雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)及其熱性能測試分析

袁余，李鵬程，李銘，蘇學(xué)德，吳奇峰

（1. 新疆農(nóng)墾科學(xué)院林園研究所，新疆 石河子 832000；2. 新疆農(nóng)墾科學(xué)院產(chǎn)業(yè)處，新疆 石河子 832000）

雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)及其熱性能測試分析

袁余1，李鵬程1，李銘1，蘇學(xué)德1，吳奇峰2*

（1. 新疆農(nóng)墾科學(xué)院林園研究所，新疆 石河子 832000；2. 新疆農(nóng)墾科學(xué)院產(chǎn)業(yè)處，新疆 石河子 832000）

為了提高日光溫室的保溫性能，設(shè)計(jì)建造了一種適用于北方冬季生產(chǎn)的現(xiàn)代雙層膜日光溫室，其特點(diǎn)是有內(nèi)外兩層支撐骨架和覆蓋系統(tǒng)，測試了該溫室在冬季無保溫被覆蓋、通風(fēng)口關(guān)閉條件下室內(nèi)溫度變化情況，并與普通單層膜日光溫室進(jìn)行了對(duì)比分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，雙層膜日光溫室內(nèi)空氣平均溫度、土壤平均溫度、最低氣溫和最低土壤溫度的最低值較單層膜日光溫室分別提高了2.1 ℃、1.7 ℃、3.7 ℃和1.8 ℃，較室外分別提高了12.4 ℃、0.9 ℃、18.5 ℃和0.9 ℃。在雪天、晴天、陰天和霧霾天等典型天氣，雙層膜日光溫室較單層膜日光溫室白天和夜間平均氣溫分別提高了0.4 ℃和1.4 ℃，較室外白天和夜間平均氣溫提高了3.0 ℃和9.7 ℃。研究表明，與單層膜日光溫室相比，雙層膜日光溫室的空氣溫度、土壤溫度有明顯提高，室內(nèi)溫度較穩(wěn)定。該研究為雙層膜日光溫室建造提供了參考。

日光溫室；雙層膜；設(shè)計(jì)；氣溫；土壤溫度

Abstract：This paper designed and constructed double-plastic of solar-greenhouse adjusted to winter production in northern China, in order to increase the insulation performance of solar-greenhouse. The double-plastic of solargreenhouse had inside-outside support frame and two cover system. It experiments and tests temperature changing in the double-plastic of solar-greenhouse compared to the normal single-plastic of solar-greenhouse, with the condition of insulated quilt has rolled up and the vents are closed. The experimental results show that the lowest of air average temperature, the lowest of soil average temperature, the minimum air temperature and the minimum soil temperature of the double-plastic of solar-greenhouse, had increased 2.1 ℃, 1.7 ℃, 3.7 ℃ and 1.8 ℃ compared with the normal single-plastic of solar-greenhouse, and increased 12.4 ℃, 0.9 ℃, 18.5 ℃ and 0.9 ℃ compared with outdoor. The diurnal and nocturnal air average temperature of the double-plastic of solar-greenhouse on snowy, sunny, cloudy and hazy days, had increased 0.4 ℃ and 1.4 ℃ compared with the normal single-plastic of solar-greenhouse, and increased 3.0 ℃ and 9.7 ℃ compared with outdoor. The result indicates air temperature and soil temperature in the double-plastic of solar-greenhouse improved obviously and relatively stable. It is expected that experiment results and analysis will support the improvement of the double-plastic of solar-greenhouse construct management.

Key words：solar-greenhouse; double-plastic; design; air temperature; soil temperature

日光溫室是一種帶有中國特色的溫室形式，與其他溫室類型相比，它具有低成本的良好越冬生產(chǎn)性能，在中國北方地區(qū)得到了大面積的推廣[1-2]。截止2015年底，我國日光溫室總面積已超過69萬hm2，占我國所有溫室總面積的32.7%，其中80%以上的日光溫室分布在北方地區(qū)[3]，用以冬季生產(chǎn)。近年來，由于極端天氣和霧霾天氣頻現(xiàn)，導(dǎo)致日光溫室內(nèi)溫度過低，在不加溫條件下甚至?xí)霈F(xiàn)低于0 ℃的現(xiàn)象?，F(xiàn)有溫室結(jié)構(gòu)和設(shè)備難以保證室內(nèi)環(huán)境滿足植物正常生長，嚴(yán)重影響了日光溫室安全越冬生產(chǎn)性能。

為了滿足溫室在寒冷地區(qū)冬季生產(chǎn)的溫度要求、增強(qiáng)溫室熱性能，科研人員從溫室結(jié)構(gòu)[4-6]、墻體結(jié)構(gòu)[7-8]、設(shè)施設(shè)備[9]等方面做了很多工作，這些研究對(duì)改善日光溫室內(nèi)的熱環(huán)境起到了較好的作用。雙層膜日光溫室是在單層膜的基礎(chǔ)上再附加一層薄膜，膜與膜相距一定間距，形成介質(zhì)層（緩沖帶）的一種日光溫室類型[10]。目前，國內(nèi)對(duì)雙層膜日光溫室的設(shè)計(jì)、性能測試研究還較少，僅有楊躍峰[10]從理論上運(yùn)用被動(dòng)式太陽房熱工計(jì)算方法模擬分析了附加式雙層膜的熱量、熱效率變化情況，得出雙層膜比單層膜熱量損失率低45%、獲得的凈熱量低21.6%、保溫提高28%。這為日光溫室雙層覆蓋提供了初步的理論分析依據(jù)，但是關(guān)于雙層膜日光溫室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能測試方面沒有涉及，還有待進(jìn)一步的模擬分析和試驗(yàn)觀測研究?；谝陨系睦碚摲治?，本文設(shè)計(jì)建造了雙層膜日光溫室，該溫室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有內(nèi)、外支撐骨架和兩層薄膜覆蓋，并與傳統(tǒng)單層膜日光溫室進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，以期提高日光溫室的保溫性能。

1 雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)

1.1 雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)要求

雙層膜日光溫室的設(shè)計(jì)既需要滿足室內(nèi)植物生長對(duì)光照、溫度等環(huán)境因子的種植要求[11-12]，同時(shí)也要滿足溫室結(jié)構(gòu)在受到大雪、大風(fēng)等荷載作用下的強(qiáng)度、穩(wěn)定性使用要求[13]。

1.1.1 光照要求 雙層膜日光溫室采用雙層膜覆蓋系統(tǒng)，屋面的透光率與單層膜屋面相比較低，因此，設(shè)計(jì)首先要考慮的是最大限度獲得采光。采光設(shè)計(jì)需滿足植物正常生長的光照強(qiáng)度、光照時(shí)間要求，日光溫室設(shè)計(jì)光指標(biāo)為：大于光補(bǔ)償點(diǎn)4 000 lx的6小時(shí)累計(jì)光照強(qiáng)度平均不低于20 000 lx[14]。為滿足種植區(qū)作物的正常生長，最后一排作物的冠層全天能接受太陽輻射[2]。為強(qiáng)化后墻體吸蓄熱能力，正午前后2小時(shí)內(nèi)透過前屋面的直射光能夠以較強(qiáng)的光照投射到后墻內(nèi)表面上[15]。

1.1.2 溫度要求 雙層膜日光溫室內(nèi)溫度主要是滿足植物生長對(duì)溫度的要求，包括晝夜氣溫和地溫。以番茄生產(chǎn)為例，其在夜間生長發(fā)育的低限空氣溫度為5 ℃，夜間適宜空氣溫度為8-13 ℃[12]。

1.1.3 結(jié)構(gòu)的使用要求 雙層膜日光溫室在受到雪荷載、風(fēng)荷載等幾種或多種荷載同時(shí)作用時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，當(dāng)內(nèi)力超過材料的某一極限值時(shí)，構(gòu)件將會(huì)發(fā)生失穩(wěn)或破壞現(xiàn)象[16]。因此，雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)需根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009—2012[17]和《溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載》GB/T 18622—2002[18]等規(guī)范，分別對(duì)內(nèi)、外支撐結(jié)構(gòu)上可能出現(xiàn)的荷載進(jìn)行組合，取最不利的荷載組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性校核，滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用要求[19]。

1.2 溫室土建工程設(shè)計(jì)

溫室土建工程包括地下基礎(chǔ)和地上墻體部分。以新疆石河子墾區(qū)為例進(jìn)行雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)。

1.2.1 溫室基礎(chǔ) 溫室基礎(chǔ)對(duì)整個(gè)溫室結(jié)構(gòu)起到穩(wěn)定和加固作用，同時(shí)也起到隔絕地溫的作用，對(duì)溫室的保溫性能有很大的提高。溫室用地的標(biāo)高比室外地坪標(biāo)高降低0.1 m，溫室基礎(chǔ)深為凍土層以下，地基承載力不小于120 kN/m2，溫室基礎(chǔ)采用條形磚基礎(chǔ)。

1.2.2 溫室墻體 溫室墻體采用復(fù)合式墻體：溫室北墻由內(nèi)到外采用60 mm厚空心磚墻（孔向朝溫室內(nèi)）+370 mm厚非黏土磚墻+夯實(shí)土壤（下層寬2 m，上層寬1 m），在溫室北側(cè)設(shè)有室外臺(tái)階，方便人工上屋頂清雪、安置保溫被等操作。溫室南墻采用240 mm厚磚墻，外貼100 mm厚苯板，高出地表20 cm。南墻外側(cè)設(shè)有防寒溝。溫室東西山墻采用500 mm厚非黏土磚墻+夯實(shí)土壤（下層寬1.5 m，上層寬0.5 m）。在東西山墻處設(shè)立2個(gè)不同高度的弧面方便棚膜固定安裝。溫室后屋面由內(nèi)到外采用100 mm編織草簾+100 mm厚保溫彩鋼板。

溫室操作間建于溫室東側(cè)，長3 m、寬3 m、檐高2.7 m，墻體為370 mm非黏土磚墻，屋面采用彩色水泥瓦坡屋面。溫室室外臺(tái)階采用非黏土磚作為臺(tái)階主體結(jié)構(gòu)，并用水泥砂漿抹面。溫室內(nèi)人行道設(shè)在溫室北側(cè)，寬0.6 m，采用素土夯實(shí)上鋪紅機(jī)磚。

1.3 溫室結(jié)構(gòu)骨架設(shè)計(jì)

溫室外層支撐骨架采用焊接式桁架結(jié)構(gòu)，使用國標(biāo)鍍鋅鋼管，拱間距1 m，三道1/2″熱鍍鋅鋼管縱向拉桿。溫室內(nèi)層支撐骨架采用單拱50幾字梁，拱間距2 m，兩道1/2″熱鍍鋅鋼管縱向拉桿。溫室拱架與預(yù)留在墻體的預(yù)埋件栓接固定，拱架與縱向拉桿用連接件栓接固定。

1.4 配套設(shè)施設(shè)計(jì)與安裝

1.4.1 覆蓋系統(tǒng) 覆蓋系統(tǒng)應(yīng)采用透光率高、抗老化能力強(qiáng)、力學(xué)性能良好的無滴薄膜。內(nèi)外膜分別用0.1 mm和0.15 mm厚大棚專用膜。為了防止覆蓋材料與支撐骨架直接接觸對(duì)膜造成破損，在接觸處使用軟塑料膠帶用于緩沖。塑料膜采用卡簧卡槽固定，并在外側(cè)設(shè)有壓膜線用以減少大風(fēng)對(duì)棚膜的破損。

1.4.2 通風(fēng)系統(tǒng) 考慮寒冷地區(qū)氣候特點(diǎn)和植物生長對(duì)溫度、濕度、氣體等的要求，在溫室前屋面頂部設(shè)通風(fēng)口。內(nèi)、外膜頂通風(fēng)口通過電動(dòng)卷膜器（可手自一體控制）控制卷動(dòng)卷軸進(jìn)行通風(fēng)口的整體開閉。外膜通風(fēng)口處安設(shè)40目防蟲網(wǎng)，防止通風(fēng)換氣時(shí)蟲鳥的侵入。

1.4.3 保溫覆蓋系統(tǒng) 為了防止夜間溫室內(nèi)的溫度過低，在溫室外層塑料膜外表面安放保溫被。保溫被選用防水、抗老化、輕質(zhì)、高效保溫的材料。保溫被的安裝通過與安設(shè)在北墻外側(cè)底部的拉繩固定連接，這樣既可以避免保溫被在長期使用過程中因在前屋面上下滑動(dòng)導(dǎo)致分布不均，同時(shí)也增強(qiáng)了后屋面的保溫性能。保溫被采用中卷式機(jī)械式卷放，卷軸為Φ50熱鍍鋅鋼管。

1.4.4 其他系統(tǒng) 電器控制系統(tǒng)：溫室選用電動(dòng)人工控制系統(tǒng)，對(duì)溫室保溫被電機(jī)、通風(fēng)電動(dòng)卷膜器等進(jìn)行控制。溫室內(nèi)電源布線穿線管引至用電設(shè)備，電源插座均防水防潮。給排水系統(tǒng)、臨時(shí)加溫系統(tǒng)等其他系統(tǒng)根據(jù)溫室實(shí)際使用情況配置。

綜上所述，得到現(xiàn)代雙層膜日光溫室的平面布置圖、E-E視圖和三維示意圖見圖1。雙層膜日光溫室基本建設(shè)情況概況為：坐北朝南，偏西5°；溫室東西長60 m，跨度8 m；前屋面角33°，脊高4.4 m；后屋面角40°，后屋面水平投影1.5 m；后墻高3.2 m，溫室間距8 m。

圖1 雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)圖Fig.1 The design drawing of double-plastic of solar-greenhouse

2 研究方法

2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在新疆石河子墾區(qū)新疆農(nóng)墾科學(xué)院設(shè)施農(nóng)業(yè)基地進(jìn)行。地理位置北緯44.27°，東經(jīng)85.94°，海拔443 m，屬典型的溫帶大陸性氣候，年平均氣溫7.6 ℃，年度最低氣溫-29.5 ℃，凍土層深度1.2 m，無霜期181 d。試驗(yàn)溫室是在原有舊溫室基礎(chǔ)上改造而成。

2.2 試驗(yàn)方案與設(shè)置

由于日光溫室冬季生產(chǎn)主要集中在1-3月份，因此，試驗(yàn)選取2016年11月25日-2017年4月1日進(jìn)行。在雙層膜日光溫室內(nèi)中心處、單層膜日光溫室內(nèi)中心處和室外3個(gè)位置，分別在地面以上1.5 m處、土壤深度30 cm處放設(shè)MicroLite-U盤型溫度記錄儀，數(shù)據(jù)記錄間隔時(shí)間為2小時(shí)，并人工記錄逐日的天氣情況。

對(duì)照溫室為單層膜日光溫室，其尺寸參數(shù)與雙層膜日光溫室基本相同，減少了內(nèi)層支撐骨架和覆蓋系統(tǒng)，溫室內(nèi)土壤類別為粘土。

本試驗(yàn)采用對(duì)照分析的方法，研究雙層膜日光溫室的保溫性能和室內(nèi)溫度變化情況。分別觀測雙層膜日光溫室、單層膜日光溫室在冬季無保溫被覆蓋、通風(fēng)口關(guān)閉條件下，室內(nèi)外空氣（地面以上1.5 m處）、土壤（土壤深度30 cm處）的溫度變化。兩個(gè)試驗(yàn)溫室內(nèi)種植櫻桃，其中單層膜日光溫室的櫻桃用無紡布保溫覆蓋處理，雙層膜日光溫室的櫻桃無處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 溫室內(nèi)外溫度冬季變化

從2016年11月25日至2017年4月1日，雙層膜日光溫室、單層膜日光溫室和室外的空氣、土壤深度30 cm處的平均溫度、最低溫度總體上都呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢（圖2）。在氣溫降低階段（2016年11月25日至2017年1月18日），雙層膜日光溫室內(nèi)平均氣溫、土壤平均溫度、最低氣溫和最低土壤溫度均高于單層膜日光溫室；在氣溫上升階段（2017年1月19日至2017年4月1日），單層膜日光溫室內(nèi)平均氣溫基本與雙層膜日光溫室相等、最低氣溫低于雙層膜日光溫室，且隨著氣溫的逐步升高（2017年2月24日后），單層膜日光溫室內(nèi)土壤平均溫度、土壤最低溫度逐漸高于雙層膜日光溫室。同時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)（2017年1月13日至2017年2月10日），單層膜日光溫室內(nèi)土壤平均溫度、土壤最低溫度均低于室外，這可能是由于在冬季室外積雪層的存在對(duì)土壤有著保溫效果，加上單層膜溫室內(nèi)空氣濕度、最低氣溫高于室外，在極冷情況下不利于土壤保溫、升溫。

雙層膜日光溫室最高氣溫與最低氣溫的差值低于單層膜日光溫室、低于室外（圖3），這說明雙層膜日光溫室內(nèi)溫度的變化速率較單層膜日光溫室和室外慢，一天內(nèi)的溫度較穩(wěn)定。

冬季日光溫室內(nèi)外空氣和土壤的平均溫度、最低溫度的最低值，室外＜單層膜日光溫室＜雙層膜日光溫室（表1）。同時(shí)也可以看出雙層膜日光溫室平均氣溫和最低氣溫的最低值出現(xiàn)的時(shí)間與單層膜日光溫室一致，土壤平均氣溫和最低溫度的最低值出現(xiàn)的時(shí)間滯后于單層膜日光溫室。

圖2 冬季雙層膜與單層膜日光溫室室內(nèi)外溫度曲線Fig.2 Indoor and outdoor temperature on date curves of double-plastic of solar-greenhouse and types with single-plastic

圖3 逐日內(nèi)最高氣溫與最低氣溫的差值變化曲線Fig.3 The curves of the temperature difference between air Maximum and minimum temperature

綜合分析在冬季無保溫被覆蓋下溫室室內(nèi)外溫度變化情況，雙層膜日光溫室的空氣平均溫度、土壤平均溫度、最低氣溫和最低土壤溫度基本高于單層膜日光溫室和室外，且室內(nèi)溫度較穩(wěn)定。在整個(gè)冬季生產(chǎn)中，雙層膜日光溫室的空氣平均溫度、土壤平均溫度、最低氣溫和最低土壤溫度的最低值分別為-5.5 ℃、0.5℃、-7.4 ℃和0.5 ℃，較單層膜日光溫室和室外分別高2.1 ℃和12.4 ℃，1.7 ℃和0.9 ℃，3.7 ℃和18.5 ℃，1.8 ℃和0.9 ℃。

3.2 溫室內(nèi)外溫度的日變化

本試驗(yàn)以溫室作物越冬生產(chǎn)的主要月份為例進(jìn)行分析，分別以2016年12月19日（大雪）、2016年12月28日（晴）、2017年1月2日（陰）和2017年1月5日（霧霾）的試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析雙層膜日光溫室與單層膜日光溫室、室外的空氣溫度變化。

典型天氣雙層膜日光溫室內(nèi)空氣溫度較單層膜日光溫室有較明顯的提高（圖4）。只有在晴天、陰天和霧霾天正午時(shí)段（14:00-16:00）內(nèi)，單層膜日光溫室內(nèi)溫度略高于雙層膜日光溫室，這是由于在光照條件較好的環(huán)境下，單層膜日光溫室升溫速度較雙層膜日光溫室快，這與楊躍峰[10]分析的在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)施相同時(shí)單層膜日光溫室獲得凈熱量比雙層膜高一致。

表1 冬季溫室內(nèi)外平均溫度、最低溫度的最低值及其出現(xiàn)的時(shí)間分析列表Table 1 The list of analysis of the minimum value and time of the average and minimum temperature over outer and inner greenhouse in winter

圖4 典型天氣雙層膜與單層膜日光溫室室內(nèi)外空氣溫度曲線Fig.4 Indoor and outdoor air temperature on time curves of double-plastic of solar-greenhouse and types with single-plastic

在日光溫室安全越冬生產(chǎn)中，溫度是保證作物能否正常生長的主要環(huán)境因素之一。因此，本研究根據(jù)當(dāng)?shù)匾延袦厥冶乇坏木矸艜r(shí)間（即卷起采光時(shí)段11:00-18:00，鋪放保溫時(shí)段19:00-10:00），分析各典型天氣室內(nèi)外溫度平均值（表2）。

綜合分析圖4和表2，可以得出在典型天氣條件下雙層膜日光溫室較單層膜日光溫室，白天和夜間平均氣溫分別提高了0.4 ℃和1.4 ℃。雙層膜日光溫室較室外白天和夜間平均氣溫提高了3.0 ℃和9.7 ℃。

表2 典型代表天氣平均溫度增加值表Table 2 Calculation table of temperature increments

4 討論

雙層膜日光溫室在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用內(nèi)、外支撐骨架。其中外骨架為桁架結(jié)構(gòu)，主要承受風(fēng)荷載、雪荷載、施工荷載、部分作物荷載、保溫被重力和卷被機(jī)重力等，材料選用上下弦為1寸國標(biāo)鋼管、腹桿Φ8圓鋼，拱間距1 m，三道1/2″熱鍍鋅鋼管縱向拉桿。內(nèi)骨架為鋼梁支撐結(jié)構(gòu)，主要承受卷膜系統(tǒng)自重、部分作物荷載等，由于其承載較小，經(jīng)計(jì)算后選用單拱50幾字鋼，拱間距2 m，兩道1/2″熱鍍鋅鋼管縱向拉桿。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)是根據(jù)內(nèi)、外骨架各自單獨(dú)受力情況，而實(shí)際使用中內(nèi)、外骨架是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，這有利于提高骨架的平面外和平面內(nèi)穩(wěn)定性，可適當(dāng)降低對(duì)構(gòu)件材料的選用要求。

雙層膜日光溫室是由內(nèi)、外兩層膜覆蓋，在一定程度上改變了太陽光線的折射、反射路徑，這可能會(huì)影響室內(nèi)光質(zhì)、光照強(qiáng)度分布，須在屋面采光特別是內(nèi)層屋面形狀的采光設(shè)計(jì)做進(jìn)一步研究。同時(shí)，我們?cè)陔p層膜日光溫室使用中發(fā)現(xiàn)，在1-2月份內(nèi)外層膜之間容易產(chǎn)生大量水霧或水珠，分析其原因可能是由于雙層膜之間是外界與室內(nèi)熱量交換緩沖區(qū)，也是溫度、濕度易變化區(qū)域，容易結(jié)成冷凝水，降低屋面采光性能，這是在雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)時(shí)不容忽視的問題。

通過試驗(yàn)分析，雙層膜日光溫室對(duì)防止氣溫白晝過高、夜間過低的效果較單層膜日光溫室明顯，有起到穩(wěn)定溫室內(nèi)小氣候環(huán)境的作用。同時(shí)，雙層膜日光溫室在冬季生產(chǎn)過程中，在無保溫被覆蓋、通風(fēng)口關(guān)閉條件下，室內(nèi)土壤深度30 cm處的溫度最低為0.45 ℃，比單層膜日光溫室高1.78 ℃，這對(duì)解決日光溫室冬季地溫低具有很好的效果，是今后探索如何提高溫室內(nèi)土壤溫度特別是植物根際溫度的一種途徑。

本試驗(yàn)研究了雙層膜日光溫室在無保溫措施下的冬季溫度變化，沒有分析其采光性能以及在有保溫被覆蓋下室內(nèi)環(huán)境變化。在后續(xù)的研究中需擴(kuò)大試驗(yàn)范圍，并對(duì)后墻的蓄熱設(shè)計(jì)加以結(jié)合研究，以期得到可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的現(xiàn)代化雙層膜日光溫室。

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)建造了一種雙層膜日光溫室，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用內(nèi)、外支撐骨架，外骨架為桁架結(jié)構(gòu)，內(nèi)骨架為鋼梁支撐結(jié)構(gòu)，并設(shè)置內(nèi)、外雙層覆蓋系統(tǒng)，以期能適用于北方寒冷地區(qū)冬季生產(chǎn)。通過測試雙層膜溫室在冬季無保溫被覆蓋、通風(fēng)口關(guān)閉條件下室內(nèi)溫度變化情況，與普通單層膜日光溫室進(jìn)行了對(duì)比分析，得出雙層膜日光溫室冬季空氣平均溫度、土壤平均溫度、最低氣溫和最低土壤溫度的最低值較單層膜日光溫室分別提高了2.1 ℃、1.7℃、3.7 ℃和1.8 ℃，較室外分別提高了12.4 ℃、0.9 ℃、18.5 ℃和0.9 ℃。與單層膜日光溫室相比，雙層膜日光溫室的空氣溫度、土壤溫度有明顯提高，室內(nèi)溫度較穩(wěn)定。表明雙層膜日光溫室對(duì)提高溫室內(nèi)的溫度，特別是夜間最低溫度有很好的效果，對(duì)促進(jìn)解決目前在寒冷地區(qū)因溫室內(nèi)溫度低而不能進(jìn)行安全越冬生產(chǎn)的問題具有重要意義。

此外，在雪天、晴天、陰天和霧霾天等典型天氣，雙層膜日光溫室較單層膜日光溫室，白天和夜間平均氣溫分別提高了0.4 ℃和1.4 ℃，較室外白天和夜間平均氣溫提高了3.0 ℃和9.7 ℃。這有助于降低因極端天氣頻現(xiàn)給設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的影響，推廣應(yīng)用前景廣闊。

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The design and test analysis of thermal performance of double-plastic of solar-greenhouse

YUAN Yu1, LI Peng-cheng1, LI Ming1, SU Xue-de1, WU Qi-feng2
（1. Institute of Horticulture, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science,Shihezi, Xinjiang 832000, China; 2. Industrial development office, Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science, Shihezi, Xinjiang 832000, China）

S625.1

A

1000-0275（2017）05-0900-07

新疆兵團(tuán)重大科技項(xiàng)目（2016JB01）；新疆兵團(tuán)科技攻關(guān)與成果轉(zhuǎn)化計(jì)劃項(xiàng)目（2015AC012）。

袁余（1987-），男，湖南婁底人，助理研究員，主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究，E-mail: yuanyu_0530@163.com；

吳奇峰（1978-），男，新疆石河子人，副研究員，主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)研究，E-mail: wqf-2005@163.com。

2017-06-08，接受日期：2017-08-23

Foundation item:The Major Science and Technology Project of XJBT (2016JB01); The Science and Technology Research and Development Project of XJBT (2015AC012).

Corresponding author:WU Qi-feng, E-mail: wqf-2005@163.com.

Received8 June, 2017;Accepted23 August, 2017

10.13872/j.1000-0275.2017.0083

袁余, 李鵬程, 李銘, 蘇學(xué)德, 吳奇峰. 雙層膜日光溫室設(shè)計(jì)及其熱性能測試分析[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2017,38(5): 900-906.

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