大庆市双膜日光温室保温性能研究.docx

大庆市双膜日光温室保温性能研究 刘传宏 杨凤军 张晓芳摘要 日光温室蔬菜种植生产中温室的保温性能是冬季重要限制因子，采用双膜覆盖是温室增加保温性能的有效方法对双膜日光温室和单膜日光温室内部气温、土温进行监测、分析结果表明，在冬季最冷时间段（12月21日—次年1月9日），双膜日光温室的气温较单膜日光温室在08：30—15：30，最高气温温差为3.7 ℃，最低气温温差为0 ℃；在15：30—次日08：30，最高气温温差达13.5 ℃，最低气温温差为3.9 ℃，尤其在温室的东西两端2个温室的夜间温差更加明显，达到8.5 ℃双膜日光温室的土温较单膜日光温室在8：30—15：30，最高温差为3.5 ℃，最低温差为0 ℃；在15：30—次日08：30，最高温差达到5.5 ℃，最低温差为2.3 ℃并且在夜晚时段双膜日光温室的气温、土温降温速度低于单膜日光温室，各点的温度差相对较小双膜日光温室良好的保温能力，为大庆市冬季日光温室正常生产提供了保障关键词 双膜日光温室；保温性能；气温；土温；温差S214 A 0517-6611（2018）20-0171-07Abstract In greenhouse vegetable production， the thermal insulation performance of greenhouse is an important limiting factor in winter， and double film mulching is an effective method to increase the thermal insulation performance of greenhouse. The temperature and soil temperature of double film greenhouse and single film greenhouse were monitored and analyzed. The results showed that： in the cold winter period （December 21 - January 9th），at 8：30 to 15：30， the temperature of the double film solar greenhouse was compared with the single film solar greenhouse， the maximum temperature difference was 3.7 ℃， the minimum temperature difference was 0 ℃.At 15：30 to the next day 08：30，the maximum temperature difference reached 13.5 ℃， the minimum temperature difference was 3.9 ℃， and the night temperature difference of the two temperature rooms at both ends of the greenhouse was more obvious， and the temperature difference was reached 8.5 ℃.At 8：30 to 15：30， the soil temperature of the double film solar greenhouse was compared with the single film solar greenhouse.At 15：30 to the next day 08：30，the maximum temperature difference was 3.5 ℃， and the minimum temperature difference was 0 ℃. The maximum temperature difference of the greenhouse soil temperature reached 5.5 ℃， and the minimum temperature difference was 2.3 ℃.At night， the temperature and soil temperature of double film greenhouse were lower than those of single film greenhouse， and the temperature difference of each point was relatively small. The double film solar greenhouse has good insulation ability， which provides guarantee for the normal production of greenhouse in winter in Daqing.Key words Double membrane greenhouse；Thermal properties；Air temperature；Soil temperature；Temperature difference日光溫室是我国特有的一种设施生产类型，以太阳能为主要能量来源，通过对太阳能的储存、散热完成日光温室能量转换，满足温室冬季生产对温度的需求，具有环保、节能、高效、可持续发展的特点[1-2]。

近年来关于日光温室的保温性能、环境因子、结构建造、方位角等方面的研究很多刘晓蕊等[3]根据内蒙古地区的气候特点，设计出新型内保温日光温室，增强了温室的保温性能和采光条件；王晓东等[4]对新疆塔城地区日光温室的结构做过研究，通过对结构参数进行优化，实现了该地区的越冬生产；何芬等[5-6]根据不同天气，对北京地区和青海省温室的内部环境因子变化规律进行了研究；孟力力等[7]对日光温室的温度、光照以及保温蓄热能力进行了研究；唐中祺[8]对甘肃省温室的不同跨度、保温性能做过研究；刘璎瑛等[9]根据温室的光照和温度，以及温室的揭盖帘时间，对温室的保温性能做过研究；杨微微[10]对新型装配式节能日光温室冬季温室内部环境因子的变化规律进行了研究大庆市位于我国北部高寒区，冬季平均气温-15 ℃，最低温度-28 ℃，夜晚温差较大，选择适合该地区设施农业生产的设施类型是亟待解决的问题，笔者团队根据大庆市的地理环境、气候特点、生产成本，推出了双膜日光温室大庆市位于黑龙江省中西部，是黑龙江省西部地区最具实力的设施农业生产基地，设施农业自1988年以来，经过长时间的稳步发展，实现了规模化、产业化和市场化的经营模式。

该区域发展设施农业有助于摆脱自然条件的束缚，实现农业增效、农民增收同时也调整了大庆市农业产业结构，促进了该区域农业提档升级，实现了农业现代化但在该区域设施农业发展的今天，日光温室的建造和使用主要存在着冬季温度低的问题，无法满足植物生长的要求筆者对双膜日光温室内部的各点气温、分层土壤温度的变化规律，以及冬季温室整体保温性能进行系统的统计与研究，为双膜日光温室的管理控制及推广提供理论指导1 材料与方法1.1 双膜日光温室与单膜日光温室结构双膜日光温室与单膜日光温室在结构、角度、大小方面均相同，两者差异为双膜温室内部多一层覆盖膜试验温室位于黑龙江省大庆市大同区黑龙江八一农垦大学航天育种基地（12419′E，4546′N）温室坐北朝南，东西方向长为60 m，南北跨度8 m，后墙高2.8 m，脊高4.8 m，后墙为混泥土砖墙，建筑面积达480 m2，附属房屋建筑面积12 m2，没有内部保温设备，外覆盖材料均为保温被，温室结构见图11.2 研究方法测量气温的仪器为HW300X型温度记录仪、HWS300X型温度记录仪HW300X型温度记录仪测量范围为-20～70 ℃，精度为0.5 ℃；HWS300X型温度记录仪测量范围为-20～70 ℃，精度为0.5 ℃。

测量土温的仪器为DS1921型号温度记录仪，测量范围为-25～40 ℃，精度为0.5 ℃1.2.1 2种温室东西走向不同位置气温监测将双膜日光温室设定为A，单膜日光温室设定为B，距离地面1.5 m处沿东西方向设置3个点，分别为A1、A2、A3，并要求A1距东侧山墙10 m，A1与 A2之间的距离为20 m，A2与A3之间的距离为20 m，A3与西山墙的距离为10 m使A1、A2、A3距北侧前沿与南侧后墙之间的距离均为4 m同时要求B温室与A温室采用统一的试验布置方法，该试验方案的设计主要是为了分析双膜日光温室与单膜日光温室东西方向上的温度变化，以及不同温度条件下温室内部气温的变化情况，气温传感器的布置如图2所示1.2.2 地温监测、布点方法对双膜日光温室与单膜日光温室的地温进行监测，试验时间为2016年12月30日—2017年2月5日，选择不同位置的点，根据不同的时间段，对温室内部整体土温分布状况进行说明1.2.2.1 2种温室沿南北方向同一深度不同位置土壤温度监测将双膜日光温室设定为A，单膜日光温室设定为B，在双膜温室中选取3个点分别为Aa、Ab、Ac，各点深度均为20 cm同时要求Aa距前沿棚膜距离为2 m，Aa与Ab之间的距离为2 m，Ab与Ac的距离为2 m，Ac距南沿墙体的距离为2 m，对于单膜日光温室B采用与A温室统一的土温测量布置方法（图3）。

1.2.2.2 2种温室南北方向同一位置不同深度的土壤温度监测设定双膜日光温室的试验点为Ad、Ae，要求Ad的深度为20 cm，Ae的深度为40 cm；单膜日光温室试验点为Bd、Be，同时要求Bd与Ad深度相同，均为20 cm，Be与Ae均为40 cm该试验点的设计主要为了分析温室内部不同深度土壤的变化规律（图4）1.2.2.3 2种温室东西方向同一深度不同位置土壤温度监测监测同一深度不同位置的土壤温度，在双膜日光温室和单膜日光温室中各选取3个点，沿东西方向布置，分别设定为Ae、Af、Am、Be、Bf、Bm，深度均为30 cm，监测温室内部同一深度不同位置的土壤温度变化情况（图5）1.3 数据分析采用Excel 2007对数据进行整理归纳，筛选有意义的数据制作折线图、统计图，运用数据反映温室气温、土温的整体变化趋势，比较说明双膜日光温室的保温性能2 结果与分析2.1 2种温室东西方向各点温度分析图6是12月20日温室内部温度变化情况，表明双膜温室在东西方向上，A1、A2、A3 3个试验点的温度随时间的变化出现增温和降温现象，14：00—次日8：00 A温室持续降温，并在08：00时温度达到最低，最低温度分别为6.6、7.2、6.3 ℃，并且A2点的温度始终高于A1与A3，温差值小于A1与A3，表明温室的中间部分温度高，且变化平稳，有助于植物生长。

由图6可知，08：00—14：00双膜日光温室的温度开始快速上升，但A1处由于受到东山墙影子的影响，温度上升趋势低于A2、A3 2个试验点；12：00以后A温室的3个试验点温度上升到一天中的最高值，依次为27.7、31.0、30.0 ℃，同时由于太阳自转和西侧山墙的影响，温室西侧温度的最高值出现在12：00—14：00说明温室的增温受太阳辐射能、方位角以及采光角的影响14：00—17：00温室开始快速降温，平均速率达4.7 ℃/h；在17：00以后双膜日光温室开始盖上二层膜和保温被，温室内部降温速度变缓，平均速度为0.5 ℃说明二层膜和保温被有助于减少温室热能的流失，提高温室的保温性能A3点由于受到西山墙影子的影响，太阳照射幅度减少，温度下降速度略快。