成都地區(qū)節(jié)能日光溫室氣象參數(shù)設(shè)計(jì)

成都地區(qū)節(jié)能日光溫室氣象參數(shù)設(shè)計(jì)錢妙芬1，羅松21.成都?xì)庀髮W(xué)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(fēng)壓，防寒溝深度及溫室間適宜距離。1引言成都地區(qū)屬四盆地亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，在紳度地帶性因素的影響下，熱量豐富，四季宜耕庫(kù)均氣溫1517，日均氣1°的持續(xù)期超過(guò)250天，日均氣溫全年穩(wěn)定通過(guò)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(yōu)勢(shì)創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。實(shí)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(chǎn)效益溫室小氣候受大氣候背景制約，從而出現(xiàn)不同類型溫室使用目的不同也會(huì)形成結(jié)格類型不同的溫室；即使是同類型溫室，也會(huì)由于各種具體條件的不同而產(chǎn)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(qū)盛產(chǎn)竹子，用抖架設(shè)大棚可降低投入為在冬季氣候條件下，充分利用太陽(yáng)福射，最大限度發(fā)揮熱效應(yīng)，提高保溫性能，根據(jù)成都的氣候特征與地理位置，設(shè)計(jì)塑料大棚采光面最加傾角、大棚頂面最大風(fēng)壓棚間適宜距離和防寒溝深度等參數(shù)是有生產(chǎn)意義的2資料1990年四省成都市地面氣象觀測(cè)資料，包括氣溫、止壤溫度福射資料、絕對(duì)濕度1986年中國(guó)天文年歷，日化日落時(shí)間。11~1990年中國(guó)地面氣象年報(bào)，最大風(fēng)速3氣象參數(shù)設(shè)計(jì)至1采光面最佳傾斜角太陽(yáng)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(yáng)福射能的多少，關(guān)系到透光率的大小，從而影響溫室內(nèi)熱狀態(tài)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(xiàn)霜凍時(shí)，正是大多數(shù)蔬菜、花并受凍害的氣象指標(biāo)、日均氣溫穩(wěn)定通過(guò)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(zhǎng)的時(shí)期。由此可確定：成都地區(qū)每年11月中旬至次年3月中旬為節(jié)能扣棚時(shí)期，計(jì)算采光面傾斜角由此期間的天文參數(shù)及對(duì)應(yīng)的最大平均日怠轄射量計(jì)算確定玉1.1節(jié)能日光溫室采光面最佳傾斜度，滿足采光面獲最大太陽(yáng)培射量時(shí)的傾斜角[12]采光面上簡(jiǎn)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(dá)采光面的直接福射量；/1為到達(dá)采光面的無(wú)窮散射福射量為由采光面前側(cè)地表反射到該面的反射轄射量4式右端各項(xiàng)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(shí)，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(yáng)常數(shù)，取/o=13仍W正為地球軌道離屯、率訂正因子；￡為日長(zhǎng)；11分別為采光面上的日出時(shí)角。日沒(méi)時(shí)角，并滿足lf二心ktl分別為水平面上的日出時(shí)角、日沒(méi)時(shí)角，并滿足ks=kfl功地理紳度W為太陽(yáng)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(guān)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(shù)抑為采光面上任天的直接福射日總量表達(dá)式_設(shè)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(dá)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(píng)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(duì)于正南朝向的溫室采光面來(lái)說(shuō)，整個(gè)冬半年Wo，恒有l(wèi)s=ks成立隗時(shí)化可變對(duì)于某確定日而言，占視為常數(shù)，則公=1客片山5_心，1咨/5巧181山也為常數(shù)，將8式代入7式，則當(dāng)/犯時(shí)，即為采光面上接受到最大總福射量時(shí)的最佳傾斜角，令為韋，則=aKg1D/SaB由此式計(jì)算成都地區(qū)10月至次年3月各月平均月總福射量的最佳傾斜角韋，結(jié)果列于表成都地區(qū)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(yīng)的韋不同為隨時(shí)可調(diào)節(jié)采光面的溫室提供依據(jù)而對(duì)固定結(jié)構(gòu)的溫室，韋由整個(gè)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(jié)能日光溫室南北走向，如僅從中午考慮，關(guān)系似乎不大，因不論傾斜度大小，太陽(yáng)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(gè)時(shí)間的采光和受熱情況看，若傾斜度略大，從日出到午時(shí)，東坡采光面接受來(lái)自東方的太陽(yáng)福射午時(shí)至日落，西坡采光面接受來(lái)自西方的太陽(yáng)福射，都要比傾斜度小的情況為多。因此，南北走向節(jié)能日光溫室采光面的傾斜度，在建筑結(jié)構(gòu)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(fēng)壓的計(jì)算在設(shè)計(jì)節(jié)能日光溫室時(shí)，還須考慮對(duì)外風(fēng)雪雨的壓力而在成都地區(qū)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(huì)形成較大的雨足歷年降雪日數(shù)僅]~5天且降雪強(qiáng)度不大，般邊降雪邊融化，歷年平均積雪日數(shù)1天抖下。故對(duì)溫室頂雨荷裁雪荷載可不抖考慮成都?xì)v年平均風(fēng)速只有1~1.51.81，極少出現(xiàn)瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)8級(jí)抖上大風(fēng)，成都雖具有冬無(wú)嚴(yán)冬、霜雪少的特點(diǎn)，但仍有少數(shù)年冷季有寒潮大風(fēng)天氣，出現(xiàn)在12月至次年2月，根據(jù)25料計(jì)礎(chǔ)盛月A申現(xiàn)頻ar塍廊輸W見(jiàn)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(fēng)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(fēng)速并運(yùn)用普蘭特訊33巧亂流半經(jīng)驗(yàn)理論導(dǎo)出的風(fēng)速隨高度變化的對(duì)數(shù)公式，將氣象臺(tái)站測(cè)定的1化高度風(fēng)速訂正到日光溫室頂高2.51的風(fēng)速lgZi式中為在高度方的風(fēng)速；戶為在高度萬(wàn)的知風(fēng)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(tái)站1高處實(shí)測(cè)風(fēng)速1.代入11式，得到節(jié)能日光溫室頂最大風(fēng)速阿5計(jì)算式計(jì)算結(jié)果列于表2同時(shí)計(jì)算相應(yīng)風(fēng)壓值我國(guó)由國(guó)家建委批準(zhǔn)的荷載規(guī)范試行草案1988年第蘭次修訂，使風(fēng)壓取值逐漸趨于完善風(fēng)速與風(fēng)壓的關(guān)系是：重度計(jì)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(duì)濕度g為重力加速度，各==100化拉為標(biāo)準(zhǔn)大氣足成都=化。3，代入巧式廂到簡(jiǎn)化的適合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速風(fēng)壓關(guān)系式化9代入節(jié)能日光溫室頂?shù)淖畲箫L(fēng)速朽，計(jì)算得到相應(yīng)的風(fēng)壓值結(jié)果列于表項(xiàng)目3年1遇5年1遇10年1遇風(fēng)荷重=風(fēng)壓X風(fēng)力系數(shù)膃壓面積通常把稱為風(fēng)力系數(shù)，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(cè)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(fèi)用加大，而且屋面和天窗安硯補(bǔ)修、塑料的更換等作業(yè)較為困難因此，大棚高度在不影響作物生育和人工作業(yè)情況下抖低為宜大棚側(cè)高與栽培作物品種有關(guān)，如栽培茄子、辣撇花弁等矮桿作物為主，側(cè)高不需太高，但要栽培黃瓜。番茄。果樹(shù)等高桿作物，側(cè)高必須提高。側(cè)高低保溫容易，側(cè)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(yīng)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(qū)，建筑物的蔭影長(zhǎng)度不同，最合理的距離可用下式計(jì)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(diǎn)不在溫室的最北端，向后排計(jì)算距離時(shí)，應(yīng)從最高點(diǎn)向下至地平的鉛直點(diǎn)算起；為冬至日中午當(dāng)?shù)氐奶?yáng)高度角例：成都市冬至日太陽(yáng)高度角為35°52煎影長(zhǎng)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(méi)有遮陰現(xiàn)象，在管理方便和有利通風(fēng)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(nèi)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(guān)鍵，是建造大棚時(shí)該考慮的問(wèn)題作者實(shí)地觀測(cè)結(jié)果表耽成都塑料大棚內(nèi)±壤四周有明顯的。冷帶現(xiàn)象15]棚內(nèi)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(hù)2.3它晴天這現(xiàn)象明顯，陰天不明思的±壤溫度明顯低于棚中間，冷帶內(nèi)作物生長(zhǎng)遲緩。由于±壤熱傳導(dǎo)，使棚內(nèi)熱量外傳造成的結(jié)果。為了保持棚內(nèi)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(kāi)防寒溝，其寬度可掌握在30401，深度應(yīng)為當(dāng)?shù)亍廊罍囟群銣貙由疃龋瑴蟽?nèi)填積殼。木屑。表面覆±踏實(shí)±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(qū)王壤溫度恒溫層深度的示意圖16橫坐標(biāo)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(jié)論由成都市氣。天文資料計(jì)算得到成都地區(qū)節(jié)能日光溫室下列設(shè)計(jì)參數(shù)：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(xiàn)代化溫室調(diào)節(jié)采光面提供依對(duì)于固定結(jié)構(gòu)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(jié)能日光溫室11月至次年4月，3年1遇的最大風(fēng)速風(fēng)壓為。87~么65心8.￡?；?5年1遇的最大風(fēng)速風(fēng)壓為1.3.4化客?！辍?―2、1年1遇的最大風(fēng)速風(fēng)壓為1.31~3.64心￡?；癁闇厥覜Q策覆蓋材料提供依據(jù)。塑料大棚頂高