Drivhusgartneri landbrugsteknik teknologi 2022-12-02 17:30 offentliggjort i Beijing

Udvikling af soldrivhuse i ikke-opdyrkede områder som ørken, Gobi og sandet land har effektivt løst modsætningen mellem mad og grøntsager, der konkurrerer om jorden.Det er en af ​​de afgørende miljøfaktorer for vækst og udvikling af temperaturafgrøder, som ofte bestemmer succes eller fiasko for drivhusafgrødeproduktion.Derfor skal vi først løse drivhusenes miljøtemperaturproblem for at udvikle soldrivhuse i ikke-opdyrkede områder.I denne artikel opsummeres de temperaturstyringsmetoder, der er brugt i ikke-opdyrkede drivhuse i de senere år, og de eksisterende problemer og udviklingsretning for temperatur og miljøbeskyttelse i ikke-opdyrkede soldrivhuse analyseres og opsummeres.

Kina har en stor befolkning og mindre tilgængelige jordressourcer.Mere end 85 % af jordressourcerne er ikke-dyrkede jordressourcer, som hovedsageligt er koncentreret i det nordvestlige Kina.Dokument nr. 1 fra centralkomiteen i 2022 påpegede, at udviklingen af ​​facilitetslandbrug skulle fremskyndes, og på grundlag af beskyttelse af det økologiske miljø skulle den udnyttelige ledige jord og ødemarker udforskes for at udvikle facilitetslandbrug.Det nordvestlige Kina er rigt på ørken, Gobi, ødemarker og andre ikke-opdyrkede jordressourcer og naturlige lys- og varmeressourcer, som er velegnede til udvikling af anlægslandbrug.Derfor er udvikling og udnyttelse af ikke-opdyrkede jordressourcer til at udvikle ikke-opdyrkede drivhuse af stor strategisk betydning for at sikre national fødevaresikkerhed og afhjælpe konflikter om arealanvendelse.

På nuværende tidspunkt er ikke-opdyrket soldrivhus den vigtigste form for højeffektiv landbrugsudvikling i ikke-opdyrket jord.I det nordvestlige Kina er temperaturforskellen mellem dag og nat stor, og temperaturen om natten om vinteren er lav, hvilket ofte fører til det fænomen, at den indendørs minimumstemperatur er lavere end den temperatur, der kræves for normal vækst og udvikling af afgrøder.Temperatur er en af ​​de uundværlige miljøfaktorer for vækst og udvikling af afgrøder.For lav temperatur vil bremse den fysiologiske og biokemiske reaktion af afgrøder og bremse deres vækst og udvikling.Når temperaturen er lavere end den grænse, som afgrøder kan tåle, vil det endda føre til frostskader.Derfor er det særligt vigtigt at sikre den nødvendige temperatur for normal vækst og udvikling af afgrøder.For at opretholde den rette temperatur i soldrivhuset er det ikke en enkelt foranstaltning, der kan løses.Det skal garanteres ud fra aspekter af drivhusdesign, konstruktion, materialevalg, regulering og daglig ledelse.Derfor vil denne artikel opsummere forskningsstatus og fremskridt for temperaturkontrol af ikke-dyrkede drivhuse i Kina i de seneste år fra aspekter af drivhusdesign og konstruktion, varmebevarelse og opvarmningsforanstaltninger og miljøstyring, for at give en systematisk reference for rationel udformning og forvaltning af ikke-opdyrkede drivhuse.

Drivhusstruktur og materialer

Drivhusets termiske miljø afhænger hovedsageligt af transmission, aflytning og lagerkapacitet af drivhus til solstråling, hvilket er relateret til det rimelige design af drivhusorientering, form og materiale af lystransmitterende overflade, struktur og materiale af væg og bagtag, fundamentsisolering, drivhusstørrelse, natisoleringstilstand og materiale af fortag mv., og relaterer sig også til, om drivhusens bygge- og byggeproces kan sikre en effektiv realisering af designkrav.

Lystransmissionskapacitet af fronttag

Hovedenergien i drivhuset kommer fra solen.Forøgelse af lystransmissionskapaciteten på fortaget er en fordel for drivhuset for at opnå mere varme, og det er også et vigtigt fundament for at sikre drivhusets temperaturmiljø om vinteren.På nuværende tidspunkt er der tre hovedmetoder til at øge lystransmissionskapaciteten og lysmodtagelsestiden på drivhusets fronttag.

01 design rimelig drivhusorientering og azimut

Drivhusets orientering påvirker drivhusets lysydeevne og drivhusets varmelagringskapacitet.Derfor, for at få mere varmelagring i drivhus, vender orienteringen af ​​ikke-dyrkede drivhuse i det nordvestlige Kina mod syd.For drivhusets specifikke azimut, når du vælger syd til øst, er det en fordel at "gribe solen", og indendørstemperaturen stiger hurtigt om morgenen;Når syd til vest vælges, er det en fordel for drivhuset at gøre brug af eftermiddagslys.Den sydlige retning er et kompromis mellem de to ovenstående situationer.Ifølge geofysikkens viden roterer jorden 360° på en dag, og solens azimut bevæger sig omkring 1° hvert 4. minut.Derfor, hver gang drivhusets azimut afviger med 1°, vil tidspunktet for direkte sollys afvige med omkring 4 minutter, det vil sige, at drivhusets azimut påvirker tidspunktet, hvor drivhuset ser lys om morgenen og aftenen.

Når morgen- og eftermiddagslyset er lige store, og øst eller vest er i samme vinkel, vil drivhuset få de samme lyse timer.Men for området nord for 37° nordlig bredde er temperaturen lav om morgenen, og tidspunktet for dyneafdækning er sent, mens temperaturen er relativt høj om eftermiddagen og aftenen, så det er hensigtsmæssigt at udskyde tidspunktet for lukning af termisk isoleringsdyne.Derfor bør disse områder vælge syd til vest og udnytte eftermiddagslyset fuldt ud.For områder med 30°~35° nordlig bredde kan tidspunktet for varmebevarelse og afdækning af dækning også rykkes frem på grund af de bedre lysforhold om morgenen.Derfor bør disse områder vælge den syd-mod-østlige retning for at stræbe efter mere morgensolindstråling til drivhuset.Men i området 35°~37°nordlig bredde er der lille forskel i solstråling om morgenen og eftermiddagen, så det er bedre at vælge den rette sydlige retning.Uanset om det er sydøst eller sydvest, er afvigelsesvinklen generelt 5° ~8°, og maksimum må ikke overstige 10°.Det nordvestlige Kina ligger i intervallet 37° ~ 50° nordlig bredde, så drivhusets azimutvinkel er generelt fra syd til vest.I lyset af dette har sollysdrivhuset designet af Zhang Jingshe etc. i Taiyuan-området valgt orienteringen 5° mod vest for syd, sollysdrivhuset bygget af Chang Meimei osv. i Gobi-området i Hexi Corridor har valgt orienteringen på 5° til 10° mod vest for syd, og sollysdrivhuset bygget af Ma Zhigui etc. i det nordlige Xinjiang har antaget orienteringen 8° mod vest for syd.

02 Design rimelig fronttagsform og hældningsvinkel

Formen og hældningen af ​​det forreste tag bestemmer solstrålernes indfaldsvinkel.Jo mindre indfaldsvinklen er, jo større transmittans.Sun Juren mener, at formen på det forreste tag hovedsageligt er bestemt af forholdet mellem længden af ​​hovedbelysningsfladen og den bagerste hældning.Lang forreste hældning og kort baghældning er gavnlige for belysningen og varmebevarelsen af ​​det forreste tag.Chen Wei-Qian og andre mener, at hovedbelysningstaget på solcelledrivhuset, der bruges i Gobi-området, har en cirkulær bue med en radius på 4,5 m, som effektivt kan modstå kulden.Zhang Jingshe, etc. mener, at det er mere hensigtsmæssigt at bruge halvcirkelbue på drivhusets forside i alpine og høje breddegrader.Med hensyn til hældningsvinklen på det forreste tag, ifølge plastfilmens lystransmissionsegenskaber, når indfaldsvinklen er 0 ~ 40°, er reflektiviteten af ​​det forreste tag til sollys lille, og når den overstiger 40°, reflektionsevnen stiger markant.Derfor tages 40° som den maksimale indfaldsvinkel for at beregne hældningsvinklen på fortaget, således at selv i vintersolhverv kan solstrålingen maksimalt komme ind i drivhuset.Da han designede et soldrivhus, der var egnet til ikke-opdyrkede områder i Wuhai, Indre Mongoliet, beregnede He Bin og andre derfor hældningsvinklen for det forreste tag med en indfaldsvinkel på 40° og troede, at så længe den var større end 30 °, kunne det opfylde kravene til drivhusbelysning og varmebevarelse.Zhang Caihong og andre mener, at når man bygger drivhuse i Xinjiangs ikke-opdyrkede områder, er hældningsvinklen på det forreste tag på drivhuse i det sydlige Xinjiang 31°, mens den i det nordlige Xinjiang er 32°~33,5°.

03 Vælg passende transparente dækmaterialer.

Ud over indflydelsen af ​​udendørs solstrålingsforhold er drivhusfilmens materiale- og lystransmissionskarakteristika også vigtige faktorer, der påvirker lys- og varmemiljøet i drivhuset.På nuværende tidspunkt er lystransmissionen af ​​plastfilm som PE, PVC, EVA og PO forskellig på grund af forskellige materialer og filmtykkelser.Generelt kan lystransmittansen for film, der har været brugt i 1-3 år, garanteres at være over 88% i det hele taget, hvilket bør vælges i henhold til efterspørgslen fra afgrøder for lys og temperatur.Ud over lystransmissionen i drivhuset er fordelingen af ​​lysmiljøet i drivhuset også en faktor, som folk er mere og mere opmærksomme på.Derfor er det lystransmissionsdækkende materiale med forbedret spredning af lys i de senere år blevet meget anerkendt af industrien, især i områder med stærk solstråling i det nordvestlige Kina.Anvendelsen af ​​forbedret spredningslysfilm har reduceret skyggevirkningen på toppen og bunden af ​​afgrødekronen, øget lyset i de midterste og nedre dele af afgrødekronen, forbedret de fotosyntetiske egenskaber for hele afgrøden og viste en god effekt til at fremme vækst og øget produktion.

Rimelig udformning af drivhusstørrelse

Drivhusets længde er for lang eller for kort, hvilket vil påvirke indendørstemperaturstyringen.Når drivhusets længde er for kort, før solopgang og solnedgang, er området i skyggen af ​​øst- og vestgavlen stort, hvilket ikke er befordrende for drivhusets opvarmning, og på grund af dets lille volumen vil det påvirke den indendørs jord og vægge. absorption og frigivelse af varme.Når længden er for stor, er det svært at kontrollere indendørstemperaturen, og det vil påvirke fastheden af ​​drivhusstrukturen og konfigurationen af ​​den varmebevarende quiltrullemekanisme.Drivhusets højde og spændvidde påvirker direkte dagslyset af fortaget, størrelsen af ​​drivhusrummet og isoleringsforholdet.Når drivhusets spændvidde og længde er faste, kan en forøgelse af drivhusets højde øge belysningsvinklen på det forreste tag fra lysmiljøets perspektiv, hvilket er befordrende for lystransmission;Fra et termisk miljøsynspunkt øges væggens højde, og bagvæggens varmelagerareal øges, hvilket er gavnligt for varmelagringen og varmeafgivelsen af ​​bagvæggen.Desuden er rummet stort, varmekapaciteten er også stor, og det termiske miljø i drivhuset er mere stabilt.Selvfølgelig vil en forøgelse af drivhusets højde øge omkostningerne til drivhuset, hvilket kræver omfattende overvejelse.Derfor bør vi, når vi designer et drivhus, vælge en rimelig længde, spændvidde og højde i henhold til lokale forhold.For eksempel mener Zhang Caihong og andre, at i det nordlige Xinjiang er drivhusets længde 50~80m, spændvidden er 7m og drivhusets højde er 3,9m, mens drivhusets længde i det sydlige Xinjiang er 50~80m, spændvidde er 8m og drivhusets højde er 3,6~4,0m;Det vurderes også, at drivhusets spændvidde ikke bør være mindre end 7m, og når spændvidden er 8m, er den varmebevarende effekt den bedste.Derudover mener Chen Weiqian og andre, at solcelledrivhusets længde, spændvidde og højde skal være henholdsvis 80m, 8~10m og 3,8~4,2m, når det bygges i Gobi-området i Jiuquan, Gansu.

Forbedre væggens varmelagring og isoleringskapacitet

I dagtimerne akkumulerer væggen varme ved at absorbere solstrålingen og varmen fra noget indendørsluft.Om natten, hvor indetemperaturen er lavere end vægtemperaturen, vil væggen passivt afgive varme for at opvarme drivhuset.Som drivhusets hovedvarmelager kan væggen forbedre det indendørs nattemperaturmiljø væsentligt ved at forbedre dets varmelagringskapacitet.Samtidig er væggens termiske isoleringsfunktion grundlaget for stabiliteten af ​​det termiske drivhusmiljø.På nuværende tidspunkt er der flere metoder til at forbedre væggenes varmelagring og isoleringsevne.

01 design fornuftig vægstruktur

Væggens funktion omfatter hovedsageligt varmelagring og varmekonservering, og samtidig fungerer de fleste drivhusvægge også som bærende elementer til at understøtte tagstolen.Med henblik på at opnå et godt termisk miljø bør en fornuftig vægkonstruktion have tilstrækkelig varmelagringskapacitet på indersiden og tilstrækkelig varmekonserveringskapacitet på ydersiden, samtidig med at unødvendige kuldebroer reduceres.I forskningen i vægvarmeopbevaring og isolering designede Bao Encai og andre den størknede passive varmelagringsvæg med sand i Wuhai-ørkenområdet, Indre Mongoliet.Porøse mursten blev brugt som isoleringslag på ydersiden og størknet sand blev brugt som varmelagre på indersiden.Testen viste, at indendørstemperaturen kunne nå 13,7℃ på solrige dage.Ma Yuehong etc. har designet en hvedeskalmørtelblokkompositvæg i det nordlige Xinjiang, hvor brændt kalk fyldes i mørtelblokke som varmelagre og slaggeposer stables udendørs som et isoleringslag.Den hule blokvæg designet af Zhao Peng osv. i Gobi-området i Gansu-provinsen, bruger 100 mm tyk benzenplade som isoleringslag på ydersiden og sand og hule bloksten som varmelagre på indersiden.Testen viser, at den gennemsnitlige temperatur om vinteren er over 10℃ om natten, og Chai Regeneration osv. bruger også sand og grus som isoleringslag og varmelagre på væggen i Gobi-området i Gansu-provinsen.Med hensyn til at reducere kuldebroer har Yan Junyue etc. designet en let og forenklet samlet bagvæg, som ikke kun forbedrede væggens termiske modstand, men også forbedrede væggens tætningsegenskab ved at klæbe polystyrenplade på ydersiden af ​​bagsiden. væg;Wu Letian etc. satte ringbjælke af armeret beton over fundamentet af drivhusvæggen, og brugte trapezformet murstensstempling lige over ringbjælken til at understøtte bagtaget, hvilket løste problemet med, at revner og funderingssynkning er let at opstå i drivhuse i Hotian, Xinjiang, hvilket påvirker den termiske isolering af drivhuse.

02 Vælg passende varmelagrings- og isoleringsmaterialer.

Væggens varmelagring og isoleringseffekt afhænger først og fremmest af valget af materialer.I den nordvestlige ørken, Gobi, sandet land og andre områder, i henhold til forholdene på stedet, tog forskere lokale materialer og gjorde modige forsøg på at designe mange forskellige slags bagvægge i soldrivhuse.For eksempel, da Zhang Guosen og andre byggede drivhuse i sand- og grusmarker i Gansu, blev sand og grus brugt som varmelagring og isoleringslag af vægge;Ifølge kendetegnene for Gobi og ørkenen i det nordvestlige Kina designede Zhao Peng en slags hul blokvæg med sandsten og hul blok som materialer.Testen viser, at den gennemsnitlige indendørs nattemperatur er over 10℃.I lyset af knapheden på byggematerialer såsom mursten og ler i Gobi-regionen i det nordvestlige Kina, fandt Zhou Changji og andre ud af, at de lokale drivhuse normalt bruger småsten som vægmaterialer, når de undersøger soldrivhuse i Gobi-regionen i Kizilsu Kirgiz, Xinjiang.I lyset af den termiske ydeevne og mekaniske styrke af småsten har drivhuset bygget med småsten en god ydeevne med hensyn til varmebevarelse, varmelagring og belastningsbæring.På samme måde bruger Zhang Yong osv. også småsten som væggens hovedmateriale og designede en uafhængig varmelagringsstensbagvæg i Shanxi og andre steder.Testen viser, at varmelagringseffekten er god.Zhang etc. designede en slags sandstensvæg i henhold til egenskaberne i det nordvestlige Gobi-område, som kan hæve indendørstemperaturen med 2,5 ℃.Derudover testede Ma Yuehong og andre varmelagringskapaciteten af ​​blokfyldte sandvægge, blokvægge og murstensvægge i Hotian, Xinjiang.Resultaterne viste, at den blokfyldte sandvæg havde den største varmelagringskapacitet.Derudover udvikler forskere aktivt nye varmelagringsmaterialer og teknologier for at forbedre væggens varmelagringsydelse.For eksempel foreslog Bao Encai et faseændringshærdermateriale, som kan bruges til at forbedre varmelagringskapaciteten af ​​bagvæggen af ​​solcelledrivhus i nordvestlige ikke-opdyrkede områder.Som udforskning af lokale materialer anvendes høstak, slagger, benzenplader og halm også som vægmaterialer, men disse materialer har normalt kun funktionen af ​​varmekonservering og ingen varmelagringskapacitet.Generelt har væggene fyldt med grus og blokke god varmelagring og isoleringsevne.

03 Øg vægtykkelsen passende

Normalt er termisk modstand et vigtigt indeks til at måle væggens varmeisoleringsevne, og den faktor, der påvirker termisk modstand, er tykkelsen af ​​materialelaget udover materialets termiske ledningsevne.Derfor, på grundlag af valg af passende varmeisoleringsmaterialer, kan en passende forøgelse af væggens tykkelse øge væggens samlede termiske modstand og reducere varmetabet gennem væggen, hvilket øger væggens varmeisolering og varmelagringskapacitet og hele drivhuset.For eksempel i Gansu og andre områder er den gennemsnitlige tykkelse af sandsækkevæggen i Zhangye City 2,6 m, mens tykkelsen af ​​mørtelmurvæggen i Jiuquan City er 3,7 m.Jo tykkere væggen er, jo større er dens varmeisolering og varmelagringskapacitet.For tykke mure vil dog øge arealet og omkostningerne ved drivhusbyggeri.Derfor bør vi ud fra et perspektiv om at forbedre den termiske isoleringskapacitet også prioritere at vælge høje varmeisoleringsmaterialer med lav varmeledningsevne, såsom polystyren, polyurethan og andre materialer, og derefter øge tykkelsen passende.

Rimelig udformning af bagtag

For udformningen af ​​det bagerste tag er hovedovervejelsen ikke at forårsage påvirkning af skygge og forbedre den termiske isoleringsevne.For at reducere påvirkningen af ​​skygge på det bagerste tag er indstillingen af ​​dets hældningsvinkel hovedsageligt baseret på det faktum, at bagtaget kan modtage direkte sollys i dagtimerne, når afgrøder plantes og produceres.Derfor er højdevinklen på bagtaget generelt valgt til at være bedre end den lokale solhøjdevinkel for vintersolhverv på 7°~8°.For eksempel mener Zhang Caihong og andre, at når man bygger soldrivhuse i Gobi og saltvand-alkali-landområder i Xinjiang, er den projekterede længde af bagtaget 1,6 m, så hældningsvinklen på bagtaget er 40° i det sydlige Xinjiang og 45° i det nordlige Xinjiang.Chen Wei-Qian og andre mener, at det bagerste tag på solcelledrivhuset i Jiuquan Gobi-området skal hælde 40°.Til termisk isolering af det bagerste tag bør varmeisoleringskapaciteten hovedsageligt sikres ved valg af varmeisoleringsmaterialer, den nødvendige tykkelsesdesign og den rimelige overlapning af varmeisoleringsmaterialer under konstruktionen.

Reducer jordens varmetab

I løbet af vinternatten, fordi temperaturen på indendørs jord er højere end indendørs jord, vil varmen fra indendørs jord blive overført til udendørs ved varmeledning, hvilket forårsager tab af drivhusvarme.Der er flere måder at reducere jordens varmetab.

01 jordisolering

Jorden synker ordentligt, undgår det frosne jordlag og bruger jorden til varmekonservering.For eksempel blev soldrivhuset "1448 tre-materialer-én-krop" udviklet af Chai Regeneration og andre ikke-opdyrkede jorder i Hexi-korridoren bygget ved at grave 1 m ned, hvilket effektivt undgik det frosne jordlag;Ifølge det faktum, at dybden af ​​frossen jord i Turpan-området er 0,8 m, foreslog Wang Huamin og andre at grave 0,8 m for at forbedre drivhusets varmeisoleringsevne.Da Zhang Guosen osv. byggede bagvæggen i det dobbeltbuede dobbeltfilms gravende soldrivhus på ikke-agerjord, var gravedybden 1m.Eksperimentet viste, at den laveste temperatur om natten blev øget med 2~3℃ sammenlignet med det traditionelle andengenerations soldrivhus.

02 foundation kuldebeskyttelse

Hovedmetoden er at grave en kuldsikker grøft langs fundamentsdelen af ​​fortaget, udfylde varmeisoleringsmaterialer eller kontinuerligt nedgrave varmeisoleringsmaterialer under jorden langs grundmursdelen, som alle har til formål at reducere varmetabet forårsaget af varmeoverførsel gennem jorden ved grænsedelen af ​​drivhuset.De anvendte termiske isoleringsmaterialer er hovedsageligt baseret på de lokale forhold i det nordvestlige Kina, og kan fås lokalt, såsom hø, slagger, stenuld, polystyrenplader, majshalm, hestegødning, nedfaldne blade, knækket græs, savsmuld, ukrudt, halm osv.

03 barkfilm

Ved at dække plastfilmen kan sollys nå jorden gennem plastfilmen i løbet af dagen, og jorden optager solens varme og opvarmes.Desuden kan plastfilmen blokere for den langbølgede stråling, der reflekteres af jorden, og dermed reducere strålingstabet af jorden og øge jordens varmelagring.Om natten kan plastfilm hindre den konvektive varmeudveksling mellem jord og indeluft og dermed reducere jordens varmetab.Samtidig kan plastfilm også reducere det latente varmetab forårsaget af jordvandsfordampning.Wei Wenxiang dækkede drivhuset med plastikfilm i Qinghai-plateauet, og eksperimentet viste, at jordtemperaturen kunne hæves med omkring 1 ℃.

Styrk den termiske isoleringsevne af det forreste tag

Drivhusets fortag er den primære varmeafledningsflade, og den tabte varme udgør mere end 75 % af det samlede varmetab i drivhuset.Derfor kan en styrkelse af varmeisoleringsevnen på drivhusets forreste tag effektivt reducere tabet gennem det forreste tag og forbedre drivhusets vintertemperaturmiljø.På nuværende tidspunkt er der tre hovedforanstaltninger til at forbedre den termiske isoleringsevne af det forreste tag.

01 Flerlags transparent belægning er vedtaget.

Strukturelt kan brug af dobbeltlagsfilm eller trelagsfilm som drivhusets lystransmitterende overflade effektivt forbedre drivhusets varmeisoleringsevne.For eksempel designede Zhang Guosen og andre et solcelledrivhus af typen dobbeltbuet dobbeltfilm af gravetypen i Gobi-området i Jiuquan City.Ydersiden af ​​drivhusets fronttag er lavet af EVA-film, og indersiden af ​​drivhuset er lavet af PVC drypfri anti-aging film.Eksperimenter viser, at sammenlignet med det traditionelle andengenerations soldrivhus er den termiske isoleringseffekt enestående, og den laveste temperatur om natten stiger med 2 ~ 3 ℃ i gennemsnit.Tilsvarende designede Zhang Jingshe osv. også et soldrivhus med dobbelt filmbelægning til de klimatiske egenskaber ved høje breddegrader og svære kolde områder, hvilket væsentligt forbedrede drivhusets varmeisolering.Sammenlignet med kontroldrivhuset steg nattemperaturen med 3 ℃.Derudover forsøgte Wu Letian og andre at bruge tre lag 0,1 mm tyk EVA-film på fronttaget af soldrivhuset designet i Hetian-ørkenområdet, Xinjiang.Flerlagsfilm kan effektivt reducere varmetabet af det forreste tag, men fordi lystransmittansen af ​​enkeltlagsfilm grundlæggende er omkring 90%, vil flerlagsfilm naturligt føre til dæmpning af lystransmission.Derfor er det nødvendigt at tage behørigt hensyn til lysforhold og belysningskrav i drivhuse, når du vælger flerlags lystransmissionsdækning.

02 Styrk natisoleringen af ​​det forreste tag

Plastfilm bruges på fortaget for at øge lystransmissionen i løbet af dagen, og det bliver det svageste sted i hele drivhuset om natten.Derfor er dækning af den ydre overflade af det forreste tag med tyk komposit termisk isoleringsdyne en nødvendig varmeisoleringsforanstaltning for soldrivhuse.For eksempel i Qinghai alpine region brugte Liu Yanjie og andre halmgardiner og kraftpapir som varmeisoleringsdyner til eksperimenter.Testresultaterne viste, at den laveste indendørstemperatur i drivhus om natten kunne nå over 7,7℃.Ydermere mener Wei Wenxiang, at varmetabet i drivhuset kan reduceres med mere end 90% ved at bruge dobbelte græsgardiner eller kraftpapir udenfor græsgardiner til termisk isolering i dette område.Derudover brugte Zou Ping osv. genbrugsfibernålet filt termisk isoleringsdyne i soldrivhuset i Gobi-regionen i Xinjiang, og Chang Meimei osv. brugte termisk isolering sandwich bomuld termisk isoleringsdyne i soldrivhuset i Gobi-regionen i Hexi korridor.På nuværende tidspunkt er der mange slags varmeisoleringsdyner, der bruges i soldrivhuse, men de fleste af dem er lavet af nålefilt, limsprøjtet bomuld, perlebomuld osv., med vandtætte eller anti-aging overfladelag på begge sider.I henhold til varmeisoleringsmekanismen for termisk isolering quilt, for at forbedre dens varmeisoleringsevne, bør vi starte med at forbedre dens termiske modstand og reducere dens varmeoverførselskoefficient, og de vigtigste foranstaltninger er at reducere den termiske ledningsevne af materialer, øge tykkelsen af materialelag eller øge antallet af materialelag osv. Derfor er kernematerialet i termisk isoleringsdyne med høj varmeisoleringsevne ofte lavet af flerlags kompositmaterialer.Ifølge testen kan varmeoverførselskoefficienten for den termiske isoleringsdyne med høj varmeisoleringsydelse på nuværende tidspunkt nå 0,5W/(m2℃), hvilket giver en bedre garanti for varmeisolering af drivhuse i kolde områder om vinteren.Naturligvis er det nordvestlige område blæsende og støvet, og den ultraviolette stråling er stærk, så det termiske isoleringsoverfladelag bør have en god anti-aldringsydelse.

03 Tilføj et indvendigt varmeisoleringsgardin.

Selvom sollysdrivhusets fronttag er dækket af en udvendig varmeisoleringsdyne om natten, hvad angår andre strukturer i hele drivhuset, er fronttaget stadig et svagt sted for hele drivhuset om natten.Derfor har projektgruppen for "Structure and Construction Technology of Greenhouse in Northwest Non-arable Land" designet et simpelt internt termisk isolering roll-up system (Figur 1), hvis struktur består af et fast indvendigt termisk isoleringsgardin ved den forreste fod og et bevægeligt indvendigt termisk isoleringsgardin i det øverste rum.Det øverste bevægelige termiske isoleringsgardin åbnes og foldes ved drivhusets bagvæg i løbet af dagen, hvilket ikke påvirker drivhusets belysning;Den faste varmeisoleringsdyne i bunden spiller rollen som tætning om natten.Det indvendige isoleringsdesign er pænt og nemt at betjene og kan også spille rollen som skygge og køling om sommeren.

Aktiv opvarmningsteknologi

På grund af den lave temperatur om vinteren i det nordvestlige Kina, hvis vi kun stoler på varmekonservering og varmelagring i drivhuse, kan vi stadig ikke opfylde kravene til afgrødernes overvintringsproduktion i noget koldt vejr, så nogle aktive opvarmningsforanstaltninger er også berørte.

Solenergilagring og varmeafgivelsessystem

Det er en vigtig grund til, at væggen bærer funktionerne varmebevarelse, varmelagring og lastbæring, hvilket fører til de høje byggeomkostninger og lave arealanvendelse af soldrivhuse.Derfor vil forenkling og montering af soldrivhuse nødvendigvis blive en vigtig udviklingsretning i fremtiden.Blandt dem er det at forenkle væggens funktion at frigive væggens varmelagrings- og frigivelsesfunktion, så bagvæggen kun bærer den varmebevarende funktion, hvilket er en effektiv måde at forenkle udviklingen på.For eksempel er Fang Huis aktive varmelagrings- og frigivelsessystem (Figur 2) meget brugt i ikke-dyrkede områder som Gansu, Ningxia og Xinjiang.Dens varmeopsamlingsanordning er hængt på nordvæggen.I løbet af dagen lagres varmen opsamlet af varmeopsamlingsanordningen i varmelagringslegemet gennem cirkulationen af ​​varmelagringsmediet, og om natten frigives og opvarmes varmen ved cirkulationen af ​​varmelagringsmediet, hvorved der opnås varmeoverførsel i tid og rum.Eksperimenter viser, at minimumstemperaturen i drivhuset kan hæves med 3~5℃ ved at bruge denne enhed.Wang Zhiwei osv. fremlagde et vandgardinvarmesystem til soldrivhus i det sydlige Xinjiang-ørkenområde, som kan øge temperaturen i drivhuset med 2,1 ℃ om natten.

Derudover har Bao Encai etc. designet et aktivt varmelagercirkulationssystem til nordvæggen.I dagtimerne, gennem cirkulationen af ​​aksialventilatorer, strømmer indendørs varm luft gennem varmeoverføringskanalen indlejret i nordvæggen, og varmeoverføringskanalen udveksler varme med varmelagerlaget inde i væggen, hvilket væsentligt forbedrer varmelagringskapaciteten af væggen.Derudover lagrer solfaseskift varmelagringssystemet designet af Yan Yantao etc. varme i faseskiftematerialerne gennem solfangere i dagtimerne, og spreder derefter varmen til indendørsluften gennem luftcirkulation om natten, hvilket kan øge gennemsnitstemperatur med 2,0℃ om natten.Ovenstående solenergiudnyttelsesteknologier og -udstyr har karakteristikaene økonomi, energibesparelse og lavt kulstofindhold.Efter optimering og forbedring skulle de have gode muligheder for anvendelse i områder med rigelige solenergiressourcer i det nordvestlige Kina.

Andre hjælpevarmeteknologier

01 biomasseenergiopvarmning

Strøelsen, halmen, komøget, fåremøget og fjerkrægøget blandes med biologiske bakterier og begraves i jorden i drivhuset.Der genereres meget varme under fermenteringsprocessen, og der dannes en masse gavnlige stammer, organisk stof og CO2 under gæringsprocessen.Gavnlige stammer kan hæmme og dræbe en række forskellige bakterier og kan reducere forekomsten af ​​drivhussygdomme og skadedyr;Organisk stof kan blive gødning til afgrøder;Den producerede CO2 kan forbedre fotosyntesen af ​​afgrøder.For eksempel begravede Wei Wenxiang varm organisk gødning som hestegødning, kogødning og fåregødning i indendørs jord i soldrivhuset i Qinghai-plateauet, hvilket effektivt hævede jordtemperaturen.I soldrivhuset i Gansu-ørkenområdet brugte Zhou Zhilong halm og organisk gødning til at gære mellem afgrøder.Testen viste, at temperaturen i drivhuset kunne øges med 2~3℃.

02 kulopvarmning

Der er kunstigt komfur, energibesparende vandvarmer og varme.For eksempel fandt Wei Wenxiang efter undersøgelse i Qinghai-plateauet, at kunstig ovnopvarmning hovedsageligt blev brugt lokalt.Denne opvarmningsmetode har fordelene ved hurtigere opvarmning og tydelig varmeeffekt.Der vil dog blive produceret skadelige gasser som SO2, CO og H2S i forbindelse med afbrænding af kul, så det er nødvendigt at gøre et godt stykke arbejde med at udlede skadelige gasser.

03 elvarme

Brug elektrisk varmetråd til at opvarme drivhusets tag, eller brug elektrisk varmelegeme.Opvarmningseffekten er bemærkelsesværdig, brugen er sikker, ingen forurenende stoffer genereres i drivhuset, og varmeudstyret er let at kontrollere.Chen Weiqian og andre mener, at problemet med frostskader om vinteren i Jiuquan-området hindrer udviklingen af ​​lokalt Gobi-landbrug, og elektriske varmeelementer kan bruges til at opvarme drivhuset.Men på grund af brugen af ​​højkvalitets elektriske energiressourcer er energiforbruget højt og omkostningerne høje.Det foreslås, at det skal bruges som et midlertidigt middel til nødopvarmning i ekstremt koldt vejr.

Miljøstyringsforanstaltninger

I processen med produktion og brug af drivhus kan det komplette udstyr og normal drift ikke effektivt sikre, at dets termiske miljø opfylder designkravene.Faktisk spiller brug og styring af udstyr ofte en nøglerolle i dannelsen og vedligeholdelsen af ​​det termiske miljø, hvoraf den vigtigste er den daglige styring af termisk isoleringsdyne og udluftning.

Håndtering af termisk isoleringsdyne

Termisk isoleringsdyne er nøglen til nattens varmeisolering af det forreste tag, så det er ekstremt vigtigt at forfine dens daglige styring og vedligeholdelse, især følgende problemer bør være opmærksomme på:①Vælg den passende åbnings- og lukketid for termisk isoleringsdyne .Åbnings- og lukketiden for varmeisoleringsdynen påvirker ikke kun drivhusets tændingstid, men påvirker også opvarmningsprocessen i drivhuset.At åbne og lukke den termiske isoleringsdyne for tidligt eller for sent er ikke befordrende for opsamlingen af ​​varme.Om morgenen, hvis dynen afdækkes for tidligt, vil indendørstemperaturen falde for meget på grund af den lave udendørstemperatur og svagt lys.Tværtimod, hvis tidspunktet for afdækning af dynen er for sent, vil tidspunktet for modtagelse af lys i drivhuset blive forkortet, og indendørs temperaturstigningstiden forsinkes.Om eftermiddagen, hvis varmeisoleringsdynen slukkes for tidligt, vil den indendørs eksponeringstid blive forkortet, og varmelagringen af ​​indendørs jord og vægge reduceres.Tværtimod, hvis varmekonserveringen slukkes for sent, vil varmeafgivelsen af ​​drivhuset blive øget på grund af den lave udetemperatur og svagt lys.Derfor, generelt set, når varmeisoleringsdynen tændes om morgenen, er det tilrådeligt, at temperaturen stiger efter 1~2℃ fald, mens det, når varmeisoleringsdynen er slukket, tilrådes, at temperaturen stiger efter 1~2℃ fald.② Når du lukker varmeisoleringsdynen, skal du være opmærksom på, om varmeisoleringsdynen dækker alle de forreste tage tæt, og justere dem i tide, hvis der er et mellemrum.③ Efter at varmeisoleringsdynen er lagt helt ned, skal du kontrollere, om den nederste del er komprimeret, for at forhindre den varmebevarende effekt i at blive løftet af vinden om natten.④ Kontroller og vedligehold varmeisoleringsdynen i tide, især når den termiske isoleringsdyne er beskadiget, reparer eller udskift den i tide.⑤ Vær opmærksom på vejrforholdene i tide.Når der er regn eller sne, skal du dække den termiske isoleringsdyne i tide og fjerne sne i tide.

Håndtering af udluftninger

Formålet med ventilation om vinteren er at justere lufttemperaturen for at undgå for høj temperatur omkring kl.Den anden er at fjerne indendørs fugt, reducere luftfugtigheden i drivhuset og kontrollere skadedyr og sygdomme;Den tredje er at øge indendørs CO2-koncentration og fremme afgrødevækst.Ventilation og varmekonservering er dog modstridende.Hvis ventilationen ikke styres ordentligt, vil det sandsynligvis føre til problemer med lav temperatur.Derfor, hvornår og hvor længe der skal åbnes, skal ventilationsåbningerne til enhver tid justeres dynamisk i henhold til drivhusets miljøforhold.I de nordvestlige ikke-opdyrkede områder er styringen af ​​drivhusudluftninger hovedsageligt opdelt i to måder: manuel drift og simpel mekanisk ventilation.Ventilationernes åbningstid og ventilationstid er dog hovedsageligt baseret på folks subjektive dømmekraft, så det kan ske, at ventilationsåbningerne åbnes for tidligt eller for sent.For at løse ovenstående problemer har Yin Yilei etc. designet en tag intelligent ventilationsanordning, som kan bestemme åbningstiden og åbnings- og lukkestørrelsen af ​​ventilationshuller i henhold til ændringerne i indeklimaet.Med uddybningen af ​​forskningen i loven om miljøændringer og efterspørgsel efter afgrøder, såvel som populariseringen og fremskridtene af teknologier og udstyr såsom miljøopfattelse, informationsindsamling, analyse og kontrol, bør automatiseringen af ​​ventilationsstyring i soldrivhuse være en vigtig udviklingsretning i fremtiden.

Andre forvaltningsforanstaltninger

I processen med at bruge forskellige former for udstødte film vil deres lystransmissionskapacitet gradvist svækkes, og svækkelseshastigheden er ikke kun relateret til deres egne fysiske egenskaber, men også relateret til det omgivende miljø og håndtering under brug.I brugsprocessen er den vigtigste faktor, der fører til faldet i lystransmissionens ydeevne, forureningen af ​​filmoverfladen.Derfor er det ekstremt vigtigt at foretage regelmæssig rengøring og rengøring, når forholdene tillader det.Derudover bør drivhusets indeslutningsstruktur kontrolleres regelmæssigt.Når der er en utæthed i væg og fortag, bør det repareres i tide for at undgå, at drivhuset bliver påvirket af koldluftsinfiltration.

Eksisterende problemer og udviklingsretning

Forskere har udforsket og undersøgt varmekonserverings- og lagringsteknologien, styringsteknologien og opvarmningsmetoderne i drivhuse i nordvestlige ikke-dyrkede områder i mange år, hvilket dybest set realiserede overvintringsproduktionen af ​​grøntsager, i høj grad forbedrede drivhusets evne til at modstå køleskader ved lav temperatur. , og i bund og grund realiserede den overvintrende produktion af grøntsager.Det har ydet et historisk bidrag til at afhjælpe modsætningen mellem mad og grøntsager, der konkurrerer om jord i Kina.Der er dog stadig følgende problemer i temperaturgarantiteknologien i det nordvestlige Kina.

Drivhustyper skal opgraderes

På nuværende tidspunkt er drivhustyperne stadig de almindelige, der blev bygget i slutningen af ​​det 20. århundrede og begyndelsen af ​​dette århundrede, med enkel struktur, urimeligt design, dårlig evne til at opretholde et termisk drivhusmiljø og modstå naturkatastrofer og mangel på standardisering.Derfor bør formen og hældningen af ​​det forreste tag, drivhusets azimutvinkel, højden af ​​bagvæggen, drivhusets synkedybde osv. standardiseres ved fuldt ud at kombinere den lokale geografiske breddegrad i det fremtidige drivhusdesign. og klimaegenskaber.Samtidig kan der så vidt muligt kun plantes én afgrøde i et drivhus, således at standardiseret drivhustilpasning kan udføres efter lys- og temperaturkravene til de plantede afgrøder.

Drivhusskalaen er relativt lille.

Hvis drivhusskalaen er for lille, vil det påvirke stabiliteten af ​​det termiske drivhusmiljø og udviklingen af ​​mekanisering.Med den gradvise stigning i lønomkostningerne er udvikling af mekanisering en vigtig retning i fremtiden.Derfor bør vi i fremtiden basere os på det lokale udviklingsniveau, tage hensyn til behovene for mekaniseringsudvikling, rationelt designe det indvendige rum og layout af drivhuse, fremskynde forskning og udvikling af landbrugsudstyr, der er egnet til lokale områder, og forbedre mekaniseringshastigheden af ​​drivhusproduktionen.Samtidig skal det relevante udstyr i henhold til afgrødernes og dyrkningsmønstrenes behov matches med standarder, og integreret forskning og udvikling, innovation og popularisering af ventilation, fugtreduktion, varmekonservering og opvarmningsudstyr bør fremmes.

Tykkelsen af ​​vægge som sand og hule blokke er stadig tyk.

Hvis væggen er for tyk, selvom isoleringseffekten er god, vil det reducere udnyttelsesgraden af ​​jord, øge omkostningerne og vanskeligheden ved konstruktion.Derfor kan vægtykkelsen i den fremtidige udvikling på den ene side videnskabeligt optimeres efter de lokale klimatiske forhold;På den anden side bør vi fremme den lette og forenklede udvikling af bagvæggen, så drivhusets bagvæg kun bevarer funktionen varmekonservering, bruge solfangere og andet udstyr til at erstatte varmelagring og frigivelse af væggen .Solfangere har karakteristika af høj varmeopsamlingseffektivitet, stærk varmeopsamlingskapacitet, energibesparelse, lavt kulstofindhold og så videre, og de fleste af dem kan realisere aktiv regulering og kontrol og kan udføre målrettet eksoterm opvarmning i henhold til drivhusets miljøkrav om natten, med højere effektivitet af varmeudnyttelsen.

Der skal udvikles en speciel termisk isoleringsdyne.

Det forreste tag er hovedelementet for varmeafledning i drivhus, og varmeisoleringsydelsen af ​​termisk isoleringsdyne påvirker direkte det indendørs termiske miljø.På nuværende tidspunkt er drivhustemperaturmiljøet i nogle områder ikke godt, dels fordi varmeisoleringsdynen er for tynd, og materialernes varmeisoleringsevne er utilstrækkelig.Samtidig har varmeisoleringsdynen stadig nogle problemer, såsom dårlig vandtæthed og skievne, let ældning af overfladen og kernematerialerne osv. Derfor bør passende varmeisoleringsmaterialer i fremtiden udvælges videnskabeligt efter lokale klimatiske egenskaber og krav, og specielle varmeisolerende quiltprodukter, der er egnede til lokal brug og popularisering, bør designes og udvikles.

ENDE

Citeret information

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi osv. Forskningsstatus for miljøtemperaturgaranti teknologi af soldrivhus i det nordvestlige ikke-opdyrkede land [J].Landbrugsteknisk Teknologi, 2022,42(28):12-20.