第四章第四章 园艺设施的环境特征园艺设施的环境特征及其调节控制及其调节控制 温室环境因素 环境调控技术 土壤温度温度 加温、保温、可再生能源利用 空气温度 空气湿度 通风、降温 CO2环境 --------------- CO2施肥 光照 --------------- 光照调控 根圈环境(水份、养分) --------- 灌溉与施肥 4.1 温室光照环境及其调控1.光照环境的要素2.温室光照环境特征3.光照环境调控方式4.人工光源 1. 光照环境的要素光照环境的要素•光质（光色）–各波长光的能量分布（考虑不同波长光对植物的不同作用）•光照强度与光照量–光照的强弱及累积量、分布均匀性（满足植物光合作用的需要）•光照周期–明期、暗期的长短和交替周期规律（考虑植物的光周期作用） 太太太太阳阳阳阳辐辐辐辐射射射射光光光光谱谱谱谱波长（波长（波长（波长（nmnm））））0 05005001500150010001000200020003000300025002500250025002000200015001500100010005005000 0辐射能（辐射能（辐射能（辐射能（W/mW/m2.2.m m m mmm））））地面地面地面地面大气层外缘大气层外缘大气层外缘大气层外缘6000K6000K黑体辐射黑体辐射黑体辐射黑体辐射可见光可见光可见光可见光红外线红外线红外线红外线紫外线紫外线紫外线紫外线38038076076048.348.38.7%8.7%43.0%43.0%植物光合有效辐射植物光合有效辐射( (生理辐射生理辐射) )300300～～780nm 780nm —— —— 对对植植物物生生理理产产生生作作用用的的光光辐辐射波长范围射波长范围400400～～720nm 720nm —— —— 产产生生植植物物光光合合作作用用的的光光辐辐射射波波长长范范围围，，一一般般在在400400～～700nm700nm的的范围计量范围计量⑴⑴光质（光色）光质（光色） ⑵⑵光照的强度及度量光照的强度及度量①光照度 根据人的视觉光谱光效应确定的单位面积光通量。
555nm黄绿光感觉量为1 单位： lx（勒克斯）②光合有效辐射照度（PAR）单位时间、单位面积上照射的光合有效辐射能量 单位：W/m2③光合有效光量子流密度 （PPFD或PPF）单位时间、单位面积上照射的光合有效辐射光量子数 单位：mol/m2.s④太阳总辐射照度 单位：W/m2说明：光合成有效辐射 —— 400～700nm波长范围内的光辐射 mol（摩尔） —— 物质的数量单位，1mol=6.02257×1023 1mol=1000000 mol光照度光合有效辐射照度光合有效光量子流密度 各种光照度量单位的相互关系 光照度、辐射照度、光量子流密度等与光谱能量分布密切相关，几者之间无固定的比例关系。
只有在确定的光谱能量分布情况下，才有明确的相关关系一般天气自然（太阳）光照情况下几种光照度量单位的近似换算关系 光合有效辐射照度W/m2光合有效光量子流密度mol/m2.s对应的太阳总辐射照度W/m2光照度 1 klx ≈4.2 (4)16.8 (18)10 k lx数 ×4 ≈ W/m2 W/m2 ×4 ≈ mol/m2.s 室室 外外日光温室内日光温室内连栋连栋温室内温室内多数阳性植物多数阳性植物最低要求最低要求光照度光照度(lx)30000～～50000 15000～～35000 12000～～2500020000PAR(W/m2)120～～21060～～14050～～10080PPFD(m mmol/m2·s)500～～840250～～580200～～400300北京地区冬季晴天正午时刻的温室内外光照强度北京地区冬季晴天正午时刻的温室内外光照强度 光光 源源PAR / 照度照度W·m-2 / klxPPFD / 照度照度m mmol·m-2·s-1 / klxPPFD / PARm mmol·m-2·s-1 / W·m-2荧荧光灯光灯2.7312.54.59金属金属卤卤化灯化灯3.1314.44.59高高压钠压钠灯灯2.8145白白炽炽灯灯3.9619.95.02蓝蓝色色LED38.51453.76红红色色LED24.01325.52日光（日光（对对照）照）4.216.84几种光源的光照强度单位近似换算关系几种光源的光照强度单位近似换算关系 ⑶⑶植物的光周期现象植物的光周期现象 在植物的光周期反应中，光作为植物生长发育的控制信息发挥作用，连续光照时间与光质是决定其作用的重要因素，能量大小是次要因素，照度仅数十lx即可发挥作用。
长日照植物 每天12小时以上光照促进生长发育 （大多数叶菜、豌豆、葱、蒜、荷花、唐菖蒲等）短日照植物 每天光照少于12～14小时才能正常生长发育 （茼蒿、扁豆、豇豆、秋菊、一品红、牵牛花等）中光性植物 对光照时数无严格要求，一般每天8～16h均可 （黄瓜、番茄、辣椒、四季豆、月季、香石竹、天竺葵等） 2.温室光照环境特征•透光量减小（覆盖材料、骨架材料）•透光分布不均匀（骨架阴影）•光质有变化（覆盖材料的分光透过性） 普通玻璃和热反射玻璃（玻璃-膜-玻璃）的透光率 硬质板的透光率 软质塑料膜的透光率 老化和尘垢对塑料膜透光率的影响 直射光透过率的季节变化 四连栋温室全天直射光透过率的分布 3. 满足温室光照环境要求的调控工程手段满足温室光照环境要求的调控工程手段uu 开发和选用合适的温室覆盖材料u 温室建设方面，采用合理的方位与温室结构u 人工调控 光强与光量调控 —— 遮光调节（适当减弱光强） 光合补光（强光补充） 光周期调控 —— 遮光调节（严密遮光）延长暗期（低于10Lx） 补光调节（ 50Lx以上弱光即可）延长光照时间 （整夜连续补光、早晚延长补光和夜间间断补光） 光质调控 —— 采用满足要求的具有特定光谱分布的人工光源补光 采用满足要求的具有特定光谱透过率的覆盖材料 4. 人工光源人工光源⑴对人工光源主要的要求u 光谱性能：富含400～500nm蓝紫光和600～700nm橙红光 并有适当的组成比例，以及满足其他特定的光谱要求u 效率：发出的光合有效辐射量与消耗功率之比u 其他：使用寿命、价格等⑵人工光源的种类热辐射光源 ：白炽灯、卤钨灯 钨丝中通过电流产生高温（2400～3000℃）发光气体放电光源：荧光灯、高压水银荧光灯、金属卤化物灯、 高压钠灯、低压钠灯 物质原子受电子激发产生光辐射。
半导体光源：LED（发光二极管） 卤钨灯 寿命、发光的功率提高，光色有所改善，发光效率也有所提高⑶⑶几种人工光源几种人工光源热辐射光源：白炽灯 结构简单、价格便宜，光照强度易于调节； 辐射光谱主要在红外范围，可见光所占比例很小，发光效率低，且红光偏多，蓝光偏少； 寿命短（1000小时） 不宜用作光合补光的光源 但可作光周期补光的光源 气体放电光源：气体放电光源：荧光灯 光谱性能好，发光效率较高，寿命长 功率小，满足一定光照强度所需灯具多，对自然光遮光大 目前在园艺设施补光中使用较多，尤其是用于无遮挡自然光问题产生的组培室中的人工光照高压水银荧光灯 易达到较高功率，寿命较长，但光色较差，发光效率略低于荧光灯，使用较少金属卤化物灯 发光效率较高，功率大； 光色好（可改变金属卤化物组成满足不同需要）； 寿命较高（数千小时）使用较多 高压钠灯 发光效率高，功率大； 光谱分布范围较窄，黄橙光为主； 寿命高（12000～20000小时）目前在园艺设施补光中使用较多。
低压钠灯 发光效率很高，功率大； 光色为单一的589 nm黄色光； 寿命高（平均寿命18000小时） 光色单一，很少单独使用，但可与其他光源配合使用 发发光二极管（光二极管（LED））u单色性，波谱域宽仅±20nm左右；u没有中、长波红外辐射（对光合作用无效）的能量浪费，发热少，可实现近距离补光（提高光利用效率）；u辐射效率和光量子效率极高；u具有多种光色器件，可按需要组合不同单色（如红＋蓝）的LED满足植物光合作用对光谱的需要；u单体尺寸小，便于组合和使设备小型化；u使用寿命长（5万小时以上）；u价格高，尤其是蓝色LED目前价格较贵 LED人工光源 人工光源的应用例 4.2 温度环境及其调控一、采暖二、通风三、降温传热原理 一、温室采暖1. 采暖系统的类型采暖系统的类型⑴⑴采暖的能源采暖的能源燃煤 燃油 天然气 电能 太阳能 地热能⑵⑵采暖方式采暖方式 根据采暖范围分类 全面采暖 局部采暖 根据采暖设备分类① 热水采暖② 蒸汽采暖③ 热风采暖④ 电热采暖⑤ 辐射采暖⑥ 火炉采暖 2. 温室的热平衡分析温室的热平衡分析⑴⑴采暖热负荷及其确定方法原理采暖热负荷及其确定方法原理 采暖热负荷采暖热负荷 在室外气温to下，为维持要求的设施内气温ti，采暖系统在单位时间内应向温室内提供的热量。
确定采暖热负荷的方法确定采暖热负荷的方法 统计温室的所有热量收支（得热、失热），根据能量平衡的原理，由热平衡方程式计算热负荷热负荷 = ∑失热失热 －－ ∑得热得热 ⑵⑵温室的热平衡分析温室的热平衡分析温室内的热量来源温室内的热量来源白昼：室内外水平面太阳辐射热量（北纬30°～45°地区、晴好天气、正午时刻）太阳辐射室内水平面冬季 150～400 W/m2夏季 300～600 W/m2室外水平面冬季 350～650 W/m2夏季 900～1000 W/m2 夜间：采暖系统加温热量 100～300W/m2日光温室加温温室不加温温室墙面放热量 30～50W/m2地面放热量 20～30W/m2地面放热量 20～30W/m2 温室的热量收支地中传热Qf通风Qvs长波辐射3～80m对流太阳辐射0.2～3m吸收反射室内反射蒸腾蒸发Qvl加温热量Qh覆盖层传热Qw太阳热Qs设备发热Qm光合Qp呼吸Qr温室的热平衡方程温室的热平衡方程(Qs+Qm+Qh+Qr)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl+Qp) = 0≈0≈0≈0 温室的热平衡方程温室的热平衡方程 (Qs+Qh)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl) = 0采暖热负荷采暖热负荷 Qh = (Qw+Qf+Qvs+Qvl) － Qs冬季夜间采暖热负荷冬季夜间采暖热负荷 Qh = Qw+Qf+Qvs冬季夜间加温温室中的热量平衡 对流30 地中传热Qf 10 冷风渗透Qvs10长波辐射35 对流45 长波辐射50 加温热量Qh100覆盖层传热Qw 3. 温室采暖热负荷的计算温室采暖热负荷的计算⑴⑴ 通过温室围护覆盖材料的传热量通过温室围护覆盖材料的传热量式中 ti —— 室内气温，℃；to —— 室外气温，℃；Ag j —— 温室覆盖层各部分面积，m2；Kj —— 各覆盖层的传热系数，W/(m2·℃)。
主要参照《温室加热系统设计规范》JB/T 10297-2001 非透明平壁的传热 透明平壁的传热辐射辐射对流对流导热辐射对流导热辐射辐射对流关于传热系数关于传热系数 K 非透明平壁的传热系数：非透明平壁的传热系数：式中 i — 内表面换热系数，一般8.7W/(m2·℃)； o — 外表面换热系数，一般23.0W/(m2·℃)； dj — 材料的厚度，m； lj — 材料的导热系数， W/(m·℃) 非透明平壁的传热阻：非透明平壁的传热阻： 覆盖材料覆盖材料传热系数传热系数W/W/(m(m2 2∙℃)℃)覆盖材料覆盖材料传热系数传热系数W/W/(m(m2 2∙℃)℃)单层玻璃单层玻璃6.46.4单层聚乙烯单层聚乙烯(PE)(PE)薄膜薄膜6.86.8双层玻璃双层玻璃4.04.0单层聚乙烯单层聚乙烯(PE)(PE)保温膜保温膜6.66.6单层聚碳酸酯单层聚碳酸酯(PC)(PC)板板6.36.3双层聚乙烯双层聚乙烯(PE)(PE)薄膜薄膜4.44.46mm6mm聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)(PC)双层中空板双层中空板4.24.2单层聚氯乙烯单层聚氯乙烯(PVC)(PVC)薄膜薄膜6.66.68mm8mm聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)(PC)双层中空板双层中空板4.04.0单层聚氯乙烯单层聚氯乙烯(PVC)(PVC)保温膜保温膜6.56.510mm10mm聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)(PC)双层中空板双层中空板3.63.6双层聚氯乙烯双层聚氯乙烯(PVC)(PVC)薄膜薄膜4.24.216mm16mm聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)(PC)双层中空板双层中空板3.33.3单层乙烯单层乙烯- -醋酸乙烯醋酸乙烯(EVA)(EVA)复合膜复合膜6.76.710mm10mm聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)(PC)三层中空板三层中空板3.33.3双层乙烯双层乙烯- -醋酸乙烯醋酸乙烯(EVA)(EVA)复合膜复合膜4.34.316mm16mm聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)(PC)三层中空板三层中空板2.92.9单层乙烯单层乙烯- -醋酸乙烯醋酸乙烯(PO)(PO)复合膜复合膜6.66.6单层玻璃纤维增强聚酯单层玻璃纤维增强聚酯(FRP)(FRP)板板6.36.3双层乙烯双层乙烯- -醋酸乙烯醋酸乙烯(PO)(PO)复合膜复合膜4.24.2单层玻璃纤维增强丙烯单层玻璃纤维增强丙烯(FRA)(FRA)板板6.36.3双层充气聚乙烯双层充气聚乙烯(PE)(PE)膜膜4.34.3单层丙烯树脂单层丙烯树脂( (有机玻璃有机玻璃 MMA)MMA)板板6.36.3双层充气聚氯乙烯双层充气聚氯乙烯(PVC)(PVC)膜膜4.14.1单层聚酯单层聚酯(PET)(PET)片材片材6.36.3双层充气乙烯双层充气乙烯- -醋酸乙烯醋酸乙烯(EVA)(EVA)复合膜复合膜4.24.2单层乙烯单层乙烯- -四氟乙烯四氟乙烯(ETFE)(ETFE)片材片材6.36.3双层充气乙烯双层充气乙烯- -醋酸乙烯醋酸乙烯(PO)(PO)复合膜复合膜4.14.1透明材料主围护覆盖层单独使用时的传热系数透明材料主围护覆盖层单独使用时的传热系数 保温覆盖材料保温覆盖材料热节热节省率省率a /（（%））保温覆盖材料保温覆盖材料热节热节省率省率a /（（%））聚乙烯聚乙烯(PE)薄膜薄膜32缀铝膜（缀铝膜（25%铝膜，铝膜，75%透明膜）透明膜）34聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)薄膜薄膜35缀铝膜（缀铝膜（33%铝膜，铝膜，67%透明膜）透明膜）36乙烯乙烯-醋酸乙烯醋酸乙烯(EVA)复合膜复合膜34缀铝膜（缀铝膜（50%铝膜，铝膜，50%透明膜）透明膜）39乙烯乙烯-醋酸乙烯醋酸乙烯(PO)复合膜复合膜35缀铝膜（缀铝膜（67%铝膜，铝膜，33%透明膜）透明膜）42无纺布无纺布25缀铝膜（缀铝膜（75%铝膜，铝膜，25%透明膜）透明膜）44混铝薄膜混铝薄膜40缀铝膜（缀铝膜（100%铝膜）铝膜）47镀铝薄膜镀铝薄膜50缀铝膜（缀铝膜（50%铝膜，铝膜，50%无膜）无膜）15草帘草帘70缀铝膜（缀铝膜（67%铝膜，铝膜，33%无膜）无膜）20复合材料保温被复合材料保温被65缀铝膜（缀铝膜（75%铝膜，铝膜，25%无膜）无膜）22附加保温覆盖的热节省率附加保温覆盖的热节省率 K ’ — 主围护覆盖层单独使用时的传热系数，W/(m2∙℃)； — 采用附加保温覆盖时的热节省率，无附加保温覆盖时为0。
采用二层附加保温覆盖时，热节省率= 0.85(1+2)-0.712 10m 10m Ksj=0.24 Ksj=0.12 Ksj=0.06 ⑵⑵ 地中传热量地中传热量式中 ti、 to—— 室内与室外气温，℃； As j — 温室地面各分区面积，m2； Ksj —地面各分区传热系数，W/(m2·℃) ⑶⑶ 温室通风或冷风渗透耗热量温室通风或冷风渗透耗热量式中ti、 to—— 室内与室外气温，℃； cp —— 空气定压质量比热容，1030J/(kg·℃)； a —— 空气密度，1.2kg/m3 ， 或353 /(ti+273)； L —— 通风量或冷风渗透量，m3/s冬季夜间密闭管理时：式中 n —— 温室的换气次数，0.5～4次/h； V —— 温室的内部容积，m3 冬季夜间温室采暖热负荷的简化计算式冬季夜间温室采暖热负荷的简化计算式式中Ag —— 温室全覆盖表面积，m2；As —— 温室地面面积，m2；U —— 经验热负荷系数， W/(m2·℃)， 玻璃覆盖为6.4，聚乙烯薄膜覆盖为7.3； —— 保温覆盖热节省率； b —— 保温比(= As /Ag)，0.5～0.8， As越大时b越大。
系统组成：热水锅炉→输送管道→散热设备及附属设备 特点：水热容量大，热稳定性好，室内温度波动小，停机后保温性强；配置复杂、设备费用高；预热时间长适用范围：大型温室、有较长期和大量供热需求的温室圆翼型散热器（铸铁、钢）散热量一般 300～700W/m4. 热水采暖系统热水采暖系统的设备的设备 5. 热风采暖设备（热风炉或暖风机）热风采暖设备（热风炉或暖风机）热源：燃煤、燃油、燃气、电能、热水、蒸汽特点：供热系统简单，配置安装灵活、简便，设备费用较低；系统预热时间短，升温快； 温度稳定性差，停机后温度降低快适用范围：小型温室或供热需求较小的温室，或用于大型温室辅助加温，尤其适用于短期临时加温热风温度：30 ℃ ～60℃送风量：每m2温室面积送风量27～36 m3/h 6. 土壤加温设备土壤加温设备电加热线及地中热水管道加温 各气候区连栋温室加温期及年耗煤量北北ⅠA北北Ⅰ B北北Ⅰ B北北ⅡA北北ⅡC北北ⅡB北北ⅢA北北ⅢB北北ⅣA北北ⅣB南南ⅠA南南ⅠB南南ⅡB南南Ⅲ区区南南ⅣA南南ⅣB南南ⅤA南南ⅤB南南ⅡA南南ⅤA174～～ 228天天99～～168 t/亩亩174～～ 228天天99～～168 t/亩亩220～～ 262 天天171～～254 t/亩亩210～～ 240天天134～～180 t/亩亩141～～174天天59～～81 t/亩亩170～～197天天73～～116 t/亩亩151～～167天天73～～93 t/亩亩184～～202天天97～～120 t/亩亩287～～ 365天天185～～233 t/亩亩97～～ 141天天29～～51 t/亩亩0～～70天天0～～20 t/亩亩104～～124天天34～～42 t/亩亩135～～151天天48～～63 t/亩亩79～～ 116天天21～～38 t/亩亩0050～～128天天13～～39 t/亩亩190～～ 365天天70～～184 t/亩亩北纬40度地区： 温室加温能耗 100～250W/ m2 燃煤消耗 60～150kg/(m2·年) = 40～100t/(亩·年)采暖煤、水电费用占生产成本的50%～70%7. 温室采暖的节能温室采暖的节能 温室采暖节能的一些可行的途径温室采暖节能的一些可行的途径u减少地中传热量 （ 温室周边设置防寒沟）u减少通风或冷风渗透的热量损失 （ 加强密闭性）u加强温室围护覆盖的保温性（保温覆盖材料、设置保温幕）u提高加温设备的热转换和利用效率u有效利用新能源（可再生能源：太阳能、地热能、风能等）u有效利用工农业废弃物能源（垃圾、作物秸秆、沼气）u工业（热力发电厂）废热利用u温室运行中的优化管理 二、温室通风二、温室通风1. 温室通风换气的目的温室通风换气的目的①①排除多余热量，抑制高温排除多余热量，抑制高温 春、夏、秋季，白昼太阳辐射（每平方米数百W）强烈，室外气温较高，温室在封闭管理时室内气温可高于室外20℃以上，甚至可超过50℃。
②②补充补充CO2 温室内白昼植物光合作用吸收CO2，室内CO2浓度降低至100L/L以下，不能满足植物光合作用需要 通风可引入室外较高CO2浓度（350L/L）空气③③排除室内水汽，降低室内空气湿度排除室内水汽，降低室内空气湿度 温室密闭时相对湿度可达80%甚至95%以上 2. 通风的基本原理与形式通风的基本原理与形式作用范围：全面通风 局部通风工作动力：自然通风 机械通风⑴⑴ 自然通风自然通风 借助温室内外的温度差产生的“热压”或室外自然风力产生的“风压”促使空气流动u 通风系统投资省、不消耗动力，使用经济，应优先采用u 通风能力有限，通风效果易受周围地势和室外气候条件（风向、风速、室内外温差）等因素影响 ⑵⑵ 机械通风（强制通风、风机通风）机械通风（强制通风、风机通风）依靠风机产生的风压强制空气流动u 通风能力强，效果稳定u 可在空气进入室内前进行加温或降温处理，便于组织室内气流和风量调控u 设备和维修费用相对较大，运行需要消耗电能u 设备遮光，运行中产生噪音 机械通风的基本形式机械通风的基本形式①①进气式通风系统进气式通风系统 （正压通风系统）u 对温室密闭性要求低。
u 进风口集中，便于对进风进行加温、过滤等u 温室内的空气正压可阻止尘埃和微生物随空气从缝隙进入污染温室内环境，温室内卫生条件较好u 风口风速较高且吹向植物，室内气流分布不均，不便采用大通风量 ②②排气式通风系统（负压通风系统）排气式通风系统（负压通风系统）uu 易于实现大风量通风u 室内气流分布均匀u 便于在进风口安装湿垫等降温设备u 要求温室有较好的密闭性u 与外界的卫生隔离较差 3. 风机的类型与性能风机的类型与性能①① 离心式离心式风风机机u 叶轮旋转方向和气流流向不具逆转性；u 比转数较小，风压大而空气流量相对较小；u 工作静压1000Pa～3000Pa，或更高；u 适用于较长管路送风，或气流需经过加热或冷却设备等通风阻力较高的情况 ②② 轴轴流式流式风风机机u 叶轮旋转方向和气流流向具可逆转性；u 比转数较高，流量大，风压低（适合大部分温室使用要求）； uu 风压一般在数百Pa以下，（农用低压大流量风机一般50Pa以下）；u 耗能少、效率较高，安装和维护简单；u 最佳工作范围较窄，风量不便调节一般不采用设置调节风门调节阻力大小的方法调节轴流风机的流量，需调节时，可采用改变转速的方法，或采用数台风机，通过改变运行风机数量的方法改变总的通风量。
u 适用于不采用空气处理设备和不经过管道输送、风机直接连通设施内外空间的大多数进气通风与排气通风系统 农农用低用低压压大流量大流量轴轴流流风风机系列机系列产产品品规规格与性能格与性能 u 流量和风压大小与叶轮直径、叶片倾斜角度等结构参数以及叶轮转速有关u 叶轮直径范围为560～1400mm；u 适用工作静压：约10～50Pa；u 风量约达8000～55000m3/h（单位功率通风量35～60(m3/h)/W）；u 噪声约在70dB以下 农用低压大流量轴流风机系列产品性能风机型号叶轮直径/ mm叶轮转速/ r·min-1静 压 / Pa电机功率/kW0122532384555风 量 / m3·h-19FJ5.65609301050010200970093009000870081000.259FJ6.060093012000114901115010810 10470 1013096400.379FJ7.171063513800133001300012780 12600 12400 118000.379FJ9.090044020100190001800017300 16700 16000 151000.559FJ10.0 100047526000248002327022420 21570 20720 192000.559FJ12.5 125032033000315003050028500 27000 25000 210000.759FJ14.0 140034057000554705377052750 51400 50040 455001.5 4. 通风量的概念与通风设计的原则通风量的概念与通风设计的原则①①《《温室通风设计规范温室通风设计规范》》NY/T 1451-2007（主要依据的规范）（主要依据的规范）②②《《温室通风降温设计温室通风降温设计》》GB/T 18621-2002（次要参考）（次要参考）必必要要通通风风量量 —— 根据控制温室内气温、湿度和调控温室内的空气成份等方面的需要确定的通风量。
设设计计通通风风量量 —— 温室的通风系统在单位时间内交换的室内外空气体积（温室的设计通风能力）通风设计的原则通风设计的原则设计通风量设计通风量 ≥ 必要通风量必要通风量 5. 温室的必要通风量温室的必要通风量L式中 As —— 温室地面面积，m2；L0 —— 必要通风率，m3/(m2·s)⑴⑴排除多余热量，控制室温的必要通风率排除多余热量，控制室温的必要通风率 式中 S—室外水平面太阳辐射照度，W/m2；a—温室受热面积修正系数，1.0～1.3；—室内日照反射率，0.1；—屋面日光透过率，无遮阳0.6～0.7，有遮阳网0.2～0.4；a—空气密度，1.2kg/m3；e—水分蒸发蒸腾消耗热量的比例，0.5~0.7；cp—空气比热容，1030J/(kg·℃)；t1，t2—进入与排出温室的空气温度，℃；ti，to—室内与室外气温，℃；W—温室散热比，1.2～1.5（连栋温室）或1.7～2.0（单栋温室）；K—温室覆盖层平均传热系数，W/(m2 · ℃) 夏季高温时节，通风率L0达到0.08m3/(m2·s)以上时，再继续增大通风量，降温的效果几乎不再增加室内气温将维持在比室外高1～2℃的水平。
如希望获得更低的室内气温，再增大通风量是不能达到目的的，反而使通风能耗不必要地增加 这时应考虑采取其他降温措施 因此，通风率L0应控制在0.08m3/(m2·s)以下为宜 ⑵⑵补充补充CO2的必要通风率的必要通风率（一般为0.01～0.05m3/(m2·s)）式中 Co— 室外空气CO2浓度，一般约0.6g/m3；Ci — 设定的室内空气CO2浓度，一般0.5g/m3；fc — 植物叶面积指数，一般为2～5；As — 温室面积，m2；Ap — 作物栽培面积，m2；P — 单位植物叶面积对CO2的平均吸收强度，一般约为0.58×10-3g/(m2·s)； Ps — 单位温室面积的土壤CO2呼出强度，g/(m2·s)，Ps = Ps03t/10 g/(m2·s) ；Ps0 — 土壤0℃时的CO2释放量，一般肥沃土壤约为0.01×10-3g/(m2·s)；t — 土壤温度，℃ ⑶⑶排除水汽，降低室内空气湿度的必要通风率排除水汽，降低室内空气湿度的必要通风率一般为0.01～0.05m3/(m2·s)白昼： 夜间：式中 S — 室外水平面太阳总辐射照度，W/m2；a — 温室受热面积修正系数，1.0～1.3；e — 水分蒸发蒸腾消耗热量的比例，0.5～0.7； — 室内日照反射率，0.1； — 屋面日光透过率，无遮阳时0.6～0.7，有遮阳网时0.2～0.4；r — 水的蒸发潜热，2442kJ/kg；Wi，Wo — 室内、室外空气的含湿量，g/kg(a)；a — 室内空气的密度，kg/m3；Kd — 蒸腾蒸发系数，夜间时为(10～15)×10-6g/(m2·s·Pa)；pws — 室内气温下的饱和水蒸汽压力，Pa；pw — 室内空气的水蒸汽分压力，Pa。
6. 温室的设计通风量温室的设计通风量⑴⑴热压作用时的自然通风量热压作用时的自然通风量常见简单情况的计算方法（全部通风窗口布置在二个高度上，且进风口与排风口的流量系数分别相同）式中 Aa，Ab — 下部与上部通风窗面积，m2ma，mb —下部与上部通风窗流量系数，0.2~0.65h — 二通风窗中心相距高度，mTi，To — 室内、外空气温度，Kg — 重力加速度，9.81m/s2TiTo Ab mb Aa mah 式中 vo — 室外风速，m/s；C — 风压系数，与建筑物外形及具体部位、风向有关，一般迎风面0.8，背风面-0.5 Ab mb Aa ma vo Ca Cb⑵⑵ 风压作用时的自然通风量风压作用时的自然通风量常见简单情况的计算方法所有进风口的风压系数和流量系数均相同，分别为Ca, ma，所有排风口的风压系数和流量系数均相同，分别为Cb, mb， 风压作用自然通风量的简化算法式中：vo — 室外风速，m/s A — 迎风面或背风面通风口面积总和，m2 E — 风压通风有效系数， 风向垂直于墙面时，E=0.5～0.6 风向倾斜时，E=0.25～0.35⑶⑶机械通风时的设计通风量机械通风时的设计通风量 根据通风系统阻力、风机性能与数量确定。
略） 三、温室降温三、温室降温 仅依靠通风、空气无降温处理时温室控温能力控温最大限度: 室外气温＋1～2℃ 我国绝大部分地区，夏季室外气温较长时期高于30℃，且太阳辐射强烈，单纯依靠通风，要将温室内气温控制在大多数作物适宜的气温上限（30℃）以下是不可能的 必须采取通风以外的降温措施 二个方面的降温措施： ①对进入温室的空气进行降温处理 ②遮阳 1. 人工降温的方式人工降温的方式①机械制冷机械制冷（利用压缩制冷设备制冷）u 制冷量大，降温能力强，不受外界条件限制；u 制冷的同时可除湿；u 设备投资费用与运行费用高②冷水降温冷水降温（低温冷水吸收空气中的热量）u 降温效果取决于冷水温度，如水温足够低，气温可降低至湿球温度以下；u 冷水温度在露点温度以下时，可除湿；u 需低温水源，耗水量大 ③蒸蒸发发降降温温（水在空气中蒸发，从空气中吸收热量，降低空气温度）u 降温效果显著，耗水量小比较： 冷水降温——冷水温度12℃，吸热后升到22℃，温升10℃，消耗每kg冷水所吸收的热量为41.8kJ 蒸发降温——每kg水蒸发所能吸收的热量为2442kJ消耗每kg水从空气中吸收的热量，蒸发降温为冷水降温方法的58倍或在吸收相同热量的情况下，蒸发降温的耗水量仅为冷水降温的1/58 uu 设备简单，费用低 （约为机械制冷降温的七分之一）；u 运行费用低（约为机械制冷降温的十分之一）；缺点：u 降温的同时，会增加空气的湿度；u 降温效果受气候条件影响，在湿度较大的天气下不能获得好的降温效果。
蒸发降温技术与设备已在农业设施中广为采用 干球干球 湿球湿球温度温度 温度温度2. 蒸蒸发发降温的技降温的技术术特点特点二大类蒸发降温的技术与设施：u 湿湿帘帘降降温温 水附着在吸水材料表面，与流经材料表面的空气接触而蒸发吸热u 雾雾化化降降温温 雾化水滴喷入空气中，与空气接触蒸发吸热蒸发降温的极限是空气的湿球温度 评价蒸发降温技术和设备的降温性能优劣的指标：降温效率降温效率h式中 ta，tb —— 降温前、后的空气温度 （干球温度），℃；tw —— 空气的湿球温度，℃ 已知降温技术和设备的降温效率h，根据室外气候条件，可计算空气经降温处理后的气温为： ta= 35℃tw= 24℃f f = 40%tb= 26.2℃tw= 24℃f f = 83%h h = 80%h h (ta－－tw)=0.8×(35-24)= 8.8℃ 蒸发降温幅度取决于：①降温设施的降温效率； ②天气（空气状态）。
天气干燥，干、湿球温差大时，降温效果较好 在潮湿的天气下， 干、湿球温差较小，即使降温设施降温效率较高，也不会取得较好的降温效果 我国气候条件下蒸我国气候条件下蒸发发降温适降温适应应性分析性分析黄河流域及以北地区黄河流域及以北地区 在需降温的室外气温较高时刻（正午），相对湿度约在40%～50%甚至更低，蒸发降温有较好的效果； （to = 35℃，f = 45%，tw = 25.1℃） 降温幅度通常可达7～10℃； 夏季空调室外计算湿球温度在27℃以下，在蒸发降温设备一定的降温效率下，室外空气经过蒸发降温处理，气温约可降低至26～28℃； 考虑空气进入温室后的温升，温室内气温一般约可控制在28～30℃以下 长长江流域及以南地区江流域及以南地区 连阴雨天气相对湿度高达80%，但该时期气温多在30℃以下，不需降温； 在需降温天气的室外气温较高时刻（正午），相对湿度约为50%～60%，蒸发降温可发挥较明显的效果； （to = 35℃，f = 60%，tw = 28.2℃） 蒸发降温幅度可达5～8℃； 夏季空调室外计算湿球温度约为27～28.5℃，室外空气在经蒸发降温后，气温约可降低至28～30℃； 考虑空气进入温室后的温升，温室内气温一般约可控制在29～32℃以下。
3. 湿帘（湿湿帘（湿垫垫））—风风机蒸机蒸发发降温系降温系统统⑴⑴湿帘（湿湿帘（湿垫垫）的特性）的特性材料：白杨刨花、棕丝、多孔混凝土板、塑料、棉麻或化纤纺织物等多孔疏松的材料，波纹纸质湿垫最为多用尺寸：波纹纸质湿垫厚80～200mm，一般高1～2m 湿垫及供水系统特点：特点：u 通风阻力相对较小；u 热质交换表面积大、降温效率高，工作稳定可靠；u 安装使用简便；u 长期使用时空气中尘垢与水中盐类在纸帘上沉积将降低其效率，增大通风阻力；u 使用后易收缩与变形，使用寿命还有待提高 湿帘的技术性能： 降温效率h = 70%～90% 通风阻力Dp = 10~60Pa h与Dp主要与湿帘厚度及过帘风速vp有关 vp ＝通风量 / 湿帘面积 湿帘越厚、过帘风速越低，则降温效率越高； 湿帘越厚、过帘风速越高，则通风阻力越大 湿垫厚度200mm165mm125mm140mm100mm湿垫厚度200mm165mm140mm125mm100mm 为使湿帘具有较高的降温效率，同时减小通风阻力，过帘风速不宜过高，但也不能过低，否则使需要的湿帘面积过分增大，设备费用增加，一般取过帘风速为1～2m/s。
湿垫冷风机（下吹式）4. 湿帘冷湿帘冷风风机机型式:下吹式、上吹式、侧吹式 使用灵活，对设施密闭性无要求，方便控制降温后的冷风输送方向和位置； 每 台 风 量 2000～9000m3/h； 设备投资费用比湿垫风机降温系统大 5. 喷雾喷雾降温系降温系统统⑴⑴ 室内室内细雾细雾降温降温 ①特点uu 投资较低，安装简便，使用灵活（自然通风与机械通风均可使用）；u 可兼用于喷洒消毒、除病虫的药剂；u 要求雾滴直径在50m～80m以下；u 全室内平均降温效率20%～60%；u 喷雾量难于根据使用条件调节，易喷雾过量，造成淋湿动、植物、地面积水和室内过高湿度的情况； ②喷雾设备液力雾化 采用高压水泵产生高压水流，通过液力喷嘴喷出雾化雾化量大，设备简单，设备费和运行费用低；雾滴大小取决于喷嘴和喷雾压力，压力越高雾滴越细，通常喷雾压力0.7～2MPa，一般雾滴粒径较大（最大粒径 > 100m）气力雾化 采用高速空气流进行雾化，需要压缩空气设备，投资较高，实际应用很少 离心式雾化 水流送到高速旋转的圆盘，从其边缘高速甩出与空气撞击而雾化。
雾滴小，不需高压水泵，不堵塞但需高转速的动力，设备费较高雾滴四处飞散，方向性差为此，离心式雾化器多与轴流风机组合成一体 —— 喷雾风机，利用轴流风机排风口的射流输送雾滴和控制雾滴撒布的方向 ⑶⑶ 集中集中雾雾化降温化降温⑷⑷ 屋面屋面喷喷水降温水降温 在屋面上设置喷水管路和喷嘴，将水喷洒在屋面上吸热降温其优点是系统简单，且不会增加室内湿度，可有效减少通过屋面传入室内的热量但降温效果有限在温室屋面喷水时，还会产生屋面结垢的污染，影响屋面的透光率 ⑸⑸ 雾雾帘降温帘降温⑹⑹ 喷淋降温喷淋降温 直接向植物喷水，水在叶面蒸发直接带走热量 6. 温室的遮阳温室的遮阳 兼有降温与 调节（降低）光照强度的作用⑴⑴室外遮阳室外遮阳u 塑料遮阳网，聚烯烃树脂为主要原料的黑色、银灰色、绿色等颜色网状材料遮光率20%～80%u 室外遮阳网将太阳辐射遮挡在室外，遮阳网自身吸收的热量散发的室外，其降温效果优于室内遮阳 u 在冬季可兼作为保温幕使用，适用于冬季保温与夏季降温并重的地区⑵⑵室内遮阳室内遮阳uu 采用可以有效反射日光的铝箔或镀铝薄膜条编织的缀铝膜，可将进入温室的部分太阳辐射反射出去。
铝箔或镀铝薄膜条与透明薄膜条按不同比例编织，获得不同遮光率。