Greenhouse Horticultural Agricultural Engineering Technology 2022-12-02 17:30 Offentliggjort i Beijing

Udviklingen af ​​solgrønshuse i ikke-dyrkede områder som ørken, Gobi og Sandy Land har effektivt løst modsigelsen mellem mad og grøntsager, der konkurrerer om jord. Det er en af ​​de afgørende miljøfaktorer for vækst og udvikling af temperaturafgrøder, som ofte bestemmer succes eller svigt i produktionen af ​​drivhusafgrøder. For at udvikle solgrønshuse i ikke-dyrkede områder, skal vi derfor først løse miljøetemperaturproblemet med drivhuse. I denne artikel opsummeres temperaturstyringsmetoderne, der er anvendt i ikke-dyrkede jordhuse i de senere år, og de eksisterende problemer og udviklingsretning for temperatur og miljøbeskyttelse i ikke-dyrkede landsolgrønhuse 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 den nordvestlige del af Kina. Dokument nr. 1 i centralkomitéen i 2022 påpegede, at udviklingen af ​​facilitetslandbrug skulle fremskyndes, og på grundlag af at beskytte det økologiske miljø, bør det udnyttelige ledige land og ødemarken undersøges for at udvikle facilitetslandbrug. Nordvest Kina er rig på ørken, Gobi, Wasteland og andre ikke-dyrkede jordressourcer og naturlige lys og varme ressourcer, som er egnede til udvikling af facilitetslandbrug. Derfor er udviklingen og udnyttelsen af ​​ikke-dyrkede jordressourcer til at udvikle ikke-kultiverede jordhuse af stor strategisk betydning for at sikre national fødevaresikkerhed og lindre konflikter i arealanvendelse.

På nuværende tidspunkt er ikke-dyrket Solar Greenhouse den vigtigste form for højeffektiv landbrugsudvikling i ikke-dyrket jord. I den nordvestlige del 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 afgrøderne kan bære, vil den endda føre til fryseskade. Derfor er det især vigtigt at sikre den nødvendige temperatur til den normale vækst og udvikling af afgrøder. For at opretholde den rette temperatur i Solar Greenhouse er det ikke en enkelt foranstaltning, der kan løses. Det skal garanteres fra aspekterne af drivhusdesign, konstruktion, materialevalg, regulering og daglig styring. Derfor opsummerer denne artikel forskningsstatus og fremskridt med temperaturkontrol af ikke-dyrkede drivhuse i Kina i de senere år fra aspekterne af drivhusdesign og konstruktion, varmebeskyttelse og opvarmningsforanstaltninger og miljøstyring for at give en systematisk reference til Den rationelle design og styring af ikke-dyrkede drivhuse.

Drivhusstruktur og materialer

Det termiske miljø i drivhuset afhænger hovedsageligt af transmission, aflytning og opbevaringskapacitet i drivhuset til solstråling, som er relateret til det rimelige design af drivhusorientering, form og materiale af lysoverførselsoverflade, struktur og materiale af væg og rygstak, Fundamentisolering, drivhusstørrelse, natisoleringstilstand og materiale af front tag osv., Og vedrører også, om konstruktions- og konstruktionsprocessen i drivhuset kan sikre en effektiv realisering af designkrav.

Lys transmissionskapacitet på front tag

Den vigtigste energi i drivhuset kommer fra solen. Forøgelse af det forreste tags let transmissionskapacitet er fordelagtigt for drivhuset at opnå mere varme, og det er også et vigtigt fundament at sikre temperaturmiljøet i drivhuset om vinteren. På nuværende tidspunkt er der tre hovedmetoder til at øge lystransmissionskapaciteten og den lette modtagelsestid for det forreste tag af drivhuset.

01 Design rimelig drivhusorientering og azimuth

Orienteringen af ​​drivhuset påvirker drivhusets belysningsydelse og drivhusets varmeopbevaringskapacitet. For at få mere varmeopbevaring i drivhuset står orienteringen af ​​ikke-dyrkede drivhuse i det nordvestlige Kina mod syd. For den specifikke azimuth af drivhuset, når man vælger syd til øst, er det fordelagtigt at "gribe solen", og den indendørs temperatur stiger hurtigt om morgenen; Når syd til vest er valgt, er det fordelagtigt for drivhuset at gøre brug af eftermiddagslys. Sydretningen er et kompromis mellem ovennævnte to situationer. I henhold til viden om geofysik roterer jorden 360 ° om dagen, og solens azimut bevæger sig ca. 1 ° hvert 4. minut. Derfor, hver gang azimuth af drivhuset adskiller sig med 1 °, vil tidspunktet for direkte sollys afvige med ca. 4 minutter, det vil sige, at drivhusets azimut påvirker det tidspunkt, hvor drivhuset ser lys om morgenen og aftenen.

Når morgen- og eftermiddagslystimerne er ens, og øst eller vest er i samme vinkel, får drivhuset de samme lys timer. For området nord for 37 ° nordlig breddegrad er temperaturen imidlertid lav om morgenen, og tidspunktet for quiltafdækning er sent, mens temperaturen er relativt høj om eftermiddagen og aftenen, så det er passende at forsinke tidspunktet for Lukning af den termiske isoleringsskynet. Derfor bør disse områder vælge syd til vest og udnytte eftermiddagslyset fuldt ud. For områderne med 30 ° ~ 35 ° nordlig breddegrad på grund af de bedre lysforhold om morgenen, kan tidspunktet for bevarelse af varmen og dækning afdækkende også fremføres. Derfor bør disse områder vælge den syd-for-østlige retning for at stræbe efter mere morgen solstråling for drivhuset. I området 35 ° ~ 37 ° North Latitude er der imidlertid en lille forskel i solstråling om morgenen og eftermiddagen, så det er bedre at vælge South South Direction. Uanset om det er sydøst eller syd-vest, er afvigelsesvinklen generelt 5 ° ~ 8 °, og det maksimale må ikke overstige 10 °. Det nordvestlige Kina ligger i området 37 ° ~ 50 ° nordlig breddegrad, så azimuth -vinklen i drivhuset er generelt fra syd til vest. I betragtning af dette har Sunlight Greenhouse designet af Zhang Jingshe osv. I Taiyuan -området har valgt orienteringen af ​​5 ° vest for syd, sollysets drivhus bygget af Chang Meimei osv. I Gobi -området i Hexi -korridor har vedtaget orienteringen af 5 ° til 10 ° vest for syd, og sollysets drivhus bygget af Ma Zhigui osv. I det nordlige Xinjiang har vedtaget orienteringen på 8 ° vest for syd.

02 Design rimelig front tagform og hældningsvinkel

Formen og hældningen af ​​det forreste tag bestemmer solstrålens hændelsesvinkel. Jo mindre hændelsesvinklen er, jo større er transmissionen. Sun Juren mener, at formen på det forreste tag hovedsageligt bestemmes af forholdet mellem længden af ​​hovedbelysningsoverfladen og den bageste hældning. Lang fronthældning og kort bageste hældning er gavnlige for belysning og varmebeskyttelse af det forreste tag. Chen Wei-Qian og andre mener, at det vigtigste belysningstak i Solar Greenhouse, der bruges i Gobi-området, vedtager en cirkulær bue med en radius på 4,5 m, hvilket effektivt kan modstå kulden. Zhang Jingshe osv. Tror, at det er mere passende at bruge halvcirkelformet bue på det forreste tag af drivhuset i alpine og områder med høj breddegrad. Hvad angår den forreste hældning på det forreste tag, i henhold til lysoverførselsegenskaberne for plastfilm, når hændelsesvinklen er 0 ~ 40 °, er refleksionsevnen af ​​det forreste tag for sollyset lille, og når den overstiger 40 °, er den Reflektivitet øges markant. Derfor tages 40 ° som den maksimale hændelsesvinkel for at beregne hældningsvinklen på det forreste tag, så selv i vintersolverv, kan solstrålingen komme ind i drivhuset i det maksimale omfang. Derfor, når han designer et solcellegrehus, der er egnet til ikke-dyrkede områder i Wuhai, indre Mongoliet, beregnet han og andre tilbøjelighedsvinklen på det forreste tag med en hændelsesvinkel på 40 °, og troede, at så længe det var større end 30 °, det kunne opfylde kravene til drivhusbelysning og varmebevaring. Zhang Caihong og andre tror, ​​at når man bygger drivhuse i Xinjiangs ikke-dyrkede områder, er hældningsvinklen på det forreste tag af drivhuse i det sydlige Xinjiang 31 °, mens det i det nordlige Xinjiang er 32 ° ~ 33,5 °.

03 Vælg passende gennemsigtige dækningsmaterialer.

Ud over påvirkningen af ​​udendørs solstrålingsbetingelser er materialet og lysoverførselsegenskaberne for drivhusfilm også vigtige faktorer, der påvirker drivhusets lys og varmemiljø. På nuværende tidspunkt er den lette transmission af plastfilm som PE, PVC, EVA og PO forskellig på grund af forskellige materialer og filmtykkelser. Generelt kan den lette transmission af film, der er blevet brugt i 1-3 år, garanteret at være over 88% i det store og hele, hvilket skal vælges i henhold til efterspørgslen efter afgrøder for lys og temperatur. Derudover er fordelingen af ​​lysmiljøet i drivhuset også en faktor, som folk er mere og mere opmærksomme på. I de senere år er lysoverførselsmaterialet i de senere år dækker med forbedret spredningslys meget anerkendt af industrien, især i de områder med stærk solstråling i det nordvestlige Kina. Anvendelsen af ​​forbedret spredningslysfilm har reduceret skyggeeffekten på toppen og bunden af ​​afgrødebaldakinen, øget lyset i midten og nedre dele af afgrøde baldakin, forbedret de fotosyntetiske egenskaber ved hele afgrøden og viste en god effekt af at fremme vækst og stigende produktion.

Rimelig design af drivhusstørrelse

Længden af ​​drivhuset er for lang eller for kort, hvilket vil påvirke den indendørs temperaturstyring. Når drivhusets længde er for kort, før solopgang og solnedgang, er området skygge af øst- og vest -gaverne stort, hvilket ikke er befordrende for drivhusets opvarmning, og på grund af dets lille volumen vil det påvirke den indendørs jord og murens Absorption og frigivelse af varme. Når længden er for stor, er det vanskeligt at kontrollere den indendørs temperatur, og det vil påvirke fastheden i drivhusstrukturen og konfigurationen af ​​varmebeskyttelses quilt rullende mekanisme. Højden og spændet på drivhuset påvirker direkte dagslyset på det forreste tag, størrelsen på drivhusområdet og isoleringsforholdet. Når drivhusets spændvidde og længde er fast, kan øge højden af ​​drivhuset øge belysningsvinklen på det forreste tag fra let miljøperspektiv, hvilket er befordrende for lystransmission; Set fra det termiske miljø er væggenes højde, og bagvæggenes varmeopbevaring øges, hvilket er gavnligt for varmeopbevaring og varmefrigivelse af bagvæggen. Desuden er pladsen stor, varmekapacitetshastigheden er også stor, og drivhusets termiske miljø er mere stabilt. Selvfølgelig vil øge højden af ​​drivhuset øge omkostningerne ved drivhus, hvilket har brug for omfattende overvejelse. Derfor, når vi designer et drivhus, skal vi 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 længden af ​​drivhuset 50 ~ 80 m, spændvidden er 7 m og højden af ​​drivhuset er 3,9 m, mens i det sydlige Xinjiang er længden af ​​drivhuset 50 ~ 80m, den Span er 8 m og højden på drivhuset er 3,6 ~ 4,0 m; Det anses også for, at drivhusets rækkevidde ikke bør være mindre end 7 m, og når spændvidden er 8 m, er varmebeskyttelseseffekten den bedste. Derudover mener Chen Weiqian og andre, at længden, spændet og højden af ​​Solar Greenhouse skal være henholdsvis 80 m, 8 ~ 10 m og 3,8 ~ 4,2 m, når den er bygget i Gobi -området i Jiuquan, Gansu.

Forbedre vægopbevarings- og isoleringskapaciteten på væggen

I løbet af dagen akkumulerer væggen varme ved at absorbere solstrålingen og varmen fra en eller anden indendørs luft. Om natten, når den indendørs temperatur er lavere end vægtemperaturen, frigiver væggen passivt varme for at varme drivhuset. Som det vigtigste varmeopbevaringsorgan i drivhuset, kan væggen markant forbedre det indendørs nattemperaturmiljø ved at forbedre dens varmeopbevaringskapacitet. Samtidig er væggenes termiske isoleringsfunktion grundlaget for stabiliteten i det termiske miljø i drivhuset. På nuværende tidspunkt er der flere metoder til at forbedre væggeens varmeopbevaring og isoleringskapacitet.

01 Design rimelig vægstruktur

Vægens funktion inkluderer hovedsageligt varmeopbevaring og varmebevaring, og på samme tid tjener de fleste af drivhusvæggene også som bærende medlemmer til at understøtte tagstolen. Fra synspunktet om at opnå et godt termisk miljø, skal en rimelig vægstruktur have nok varmeopbevaringskapacitet på indersiden og nok varmebeskyttelseskapacitet på den ydre side, mens den reducerer unødvendige kolde broer. I forskningen af ​​vægvarmeopbevaring og isolering designede Bao Encai og andre den størknede sandpassiv varmeopbevaringsvæg i Wuhai -ørkenområdet, Indre Mongoliet. Porøs mursten blev anvendt som isoleringslag på ydersiden, og størknet sand blev anvendt som varmelagringslag på indersiden. Testen viste, at den indendørs temperatur kunne nå 13,7 ℃ i solrige dage. Ma Yuehong osv. Designet en hvedeskalmørtelblokkompositvæg i det nordlige Xinjiang, hvor QuickLime er fyldt i mørtelblokke som et varmelagringslag, og slaggeposer er stablet 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 blokmursten som varmelagringslag på indersiden. Testen viser, at gennemsnitstemperaturen om vinteren er over 10 ℃ om natten, og Chai -regenerering osv. Bruger også sand og grus som isoleringslag og varmelagringslag på væggen i Gobi -området i Gansu -provinsen. Med hensyn til reduktion af kolde broer designede Yan Junyue osv. Et lys og forenklet samlet bagvæg, som ikke kun forbedrede væggenes termiske modstand, men også forbedrede væggenes tætning ved at stikke polystyrenplade på ydersiden af ​​ryggen væg; Wu letian osv. Indstil forstærket betonringstråle over grundlaget for drivhusvæggen og brugte trapezformet mursten stempling lige over ringbjælken for at understøtte rygstak Xinjiang, der således påvirker den termiske isolering af drivhuse.

02 Vælg passende varmeopbevarings- og isoleringsmaterialer.

Varmens opbevarings- og isoleringseffekt af væggen afhænger først af valg af materialer. I den nordvestlige ørken, Gobi, Sandy Land og andre områder, ifølge stedets forhold, tog forskere lokale materialer og gjorde dristige forsøg på at designe mange forskellige slags bagvægge af solgrønhuse. For eksempel, da Zhang Guosen og andre byggede drivhuse i sand- og grusfelter i Gansu, blev sand og grus brugt som varmeopbevaring og isoleringslag af vægge; I henhold til egenskaberne ved Gobi og Desert 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 betragtning af mangel på byggematerialer som mursten og ler i Gobi -regionen i det nordvestlige Kina, fandt Zhou Changji og andre, at de lokale drivhuse normalt bruger småsten som vægmaterialer, når de undersøger solgrønshuse i Gobi -regionen i Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. I betragtning af den termiske ydeevne og den mekaniske styrke af Pebble har drivhuset, der er bygget med Pebble, god ydeevne med hensyn til varmebeskyttelse, varmeopbevaring og belastning. Tilsvarende bruger Zhang Yong osv. Også småsten som det vigtigste materiale på væggen og designet en uafhængig varmeopbevaringsstenen bagvæg i Shanxi og andre steder. Testen viser, at varmeopbevaringseffekten er god. Zhang osv. Designet en slags sandstenvæg i henhold til egenskaberne ved det nordvestlige Gobi -område, som kan hæve den indendørs temperatur med 2,5 ℃. Derudover testede Ma Yuehong og andre varmen opbevaringskapacitet på blokfyldt sandvæg, blokvæg og murvæg i Hotian, Xinjiang. Resultaterne viste, at den blokfyldte sandvæg havde den største varmeopbevaringskapacitet. Derudover udvikler forskere aktivt nye varmeopbevaringsmaterialer og teknologier for at forbedre væggestyringsydelsen på væggen. For eksempel foreslog Bao Encai et faseændringshærdemateriale, som kan bruges til at forbedre varmelagringskapaciteten på bagvæggen i Solar Greenhouse i det nordvestlige ikke-dyrkede områder. Som udforskning af lokale materialer bruges høstak, slagge, benzenplade og halm også som vægmaterialer, men disse materialer har normalt kun funktionen af ​​varmebeskyttelse og ingen varmeopbevaringskapacitet. Generelt har væggene fyldt med grus og blokke god varmeopbevaring og isoleringskapacitet.

03 Forøg passende vægtykkelsen

Normalt er termisk modstand et vigtigt indeks til måling af den termiske isoleringsydelse af væggen, og den faktor, der påvirker termisk resistens, er tykkelsen af ​​det materielle lag ud over materialets termiske ledningsevne. Derfor kan på grundlag af at vælge passende termiske isoleringsmaterialer, hvilket øger væggen på væggen, øge væggen den samlede termiske modstand og reducerer varmetab gennem væggen, hvilket øger den termiske isolering og varmestagningskapacitet på væggen og væggen og hele drivhuset. For eksempel i Gansu og andre områder er den gennemsnitlige tykkelse af sandbagvæg i Zhangye City 2,6 m, mens den for mørtelmurmur i Jiuquan City er 3,7 m. Jo tykkere væggen er, jo større er dens termiske isolering og varmeopbevaringskapacitet. Imidlertid vil for tykke vægge øge jordbesættelsen og omkostningerne ved drivhusbygning. Derfor bør vi også ud fra at forbedre den termiske isoleringskapacitet fra perspektivet om forbedring af den termiske isoleringskapacitet prioritere for at vælge høje termiske isoleringsmaterialer med lav termisk ledningsevne, såsom polystyren, polyurethan og andre materialer, og øge derefter tykkelsen på passende måde.

Rimeligt design af bageste tag

For design af det bageste tag er hovedovervejelsen ikke at forårsage indflydelse af skygge og forbedre den termiske isoleringskapacitet. For at reducere påvirkningen af ​​skygge på det bageste tag er indstillingen af ​​dens hældningsvinkel hovedsageligt baseret på det faktum, at bagtaket kan modtage direkte sollys om dagen, hvor afgrøder plantes og produceres. Derfor vælges det bageste tags højde på det bageste tag generelt til at være bedre end den lokale solhøjdevinkel på vintersolverv på 7 ° ~ 8 °. F.eks 45 ° i det nordlige Xinjiang. Chen Wei-Qian og andre mener, at det bageste tag af Solar Greenhouse i Jiuquan Gobi-området skal være tilbøjelig til 40 °. For den termiske isolering af bageste tag skal den termiske isoleringskapacitet hovedsageligt sikres i udvælgelsen af ​​termiske isoleringsmaterialer, det nødvendige tykkelsesdesign og det rimelige skødfuger for termisk isoleringsmaterialer under konstruktionen.

Reducer jordvarmetab

I løbet af vinteraften, fordi temperaturen på den indendørs jord er højere end for udendørs jord, overføres varmen fra indendørs jord til udendørs ved varmeeledning, hvilket forårsager tab af drivhusvarme. Der er flere måder at reducere jordvarmetab på.

01 Jordisolering

Jorden synker korrekt, undgår det frosne jordlag og bruger jorden til varmebevaring. F.eks. Blev de "1448 tre-materialer-en-krop" solcellegrehus udviklet ved Chai-regenerering og andet ikke-dyrket land i Hexi-korridor bygget ved at grave 1 m ned, hvilket effektivt undgik det frosne jordlag; I henhold til det faktum, at dybden af ​​frosset jord i Turpan -området er 0,8 m, foreslog Wang Huamin og andre at grave 0,8 m for at forbedre drivhusets termiske isoleringskapacitet. Når Zhang Guosen osv. Bygget bagvæggen i den dobbeltebue dobbeltfilm, der graver solgrønshouse på ikke-udgifter, var gravedybden 1 m. Eksperimentet viste, at den laveste temperatur om natten blev forøget med 2 ~ 3 ℃ sammenlignet med den traditionelle anden generation af solgrønthus.

02 Foundation kold beskyttelse

Hovedmetoden er at grave en koldtæt grøft langs fundamentdelen af ​​det forreste tag, udfylde termiske isoleringsmaterialer eller kontinuerligt begrave termiske isoleringsmaterialer under jorden langs fundamentvægdelen, som alle sigter mod at reducere varmetab 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 opnås lokalt, såsom hø, slagge, stenuld, polystyrenplade, majsstrå, hestegødning, faldne blade, brudt græs, savsmuld, ukrudt, ukrudt, ukrudt, halm osv.

03 Mulch Film

Ved at dække plastfilmen kan sollys nå jorden gennem plastfilmen i løbet af dagen, og jorden absorberer solens varme og varmer op. Desuden kan plastfilmen blokere den langbølgestråling, der reflekteres af jorden, hvilket reducerer strålingstabet af jorden og øger jordens varmeopbevaring. Om natten kan plastfilm hindre den konvektive varmeudveksling mellem jord og indendørs luft og dermed reducere varmetab af jord. På samme tid kan plastfilm også reducere det latente varmetab forårsaget af jordvandsfordampning. Wei Wenxiang dækkede drivhuset med plastfilm på Qinghai Plateau, og eksperimentet viste, at jordtemperaturen kunne hæves med ca. 1 ℃.

Styrke det termiske isoleringsydelse på det forreste tag

Det forreste tag af drivhuset er den vigtigste varmeafledningoverflade, og den mistede varme tegner sig for mere end 75% af det samlede varmetab i drivhuset. Derfor kan styrkelsen af ​​det forreste tag på drivhuset effektivt reducere tabet gennem det forreste tag og forbedre vintertemperaturmiljøet i drivhuset. På nuværende tidspunkt er der tre hovedforanstaltninger til forbedring af den termiske isoleringskapacitet på det forreste tag.

01 Multi-lags gennemsigtig dækning vedtages.

Strukturelt set kan brug af dobbeltlagsfilm eller tre-lags film som den lysoverførte overflade af drivhuset effektivt forbedre den termiske isoleringsydelse i drivhuset. F.eks. Designede Zhang Guosen og andre en dobbeltbunke dobbeltfilmgravende type solgrøn i Gobi-området i Jiuquan City. Det ydre af det forreste tag af drivhuset er lavet af Eva-film, og indersiden af ​​drivhuset er lavet af PVC-drypfri anti-aging-film. Eksperimenter viser, at sammenlignet med den traditionelle anden generation af solenergi, er den termiske isoleringseffekt enestående, og den laveste temperatur om natten stiger med 2 ~ 3 ℃ i gennemsnit. Tilsvarende designede Zhang Jingshe osv. Også et solcellegrehus med dobbeltfilmdækning til de klimatiske egenskaber ved høj breddegrad og alvorlige kolde områder, hvilket forbedrede den termiske isolering af drivhuset markant. Sammenlignet med Control Greenhouse steg nattemperaturen med 3 ℃. Derudover forsøgte Wu Letian og andre at bruge tre lag på 0,1 mm tykke Eva -film på det forreste tag af Solar Greenhouse designet i Hetian Desert Area, Xinjiang. Flerlagsfilm kan effektivt reducere varmetabet på det forreste tag, men fordi lysoverførsel af enkeltlagsfilm er dybest set omkring 90%, vil flerlagsfilm naturligt føre til dæmpning af lysoverførsel. Derfor er det nødvendigt at tage behørigt hensyn til lysforhold og belysningskrav til drivhuse og belysningskrav til drivhuse.

02 Styrke natisoleringen af ​​det forreste tag

Plastfilm bruges på det forreste tag til at øge lysoverførsel i løbet af dagen, og det bliver det svageste sted i hele drivhuset om natten. Derfor er det en nødvendig termisk isoleringsforanstaltning for solgrønhuse, der dækker den ydre overflade af det forreste tag med tyk sammensat termisk isoleringsskynet. I Qinghai Alpine -regionen brugte for eksempel Liu Yanjie og andre halmgardiner og kraftpapir som termisk isolering dyner til eksperimenter. Testresultaterne viste, at den laveste indendørs temperatur i drivhuset om natten kunne nå over 7,7 ℃. Endvidere mener Wei Wenxiang, at varmetab i drivhuset kan reduceres med mere end 90% ved at bruge dobbelt græsgardiner eller kraftpapir uden for græsgardiner til termisk isolering på dette område. Derudover brugte Zou Ping osv. Genanvendt fiberfibre følte termisk isoleringsskynet i Solar Greenhouse i Gobi -regionen i Xinjiang, og Chang Meimei osv. Brugte termisk isolering sandwich bomulds termisk isolerings quilt i Solar Greenhouse i Gobi -regionen af Hexi Corridor. På nuværende tidspunkt er der mange slags termiske isolerings dyner, der bruges i solgrønshuse, men de fleste af dem er lavet af nålede filt, limsprøjtet bomuld, perlebomuld osv., Med vandtæt eller anti-aging overfladelag på begge sider. I henhold til den termiske isoleringsmekanisme for termisk isolerings dynen, for at forbedre dens termiske isoleringsydelse, bør vi starte med at forbedre dens termiske modstand og reducere dens varmeoverførselskoefficient, og de vigtigste foranstaltninger er at reducere materialernes termiske ledningsevne, øge tykkelsen af materielle lag eller øg antallet af materielle lag osv. Derfor er kernematerialet med termisk isolerings quilt med høj termisk isoleringspræstation ofte lavet af Multilags kompositmaterialer. I henhold til testen kan varmeoverførselskoefficienten for den termiske isoleringsskynet med høj termisk isoleringspræstation på nuværende tidspunkt nå 0,5W/(M2 ℃), hvilket giver en bedre garanti for den termiske isolering af drivhuse i kolde områder om vinteren. Naturligvis er det nordvestlige område blæsende og støvet, og den ultraviolette stråling er stærk, så den termiske isoleringsoverfladelaget skal have god anti-aging ydeevne.

03 Tilføj et internt termisk isoleringsgardin.

Selvom det forreste tag af sollysets drivhus er dækket med en ekstern termisk isoleringsskynet om natten, hvad angår andre strukturer i hele drivhuset, er det forreste tag stadig et svagt sted for hele drivhuset om natten. Derfor designet projektteamet af "Struktur og konstruktionsteknologi i drivhuset i det nordvestlige ikke-udgifter" et simpelt internt termisk isoleringsrulle-system (figur 1), hvis struktur består af et fast internt termisk isoleringsgardin ved den forreste fod og Et bevægeligt internt termisk isoleringsgardin i det øverste rum. Den øverste bevægelige termiske isoleringsgardin åbnes og foldes ved bagvæggen i drivhuset i løbet af dagen, hvilket ikke påvirker drivhusets belysning; Den faste termiske isoleringsskynet i bunden spiller rollen som forsegling om natten. Det interne isoleringsdesign er pænt og let at betjene og kan også spille rollen som skygge og afkøling om sommeren.

Aktiv opvarmningsteknologi

På grund af den lave temperatur om vinteren i det nordvestlige Kina, hvis vi kun er afhængige af varmebevarelse og varmeopbevaring i drivhuse, kan vi stadig ikke opfylde kravene til afgrødernes overvintring af produktionen i noget koldt vejr, så nogle aktive opvarmningsforanstaltninger er også bekymret.

Opbevaring af solenergi og varmefrigørelsessystem

Det er en vigtig grund til, at muren bærer funktionerne ved opbevaring af varme, varmeopbevaring og belastningsleje, hvilket fører til de høje konstruktionsomkostninger og lav jordudnyttelseshastighed for solgrønhuse. Derfor er forenkling og samling af solgrønshuse helt sikkert en vigtig udviklingsretning i fremtiden. Blandt dem er det at forenkle væggen at frigive væggens og frigørelsesfunktionen af ​​væggen, så bagvæggen kun bærer varmebevaringsfunktionen, som er en effektiv måde at forenkle udviklingen på. F.eks. Er Fang Huis aktive varmeopbevarings- og frigørelsessystem (figur 2) i vid udstrækning brugt i ikke-dyrkede områder som Gansu, Ningxia og Xinjiang. Dens varmeopsamlingsenhed hænges på den nordlige væg. I løbet af dagen opbevares den varme, der opsamles af varmeopsamlingsenheden, i varmeopbevaringsorganet gennem cirkulationen af ​​varmelagringsmediet, og om natten frigøres varmen og opvarmes ved cirkulationen af ​​varmelagringsmediet og indser således det Varmeoverførsel i tid og rum. Eksperimenter viser, at minimumstemperaturen i drivhuset kan hæves med 3 ~ 5 ℃ ved hjælp af denne enhed. Wang Zhiwei osv. Fremskaffer et vandgardinvarmesystem til Solar Greenhouse i det sydlige Xinjiang -ørkenområde, hvilket kan øge temperaturen på drivhuset med 2,1 ℃ om natten.

Derudover designede Bao Encai osv. Et aktivt varmeopbevaringssystem til nordvæggen. I løbet af dagen, gennem cirkulationen af ​​aksiale ventilatorer, strømmer indendørs varmluft gennem varmeoverførselskanalen indlejret i nordvæggen, og varmeoverførselskanalen udveksler varme med varmelagringslaget inde i væggen, hvilket markant forbedrer varmeopbevaringskapaciteten på væggen. Derudover opbevarer solfase-ændrende varmelagringssystem designet af Yan Yantao osv. Varme i faseændringsmaterialerne gennem solopsamlere om dagen og spreder derefter varmen til indendørs luft gennem luftcirkulation om natten, hvilket kan øge de Gennemsnitstemperatur med 2,0 ℃ om natten. Ovenstående teknologier og udstyr til solenergi -energi har egenskaberne ved økonomi, energibesparelse og lavt kulstofindhold. Efter optimering og forbedring bør de have et godt anvendelsesomsigt i områderne med rigelige solenergiressourcer i det nordvestlige Kina.

Andre hjælpesteknologier

01 Biomasse energiopvarmning

Sengetøj, halm, ko -møkk, fåremøn og fjerkræbødning blandes med biologiske bakterier og begraves i jorden i drivhuset. Der genereres en masse varme under fermenteringsprocessen, og der genereres en masse fordelagtige stammer, organisk stof og CO2 under fermenteringsprocessen. Gavnlige stammer kan hæmme og dræbe en række 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, ko gødning og fåregødning i indendørs jord i Solar Greenhouse i Qinghai Plateau, som effektivt hævede jordtemperaturen. I Solar Greenhouse i Gansu Desert Area ， Zhou Zhilong brugte halm og organisk gødning til gæring mellem afgrøder. Testen viste, at temperaturen i drivhuset kunne øges med 2 ~ 3 ℃.

02 Kulopvarmning

Der er kunstig komfur, energibesparende vandvarmer og opvarmning. For eksempel, efter undersøgelse i Qinghai Plateau, fandt Wei Wenxiang, at kunstig ovnopvarmning hovedsageligt blev brugt lokalt. Denne opvarmningsmetode har fordelene ved hurtigere opvarmning og åbenlyst opvarmningseffekt. Imidlertid produceres skadelige gasser som SO2, CO og H2S i processen med at brænde kul, så det er nødvendigt at gøre et godt stykke arbejde med at udlede skadelige gasser.

03 Elektrisk opvarmning

Brug elektrisk opvarmningstråd til at opvarme det forreste tag af drivhuset, eller brug elektrisk varmeapparat. Opvarmningseffekten er bemærkelsesværdig, brugen er sikker, ingen forurenende stoffer genereres i drivhuset, og opvarmningsudstyret er let at kontrollere. Chen Weiqian og andre mener, at problemet med at fryse skader om vinteren i Jiuquan -området hindrer udviklingen af ​​det lokale Gobi -landbrug, og elektriske opvarmningselementer kan bruges til at varme drivhuset. På grund af brugen af ​​elektriske energiressourcer af høj kvalitet er energiforbruget imidlertid høje, og omkostningerne er høje. Det antydes, 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 normale drift ikke effektivt sikre, at dets termiske miljø opfylder designkravene. Faktisk spiller brugen og styringen af ​​udstyr ofte en nøglerolle i dannelsen og vedligeholdelsen af ​​det termiske miljø, hvis vigtigste er den daglige styring af termisk isoleringsskyn og udluftning.

Håndtering af termisk isolerings quilt

Termisk isoleringsskynet er nøglen til natten Termisk isolering af det forreste tag, så det er ekstremt vigtigt at forfine sin daglige styring og vedligeholdelse, især følgende problemer skal være opmærksom på: ① Ved at stille den passende åbning og lukningstid for termisk isoleringsopdelt quilt . Åbnings- og lukningstiden for den termiske isoleringsskynet påvirker ikke kun belysningstiden for drivhuset, men påvirker også opvarmningsprocessen i drivhuset. Åbning og lukning af den termiske isoleringsskynet for tidligt eller for sent er ikke befordrende for opsamlingen af ​​varme. Om morgenen, hvis dynen afdækkes for tidligt, falder den indendørs temperatur for meget på grund af den lave udendørs temperatur og svage lys. Tværtimod, hvis tidspunktet for at afdække dynen er for sent, vil tidspunktet for modtagelse af lys i drivhuset blive forkortet, og den indendørs temperaturstigningstid vil blive forsinket. Om eftermiddagen, hvis den termiske isoleringsskynet er slukket for tidligt, vil den indendørs eksponeringstid blive forkortet, og varmen opbevaring af indendørs jord og vægge reduceres. Tværtimod, hvis varmebeskyttelsen er slukket for sent, øges varmeafledning af drivhuset på grund af den lave udendørs temperatur og svage lys. Derfor generelt, når den termiske isoleringsskynet er tændt om morgenen, tilrådes det, at temperaturen stiger efter 1 ~ 2 ℃ drop, mens når den termiske isolerings quilt slukkes, tilrådes det, at temperaturen stiger Efter 1 ~ 2 ℃ drop. ② Når du lukker den termiske isoleringsskynet, skal du være opmærksom på at observere, om den termiske isolerings quilt dækker alle de forreste tag tæt, og juster dem i tide, hvis der er et hul. ③ Efter den termiske isolering, der er helt nedsat, skal du kontrollere, om den nedre del er komprimeret for at forhindre, at varmebevarende effekten løftes af vinden om natten. ④ Kontroller og vedligehold den termiske isoleringsskynet i tide, især når den termiske isoleringsskynet er beskadiget, reparation eller udskift den i tide. ⑤ Vær opmærksom på vejrforholdene i tide. Når der er regn eller sne, skal du dække den termiske isolerings dyne i tide og fjerne sne i tide.

Styring af ventilationsåbninger

Formålet med ventilation om vinteren er at justere lufttemperaturen for at undgå overdreven temperatur omkring middag; Det andet er at eliminere indendørs fugtighed, reducere luftfugtigheden i drivhuset og kontrol skadedyr og sygdomme; Den tredje er at øge indendørs CO2 -koncentration og fremme afgrødevækst. Ventilation og varmebevaring er imidlertid modstridende. Hvis ventilation ikke styres korrekt, vil den sandsynligvis føre til problemer med lav temperatur. Derfor, hvornår og hvor længe de åbner åbninger, skal til enhver tid justeres dynamisk i henhold til drivhusets miljøforhold til enhver tid. I de nordvestlige ikke-dyrkede områder er styringen af ​​drivhusåbninger hovedsageligt opdelt på to måder: manuel drift og simpel mekanisk ventilation. Imidlertid er åbningstiden og ventilationstiden for åbningerne hovedsageligt baseret på folks subjektive bedømmelse, så det kan ske, at ventilationsåbningerne åbnes for tidligt eller for sent. For at løse ovennævnte problemer designede Yin Yilei osv. En intelligent ventilationsindretning på tag, som kan bestemme åbningstiden og åbnings- og lukningsstørrelsen af ​​ventilationshuller i henhold til ændringerne i det indendørs miljø. Med uddybningen af ​​forskningen i loven om miljøændring og efterspørgsel efter afgrøder samt popularisering og fremskridt inden for teknologier og udstyr, såsom miljøopfattelse, informationsindsamling, analyse og kontrol, skal automatiseringen af ​​ventilationsstyring i solgrøn Vigtig udviklingsretning i fremtiden.

Andre ledelsesforanstaltninger

I processen med at bruge forskellige former for skurfilm vil deres lystransmissionskapacitet gradvist svækkes, og svækkelseshastigheden er ikke kun relateret til deres egne fysiske egenskaber, men også relateret til det omgivende miljø og styring under brug. I brugsprocessen er den vigtigste faktor, der fører til tilbagegang af lysoverførselsydelse, forureningen af ​​filmoverfladen. Derfor er det ekstremt vigtigt at gennemføre regelmæssig rengøring og rengøring, når forholdene tillader det. Derudover skal drivhusets indkapslingstruktur kontrolleres regelmæssigt. Når der er lækage i væggen og det forreste tag, skal det repareres i tide for at undgå, at drivhuset påvirkes af kold luftinfiltration.

Eksisterende problemer og udviklingsretning

Forskere har undersøgt og studeret varmebeskyttelses- og opbevaringsteknologi, styringsteknologi og opvarmningsmetoder til drivhuse i det nordvestlige ikke-dyrkede områder i mange år, hvilket dybest set realiserede den overvintrende produktion af grøntsager, forbedrede drivhusets evne til at modstå lavtemperaturafkølende skade , og dybest set realiserede den overvintrende produktion af grøntsager. Det har ydet et historisk bidrag til at lindre modsigelsen mellem mad og grøntsager, der konkurrerer om jord i Kina. Der er dog stadig følgende problemer i temperaturgarantiteknologien i det nordvestlige Kina.

Drivhustyper, der skal opgraderes

På nuværende tidspunkt er typerne af drivhuse stadig de almindelige, der er bygget i slutningen af ​​det 20. århundrede og tidligt i dette århundrede, med enkel struktur, urimeligt design, dårlig evne til at opretholde drivhustermisk miljø og modstå naturkatastrofer og mangel på standardisering. Derfor i det fremtidige drivhusdesign, formen og hældningen af ​​det forreste tag, azimuth -vinklen på drivhuset, højden på bagvæggen, den synkende dybde af drivhuset osv. og klimakarakteristika. På samme tid kan kun en afgrøde plantes i et drivhus så vidt muligt, så standardiseret drivhusmatchning kan udføres i henhold til de plantede afgrøders lys og temperatur.

Drivhusskala er relativt lille.

Hvis drivhusskalaen er for lille, vil det påvirke stabiliteten i det termiske miljø i drivhuset og udviklingen af ​​mekanisering. Med den gradvise stigning i arbejdsomkostningerne er mekaniseringsudvikling en vigtig retning i fremtiden. Derfor bør vi i fremtiden basere os på det lokale udviklingsniveau, tage hensyn til mekaniseringsudviklingens behov, rationelt designe det indvendige rum og layout af drivhuse, fremskynde forskningen og udviklingen af ​​landbrugsudstyr, der er egnet til lokale områder, og Forbedre mekaniseringshastigheden for produktion af drivhus. På samme tid skal det relevante udstyr i henhold til behovene for afgrøder og dyrkningsmønstre matches med standarder, og den integrerede forskning og udvikling, innovation og popularisering af ventilation, fugtighedsreduktion, varmebevaring og varmeudstyr bør fremmes.

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

Hvis væggen er for tyk, selvom isoleringseffekten er god, vil den reducere udnyttelseshastigheden for jord, øge omkostningerne og vanskeligheden ved konstruktion. I den fremtidige udvikling, på den ene side, kan vægtykkelsen derfor optimeres videnskabeligt i henhold til de lokale klimatiske forhold; På den anden side bør vi fremme den lette og forenklede udvikling af bagvæggen, så bagvæggen i drivhuset kun bevarer funktionen af ​​varmebeskyttelse, brug solopsamlere og andet udstyr til at erstatte varmeopbevaring og frigivelse af væggen . Solsopsamlere har karakteristika ved effektivitet i høj varmeopsamling, 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 miljøkravene i drivhuset Om natten, med højere effektivitet af varmeudnyttelse.

Speciel termisk isoleringsskynet skal udvikles.

Det forreste tag er hovedkroppen af ​​varmeafledning i drivhuset, og den termiske isoleringsydelse af termisk isoleringsskynet påvirker direkte det indendørs termiske miljø. På nuværende tidspunkt er drivhustemperaturmiljøet i nogle områder ikke godt, delvis fordi den termiske isoleringsskynet er for tynd, og materialernes termiske isolering er utilstrækkelig. På samme tid har den termiske isoleringsskynet stadig nogle problemer, såsom dårlig vandtæt og skiløb, let aldring af overfladen og kernematerialer osv. Derfor bør passende termiske isoleringsmaterialer i fremtiden vælges i henhold til lokal Klimatiske egenskaber og krav og specielle termiske isolerings quiltprodukter, der er egnede til lokal brug og popularisering, skal designes og udvikles.

ENDE

Citeret information

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi osv. Forskningsstatus for miljømæssig temperaturgaranti-teknologi i Solar Greenhouse i det nordvestlige ikke-dyrkede land [J]. Landbrugsteknologi, 2022,42 (28): 12-20.