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圆拱形连栋大棚内温度环境的变化特点和分布规律

作者:温室大棚厂家 发布于:2019/3/20 21:00:34 点击量:

圆拱形连栋大棚效应

拱形连栋大棚的主要热量来源为太阳辐射。玻璃对太阳辐射的透射率达到90%左右,而对地面长波辐射的透射率仅约6%左右,因此玻璃圆拱形连栋大棚白天能接收大量的太阳辐射短波进入室内被地面或作物吸收,而地面和作物的长波辐射却很少能向外透射出去,因此玻璃圆拱形连栋大棚能将太阳辐射转化为热能并积蓄在室内,使圆拱形连栋大棚内气温升高,这种现象称为“圆拱形连栋大棚效应”。不过,实际上圆拱形连栋大棚密闭性才是导致圆拱形连栋大棚蓄热升温的主要原因,其贡献率约占72%,其次才是覆盖材料导致的辐射收支差,仅占28%左右。

圆拱形连栋大棚内的温度变化特征

不加温圆拱形连栋大棚内气温的变化基本与太阳辐射保持同步。晴天上午随着太阳辐射的逐渐增强,室内气温迅速提高,最快每小时可提高57℃,直到下午13:0014:00,室内气温达到最高。午后,随太阳辐射减弱,室内气温每小时可降低45℃。日落后,气温继续下降,但速度明显减慢,室内气温在日出前后达到最低。由于受太阳辐射的影响,圆拱形连栋大棚内气温日较差明显大于室外,如在北京早春季节圆拱形连栋大棚内气温日较差晴天可达30℃以上,阴天可达15℃。加温圆拱形连栋大棚一般在夜间会增加供热量以提髙夜温,因此气温日较差较小,气温变化比较均衡。对于温度控制水平高的圆拱形连栋大棚其室内温度的变化基本控制在预定的范围内,对室外温度和太阳辐射变化的依附性较弱。

圆拱形连栋大棚有时还会产生“逆温”现象。在有风的晴天夜晚,圆拱形连栋大棚表面的辐射很强,有时会出现室内气温低于室外的现象,这种现象称为“圆拱形连栋大棚逆温”。产生“逆温”现象的原因是在有风的情况下,圆拱形连栋大棚附近的气温降低因风的作用减缓,而圆拱形连栋大棚表面很强的热辐射会导致室内气温的迅速降低,因此可能出现室内气温低于室外气温的情况。“圆拱形连栋大棚逆温”常发生在冬春季节的凌晨。

圆拱形连栋大棚内温度的空间分布

圆拱形连栋大棚内温度的空间分布是不均匀的,受到太阳辐射的不均匀性、采暖系统和降温系统的布置和室外气象等多种因素的影响。总体而言,热空气上浮,冷空气下沉,因此圆拱形连栋大棚上部气温高于下部,在保温条件下,室内垂直方向的温差可达460℃

室外风的作用会引起室内温度分布的不均匀。密闭圆拱形连栋大棚上风侧温度往往高于下风侧,这是因为在外部风压作用下,圆拱形连栋大棚中上层空气沿风向移动,导致近地面被加热的空气逆风向移动到上风向,从而带来室内温度空间分布的不均匀性。

另外,圆拱形连栋大棚加热系统的布置方式也会影响温度的空间分布,散热器附近温度显然高于其他区域。图2显示了连栋圆拱形连栋大棚内气温和番茄叶面温度的空间分布特点。

圆拱形连栋大棚内地温变化特点

圆拱形连栋大棚内的土壤是圆拱形连栋大棚的蓄热体。白天土壤吸收圆拱形连栋大棚透射进来的太阳辐射,地温升高,土壤贮存热量。夜间,气温下降,土壤散失热量减缓气温的下降。由于空气的热容量远小于土壤,气温变化较地温更明显,因此不加温圆拱形连栋大棚内白天气温一般高于地温,而夜间地温一般高于气温。在作物栽培区,由于有作物的遮阳作用,地面吸收太阳辐射少,土壤蓄热董少,地温相对较低。在日照不足的地区,冬季和早春季节圆拱形连栋大棚地温一般偏低,难以满足作物生长的要求,这就是有些情况下圆拱形连栋大棚内要设置地下加热系统的原因之一。


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