连栋温室天沟结构对栽培区光环境的影响_周波.pdf

农业机械学报 Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery ISSN 1000 1298 CN 11 1964 S 农业机械学报 网络首发论文 题目 连栋温室天沟结构对栽培区光环境的影响 作者 周波 孙维拓 郭文忠 周宝昌 石磊 李光聚 收稿日期 2020 08 16 网络首发日期 2021 03 24 引用格式 周波 孙维拓 郭文忠 周宝昌 石磊 李光聚 连栋温室天沟结构对栽培 区光环境的影响 农业机械学报 网络首发 在编辑部工作流程中 稿件从录用到出版要经历录用定稿 排版定稿 整期汇编定稿等阶 段 录用定稿指内容已经确定 且通过同行评议 主编终审同意刊用的稿件 排版定稿指录用定稿按照期 刊特定版式 包括网络呈现版式 排版后的稿件 可暂不确定出版年 卷 期和页码 整期汇编定稿指出 版年 卷 期 页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件 录用定稿网络首发稿件内容必须符合 出 版管理条例 和 期刊出版管理规定 的有关规定 学术研究成果具有创新性 科学性和先进性 符合编 辑部对刊文的录用要求 不存在学术不端行为及其他侵权行为 稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑 出版的技术标准 正确使用和统一规范语言文字 符号 数字 外文字母 法定计量单位及地图标注等 为确保录用定稿网络首发的严肃性 录用定稿一经发布 不得修改论文题目 作者 机构名称和学术内容 只可基于编辑规范进行少量文字的修改 出版确认 纸质期刊编辑部通过与 中国学术期刊 光盘版 电子杂志社有限公司签约 在 中国 学术期刊 网络版 出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版 以单篇或整期出版形式 在印刷 出版之前刊发论文的录用定稿 排版定稿 整期汇编定稿 因为 中国学术期刊 网络版 是国家新闻出 版广电总局批准的网络连续型出版物 ISSN 2096 4188 CN 11 6037 Z 所以签约期刊的网络版上网络首 发论文视为正式出版 连栋 温室天沟 结构 对栽培区光环境 的 影响 周波 1 孙维拓 1 郭文忠 1 周宝昌 2 石磊 3 李光聚 3 1 北京农业智能装备技术研究中心 北京 100097 2 中国农业大学园艺学院 北京 100083 3 寿光市农业 农村局 寿光 262700 摘 要 为降低北方地区连栋温室越冬生产加温能耗 增强温室保温性能 设计了大斜面外保温连栋玻璃温室 即寿光型智能玻璃温室 该温室采用大天沟设计以安装外保温被及传动机构 但也造成了较宽的遮阴带 影响栽 培区辐射分布及温室透光率 为分析天沟尺寸对室内光环境的影响 进而 对天沟尺寸进行优化 构建了连栋温室 天沟对温室栽培区内不同位置辐射强度影响的动态模型 并 基于 该 模型对室内光环境进行了均匀性与敏感性分 析 结果表明 对栽培区内日累积 辐射平均值影响程度从大到小依次为天沟间距 天沟宽度 天沟垂直厚度和天 沟高度 寿光型智能玻璃温室 的天沟尺寸设计 为 相邻两天沟间距 12 00m 天沟水平 宽度 1 60m 垂直厚 度 0 86m 天沟下沿离地面 高度 6 30m 可以保证最佳的栽培区内光照均匀性 根据 不同情景下的 模型 模拟结果 可 得 为 确 保栽培区内的光照均匀性 栽培区内辐射强度的变异系数最小 的情况下 山东 寿光地区温室 天沟高度与垂直厚度 之和与天沟间距与宽度之和的比值在 0 49 0 54 之间 本研究 为 寿光型智能玻璃温室 在不同地区的 设计应用 提供 理论依据 关键词 连栋温室 天沟 辐射分布 动态模型 中图分类号 S62 文献标识码 A OSID Analysis and Optimization of Greenhouse Gutter Effect on Radiation Distribution inside Multi span Greenhouses Based on Dynamic Model ZHOU Bo1 SUN Weituo1 GUO Wenzhong1 ZHOU Baochang2 SHI Lei3 LI Guangju3 1 Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture Beijing 100097 China 2 College of Horticulture China Agricultural University Beijing 100083 China 3 Shouguang Agriculture and Rural Bureau Shouguang 262700 China Abstract Indoor farming system has played an important role in precision agriculture In recent years many innovative greenhouses have been built in China In order to enhance the thermal insulation of multi span greenhouses in northern region external thermal screen has been installed on multi span greenhouses Shouguang type intelligent greenhouses The external thermal screen and its power mechanism are installed above a large gutter However the larger gutter the lower light intensity in the greenhouse In order to analyze the indoor light environment and optimize the gutter and greenhouse design a dynamic model of light distribution inside the greenhouse was constructed Based on the model the uniformity and sensitivity of indoor light environment were analyzed The results show that The order of the influence on the average value of daily accumulated radiation in the cultivation area is the gutter distance width depth and height Among different design combinations there are multiple optimal ones of light distribution in the cultivation area And the current gutter design of Shouguang type greenhouse is reasonable for uniform indoor light environment on local winter solstice day including the distance 12 00m and width 1 60m depth 0 86m and height 6 30m of single gutter According to the simulation results under different scenarios the suitable ratios of the sum of gutter height and depth over the sum of gutter distance and width among all the suitable designs the minimum variation coefficient of radiation intensity are between 0 49 and 0 54 The dynamic model could provide a theoretical basis for the design and application of Shouguang type intelligent greenhouses in different regions Key words multi span greenhouse gutter radiation distribution dynamic model 收稿日期 2020 08 16 修回日期 2020 09 15 基金项目 宁夏回族自治区重点研 发计划项目 2018BBF02011 宁夏 回族 自治区重点 重大 研发专项 2019BBF02010 和国家农业信息化工程技术研究 中心寿光试验站项目 作者简介 周波 1990 男 助理研究员 博士生 主要从事设施园艺环境模型研究 Email zhb nash 通信作者 郭文忠 1970 男 研究员 博士生导师 主要从事设施蔬菜栽培与智能装备研究 Email guowz 网络首发时间 2021 03 24 16 33 21 网络首发地址 0 引言 目前已建成的荷兰型玻璃温室逾 140hm2 在建和 计划建设的荷兰型温室近 682hm2 1 中国北方地区冬 季晴朗干燥天气居多 白天光照充足 但是夜间温度 低 加热需求大 对加热系统和温室密闭性和保温性 要求更高 2 因此温室设计必须根据国内的实际情况 从加温 保温性能上进行 荷兰模式 中国本土化的优 化创新 对于连栋温室 屋顶 面积远远大于周围结构 的面积 温室供热系统的能耗主要在围护结构传热耗 热量上 减小顶部传热量对温室的节能具有重要作用 目前连栋玻璃温室内保温幕是重要节能保温措施 3 借鉴中国传统日光温室的保温特性 其前屋面外保温 被对温室节能起了重要的作用 4 而连栋玻璃温室的 外保温系统因结构设计难度大 并没有得到充分的应 用与验证 为解决玻璃温室外保温问题 郭文忠等 5 设计了一种具有外保温性能的槽体连栋温室结构 即 寿光型智能玻璃温室 并在山东寿光地区成功推广 应用面积达 88500m2 该外保温型温室将常规 最大 0 3m 左右 宽的玻璃温室天沟 6 扩展到 1 6m 用于安装保 温被及传动机构 寿光型智能玻璃温室其独特的大天沟结构设计 实现了连栋玻璃温室外保温的安装 增强了玻璃温室 保温性 但是温室天沟设计 需 考虑排雨水 冷凝水 结构荷载 7 保温 遮阴等因素 8 在保证排水量和荷 载的基础上 该温室 宽 1 6m 天沟会产生较大的遮阴面 积 降低温室透光率 而光是植物光合作用的动力源 遮阴影响光合特性 9 同时也影响植物蒸腾 10 11 弱 光通常为限制温室蔬菜作物高产稳产的主要因素 12 提高覆盖材料光学性能 13 增加人工光源等可以改善 温室内光环境 因温室骨架尺寸及幕布系统等均会不 同程度地对温室内光产生影响 14 不同温室结构设计 其室内光环境不一样 15 唐卫东 等 16 构建了一种点光 源在温室内辐射分布的可视化模型 模拟了光源动态 分布 但仍缺乏针对不同温室平行太阳光动态分布的 研究 为 降低天沟对温室透光率的影响 周莹等 17 设 计了一种可透光天沟 采用环氧树脂为基料 辅以助 剂和透明纤维等材料 可以使温室由天沟形成的遮阳 面积减少 60 以上 透光率提高 70 以上 但是该材 料方法只能用于传统连栋温室天沟 不适用于放置 保 温被及传动机构 欧洲对于光伏玻璃温室内透光率的 研究表明 覆盖率每增加 1 的光伏板 平均降低温室 内年累积辐射量 0 8 天沟高度每增加 1m 光伏温 室内辐射量会相应增加 3 8 18 19 这表明温室遮阴结 构尺寸与温室设计尺寸之间可以进行优化设计 另外 南北走向的天沟 因太阳角度随时间的变化 产生的 阴影也会随时间改变 因此 不同 天沟宽度 垂直厚度 及安装高度 相邻两天沟间距等因素 对温室光环境 的均匀性 会 产生 不同的 影响 而太阳辐射在温室内分 布的均匀性是一种重要的温室采光性能的评价指标 20 为分析 连栋温室天沟 对栽培区光环境影响 及优 化设计天沟和温室尺寸 本文以辐射均匀性为主要评 价指标 从理论上 构建温室内动态太阳辐射分布模型 分析天沟阴影 在温室内分布规律 进而 提出寿光型智 能玻璃温室天沟 和温室 尺寸的优化设计方法 1 材料与方法 1 1 假设 为构建天沟宽度 垂直厚度 安装高度 和 相邻两 天沟间距 与栽培区内光环境均匀性之间的数学模型 提出如下假设 1 天沟只对直射光产生阻挡 散射 光在空间内任何一个方向上具有相同的辐射强度 2 两个天沟之间栽培区同一时间内只受一个天沟阴影的 影响 3 温室尺寸 天沟数量 不受限制 天 沟长度 在南北方向上无限延伸 4 屋面角度对温室透光率 没有影响 5 只考虑晴朗天气条件下室内辐射分布 1 2计算方法 寿光型智能玻璃温室 装 有外保温被 其外保温系 统 如图 1 a 所示 温室保温被及传动装置安装于温 室天沟中 可以实现玻璃温室外保温设计 其立面设 计如图 1 b 所示 温室初始设计跨度 13 6m 天沟 之间间距 12m 天沟宽度 1 6m 天沟 下沿 与地面净 高度 6 3m 天沟及保温层整体 厚度为 0 86m 相邻 天 沟之间为栽培区 天沟正下方为操作路面 非栽培区 图 1 c 为温室效果图 为构建数学模型 在平面 坐 标系 XOY 中 建立平面 坐标系简 图 图 1d 其中 温室一个天沟的 水平 投影面最东侧与地面交点为坐标 原点 X 轴为跨度方向 东侧为正 Y 轴为高度方向 向上为正 天沟宽度 为 W 垂直厚度 为 D 安装高度 为 H 相邻两天沟间距 为 L 某时刻太 阳光线在 XOY 坐标系投影与 X 轴正方向之间的夹角为 天沟阴影 两侧 端 点的 X 坐标分别为 t a nt a n t a nt a nm in WLHLDHLX a 1 t a n t a n t a n t a nm a x WLHWLDHWLX b 2 图 1 外保温温室天沟设计 Fig 1 Multi span greenhouses with external thermal screen 为 保证太阳高度角低时 能够计算出不同位置天 沟在如图所示栽培区域的阴影位置 Xa 和 Xb 利用取余 计算 采取划分栽培区域内阴影及非阴影区域的方法 在栽培区内进行均匀取样 将 L 均匀分为 n 个线段 产生 n 1 个样本点 随着时间的变化 所有样本点 的阴影状态可计为二维矩阵 S 行方向代表取样点空 间位置 列方向为时间序列 其列数为 n 1 行 数 为时间向量 t 的长度 时刻为 t j 时 S 的计算式 为 当 Xa j Xb j 时有 1 1 0 1 1 jXnLijXnLi jXnLijXijS ab ab 或 4 其中 i j 整数 0 i n 1 0 j l l tset trise t 式 中 l 时间向量 t 的长度 S j i 矩阵中第 j 行第 i 列的单个元素 tset 太阳落山时刻 h trise 太阳 升起 时刻 h t 取样时间间隔 s S j i 为 0 时代表取样点 在此时刻 处于阴影区域 值为 1 时表示处于非阴影区域 一年中 某一时刻的太阳位置及与地球一特定地 点的入射光线角度可通过理论计算得出 而同样可以 利用太阳常数 计算晴朗天气条件下固定时刻到达地 面的太阳辐射强度 太阳高度角 h t 方位角 t 以及 太阳辐射强度 R t 的计算 参考日光温室设计规范 NY T 3223 2018 及文献 21 温室跨度太阳光线在 XOY 面投影与 X 轴正方向夹角 为 sintantan h 5 在 栽培区内 t j 时刻 第 i 个取样点处直射光辐射 强 度 计算式为 s in jthijSjtRjtq 6 式中 温 室覆盖材料透光率 各个 取样 点处 日 累积辐射强度 Q 可利用矩阵 进行 列求和 求出 即 t 10 6 tqQ 7 Q 为 n 1 个元素的行向量 表示栽培区内 n 1 个 点上 每个点的 日 累积辐射强度 1 3 均匀性与敏感性分析 为保证 最佳的天沟尺寸及位置设计 保证阴影在 东西方向移动过程中 需要最大化的保证栽培区内一 天累积光照的均匀性 采用上述数学模型 可以计算 样本 点辐射强度 引入变异系数作为光照均匀性的评 价标准 变异系数越小 样本间 离散 程度越小 22 为比较各个因素对光环境的影响 程度 可进行 敏 感性分析 敏感性分析是从定量分析的角度研究有关 因素发生某种变化对某一个或一组关键指标影响程度 的一种不确定分析方法 23 本研究采用单因素敏感性 方法 分析不同天沟设计尺寸对室内光照强度和均匀性 的影响 2 结果与讨论 a 实物图 b 设计图 c 温室 效果图 d 坐标系 图 为 分析 寿光型智能玻璃温室大 天沟对温室内光环 境的影响 选取一年中正午太阳高度角最低 太阳辐 射强度最小的冬至日 12 月 21 日 进行分析 图 2 为冬至日温室内从日升到日 落时间 通过模型计算得 出的 单跨栽培区域光照强度分布图 其中留白区域为 天沟产生的阴影 可以看出 在日出后和日落前 整 个栽培区域内均有频繁的阴影带扫过 这是因为太阳 高度角低时 温室东西侧远处不同位置的天沟都会都 在不同时间对栽培区域产生阴影 而且同一条天沟在 栽培区内产生的阴影时间很短 该时间段内太阳辐射 强度相对较弱 12 00 前后 有 2 条最宽的阴影带随时 间变化 从西到东均匀扫过整个栽培区 该 2 条阴影 带 由 紧临栽培区域两侧的天沟产生 同时也是在辐射 强度最强时间 对栽培区域内光环境影响最大的阴影 图 3 为冬至日和秋分日栽 培区内不同位置处一天内光 照累积辐射 累积辐射曲线有 3 个峰值 分别位于天 沟两侧区域和栽培区正中间 冬至日时累积辐射最大 值为 4 535MJ m 2 出现在紧临天沟两侧位置 而秋分 日 9 月 22 日 最大值 10 821MJ m 2 则位于栽培区域 正中间 最小值 冬至日 4 475MJ m 2 秋分日 10 645MJ m 2 都位于天沟与栽培区域中间位置之间 冬至日时 该温室栽培区内平均累积辐射强度为 4 500MJ m 2 标 准差为 0 009MJ m 2 变异系数为 0 002 图 2 冬至日温室内从日升 到日落时间单跨内栽培区域 光照强度分布 Fig 2 Distribution of light intensity in single span cultivation area from sunrise to sunset on winter solstice 0 2 4 6 8 10 12 X m 4 47 4 48 4 49 4 50 4 51 4 52 4 53 4 54 2 0 2 4 6 8 10 12 X m 10 64 10 66 10 68 10 70 10 72 10 74 10 76 10 78 10 80 10 82 10 84 2 图 3 栽培区内不同位置处一天内光照累积辐射值 Fig 3 Accumulated radiation at different locations in the cultivation area 冬季温室阴影对温室光环境的影响较 大 24 本 研 究主要针对太阳辐射最弱的冬至日时 优化分析温室 栽培区域内光照环境 利用建立的阴影带数学模型进 行不同情景模拟 n 取值 1000 为 0 01h 温室透光 率 80 初始温室 天沟设计 尺寸 参考寿光实际温室尺 寸 L 为 12 00m H 为 6 30m D 为 0 86m W 为 1 60m 保持其他因素不变 改变其中单个因素进行敏感性和 均匀性分析 表 1 4 分别为冬至日山东寿光地区不同天沟高 度 不同天沟垂直厚度 不同天沟宽度 不同天沟间 距情景下温室单跨栽培区内从东到西各个样本点日累 积辐射值平均值 标准差 变异系数 及三者分别 的 相对 敏感度 变异系数代表了光环境均匀性程度 其 中变异系数最小值为 0 002 表明在所有天沟设计数据 组合中 此 设计值 对应 栽培区域内光环境均匀性最好 其中初始天沟设计 尺寸 的变异系数也为 0 002 在初始值的基础之上 改变天沟高度 垂直厚度 和宽度 日累积辐射平均值的敏感度都小于等于零 表明这 3 个设计参数与栽培区域内日累积辐射平均值 呈 负相关 增加天沟高度 垂直厚度和宽度 都会降 a 三维图 b 等高线 图 a 冬至日 b 秋分日 低光照强度 相反 天沟间距与日累积辐射平均值 呈 正相关 增加 天沟 间距 可以提高栽培区内光照强度 为 增加栽培区域内光照强度 可以在 满足温室功能设 计的基础之上 提高 天沟间距 降低天沟高度 减少 天沟垂直厚度和宽度 而 标准差和变异系数的 相对 敏 感度 在单个变量从小到大的变化范围之内 都是从 负值逐渐变成正值 表明天沟设计参数与光照均匀性 之间由负相关性变成了正相关性 变异系数在范围内 存在一个最小值 即光照均匀性的最佳设计值 由表 1 4 可以看出 对 日累积 辐射平均值影响程 度从大到小依次为天沟间距 天沟宽度 天沟垂直厚 度和天沟高度 随着天沟间距的增加 相应其栽培区 域也会增加 天沟阴影对栽培区域的影响会降低 在 这 4 个因素中 增加天沟间距是最有效的增加光 照强 度的措施 该结论与文献 25 一致 而天沟高度几乎对 光照强度没有影响 而标准差和变异系数 的相对 敏感 度是动态的 其绝对值都是先 减小 后增加 表明在合 适的设计范围之内 其影响程度逐渐减低 不同组合 之间光照均匀性差异不大 而在不合理的设计参数情 况下 改变其中任意一个值都会对光照均匀性产生很 大的影响 为寻找天沟投影面积和高度之间规律 将 所有 情 景 设计参数中 变异系数最小的组合进行整理统计 并计算了天沟高度加垂直厚度与温室间距加天沟宽度 的比值 即 H D L W 其 结果 见表 5 由表 5 可知 最小变异系数的设计组 合情况下 H D L W 的值 均在 0 49 0 54 之间 该模拟计算结果的统计结 论还不具备整体代表性 但具有一定的参考意义 表 1 不同天沟高度单跨栽培区内从东到西各样本点 日累积 值平均值 标准差 变异系数和 相对 敏感度 Tab 1 Average standard deviation variation coefficient and relative sensitivity of the daily accumulated radiation of each sample point from the east to the west in the greenhouse single span cultivation area with different gutter height 天沟高度 H m 日累积辐射 平 均值 MJ m 2 日累积辐射 标 准差 MJ m 2 日累积辐射 变异系数 平均值的相对 敏感度 标准差的相 对敏感度 变异系数的相对 敏感度 4 50 4 509 0 049 0 011 0 007 0 031 7 0 10 5 5 00 4 505 0 029 0 006 0 005 0 021 4 7 10 5 5 50 4 502 0 015 0 003 0 003 0 011 2 5 10 5 6 00 4 500 0 009 0 002 0 000 0 003 0 6 10 5 6 50 4 499 0 009 0 002 0 007 0 004 0 8 10 5 7 00 4 499 0 012 0 003 0 002 0 007 1 5 10 5 7 50 4 490 0 014 0 003 0 012 0 006 1 4 10 5 表 2 不 同天沟垂直厚度单跨栽培区内从东到西各样本点 日累积 值平均值 标准差 变异系数和 相对 敏感度 Tab 2 Average standard deviation coefficient of variation and relative sensitivity of the daily accumulated radiation of each sample point from the east to the west in the greenhouse single span cultivation area with different gutter depth 天沟垂直厚度 D m 日累积辐射 平 均值 MJ m 2 日累积辐射 标 准差 MJ m 2 日累积辐射 变异系数 平均值的相 对敏感度 标准差的相 对敏感度 变异系数的 相对敏感度 0 00 4 897 0 045 0 009 0 088 0 008 1 6 10 5 0 20 4 803 0 033 0 007 0 088 0 007 1 4 10 5 0 40 4 709 0 022 0 005 0 087 0 005 1 1 10 5 0 60 4 617 0 013 0 003 0 086 0 003 0 6 10 5 0 80 4 526 0 008 0 002 0 083 0 002 0 4 10 5 1 00 4 439 0 013 0 003 0 083 0 006 1 4 10 5 1 20 4 353 0 022 0 005 0 083 0 007 1 7 10 5 表 3 不同天沟宽度单跨栽培区内从东到西各样本点 日累积 值平均值 标准差 变异系数和 相对 敏感度 Tab 3 Average standard deviation coefficient of variation and relative sensitivity of the daily accumulated radiation of each sample point from the east to the west in the greenhouse single span cultivation area with different gutter width 天沟宽度 W m 日累积辐射 平 日累积 辐射 标 日累积辐射 平均值的相 标准差的相 变异系数的 均值 MJ m 2 准差 MJ m 2 变异系数 对敏感度 对敏感度 相对敏感度 0 20 5 017 0 043 0 009 0 131 0 009 1 7 10 5 0 40 4 935 0 038 0 008 0 129 0 009 1 7 10 5 0 60 4 856 0 033 0 007 0 127 0 009 1 7 10 5 0 80 4 779 0 028 0 006 0 124 0 009 1 7 10 5 1 00 4 706 0 023 0 005 0 122 0 008 1 7 10 5 1 20 4 634 0 018 0 004 0 119 0 008 1 6 10 5 1 40 4 566 0 013 0 003 0 117 0 007 1 4 10 5 1 60 4 500 0 009 0 002 0 000 0 000 0 0 10 5 1 80 4 436 0 009 0 002 0 114 0 000 0 1 10 5 2 00 4 374 0 013 0 003 0 112 0 003 0 8 10 5 2 20 4 315 0 018 0 004 0 110 0 005 1 3 10 5 表 4 不同天沟间距单跨栽培区内从东到西各样本点 日累积 值平均值 标准差 变异系数和 相对 敏感度 Tab 4 Average standard deviation coefficient of variation and relative sensitivity of the daily accumulated radiation of each sample point from the east to the west in the greenhouse single span cultivation area with different gutter distance 天沟间距 L m 日累积辐射 平均值 MJ m 2 日累积辐射 标准差 MJ m 2 日累积辐射 变异系数 平均值的相 对敏感度 标准差的相 对敏感度 变异系数的相对敏感度 10 00 4 323 0 015 0 003 0 236 0 008 1 9 10 5 11 00 4 418 0 011 0 003 0 219 0 007 1 6 10 5 12 00 4 500 0 009 0 002 0 000 0 000 0 0 10 5 13 00 4 571 0 010 0 002 0 189 0 003 0 5 10 5 14 00 4 633 0 014 0 003 0 177 0 007 1 5 10 5 15 00 4 688 0 021 0 005 0 167 0 011 2 3 10 5 表 5 最小变异系数设计参数 Tab 5 Gutter design parameters of minimal variation coefficient 天沟间距 L m 天沟高度 H m 天沟垂直厚 度 D m 天沟宽度 W m 日累积辐射 平 均值 MJ m 2 日累积辐射标 准差 MJ m 2 日累积辐射 变异系数 H D L W 12 00 6 30 0 80 1 60 4 526 0 008 0 002 0 52 12 00 6 30 0 86 1 60 4 500 0 009 0 002 0 53 12 00 6 30 0 86 1 80 4 436 0 009 0 002 0 52 12 00 6 00 0 86 1 60 4 500 0 009 0 002 0 50 12 00 6 50 0 86 1 60 4 499 0 009 0 002 0 54 13 00 6 30 0 86 1 60 4 571 0 010 0 002 0 49 3 结 束语 构建了连栋温室天沟对温室内辐射强度影响的动 态模型 结合 寿光型智能玻璃温室 大天沟设计 探讨 了其天沟对温室栽培区内光照强度及均匀性的影响 模型分析结果表明 对栽培区内日累积辐射平均值影 响程度从大到小依次为天沟间距 天沟宽度 天沟垂 直厚度和天沟高度 从当地冬至日当天室内辐射分布 均匀性角度来说 寿光型智能玻璃温室的天沟尺寸设 计 为 相邻两天沟间距 12 00m 天沟水平 宽度 1 60m 垂直厚 度 0 86m 天沟下沿离地面 高度 6 30m 属于合 理设计范围之内 保证了栽培区内的光照均匀性 不 同情景下的模型模拟结果 表明 为确保证栽培区内的 光照均匀性 栽培区内辐射强度的变异系数最小的情 况下 其天沟高度与垂直厚度之和与天沟间距与宽度 之和的比值都在 0 49 0 54 之间 通过温室内辐射分 布模型 改变其地理纬度 可以计算出不同地区应用 寿光型智能玻璃温室 其室内光照分布情况 可 为寿 光型智能玻璃温室在不同地区的设计应用提供理论依 据 参 考 文 献 1 李跃洋 苏铁 王胤 等 中国与荷兰设施园艺对比分析 J 中国蔬菜 2020 6 11 15 2 徐丹 荷兰大型玻璃连栋温室技术在中国的应用 J 农业工程技术 2017 37 34 28 30 3 蔡龙俊 杨琳 连栋温室内保温幕节能效果的研究分析 J 农业工程学报 2002 18 6 98 102 CAI Longjun YANG Lin Effects of inside thermal screen of multi span greenhouse on energy conservation J Transactions of the CSAE 2002 18 6 98 102 in Chinese 4 马承伟 王平智 赵淑梅 等 日光温室保温被材料及保温性能评价 J 农业工程技术 2018 38 31 12 16 5 郭文忠 周波 贾冬冬 等 具有外保温性能的槽体连栋温室结构 1269255 2 P 2020 06 09 6 朱建昌 张书 谦 郑仲权 文洛式温室天沟保温性的设计探讨 J 农业工程技术 2019 39 28 38 39 7 于海业 关姝杰 隋媛媛 基于芡实叶脉分叉结构的穹顶温室设计与试验 J OL 农业机械学报 2019 50 3 300 308 YU Haiye GUAN Shujie SUI Yuanyuan Design and Test of Dome Greenhouse Based on Euryale Euryale ferox Salisb Venation Branching Structure J OL Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery 2019 50 3 300 308 http www j csam org jcsam ch reader view abstract aspx flag 1 file no 20190333 journal id jcsam DOI 10 6041 j issn 1000 1298 2019 03 033 in Chinese 8 陆桦 黄松超 温室天沟设计 J 农业工程技术 2007 2 22 23 9 刘小刚 万梦丹 齐韵涛 等 不同遮阴下亏缺灌溉对小粒咖啡生长和水光利用的影响 J OL 农业机械学报 2017 48 1 191 197 190 LIU Xiaogang WAN Mengdan QI Yuntao et al Effect of Deficit Irrigation on Growth and Water Radiation Use of Arabica Coffee under Different Shading J OL Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery 2017 48 1 191 197 190 http www j csam org jcsam ch reader view abstract aspx flag 1 file no 20170125 journal id jcsam DOI 10 6041 j issn 1000 1298 2017 01 025 in Chinese 10 张大龙 张中典 李建明 环境因子对温室甜瓜蒸腾的驱动和调控效应研究 J OL 农业机械学报 2015 46 11 137 144 ZHANG Dalong ZHANG Zhongdian LI Jianming Co ordination of environmental factors in driving and regulating transpiration rate of greenhouse grown muskmelon J OL Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery 2015 46 11 137 144 http www j csam org jcsam ch reader 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