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日光温室采光设计

2009-2-17 10:57:00  来源:    网友评论()
  日光温室是靠太阳的热辐射来获得热量的,夜间的热量也主要依靠白天积蓄的太阳辐射热能,但在长城以北地区,如遇连续大风降雪恶劣天气,室外气温有可能达到摄氏零下十几度到几十度,这时室内则需要人工加温。因此,不同地区日光温室的建造方式、增温措施是不尽相同的,应根据当地的实际情况加以建造。
  一、日光温室建造的原则
  建造日光温室在实用的基础上,应重点考虑以下几点:① 采光蓄热和保温性能良好;② 规格尺寸和规模大小适当;③ 有足够的强度,能抵抗大风、降雪等产生的负载;④ 能合理地调节温、光、水、气等环境条件;⑤ 建造材料尽量就地取材,注重实效,降低投资成本。
  二、日光温室建造的要点
  太阳是一个巨大的炽热球体,它长期保持着稳定的高温,蓄存着极大的能量。太阳辐射的主要波长范围在0.15~4 微米之间,约占太阳辐射总能量的99 %。在到达地面的太阳辐射中,又可分为紫外线区(波长小于0.38 微米的辐射),可见光区(波长在0.38~0.76 微米的辐射)和红外线区(波长大于0.76 微米的辐射)。根据太阳辐射的性质,我们在建造日光温室时,重点应考虑以下几个要点。
  (一)温室的方位与透光
  日光温室建造的方位一般都是东西延长,坐北朝南,应以当地中午12 时的太阳方位为准。但在实践中有的人主张朝南的方位偏东,这样早晨可提前揭开草苫,使光线尽早照射,因为早上太阳未出来之前,温室内的温度最低,这样偏东的坐向,可尽快提高温室内的温度。也有的人主张朝南偏西,这样的优点是可以延长下午的日照时间,有利于蓄热。不论采用哪种方式,偏向不宜超过10°角。
  (二)塑料薄膜与采光
  目前我国的日光温室大都选用塑料薄膜作为采光屋面的透明覆盖材料,厚度一般在0.08 ~ 0.12 毫米之间。无滴水薄膜,可减少水滴对光的反射和吸收转化成潜热,增加透光率。与其他薄膜相比,无滴膜可使温室内普遍增加2℃~4℃ 。
  (三)前屋面的角度与透光
  阳光照射到薄膜屋面上以后,大部分透人室内,但也有部分光被薄膜吸收和反射掉。薄膜的吸收是固定不变的,而透过和反射成反比关系。当然我们的目的是最大限度地增加透过率,这样我们就应千方百计地减少反射率。在实践中得知,透光率的大小与光线与薄膜之间的人射角有一定的比例关系(图4 一1 )。入射角越小,透光率越高;反之则透光率越低。这里的入射角就是人射光和法线之间的夹角。但是人射角的大小与太阳的高度和温室采光面的坡度有一定的关系(图4 - 2 )。但是太阳的高度每时每刻都在变化着,而温室采光面的坡度,不可能随太阳的高度变化而变化。因此摆在我们面前的是温室采光面坡度的确定,不同地区采光面坡度应该是不一样的。原则上以每年温度阳高度为准,这时可以在气温最低时最大限度地提高温室内的温度。当然人射角以0°为最好,但最大不宜超过40°。
  三、目光温室的设计及材料选择
  (一)日光温室的总体尺寸
  1. 跨度   是指自温室南侧底脚起至北墙内侧之间的宽度。跨度一般在6~7 米之间,这样的跨度,配以一定的屋脊高度,可以保证前屋面有较为合理的采光角度和较便利的作业条件,也可以保证水蛭有较充裕的生存空间。
  2. 高度   是指屋脊至地面的高度。高度大时可直接增加前屋面采光效果,既有利于白天的透光,又增加容热的空间。但高度过大,夜晚散热较快,又不利于保温。在实践中得出,跨度在6米的日光温室,高度以2.6~ 2.7 米为宜;跨度在7米的日光温室,高度以3~3.1米为宜。
  3. 前后屋面的角度   前屋面的角度是指塑料薄膜屋面与地平面的夹角。前屋面的角度大小对于光的接收有直接关系,一般应掌握在23°~28°之间,但具体的角度要根据太阳的高度而定。后屋面的角度,一般由后墙高低来决定,角度越大,越有利于吸收和贮存热能,但不利于夜间保温。因此,一般以后屋面在立冬至翌年立春之间中午能接受直射阳光为宜。
  4. 墙体和后屋面的厚度   墙体的厚度,一般在0.8~1.5 米之间。不同地区有所不同,越偏北,室外气温越低,墙体应越厚。后屋面的厚度,一般可掌握在40~70 厘米为宜。
  5. 防寒沟   是在日光温室前底脚外侧挖l 条地沟,内填干草、马粪或细碎秸秆等保温材料。沟深40~60 厘米,宽30~50厘米。最好在防寒沟的四周铺上旧薄膜,沟面要用草泥盖严,防止雨水渗人沟内。
  6. 通风口   主要用于调节室内的温、湿度。通常采用3 块薄膜对接的方法。第一道接口距屋脊1 ~1.5米,上片压下片20 ~30 厘米;第二道接口距地面1~1 . 2 米,下片压上片。接口处的薄膜要增加一道拉绳,也可热合或缝合在薄膜边上,增加拉力强度。
  7. 进出口   面积较大的日光温室,应在其一头设作业间,并在山墙上开门,作为出人口。当然出人口越小越好,以方便进出为宜。作业间既可供作业用,又可以避免冷空气直接进入温室。对于没有作业间的日光温室,可在进出口处安装门,平时注意关严,防止冷空气侵人。
  8.  温室长度   温室的长度应根据养殖规模而定,但一栋温室太短(20米以下),山墙遮荫面积占温室总面积比重较大,这样就形不成温室效应;温室太长(60 米以上),操作和管理不方便。一般温室长度在30~60米之间较为适合。
  (二)日光温室骨架、墙体、后屋面和采光保温覆盖材料的选择
  日光温室的设计建造要以就地取材、注重实效、降低投入为原则。
  1 .骨架材料   骨架材料可分为竹木骨架、钢筋混凝土预制件与竹拱杆混合骨架和钢筋或钢管骨架多种。一般情况下使用混合性的骨架较多,即柱、棺、擦等用钢筋混凝土预制件为主,南北方向用竹片,间隔20~40厘米,东西方向用8号铁丝。铁丝靠近屋脊的间隔应近一些。铁丝固定在山墙外的地锚上。
  2 .墙体材料    墙体材料一般可用土墙、砖墙和空心砖等。墙体的作用是减少室内温度的散失和室外冷空气的侵人。
  3 .后屋面材料   总的要求是轻、暖、严,并要有一定的厚度。后屋面材料的作用是,白天温度高时能贮存热能,当夜晚室内温度下降时,又把贮存的热能释放出来,保持室内温度的平衡。后屋面材料普遍采用玉米秸作房箔,再抹上两遍草泥。
  4 .保温材料    保温材料一般有草苫、纸被、棉被和无纺布等。

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