成都地區節能日光溫室氣象參數設計

成都地區節能日光溫室氣象參數設計錢妙芬1，羅松21.成都氣象學院，成都。云南省彝良縣氣象局，云南彝良光面最佳傾斜角，頂面覆蓋材料承受最大風壓，防寒溝深度及溫室間適宜距離。1引言成都地區屬四盆地亞熱帶濕潤季風氣候，在紳度地帶性因素的影響下，熱量豐富，四季宜耕庫均氣溫1517，日均氣1°的持續期超過250天，日均氣溫全年穩定通過爬，最冷月平均氣溫不低于1亡，霜雪少，全年霜日只有21.5天特殊的盆地氣候，為不加溫溫室小氣候優勢創造了良好的外部環境。實踐證明：它用于蔬菜育苗花并栽培。林木育苗等有較大的生產效益溫室小氣候受大氣候背景制約，從而出現不同類型溫室使用目的不同也會形成結格類型不同的溫室；即使是同類型溫室，也會由于各種具體條件的不同而產生差此外，溫室用材，安置等還可因地制宜，靈活而不失原則，如成都地區盛產竹子，用抖架設大棚可降低投入為在冬季氣候條件下，充分利用太陽福射，最大限度發揮熱效應，提高保溫性能，根據成都的氣候特征與地理位置，設計塑料大棚采光面最加傾角、大棚頂面最大風壓棚間適宜距離和防寒溝深度等參數是有生產意義的2資料1990年四省成都市地面氣象觀測資料，包括氣溫、止壤溫度福射資料、絕對濕度1986年中國天文年歷，日化日落時間。11~1990年中國地面氣象年報，最大風速3氣象參數設計至1采光面最佳傾斜角太陽光線與采光面夾角即投射角腳大小，影響到溫室采光面所能接受到的太陽福射能的多少，關系到透光率的大小，從而影響溫室內熱狀態及熱平衡成都逐旬日最低氣0°，最早為12月初，最晚到次年2月底初霜最早為11月，終霜最晚到次年3月。氣溫降到0°，出現霜凍時，正是大多數蔬菜、花并受凍害的氣象指標、日均氣溫穩定通過1°的初、終日平均日期分別為3月14日與11月23日，其間為作物積極生長的時期。由此可確定：成都地區每年11月中旬至次年3月中旬為節能扣棚時期，計算采光面傾斜角由此期間的天文參數及對應的最大平均日怠轄射量計算確定玉1.1節能日光溫室采光面最佳傾斜度，滿足采光面獲最大太陽培射量時的傾斜角[12]采光面上簡化的轄射平衡方程可表示為式中，05為采光面接受到的總轄射量；抓為到達采光面的直接福射量；/1為到達采光面的無窮散射福射量為由采光面前側地表反射到該面的反射轄射量4式右端各項的具體確定方法如下：在不考慮大氣透明度及地形遮蔽的影響時，采光面及水平面上的天文福射日總、量分別表式中況況，分別為采光面水平面上的天文轄射日總、量；妃太陽常數，取/o=13仍W正為地球軌道離屯、率訂正因子；￡為日長；11分別為采光面上的日出時角。日沒時角，并滿足lf二心ktl分別為水平面上的日出時角、日沒時角，并滿足ks=kfl功地理紳度W為太陽赤紳；巧3采光面傾斜角。在同大氣狀況下，采光面上的直接福射日怠量加與水平面上的直接福射日總量具有如下關系：式中化為水平面與采光面上直接福射日總量的比例系數抑為采光面上任天的直接福射日總量表達式_設投射到地表面的總福射量為則傾斜角為了的采光面上的反射福射化為：式中1為地面平均反射率本文取1=.20到這傾斜面上的散射福射化可表達為：式中公為入射到水平面上的天空散射福射。將456式代人1式得自采光面上任意天所能接受的總福射量餅巧益4刮評知漏厲鐠潘福的囔殺廄18腳趴6立1.2東西走向正南采光面最佳傾斜角對于正南朝向的溫室采光面來說，整個冬半年Wo，恒有ls=ks成立隗時化可變對于某確定日而言，占視為常數，則公=1客片山5_心，1咨/5巧181山也為常數，將8式代入7式，則當/犯時，即為采光面上接受到最大總福射量時的最佳傾斜角，令為韋，則=aKg1D/SaB由此式計算成都地區10月至次年3月各月平均月總福射量的最佳傾斜角韋，結果列于表成都地區溫室巧及0BJ2巧月冬半~如了及如_.945663由表1可知，因各月曲不同，相應的韋不同為隨時可調節采光面的溫室提供依據而對固定結構的溫室，韋由整個冬半年采光面上平均每天所能接受到的=7.9錮虹2，定為玉1.3南北走向東西采光面最佳傾斜角節能日光溫室南北走向，如僅從中午考慮，關系似乎不大，因不論傾斜度大小，太陽光線與采光面的夾角和與水平面的夾角接化但是，如從全天各個時間的采光和受熱情況看，若傾斜度略大，從日出到午時，東坡采光面接受來自東方的太陽福射午時至日落，西坡采光面接受來自西方的太陽福射，都要比傾斜度小的情況為多。因此，南北走向節能日光溫室采光面的傾斜度，在建筑結構允許和覆蓋物方便的情況下，盡可能大些，保持不小于34°為宜。3.2風壓的計算在設計節能日光溫室時，還須考慮對外風雪雨的壓力而在成都地區雨季較早，般在4月中、下旬抖后冬季雨量較小，多年平均只有20~5山《1之間，僅占全年總、降水量的熱~.總之，冬春少雨，不會形成較大的雨足歷年降雪日數僅]~5天且降雪強度不大，般邊降雪邊融化，歷年平均積雪日數1天抖下。故對溫室頂雨荷裁雪荷載可不抖考慮成都歷年平均風速只有1~1.51.81，極少出現瞬時風速達8級抖上大風，成都雖具有冬無嚴冬、霜雪少的特點，但仍有少數年冷季有寒潮大風天氣，出現在12月至次年2月，根據25料計礎盛月A申現頻ar塍廊輸W見頻患替別芳lgAese.2職佑//、4謬。由于溫室采用建筑材料不同，使用壽命因風荷載而不同因此，利用極值分布法確定3年1遇5年1遇和10年1遇的最大風速并運用普蘭特訊33巧亂流半經驗理論導出的風速隨高度變化的對數公式，將氣象臺站測定的1化高度風速訂正到日光溫室頂高2.51的風速lgZi式中為在高度方的風速；戶為在高度萬的知風速；扔為地面粗糖度本文又=2.51，方=10化向=0.20，尸1為氣象臺站1高處實測風速1.代入11式，得到節能日光溫室頂最大風速阿5計算式計算結果列于表2同時計算相應風壓值我國由國家建委批準的荷載規范試行草案1988年第蘭次修訂，使風壓取值逐漸趨于完善風速與風壓的關系是：重度計算濕空氣的空氣重度公式為式中1Q00367po，/分別為多年平均氣溫nj絕對濕度g為重力加速度，各==100化拉為標準大氣足成都=化。3，代入巧式廂到簡化的適合當地的風速風壓關系式化9代入節能日光溫室頂的最大風速朽，計算得到相應的風壓值結果列于表項目3年1遇5年1遇10年1遇風荷重=風壓X風力系數膃壓面積通常把稱為風力系數，成都為。593塑料大棚高度1域棚1易1能這望卸厲義棚曳銷礦頂哥如虧/，側高褲離大棚越高，在高溫期換氣越好，室溫上升緩慢，最易受害加溫較為困難，且因大棚表面積太大，散失熱量太多，增溫太慢，費用加大，而且屋面和天窗安硯補修、塑料的更換等作業較為困難因此，大棚高度在不影響作物生育和人工作業情況下抖低為宜大棚側高與栽培作物品種有關，如栽培茄子、辣撇花弁等矮桿作物為主，側高不需太高，但要栽培黃瓜。番茄。果樹等高桿作物，側高必須提高。側高低保溫容易，側高高了換氣方便。3.4溫室間的合理距離溫室之間合理距離，抖彼此間不遮光，管理方便占地少為原則東西走向前后之間的距離，應抖冬至日前排溫室的蔭影剛好落映在后排溫室南墻腳下為最理想，不同紳度地區，建筑物的蔭影長度不同，最合理的距離可用下式計算式中S為東西走向溫室前后兩排之間的合理距離Z為前排溫室高度，如溫室的最高點不在溫室的最北端，向后排計算距離時，應從最高點向下至地平的鉛直點算起；為冬至日中午當地的太陽高度角例：成都市冬至日太陽高度角為35°52煎影長度約為高度的1.4倍如東西走向安置二排0622痛笈錚瞇痛笈鋃ジ卟51中間跨度61則兩排大棚之間南北走向溫室之間距離，由于中午前后彼此沒有遮陰現象，在管理方便和有利通風的前提下決策溫室之間距離3.5防寒溝深度塑料大棚冬季棚內氣溫和地溫均比室外高得多，如何提高保溫能力，是冬季管理的關鍵，是建造大棚時該考慮的問題作者實地觀測結果表耽成都塑料大棚內±壤四周有明顯的。冷帶現象15]棚內511止壤溫度分布表明：離棚邊0.方0.51為。冷帶，相鄰溫差，在化護2.3它晴天這現象明顯，陰天不明思的±壤溫度明顯低于棚中間，冷帶內作物生長遲緩。由于±壤熱傳導，使棚內熱量外傳造成的結果。為了保持棚內較高而均勻的±壤溫度，盡可能減少熱量向棚外傳遞，可在棚外四周圍膜邊開防寒溝，其寬度可掌握在30401，深度應為當地±壤溫度恒溫層深度，溝內填積殼。木屑。表面覆±踏實±壤溫度波振幅為零的深度為±壤恒溫層深度。圖1是用圖解法求成都地區王壤溫度恒溫層深度的示意圖16橫坐標為±壤溫度，縱坐故取3月化12月份的510152040和8化1為年月平均溫度繪溫度廓線廂線交于7么1，4結論由成都市氣。天文資料計算得到成都地區節能日光溫室下列設計參數：正南向采光面最佳傾斜角自10月至次年3月，分別為：26：404《43.、3巧日23.，為現代化溫室調節采光面提供依對于固定結構的溫室最佳傾斜角為34.。東西向采光面最佳傾斜角不小于34：2.51頂高的節能日光溫室11月至次年4月，3年1遇的最大風速風壓為。87~么65心8.￡。化25年1遇的最大風速風壓為1.3.4化客。￡。1―2、1年1遇的最大風速風壓為1.31~3.64心￡。化為溫室決策覆蓋材料提供依據。塑料大棚頂高