日光溫室土質(zhì)墻體溫度特性研究.pdf

1、以土質(zhì)墻體為維護(hù)結(jié)構(gòu)的日光溫室是我國(guó)一種具有原創(chuàng)性結(jié)構(gòu)型式的溫室,該型溫室造價(jià)低且儲(chǔ)熱性能較好,建造簡(jiǎn)單,室內(nèi)沒有輔助加溫設(shè)備,僅靠自身結(jié)構(gòu)保證作物生長(zhǎng)所需溫度,避免了能源的消耗,同時(shí)也減少了由于溫室加溫造成的環(huán)境污染。符合我國(guó)的節(jié)能要求適合我國(guó)國(guó)情,因而得到廣泛的應(yīng)用,并產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
　　 目前對(duì)日光溫室墻體的研究大多集中于異質(zhì)復(fù)合墻體,其保溫效果雖然較好但其成本較高,不利于在廣大農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用。相

2、反對(duì)于我國(guó)應(yīng)用普遍的土質(zhì)墻體卻研究較少,導(dǎo)致墻體或因厚度較小保溫蓄熱效果不好,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,或者厚度較大,造成投資成本較高并且浪費(fèi)大量耕地。目前在研究方法上,大多采用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)試土質(zhì)墻體的熱工性能并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果改進(jìn)墻體結(jié)構(gòu),缺乏較為完成的系統(tǒng)理論研究,對(duì)溫室土質(zhì)墻體內(nèi)部溫度的變化情況,不同季節(jié)的溫度變化趨勢(shì),以及不加溫情況下的土質(zhì)墻體日光溫室的墻體適宜厚度的研究尚不夠系統(tǒng)和全面。
　　 本試驗(yàn)對(duì)土質(zhì)墻體日光溫室室內(nèi)溫度進(jìn)行系統(tǒng)全

3、面的研究,并通過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定土質(zhì)墻體日光溫室的墻體適宜厚度。通過(guò)對(duì)溫室北墻的墻體溫度進(jìn)行測(cè)定和分析,探索日光溫室土質(zhì)墻體內(nèi)部溫度變化規(guī)律和對(duì)土質(zhì)墻體內(nèi)部恒溫層的界定、墻體適宜厚度的確定,從而為探討日光溫室土質(zhì)墻體保溫蓄熱性能和室內(nèi)溫度環(huán)境研究奠定基礎(chǔ),進(jìn)而為提高土地利用率和土質(zhì)墻體日光溫室的建造結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。
　　 本文以鄭州滎陽(yáng)地區(qū)的土質(zhì)墻體日光溫室為例,采用試驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法,對(duì)該型溫室進(jìn)行了研究,

4、具體結(jié)果如下:
　　 1、試驗(yàn)研究的重點(diǎn)是土質(zhì)墻體日光溫室墻體內(nèi)部溫度,是在假設(shè)墻體的建造設(shè)計(jì)厚度已經(jīng)能夠滿足當(dāng)?shù)刈魑镎ＩL(zhǎng)所需溫度,達(dá)到合理標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)部存在一個(gè)恒溫區(qū)的前提下展開的,通過(guò)大量數(shù)據(jù)的研究,在墻體內(nèi)找到了變溫層與恒溫層的界限。
　　 變溫層與恒溫層的界限在不同季節(jié)是不同的:觀測(cè)初期,墻體內(nèi)側(cè)界點(diǎn)距內(nèi)墻表面1.4m,外側(cè)界點(diǎn)距外墻表面1.1m,這表明土質(zhì)墻體恒溫層已經(jīng)存在。在1月份,內(nèi)外兩側(cè)界點(diǎn)距離50cm,

5、說(shuō)明在冬季最冷的時(shí)候,土質(zhì)墻體恒溫層存在并且達(dá)到一定厚度,表明墻體的建造厚度達(dá)到保溫蓄熱的要求。在冬季,土質(zhì)墻體變溫層與恒溫層的界限沒有發(fā)生明顯變化。春季,隨著外界氣溫的逐漸升高,變溫層與恒溫層的界限也發(fā)生著變化。3月下旬,墻體內(nèi)側(cè)界點(diǎn)距內(nèi)墻表面1.5m,外側(cè)界點(diǎn)距外墻表面1.1m,內(nèi)外兩側(cè)界點(diǎn)距離40cm。外界氣溫的不斷升高,內(nèi)外兩側(cè)墻體都吸收熱量,從而導(dǎo)致內(nèi)部恒溫層的整體溫度也發(fā)生變化,同時(shí)界點(diǎn)也發(fā)生變化,4月中旬,墻體內(nèi)側(cè)界點(diǎn)距內(nèi)

6、墻表面1.6m,外側(cè)界點(diǎn)距外墻表面0.9m,內(nèi)外兩側(cè)界點(diǎn)距離50cm。通過(guò)試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn),春季的恒溫層的概念與冬季的恒溫層的描述是有一定區(qū)分的,冬季的恒溫層兩側(cè)不發(fā)生熱量的交換,而春季的恒溫層是因?yàn)閮?nèi)外兩側(cè)墻體都吸收儲(chǔ)蓄熱量,導(dǎo)致恒溫層整體溫度升高,從而界點(diǎn)發(fā)生變化。
　　 2、通過(guò)合理的試驗(yàn)方案,實(shí)地測(cè)試了土質(zhì)墻體日光溫室室內(nèi)及墻體的溫度環(huán)境,測(cè)試結(jié)果表明該型溫室的保溫蓄熱性能良好,在冬季無(wú)供暖條件下能夠滿足室內(nèi)作物的正常生長(zhǎng)。

7、通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè),對(duì)土質(zhì)墻體內(nèi)部溫度的變化情況、不同季節(jié)的溫度變化趨勢(shì)有了更為詳盡的研究與了解。
　　 在冬季,土質(zhì)墻體內(nèi)側(cè)墻體溫度隨著墻體深度的增加,墻體的溫度逐漸降低。在1.4m-1.9m之間墻體不同時(shí)刻溫度接近,清晰地表明在整個(gè)冬季,土質(zhì)墻體內(nèi)部恒溫層的存在。內(nèi)側(cè)墻體從室內(nèi)向恒溫層方向,中午前后較其它時(shí)刻溫度較高,白天揭苫以后,室內(nèi)溫度逐漸上升,內(nèi)側(cè)墻體接受陽(yáng)光輻射,開始吸熱狀態(tài),墻體溫度隨之上升；隨著冬季最冷時(shí)間過(guò)去,外界氣

8、溫逐步升高,內(nèi)側(cè)墻體吸熱時(shí)間逐步延長(zhǎng),2月下旬的時(shí)候,在晴天的天氣條件下,溫室內(nèi)側(cè)墻體基本整個(gè)下午都處于吸熱狀態(tài)；0.4m深度向墻體內(nèi)部,除中午前后時(shí)間段外,各深度不同時(shí)刻溫度變化趨勢(shì)基本保持一致,隨著墻體深度的增加,緩慢降低直至到達(dá)恒溫層出現(xiàn)平緩狀態(tài)。恒溫層向外的外側(cè)墻體溫度逐漸降低,不同深度各時(shí)刻的溫度變化趨勢(shì)基本保持一致,變化幅度很小。
　　 在春季,隨著外界氣溫的不斷升高,墻體整體的溫度都處于明顯的上升狀態(tài),表明墻體已經(jīng)

9、處于一個(gè)相對(duì)的吸熱蓄熱狀態(tài)。各深度的平均溫度變化趨勢(shì)大體一致,中午前后內(nèi)側(cè)墻體因?yàn)槲鼰?溫度內(nèi)側(cè)墻體靠近室內(nèi)的幾個(gè)深度處溫度變化幅度明顯。外界氣溫的逐步升高,墻體能夠更多地的吸收并儲(chǔ)蓄熱量,早春時(shí)期前半夜向室內(nèi)釋放熱量維持室內(nèi)溫度,春末時(shí)期只是凌晨以后才向室內(nèi)釋放部分熱量來(lái)維持室內(nèi)溫度短暫性的下降。外界氣溫的升高也促使墻體內(nèi)外兩側(cè)墻體溫度的變化,從而使所謂相對(duì)恒定的恒溫層溫度也整體上升,從恒溫層開始向室外方向,墻體溫度變化曲線十分平緩,