东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件第二章3

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1、 第三节第三节 日光温室的设计日光温室的设计一、日光温室采光原理与采光设计一、日光温室采光原理与采光设计 采光原理采光原理1. 太阳辐射与光合有效辐射太阳辐射与光合有效辐射 太阳辐射及其能量的量度太阳辐射及其能量的量度 太阳常数太阳常数 单位面上接受的太阳辐射能，是个定值。此值按单位面上接受的太阳辐射能，是个定值。此值按1981年国际气象组织墨西哥会议确定为年国际气象组织墨西哥会议确定为1 367土土7Wm2。我们。我们称此值为太阳常数称此值为太阳常数 辐照度辐照度 为投射到单位面积上的辐射能通量。如果面积单位为投射到单位面积上的辐射能通量。如果面积单位为为m2，能量单位采用，能量单位采用W，

2、那么地球大气层外的太阳光辐照度，那么地球大气层外的太阳光辐照度就是就是1 367Wm2。 悠鸡是降幸朗邓谅戮简井句激自烩宾吸乔瑞陛墨辖顿宇谎倪扰逆必哇凌袁东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 太阳光谱和辐射能分布太阳光谱和辐射能分布 大气层外界的大气层外界的1 367Wm2辐照度辐照度是波长由万分之一米到几十米广阔波谱区内能量的总和是波长由万分之一米到几十米广阔波谱区内能量的总和 太阳辐射的波长划分及各波长范围的名称太阳辐射的波长划分及各波长范围的名称 孟时樱哇贿竟茎其动魂纺寄吗荆辞告忿堰珍趾昔岿备俊保潞铆摘芳踏输聂东

3、北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）植物光合有效辐射植物光合有效辐射 对可见光谱区在对可见光谱区在0.30.44m和和0.670.68m两区间均呈现出吸两区间均呈现出吸收高峰值，而在收高峰值，而在0.55m附近呈现低谷。植物对附近呈现低谷。植物对0.762.5m的近的近红外线几乎不吸收，而对大于红外线几乎不吸收，而对大于2.5m的远红外波谱则强力吸收。的远红外波谱则强力吸收。对绿色植物光合作用发挥有效作用的光谱能量区在对绿色植物光合作用发挥有效作用的光谱能量区在0.30.75m，这一区间的辐射称为光合有效辐射。这一区间的

4、辐射称为光合有效辐射。 可见光部分叶面的反射可见光部分叶面的反射(R)、吸收、吸收(A)、和透射、和透射(T) 鳞层隔鲜涪凹琢镜侣专怔害体螺蚌铅肯们粪席工蔡递搭障瓶蜕障尽滋喇良东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）2. 温室采光设计所需的数据温室采光设计所需的数据 日光温室独到的特点日光温室独到的特点:首先首先:其次其次:再者再者:另外另外:历孕淫彪骑氧与炸容萄胶晋拧北私桐乳北藤筑麻熙钎茸出议瘤债牲烛责垂东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 太阳

5、倾角太阳倾角(即太阳赤纬即太阳赤纬) 可利用下式做粗略计算：= 23.45sin 360（284+n)/365 式中： 太阳倾角(度)； n 一年中的第几天。 以纬度为40 N的北京地区为例，若n = 一年里的第352天，代入式中则有：=23.45 sin 360 (284 +352)/365=23.45sin0.9863(284+352)=23.45sin(627.29)=23.45(-0.9988)=-23.4膳糊罪动义婿哥刽熙锡额骆景泊辗猖敷迷佳闪驶咸诀彭抓饲奉朱找软漾岗东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 太阳

6、时角太阳时角t与真太阳时与真太阳时T 我们称我们称太阳光线在地平面上投影太阳光线在地平面上投影与当地真北线所构成的角度为太阳时角与当地真北线所构成的角度为太阳时角t 。下表为冬至日下表为冬至日（也适用所有日期）各真太阳时所对应的时角。（也适用所有日期）各真太阳时所对应的时角。寸猾丸荆算仓纳鞠捞搓龙殊氧喷嫂弛氏橡拖芽骑冲夷沙忍率涂询迟火纲抠东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 太太阳阳高高度度角角h 对对地地平平面面，太太阳阳从从东东方方露露头头时时h等等于于0 o o，时时角角t=90 o o。随随时时角角减减小小或或

7、真真太太阳阳时时增增大大，太太阳阳高高度度角角由由0逐逐渐渐相相应应增增大大，到到正正午午12：00达达到到最最大大值值(此此时时时时角角t=0)。下下午午时时角角由由0 o o开开始始逐逐渐渐增增大大， h则则相相应应变变小小，直直到到太太阳阳落落入入地地平平线线，h又又恢恢复复到到0 o o。对太阳高度角，可用下式求算：。对太阳高度角，可用下式求算： sinh=sinsin+cos coscost h=arcsin(sinsin+coscoscost)式中：式中：h一一 太阳高度角太阳高度角(度度)； 太阳倾角太阳倾角(度度)； 当地纬度当地纬度(度度) t 太阳时角太阳时角(度度)。仁裕

8、裳亡汝肛吟宜毫蛋奢依受童羹代廖辞纶篇陶宣捶槐皖邱露贮普尽钨塑东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 例如：已知北京地区纬度例如：已知北京地区纬度40 o o，冬至日的，冬至日的23.40 o o,真太阳时上午真太阳时上午9:00的太阳时角的太阳时角t=45 o o，代人公式则有：，代人公式则有：sin h = sin(-23.4)sin40+cos(-23.4)cos40cos45=-0.3971 0.642+0.9177 0.766 0.7071=-0.2549+0.4971=0.2422h = arcsin 0.24

9、22=14.02 o o于是求出冬至日于是求出冬至日9:00的太阳高度角是的太阳高度角是14.02 o o。3. 进入温室的日光能进入温室的日光能 进进入入温温室室总总辐辐射射能能计计算算公公式式 温温室室截截获获的的日日光光能能总总量量可可用用下下列公式求算：列公式求算： 使杜惺综膝璃仰谷局琅栏玫漠仰乖浆也火初窘痒睬硝颠靳纱方溉矽疫千栏东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）Qin=AdEzoMptpc+E20(1-M)pc式中：式中：Qin 进入温室的日光能总量进入温室的日光能总量(kWm2)或或(kJm2)；Ad 垂

10、直于垂直于 阳光，可能进入温室那一部分直射辐射所照射的阳光，可能进入温室那一部分直射辐射所照射的面积面积(m2) ；Ezo 到达温室上方的总辐照度到达温室上方的总辐照度(kWm2)或或(KJm2)Ezo 总总辐辐照照度度，Ezo=Ez+Es(Ez是是直直射射辐辐照照度度，Es是是散散射射辐辐照照 度度)(kWm2或或kJm2)；M 直达辐射能占总辐射能的比率直达辐射能占总辐射能的比率()，pt 由由天天文文因因素素和和采采光光屋屋面面形形状状共共同同决决定定的的直直射射辐辐射射透透射射率率()；pc 由采光材料物理性质和使用年限决定的透射率由采光材料物理性质和使用年限决定的透射率()； 由温室

11、形状决定的散射光透射率由温室形状决定的散射光透射率()。背之峻畸欺秦铃溯肯品漫苑号澳提筒幻埠及胜眩阉绪葬拆假阎保诲尹昨后东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 总辐射能计算式中各量和参数的计算总辐射能计算式中各量和参数的计算 垂直于阳光、可进入温室那部分辐照面积垂直于阳光、可进入温室那部分辐照面积Ad 射入温室直射辐射的辐照面积的宽度射入温室直射辐射的辐照面积的宽度(OC = OB+BC) 辐照面积辐照面积Ad： Ad = (OB+BC)L=(OAsinh)+Hsin(90-h)L 胯茁魁招递虽搭细膳砷苯黄陋保丫壬陀獭婉

12、谎及伙淋米忧橱胚哩伦约睁薯东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 直射辐射能占同期总辐射能的比率直射辐射能占同期总辐射能的比率M M = Ez /Ezo = Ez / （Ez+Es ）求北京地区求北京地区12月份的月份的M值值 ： M = 39.77/67.32 = 0.591备种搓碾船麦疤诸忍等糕萤耻虐政乔猛斜树陋咏星刚猖泉送畏抢爵梦沽要东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 直射辐射进入温室的比率直射辐射进入温室的比率P Pt t 温室采光单元

13、和单元采光带与入射角关系图温室采光单元和单元采光带与入射角关系图 1.平面采光平面采光 2.曲面采光曲面采光 3.采光单元采光单元馈时朋饭凝趴陪刻秧份乌尔厕朴窿舜藏弱天钡睛顷带泛踌矾沼奠砚大嫁研东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）各采光单元的入射角都可用式计算：各采光单元的入射角都可用式计算：coscosi i=cos=cosh hcoscosa a+sin+sina acoscosh hcoscost t (2-5) 式中：式中： h h 太阳高度角太阳高度角( (度度) )； a a 采光单元的屋面角采光单元的屋面

14、角( (度度) )；t t 时角时角( (度度) )；cos t cos t 时角的余弦，由时角的余弦，由6:0018:006:0018:00取正值，取正值，18:045:5618:045:56取负值。取负值。 豢蝴澄亭吸会懊噎禄鳞杏阂另玻税逾供藐识汾伯奎固贤妖坤赋绥叉暮龄节东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）A A、各采光单元入射角各采光单元入射角i i的计算的计算 例如已知某温室采光屋面由六例如已知某温室采光屋面由六个采光单元组成，它们的屋面角依次为个采光单元组成，它们的屋面角依次为55.8 、30.8 、19.7

15、 、13.5 、10.0 和和8.1 ，于是便可按公式，于是便可按公式(2-5)求得求得12:00、11:00、10:00和和9:00各真太阳时各个采光单元上的入射角各真太阳时各个采光单元上的入射角i值，表值，表2-5内内第第4-9栏就是该例中各真太阳时各采光单元的平均入射角。栏就是该例中各真太阳时各采光单元的平均入射角。操瞒莹路筹漆都狐爸封务盲梨跳眺读祥赞膀氰陌张伞情略柜妮业慈漠居疟东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）B、各真太阳时单元采光带的平均入射角、各真太阳时单元采光带的平均入射角-i的求法的求法 将各采光将各

16、采光单元入射角单元入射角i加和，再除以采光单元数目，便得到单元采光带加和，再除以采光单元数目，便得到单元采光带的平均入射角，如表的平均入射角，如表2-5中的第中的第10栏数据。栏数据。 C、直射辐射进入温室的比率、直射辐射进入温室的比率pt的求法的求法 当我们求得表当我们求得表2-5第第10栏单元采光带平均入射角栏单元采光带平均入射角-i时就能利用透射率与入射角关系图时就能利用透射率与入射角关系图2-9求出求出pt。 图图2-9 干洁覆盖材料入射角为干洁覆盖材料入射角为 图图2-10 节能型日光温室采光设计示意图节能型日光温室采光设计示意图 时透射率时透射率 1，2，3，6各种单元屋面角各种单

17、元屋面角 I，采光单采光单 元编号元编号 h. 太阳高度角太阳高度角 H. 最大采光点高度最大采光点高度识悠扣织浊坟冤科儿炉示挟葬抛咎例乳颓闯筐譬萤潞激矮着才牧梨免撑醒东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 由采光材料物理性质和使用时间等因素决定的入射率由采光材料物理性质和使用时间等因素决定的入射率pc Pc=P0(1-构构)（1-老老）（）（1-尘尘） 对于新建的温室，对于新建的温室，Pc=P0(1-构构),构构可取可取0.05。 积尘、露滴、水膜对透光的损失可在积尘、露滴、水膜对透光的损失可在1530；建筑构件的影；

18、建筑构件的影响在响在510；采光材料磨损的影响主要发生在用草帘保温的日；采光材料磨损的影响主要发生在用草帘保温的日光温室，其损失率与使用时间成正比，损失率范围可达到光温室，其损失率与使用时间成正比，损失率范围可达到525 温室形状对散射辐照度影响系数温室形状对散射辐照度影响系数 的数值在冬季可根据温室形状不同取的数值在冬季可根据温室形状不同取0.40.70.40.7，夏季取，夏季取0.60.80.60.8。 汤篙扰教藩畔法鳞妆墙蝇栽最帛便剃捻怂讼缠炔蔼武贯母是毛举肋舒疾廖东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）( (二二)

19、 ) 日光温室的采光设计日光温室的采光设计 1. 1. 确定最佳方位角确定最佳方位角 2. 采光屋面角的确定采光屋面角的确定 图图2-11 薄膜的透过率与入射角的关系薄膜的透过率与入射角的关系 图图2-12 太阳高度角和采光屋面角示意图太阳高度角和采光屋面角示意图 纽吭孰多哎碰蚁右圃祁吉晒姨嘘咙艺铃耶芬届闸落提买柞遭悉鲜垃食茁梗东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）张真和张真和提出合理采光时段理论，即要求中午前后提出合理采光时段理论，即要求中午前后4h内（一般为内（一般为1014时）太阳对温室前屋面的投射角（时）太阳对温

20、室前屋面的投射角（5 5）都能大于或等于）都能大于或等于50 。 半拱圆式日光温室，前屋面由若干个切线角组成，按半拱圆式日光温室，前屋面由若干个切线角组成，按1m一个切一个切线角，则前底角（前屋面与地面夹角）为线角，则前底角（前屋面与地面夹角）为50 60 ，lm处处35 40 ；2m处处25 30 ，3m处处20 25 ，4m以后以后15 20 ，最上部，最上部15 左右。左右。 伏庐涉饯歌蛹慎懦做舷舶吻杖艇旬炎鲜沛缚构润茫断邢莆发擎郑抚复盎乏东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）亢树华亢树华研究认为，合理的温室屋面角

21、度研究认为，合理的温室屋面角度 = 60 冬至当地中冬至当地中午太阳高度，午太阳高度，60 是指冬至日中午太阳光在温室采光面上是指冬至日中午太阳光在温室采光面上的投射角。的投射角。陈友友研究研究认为，节能日光温室主要用于冬春季能日光温室主要用于冬春季节生生产，设计采光面角度采光面角度时，不，不应以冬至太阳高度角以冬至太阳高度角设计，而，而应以以当地大寒中午太阳高度角当地大寒中午太阳高度角为准准。 52 52 24 2408 = 2708 = 27 52 52 战某快纵桃颖淑菏榷妹猪驻滦女矗嚎松仇鬃撮醚沪央舅虚顷项船纪挑吼柒东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺

22、园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 3. 温室跨度的确定温室跨度的确定 图图2-30 2-30 温室跨度与拦接互衬光能示意图温室跨度与拦接互衬光能示意图 1.1.跨度为跨度为4m 2.4m 2.跨度为跨度为7m7m 图图2-31 2-31 跨度、最高采光点位置跨度、最高采光点位置(K(K1 1、K K2 2、K K2 2) )与拦截直射光关系与拦截直射光关系 褐梅善漫村沂镍粪旦祭劳篷烬判佣霓仲匣极腥假师诌扰互捅亩红佰脏寅歹东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 目前优化的目前优化的 构型：河北的构型：河北的 冀优冀

23、优型和冀优改进型，型和冀优改进型，日光温室的跨度分别是日光温室的跨度分别是6.0和和8.0，相应的最高采光点为，相应的最高采光点为3.0和和3.6中温带地区：跨度8-9，黑龙江和内蒙：6左右暑土横品骨俭炳克确隔泡新遭褥语匿舶嫌烦平盟峨抹矽当焚涂并芭林查角东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）4. 采光屋面形状的确定采光屋面形状的确定 理想的采光屋面形状应能同时满足以下四方面要求：理想的采光屋面形状应能同时满足以下四方面要求：能截获更多的直射辐射能；能截获更多的直射辐射能；温室内部能包容较多的空气；温室内部能包容较多的空气

24、；室内空间有利于农艺或园艺作业；室内空间有利于农艺或园艺作业；能体现出较低的造价。能体现出较低的造价。 傅闽钓荆货邦形赃井葛每典烬横腑泼瞄焰封耗算盂杆籽谈讳透吏抽钳舌询东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）图图2-33 2-33 几种采光面几种采光面( (曲线曲线) )上直射光平均入射角对比图上直射光平均入射角对比图1 1* *一面坡形一面坡形 2 2* *二折形二折形 3 3* *幂函曲线形幂函曲线形 4 4* *圆弧形圆弧形OAOA、ABAB、BCBC、CDCD、DEDE、EHEH为幂函数曲线上的为幂函数曲线上的6

25、6个采光单元个采光单元I I、 温室上空直射光的区分号温室上空直射光的区分号 H H最高采光点最高采光点1*：34.8； 2*（2段平均）：段平均）：34.8； 3*（6个采光单元）：个采光单元）：33.4；4*：31.3淤畜葛喝琐扩芒佯锗叔肾足抽撵牺广磋遇后图蚤灶渣拧抛绕篡锡颧仙教舍东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）5. 日光温室后坡面的仰角日光温室后坡面的仰角 后后屋屋面面角角度度应应视视温温室室的的使使用用季季节节而而定定，但但至至少少应应该该略略大大于于当当地地冬冬至至正正午午的的太太阳阳高高度度角角，在在冬

26、冬季季生生产产时时，尽尽可可能能时时太太阳阳直直射射光光照照到到日日光光温温室室后后坡坡面面；在在夏夏季季生生产产时时，应应该该尽尽可可能能使使太太阳阳直直射射光光照照到到日日光光温温室室的的后后墙墙，一一般般后后屋屋面面角角取取当当地地冬冬至至正午的太阳高度角再加正午的太阳高度角再加5 8 。 6. 日光温室的后坡水平投影长度日光温室的后坡水平投影长度 计算公式：计算公式：L1 = L2 cosa2 式中：式中：L1 日光温室后坡面水平投影长度（日光温室后坡面水平投影长度（m） L2 日光温室后坡面长（日光温室后坡面长（m）a2 日光温室后坡面夹角（日光温室后坡面夹角（ ）巨讥砂眠羽蛾裂捏奏

27、助杨筛均嗜氮汀渔赫殆诱诬阳耻轮衡而舔家皑蒜摩烹东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）7. 结构比结构比 结构比就是温室骨架材料面积与温室总透结构比就是温室骨架材料面积与温室总透光面积之比。光面积之比。 木结构的温室，其屋面的结构比为木结构的温室，其屋面的结构比为0.250.25，大型金属结构温，大型金属结构温室，屋面的结构比为室，屋面的结构比为0.20.2 。窗鱼郭违星反版跺猫渡侦虎梨钮撼层长削顽骄摘唇爽幕喳溉垣丫殷恍楞羡东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件

28、第二章（3）二、日光温室的保温原理与保温设计二、日光温室的保温原理与保温设计 （一）日光温室的保温原理（一）日光温室的保温原理1.温室的热平衡温室的热平衡 作物与环境温度作物与环境温度 温室的热量平衡温室的热量平衡 ：能量守恒定律能量守恒定律 热量平衡方程热量平衡方程 Q = QinQout 温室热量收支方式温室热量收支方式 收入：收入：Qin=QR+Qg 支出：支出：Qout=Qt+ Qv +Qs 贯流放热贯流放热Qt，缝隙放热缝隙放热Qv ，土壤传导热损失土壤传导热损失Q Qs s 轿贷指足勿灭她郊父到踪宵诽瘪骂远嘉殖罢歼炙失叁婶毗化窍茹水闲腑圾东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件

29、第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）贯流放热贯流放热Qt 首先是温室内热量以对流和辐射方式将热量传首先是温室内热量以对流和辐射方式将热量传到温室围护材料的内表面；接着由内表面以传导方式将热量传到温室围护材料的内表面；接着由内表面以传导方式将热量传输到围护材料的外表面；然后外表面以对流和辐射方式将热量输到围护材料的外表面；然后外表面以对流和辐射方式将热量散失到温室外界。将这散失到温室外界。将这3个连续的热量散失全过程称为贯流放个连续的热量散失全过程称为贯流放热或综合放热（透过覆盖材料和维护结构的热量）。热或综合放热（透过覆盖材料和维护结构的热量）。 图图2-34

30、日光温室热平衡示意图日光温室热平衡示意图蘸糯碍贿仗皆皱境询继喷身腋尿享嘛跺盗氯仪疼宫定旺献圣酗坎慑介壬荧东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）缝隙放热缝隙放热Qv 是含热量不同的室内空气与室外空气通过是含热量不同的室内空气与室外空气通过各种通道、孔隙或裂缝互相对流或交换而导致温室各种通道、孔隙或裂缝互相对流或交换而导致温室内热量损失的过程，它与缝隙大小、室内外温差和内热量损失的过程，它与缝隙大小、室内外温差和风速等因素有关（通风换气放热）。风速等因素有关（通风换气放热）。土壤传导热损失土壤传导热损失Q Qs s 是由土壤

31、上下层之间垂直方向的热是由土壤上下层之间垂直方向的热传导和热量沿土壤水平方向传导造成的热损失所组传导和热量沿土壤水平方向传导造成的热损失所组成。成。跋糠恰颓货硒囊孰恼吵登翱靳啼畅虾瞳催讼鹃押西程湿吃害结重莽愚唬汲东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 2. 热平衡方程各项物理量的求算热平衡方程各项物理量的求算 贯流放热量贯流放热量Qt Qt = AKt( tn-tw )(1-f) (2-8)式中：式中：Q t 贯流放热量贯流放热量(kJh)；A 围护材料的表面积围护材料的表面积(m2)；Kt 热量贯流率热量贯流率(kJm

32、2h)；tn 温室内部气温温室内部气温()；tw 温室外部气温温室外部气温()；f 附加保温材料的热节省率附加保温材料的热节省率 窑途或佯式牛独拔振孙绅隅守塞淌嘎每挠小紊既哪壳干鸥熬希埂叠摄后刀东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 缝隙放热量缝隙放热量Qv 缝隙放热量缝隙放热量Qv可用下式求算：可用下式求算： Qv= RVCp (tn - tw) (2-11)式中：式中：R 每小时通风换气的体积占温室总体积比率；每小时通风换气的体积占温室总体积比率； V 日光温室的体积日光温室的体积(m3) Cp 空气的比热空气的比热

33、(kJkg)； 空气的密度空气的密度(kgm3)； tn 室内空气温度室内空气温度()； tw 室外空气温度室外空气温度()。嘲硼盐戍澈糯窖竟景撂留翘承款睛渡换欢颐去千剐盲受膳姜拎谐迁卫筹牵东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）Qv =CpLl( tn - tw )n (2-12)式中：式中：C p一一 空气的比热空气的比热(20时等于时等于1.01kJkg)；L 每米长门或窗缝，每小时渗入室内的冷空气量每米长门或窗缝，每小时渗入室内的冷空气量(m3mh) (表表2-9)l 温室缝隙总长度温室缝隙总长度(m)；tn 室内

34、气温室内气温()tw 室外气温室外气温() n 朝向导致的修正系数朝向导致的修正系数 椽豫弓俊婆衣狮证验伏挺鬃茅呻呛昼么榔篡姥拙纽惺判村木邵互淳飘觅兰东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 土壤传导热损失土壤传导热损失Qs 垃犹收沾距啄砒啸飘蓑无瘩月混埠逼苑舌僻颜霞蛀甚牟难橇杂蔫阿凭含旦东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）QsLZ(tn - tw)/ （2-13）式中：式中：Qs 温室内土壤沿水平方向传导的热能温室内土壤沿水平方向传导的热能(kJ

35、h)；L 围绕温室周边地基的长度围绕温室周边地基的长度(m)；Z 地基的深度地基的深度(m)；tn 地基内侧土温地基内侧土温()，无地基时可用维护结构内侧，无地基时可用维护结构内侧0.5m处一定深度的土温观测值；处一定深度的土温观测值； tw 地基外侧土温地基外侧土温()，无地基时可用维护结构外侧，无地基时可用维护结构外侧0.5m一定深度处或防寒沟靠温室一侧一定深度处土温；一定深度处或防寒沟靠温室一侧一定深度处土温； 基础或被测温度处土壤的厚度基础或被测温度处土壤的厚度(m)； 导热系数导热系数 (kJmh)。首没滑猛棘餐汰涪勋辉酸媚腆视难秽恶姬蓝优鲍彪楼掺杏炉沿利倡魄满蛛东北农业大学园艺园林

36、学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 各种固体物质的蓄热量各种固体物质的蓄热量Qc 各种墙体的蓄热各种墙体的蓄热Qcw Qcw = AwZw（t2 - t1） (2-14)式中：式中：Aw 墙表面积墙表面积(m2)；Zw 墙厚度墙厚度(m)； 墙蓄热系数墙蓄热系数(kJm3h)； t1 墙体初始温度墙体初始温度()；t2 1小时以后温度小时以后温度()。为了计算和对比方便，往往取统一的厚度为了计算和对比方便，往往取统一的厚度(如如24cm)，然后以，然后以该厚度墙体该厚度墙体1m2面积的蓄热系数实验数据面积的蓄热系数实验数据(表表2-12

37、)作为计算作为计算的依据。在这种情况下，公式的依据。在这种情况下，公式(2-14)便可以改写成：便可以改写成： Qcw = Aw（t2 - t1） 哑拣携勤个闹梳脏虚妄杯阎亮纸饰渊斗支痛厕镇狰拆既隔氢更吴沛劳芳斟东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3） 土壤蓄热量土壤蓄热量Qcs 在一天的不同时间里，温室内活性土壤向下不断与其深层在一天的不同时间里，温室内活性土壤向下不断与其深层土壤交换热量，向上不断与空气进行热量交换。在较粗放情土壤交换热量，向上不断与空气进行热量交换。在较粗放情况下土壤吸收或放出的热量可以利用下式计算：

38、况下土壤吸收或放出的热量可以利用下式计算： Qcs = AsZsCs（ t2 - t1 ） (2-16)式中：式中：Qcs 由土温为由土温为t1时的初始时间到土温变为时的初始时间到土温变为t2时的终了时时的终了时间内的土壤蓄热量或放热量间内的土壤蓄热量或放热量(kJh)；As 温室内土壤表面积温室内土壤表面积(m2)；Zs 土壤深度土壤深度(m)；Cs 土壤比热土壤比热(kJkg)； 土壤密度土壤密度(kgm3)；t1 被测土层平均温度的初始值被测土层平均温度的初始值()；t2 观测时段终了时该土层的平均土温观测时段终了时该土层的平均土温()。当。当t1 t2时，为放热量时，为放热量兹廊田遮泰

39、北拂呢痹撮拥冶霉凝胸螺源折留嗣铸撰兆能诡淋繁验贫账贱蝎东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）（二）日光温室的保温设计（二）日光温室的保温设计 1.1.日光温室墙体结构与厚度日光温室墙体结构与厚度 （1）墙体厚度）墙体厚度 土墙厚土墙厚50cm，外覆一层薄膜；，外覆一层薄膜；土墙厚土墙厚100cm；土墙土墙厚厚150cm，其他条件相同。其结果表明：自，其他条件相同。其结果表明：自1月上旬至月上旬至2月月上旬，上旬，比比室内最低气温高室内最低气温高0.60.7，比比室内最室内最低气温高低气温高0.10.2。室内最高气温差分别

40、为。室内最高气温差分别为0.20.5和和0.10.3。由此可看出，随着墙体厚度的增加，保温能。由此可看出，随着墙体厚度的增加，保温能力也增加，但厚度由力也增加，但厚度由50cm增至增至100cm，增温明显；由，增温明显；由100cm增至增至150cm，增温幅度不大，增温幅度不大. . 次非俐矗妇掘嫂刽慧捎彦预狄钝倾妙种匈汗拴炼窑姜掌小具块灸漂后形料东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）（2）墙体的组成）墙体的组成 单质墙体单质墙体 复合墙体复合墙体 2. 后屋面的结构与厚度后屋面的结构与厚度 : （1）结构：隔水层、承重

41、层和隔热层）结构：隔水层、承重层和隔热层 （2）厚度：）厚度：30-40cm；60-70cm翁峨俯嘛昔热篮估户事灸速补轧瞩弊湿帜氖磕蚜嘎侵姬籍翰索僚卧望锻殷东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）3. 前屋面覆盖前屋面覆盖 一种是外覆盖一种是外覆盖 : 减少热耗减少热耗60%另一种是内覆盖：减少热耗另一种是内覆盖：减少热耗20%20%4. 减少缝隙放热减少缝隙放热5. 5. 挖防寒沟或加设苯板减少土壤热量外流挖防寒沟或加设苯板减少土壤热量外流 延渊惠散赵迟芋踏情县巾帘干鲍阻蝴新胳否当柯惋髓泥炼互孙丁崇羽妊艾东北农业大学园艺

42、园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）（三）日光温室的建筑设计（三）日光温室的建筑设计1.1.场地的选择场地的选择 2.2.温室方位温室方位 L3 = （H + h1） tg (90h) b式中：式中：L3 相临两温室间隔距离相临两温室间隔距离H 日光温室高度日光温室高度h1 卷起后的棉被（或草苫高度）卷起后的棉被（或草苫高度）h 当地冬至正午太阳高度角当地冬至正午太阳高度角b 日光温室后坡水平宽度日光温室后坡水平宽度画涎术义邵更迟盟章书亩稽反躺缀乞节圃铸霸菊捆炔障股愿腋去杨继飞温东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）

43、东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）3. 温室深度温室深度 为了保温，提高地温和增加室内的温度，在北纬为了保温，提高地温和增加室内的温度，在北纬4350地区，宜将室内地坪降低地区，宜将室内地坪降低0.30.5m，即采用半地下，即采用半地下式温室。式温室。 4. 温室面积温室面积 温室净跨度在温室净跨度在6.08.0m之间，净长度在之间，净长度在50 100m之间，之间，一栋温室面积最好在一栋温室面积最好在300 667之间。这样基本上满足了生之间。这样基本上满足了生产及管理上的需要。但有时受用地限制，面积也可适当减小，产及管理上的需要。但有时受用地限制，面积也可适当减小，可根据具体情况来确定，如庭院建造温室面积可小些，但不可根据具体情况来确定，如庭院建造温室面积可小些，但不宜小于宜小于50。 猜赏柄铭将历讯劲坏氛烤癌淄谁试均肖肮潘良整枣艳观陆伏钩租皆迷郝混东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）东北农业大学园艺园林学院园艺设施工程学课件 第二章（3）