温室降温系统问题浅析.pdf

北方园艺（）：设施园艺第一作者简介：杨涓（），女，硕士，高级工程师，研究方向为多肉植物和森林疗养。：收稿日期：温室降温系统问题浅析杨涓，万欣（北京市植物园北京市花卉园艺工程技术研究中心，城乡生态环境北京实验室，北京；中国原子能科学研究院，北京）摘要：将降温效果好的温室和降温效果差的温室从温室面积、风机数量、湿帘面积等方面进行对比，分析原因为多重的，温室在风机位置、风机与湿帘的规格、风机分布、温室构造、喷雾水质、天窗开窗、植物摆放等方面存在问题，建议采用风机与湿帘的配置与温室体积配套、喷雾水质改为纯水、喜低温植物近湿帘摆放等对策，为温室降温系统的建设及管理提供参考依据。关键词：天窗；风机；湿帘；遮阳网；喷雾中图分类号：文献标识码：文章编号：（）由于大面积连栋温室土地利用率高，单位面积投资少，冬季保温性好，室内作业机械化程度高，温室建设单位在条件允许的情况下，一般采用连栋温室这一方式。受太阳辐射作用，夏季室内温度很难低于室外温度，在室外温度超过后，室内温度往往在以上，如不能很好解决温室通风降温问题，将会在温室内形成高温、高湿、通风不畅、空气停滞的环境，影响植物的生理功能，造成病虫害的流行与爆发，不仅影响室内植物的生长，还会影响到室内工作人员健康，增加夏季中暑危险。根据植物学原理，植物在整个生命周期中所发生的一切生物化学作用，都必须在一定的环境温度条件下进行。因此，温室降温设施非常必要。温室降温就是选择适当的降温设施以满足温室降低温度的要求，保证夏季室内植物最适宜的生长温度。温室降温通常采用自然和机械降温种方式。目前，温室的降温方式主要有：开天窗侧窗通风降温、风机湿帘降温、遮阳网降温、喷雾降温、屋外涂白等。尽管降温方式多种多样，但有时降温设备齐全的温室，降温效果仍然较差。探究其内在原因，对此后温室降温系统的设计有借鉴意义。材料与方法温室降温系统天窗、侧窗天窗是连栋温室的必要装备之一。一般位于温室顶部相对屋脊大致平行的部位，材料与屋顶材料相同，具有可以在任意部位卡住的支架。可根据天气情况及温室环境，通过开、关、停项控制电钮，控制天窗的开关及开合的大小。侧窗一般位于与屋顶垂直的温室一侧墙体的较低部位，材料多为玻璃，可通过人工平行推拉进行开启或关闭。当温室内部温度过高，可打开包括天窗、侧窗在内的所有门窗，使空气自然对流换气，交换温室内外的空气从而转移室内热量，以达到降温。在实际操作中，考虑到风大会将天窗掀掉，通常采用热压通风的原理，即冷空气从底部侧窗进入，热空气从天窗排出，仅在无风或风小时开启天窗及侧窗。决定通风量大小的主要因素是室内外温差、天窗和侧窗的高度差、通风口有效开启面积。风机、湿帘风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称。温室专用风机，针对植物生长具有排湿、通风的作用。主要结构部件是叶轮、机壳、支架、电机等。其原理是通过涡轮旋转形成的离心力和负压效应将室内不新鲜的热空气排出。湿帘是由白杨木丝、草纸或猪鬃等纤维质制成，吸水性强、不易腐烂，有蜂窝造纸型和壁毯型种，沿墙的全长安装，宽一般为。使用时，冷水不断淋过使其饱含水分，开动排风扇，随温室空气的流动、蒸发、吸收而起到降温作用。湿帘的降温效果取决于大气湿度，气候越干燥降温效果越好，因此，在北方夏季使用，降温效果明显。在夏季室外也处于高温高湿的环境时，仅靠自然通风是远远不能满足温室降温需求的，就需要用排气扇进行强制通风，以增大通风量。湿帘风机系统一般由排风机、湿帘箱、循环供水装置和控制器等部分组成。排风机将吸收了太阳辐射热而提高了温度的空气排出温室，带走辐射热，使温室内处于一定的负压状态。由于室外气压高于室内气压，室外的空气便可透过湿帘表面进入室内。过帘空气中的显热由于湿帘水分的蒸发而被吸收，从而使自身的干球温度得以降低。蒸发了的水分由供水装置不断地进行补充。多余的水汇集起来后，经过过滤，流回贮水箱（池）。湿帘风机系统的运转由控制器执行控制。一般应在温室的北墙安装湿帘，南墙安装排风扇。因为北侧为迎风侧、温度低，南侧为背风侧、温度高，北侧安装湿帘的优点是不遮光、带热会更多。遮阳网遮阳网是一种耐燃的黑色化纤织物，孔隙大小根据花卉的荫蔽度而定。国外现代化花卉生产中，还使用彩色遮荫幕，有乳白、浅蓝、绿、桔红等色，上面粘有宽度不同、反射性很强的铝箔条，遮荫度在，因此适于各种类型花卉生长发育的需要。温室遮阳分外遮阳和内遮阴。外遮阳的隔热、遮阳效果好于内遮阴，但因受到刮风、下雨等恶劣天气的影响而更易损坏。外遮阳网在连栋温室外，一般采用人工操作进行收放。由于操作起来较麻烦，在实际运用外遮阳网时，打开后除非必要很少合拢。内遮阴应根据花卉对荫蔽度的要求而定，如多浆植物在左右；球兰在左右；喜阴的秋海棠在左右；兰花在左右。其降温原理是：利用遮阳网阻隔作用和中间空气层的流动，带走太阳的辐射热，减少太阳辐射向温室传热，从而降低室温。内遮阳网在温室内。当温室内部温度过高，即使打开所有门窗都无法使室内温度降到合适范围内时，就需要按动按钮，打开内遮阳网。电钮共个，分别具有开、关、停功能。工作人员可根据室内温度及植物习性，控制内遮阳网开合的面积。喷雾喷雾即人工造雾。高压系统将液体以极细微的水粒喷射出来，这些微小的人造雾颗粒能长时间漂移、悬浮在空气中，从而形成白色的雾状奇观，极像自然雾的效果。连栋温室常采用高压喷头喷射出的冷雾降温。喷雾降温作为一种新型的降温方式，降温效果好，耗电量低，不产生其它污染物，是一种高效节能的降温装置，逐渐受到人们的重视。实际操作时，与风机湿帘结合在一起使用，降温效果更佳。喷雾降温，其喷嘴易堵塞或漏水，雾化不好时会弄湿植物，将病菌和矿盐带入植物体内。漏水现象有时会造成植物腐烂、植物表面被水滴砸出小坑、植物表面的鳞粉脱落等问题。此外，喷雾还会造成温室内湿度过大。屋外涂白将生石灰加少量水粉化，经过滤后加入水和食盐，用喷雾器均匀地喷洒在温室外面的玻璃屋面上，可以坚持很长时间不掉落。其降温原理是：由于白色能够大量地反射太阳光，从而起到减弱室内光强的作用。夏季，在连栋温室的南侧及西侧喷涂包含门窗的整个墙体。但屋外涂白使喜光类植物因缺乏光照而徒长，破坏了植物品相，如仙人掌类植物。综合使用当温室内温度上升初期，可打开所有门窗进行通风降温。温度进一步升高时，需关闭门窗，采用风机湿帘降温。负压越高带出的热量越快。如第期北方园艺风机湿帘降温力度不足，需打开喷雾，令温室内大面积地悬浮水雾，有利于冷空气在室内的传播。胡燕等研究表明，遮阳网上喷雾降温效果好。遮阳网上喷雾采用了将细雾喷洒在遮阳网和拱顶之间的高温区、水在蒸发过程中吸收大量热量、未完全汽化的雾滴落在遮阳网上形成二次蒸发散热的原理，使降温效果进一步提高。外遮阳网、内遮阳网及屋外涂白的综合利用，有利于辅助降温。其中，外遮阳网的降温效果较佳，但遮阳效果不如内遮阳网。研究方法初步分析挑选个降温效果好的温室和个降温效果差的温室。分别测量、的温室面积、风机数量、湿帘面积。以温室为对照，分析温室的设施安装方位、高度、分布、设施规格、温室构造等问题。计算公式风机数量计算公式，式中，为风机数量（台）；为场地体积（）；为换气次数（次时）；为所选风机型号的单台风量（），计算出温室的合理风机数量。根据风机的数量，可以按每台风机配置的湿帘计算所需湿帘的总面积。将计算出的合理风机数及合理的湿帘总面积，作为对照。分别将温室及温室的实际设施数量及面积与对照进行比较、分析。绘图分析对苗床的高度、湿帘的高度、风机的高度、遮挡的范围进行测量、绘图、分析。结果与分析据调查，温室内的高温受气温及温室内设备所限。温室虽然降温设备齐全，但降温效果仍然较差。其主因源于降温系统设置不科学。湿帘风机安装位置不科学方位不科学一般情况下，温室的北墙应安装湿帘，南墙安装排风扇。而温室，受布局、功能及历史等因素影响，采取的是西墙安装风机，东墙安装湿帘。由于没有在迎风侧安装湿帘，这一设计降低了温室的带热效果。但湿帘风机位置不佳并不是降温失败的主因。温室采取的也是西墙安装风机、东墙安装湿帘这一方式，降温效果很好。高度不科学一般情况下，风机宽度应与湿帘宽度基本相同。且风机、湿帘、苗床的距地高度基本相同。如温室，风机宽，湿帘宽，风机、湿帘、苗床的距地高度均为。而温室，风机、湿帘宽度略有不等，风机、湿帘、苗床的距地高度略有不等。风机宽，湿帘宽，风机距地，湿帘距地，种规格的苗床距地分别为和（图）。高度上的错位，致使带热有效面积减少。图温室的风机、苗床、湿帘、隔断高度示意图，北方园艺月（下）分布不科学一般情况下，风机的分布应该均匀。如温室，共有个风机，每个风机间隔。而温室，风机的分布极不均匀。有个风机紧挨在一起。间隔有和种（含大门，门宽）（图）。图温室的风机位置示意图风机分布不均匀，风机宽幅小、风量小，造成带热效果降低。且风机与门窗同侧，造成风机数量缩小，使得带热效果也随之降低。湿帘、风机规格与温室面积不匹配温室的温室面积与风机数量、风力、湿帘面积不匹配是降温不力的主因。温室概况经调查，温室的风机共有个，宽，采用三相导步电动机，功率，，年月出厂。湿帘宽，长，面积。多肉植物室南北跨度，东西跨度即风机湿帘距离（中间有隔断）。其中多肉植物区东西跨度，热带植物区东西跨度。温室概况温室共有个风机，宽，采用三相导步电动机，，年月出厂。湿帘宽，长，面积。温室南北跨度，东西跨度即风机湿帘距离（中间没有隔断）。分析比较相比温室：温室虽也是东安湿帘、西置风机，且个温室的风机转速一致。但温室的风机更大，湿帘面积更大，温室面积更小。这便造成温室比温室的风机、湿帘带热效果好。理想设施数量、规格与实际设施数量、规格风机数量。温室的场地体积。高温及有严重污染的生产车间换气次数取次，温室为高温温室，按次算。即温室的换气次数。根据系列风机技术参数，风叶直径的风机，风量通常为。故温室风机的合理数量应为台。据风机数量，可按每台风机配置的湿帘计算所需湿帘总面积。故温室湿帘的总面积应为。用相同方法计算温室风机合理数量应为：台（根据系列风机技术参数，风叶直径的风机，风量通常为）。温室湿帘的合理总面积应为。由表可知，温室风机实际数量多于理想数量，湿帘实际面积大于理想面积；而温室风机实际数量少于理想数量，湿帘实际面积小于理想面积。因此温室的降温效果好于温室。温室构造不科学由于热带植物与多肉植物的养护区别，温室中间设立了一个南北走向的隔断（含门，门宽）。仅在距地面处设有宽度、长度近温室南北跨度的通气口（图）。这一隔断，影响了冷气进入、热气排出。喷雾水质不科学喷雾用水采用的并不是经过处理的纯水，水质差致使喷头经常堵塞，无法进行正常喷雾。经常清理、更换喷头，耗费了极大的人力、物力。开窗不科学天窗开窗面积小，且采用同向开窗。推拉式侧窗开启面积受局限。天窗与侧窗之间的高差较大。植物摆放不科学受多重因素影响，温室中，多肉植物与热带高大植物共处一室。多肉植物在温室的西半侧，即靠风机这一侧；热带高大植物在温室的东半侧，即靠湿帘这一侧。西半侧有喷雾设施，但经常第期北方园艺表温室与温室的湿帘对比温室理论风机数台实际风机数台湿帘理论面积湿帘实际面积实际降温效果差好瘫痪，多肉植物在夏季不搬出温室。东半侧没有喷雾设施，热带高大植物在夏季搬出温室。高大、密不透风的热带植物在温室时，会影响风机湿帘的工作效率。离湿帘越近，降温效果往往越高，反之，则越低。夏季，多肉植物容易因高温腐烂、死亡，热带高大植物对降温的需求没有多肉植物高。在降温效果本身就不强的温室，将多肉植物远离湿帘摆放，是不科学的。以上原因，致使室内温度远远高于室外温度（图图），有时甚至会达到。图年月室内外最高温度对比，图年月室内外最高温度对比，讨论与结论简言之，夏季，温室降温非常必要。温室降温就是选择适当的降温设施以满足温室降低温度的要求。降温关键在于 “适当 ”字。切不可将之简单置换为 “齐全 ”。事实证明，齐全的设备如果不适当，不但达不到降温的效果，反而还会白白耗费金钱和能源。降温不力的危害热害时滞一些不耐热植物在北京有受热害时滞期，据观察，像龙舌兰属这类耐热植物在温室如受到北方园艺月（下）图年月室内外最高温度对比，高温胁迫，也会存在受热害时滞期。夏季，北方温室如果降温不力，温室内的持续高温将致使龙舌兰属植物耐高温能力提升、耐低温的能力却下降了，从而导致龙舌兰属植物遭遇低温时出现枯叶现象。病虫害高发夏季，北方温室如降温不力，晴天中午植物易出现高温危害，盆土温度过高极易造成植物根系死亡。高温高湿的环境极易滋生病虫害，如粉蚧、粉虱、蛞蝓等。高温还可引起花卉的茎、叶、果受到灼伤。高温还能增强呼吸作用，消耗植物体内糖类，使之生长减弱或蒸腾加剧，造成失水萎蔫甚至干枯死亡，如立枯病、猝倒病等。降低结实率高温胁迫可降低植物的结实率。李敏等通过玻璃温室研究了大田生长期全程高温胁迫对杂交水稻生育后期的生长发育及产量形成的影响。大田生长期高温胁迫引起各组合有效穗数、每穗总粒数、结实率和千粒质量较大田对照不同程度下降，其中对结实率的影响最大，最终导致产量显著下降。植物结实率的降低，大大影响了针对温室植物的科研项目，如植物的杂交、新品种的繁育、植物的扩繁等。职工的健康受到影响中暑是高温环境下，机体体温调节机能障碍或水盐代谢紊乱导致的疾病。因高温作业引发的中暑，是我国职业病目录（卫法监发号）规定的职业病之一。中暑的发生与周围环境气温密切相关，当夏季降温不力，且经常有浇水、喷水、喷雾等作业，再加上温室透光度好于砖瓦房，致使温室环境温度超过且伴有高湿气和热辐射，职工在此环境下长时间工作，往往大汗淋漓。如果补水不及时，更易发生中暑。对策为提高自然通风效率，天窗可改为屋顶全开式、侧窗改为自动卷帘式、适当降低温室高度。湿帘距地不宜过高，为宜，且湿帘、风机、苗床的距地高度应尽量保持一致。风机应尽量均匀分布。根据温室体积、风机风量、植物降温需求度，合理安排风机数量。在温室面积不变的情况下，可适当降低温室高度，保证降温效果的同时达到降低风机数量、节约成本、降低耗能的效果。也可购买风叶直径大、风量大的风机，达到降低风机数量的效果。根据风机数量，合理安排湿帘面积。湿帘与风机之间不要有阻隔。风机湿帘与大门不在同一走向。如无特殊需要，温室的北墙应安装湿帘，南墙安装排风扇，大门在东侧及西侧。可以将外遮阳网由与屋顶平行的安装方式，改为与地面平行的安装方式，减少遮阳网面积，即减少受害面积。喷雾用水应采用纯水。定期检查、清理、更换喷头。如能采用遮阳网上喷雾，降温效果会更好。喜冷凉植物放于靠近湿帘的地方。尽量不要在温室内密植、摆放高大、冠幅过密的苗木。天窗受天气局限性大。风大、下雨不能开启天窗。同侧天窗的开启面积受局限。未来的发展方向应为屋顶全开型。侧窗多采用人工推拉方式。开启面积受局限。如果侧窗数量较多，比较浪费人力、影响工作第期北方园艺效率。未来的发展方向应为自动卷帘式。为安全起见，风机外部应加网，防止风机转动时形成的吸力将小鸟或其它小物件吸入风机。风机的噪音大，排出温室的风对行走在温室外面的人造成困扰。故设计时，风机旁应尽量不设置人行道。湿帘增加了温室内空气的湿度，对不喜欢湿度过高的植物造成影响，且湿度过大，会影响工作人员的健康，容易造成关节病或痛风。未来随着温室面积的扩大，湿帘面积有增大的趋势。工作人员需做好预防湿冷的准备，湿帘开启时，增加衣服，平时多吃祛湿的食品，如薏米红豆汤。温室内要求光照充足。遮阳网虽然有一定的隔热效果，但另一方面，却也减少了植物的光照。多肉植物会因缺乏光照而造成徒长影响植物的品相。一些植物也会因为缺乏光照而不能正常开花。一些观赏叶片花色的植物，会因缺乏光照，叶片花色减弱，如金心球兰，据观测，在遮阴处理后叶上金色花色减弱。改进方法：应及时总结养护经验，观察植物物候，根据不同植物的特性，选择相应遮阳系数的遮阳网，并根据天气情况及时张开、闭合。另外，外遮阳网容易因恶劣天气造成损坏。改进方法：可以将外遮阳网由与屋顶平行的安装方式，改为与地面平行的安装方式，减少受害面积（图）。图屋顶安装外遮荫网的不同方式针对问题，喷雾用水应采用纯水，并定期检查、清理、修理喷嘴。观察漏水喷嘴的位置，及时将下方植物移走。坚持监测温室内湿度，根据检测结果，调整微雾开关。参考文献周长吉大面积连栋温室夏季降温的新途径：巧妙布置风机湿帘农村实用工程技术，（）：贝嘉温室温室升温系统与降温系统花木盆景：花卉园艺，（）：鲁涤非花卉学北京：中国农业出版社，刘淑珍，张玉宝温室自然通风研究中国农机化，（）：温室通风降温设计规范国家标准（摘录）农村实用工程技术：温室园艺，（）：刘春，吴辰旸，张帆室外空间喷雾降温的建模与分析西安建筑科技大学学报（自然科学版），（）：胡燕，苗香雯华东型连栋塑料温室夏季降温研究农机化研究，（）：，负压风机湿帘计算公式：？郭翎，张佐双极端气候与北京地区植物引种北京园林，（）：李敏，马均，傅泰露，等大田生长期全程高温胁迫对杂交水稻生育后期生长发育及产量形成的影响杂交水稻，（）：北方园艺月（下），（，，，；，）：，，，，，，，：；；欢迎订阅年山西果树山西果树是由山西省农业科学院主管，山西省农科院果树研究所主办的以科学研究和技术普及相结合的综合性果树科技期刊，被中国期刊网、中国学术期刊（光盘版）、中国期刊数据库、中国核心期刊（遴选）数据库、中文科技期刊数据库、维普数据库、万方数据库、湖北武汉博看网、龙源期刊网、超星数字集团等多家网络和数据库收录。本刊为山西省一级期刊，并先后荣获全国园艺类核心期刊奖、华北地区优秀期刊奖、全国优秀农业期刊奖、全国优秀农业专业技术期刊奖等奖励。本刊设有试验研究、专题综述、引选育种、调查报告、生产技术、来稿摘登、信息与广告等栏目，主要报道有关果树资源基础或应用基础研究的优秀创新性成果，反映我国果树资源数量与质量的评价、开发、利用、管理与保护等领域的主要研究成果，以及推广果树先进实用的最新技术，普及果树科学知识，传播科技信息，指导果业调整等，内容丰富，科学实用，信息量大，发行范围广，是广大农林院校师生、果树科技工作者的良师益友，是果农朋友发家致富的好帮手。本刊为双月刊，大开本，页，每逢单月日出版，每册定价元，全年册共元。国内外公开发行，全国各地邮政局均可订阅，邮发代号；漏订者可直接汇款山西果树编辑部订阅，免收邮寄费。本刊地址：山西省太原市龙城大街号山西省农业科学院果树研究所山西果树编辑部邮编：电话：电子信箱：（广告部）第期北方园艺