指标与果实形态对比作物形态指标与果实形态对比相变温室p10株番茄仙客6号 相变温室：产果数25个、产果重量为3.0kg； 普通温室：产果数 7个，产果重量为0.45kg 。p整个温室平均结果 相变温室相变温室单位种植面积单位种植面积的总产果重量为的总产果重量为普通 温室的的1.7倍。普通温室 复合相变蓄热墙体对日光温室热环境的作用复合相变蓄热墙体对日光温室热环境的作用GH-20GH-20相变蓄热墙体材料显著提升墙体蓄热量（白天）相变蓄热墙体材料显著提升墙体蓄热量（白天）普通温室相变温室GH-20GH-20相变蓄热墙体材料显著提升墙体蓄热量（夜间）相变蓄热
8、墙体材料显著提升墙体蓄热量（夜间）两温室后墙蓄热量逐时变化 （2012.1.212012.1.22）夜间（夜间（ 17:00-8:00 17:00-8:00 ）相变温室后墙累计向温室内释放 的热量是普通温室的3.4倍；相变温室后墙内壁面温度较普通 温室平均高3.0。两温室后墙温度逐时变化 （2012.1.212012.1.22）GH-20GH-20相变蓄热墙体材料显著提升墙体蓄热量相变蓄热墙体材料显著提升墙体蓄热量两温室墙体蓄热量逐时变化图p白天：相变墙体的蓄热量为7234kJ/m2，普通砖墙的蓄热量为1568 kJ/m2，相变墙体相变墙体蓄热量蓄热量为为普通砖墙普通砖墙的的4.54.5倍倍；GH-20GH-20相变蓄热墙体材料显著提升土壤温度、积温相变蓄热墙体材料显著提升土壤温度、积温p夜间，相变温室土壤耕作层温度（表面、土壤深度10cm、土壤深度20cm处） 较普通温室分别高0.3、0.6、0.4。p作物坐果至采收期间，相变温室有效积温较普通温室净增42.1（d）。结论结论北京工业大学
