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华南地区主要温室类型及夏季降温措施

 中土勾陈 2016-02-12

华南地区的气候特点


华南地区是中国南部地区的简称,包括广东省、广西壮族自治区和海南省。广义上的华南地区还包括福建省中南部,台湾、香港和澳门。下面就广东省、广西壮族自治区和海南省三省区的气候特点进行比较,见表1。从表1中可以看出三省区气候的共同点是:光照充足,降雨量大,夏长冬短,容易受热带风暴、台风等灾害性气候影响。



华南地区常见的温室类型


目前华南地区主要温室类型有:塑料拱棚和温室、硬质顶温室、平顶遮阳棚和平拉膜温室等几类。

塑料拱棚和温室的主要形式
塑料拱棚和温室的主要形式见图1。

塑料拱棚和温室在华南地区应用最为广泛,几种形式的温室也各有特点。图1-1和图1-2温室形式因为价格低廉,统计面积结果,应用最多;图1-3、图1-4、图1-5温室形式相对来说建造成本较高,随着温室建造要求的提高以及节能降耗的需要,这几种形式未来将会得到广泛的推广。

硬质顶温室的主要形式
硬质顶温室的主要形式见图2。

硬质材料包括玻璃和PC板(聚碳酸酯板)。玻璃包括普通玻璃和浮法玻璃,PC板包括波浪板和中空板。硬质材料在透光、保温和耐久性具有一定的优势。选用硬质顶覆盖材料的温室初始投入较高,但其维护成本较低,目前主要应用于科研、实验、育苗、高档蔬果和花卉的生产。

平顶遮阳棚和平拉膜的主要形式
平顶遮阳棚和平拉膜的主要形式见图3。

活动平顶遮阳棚主要通过遮阳网防止作物在夏天时被灼伤,降低作物和土壤温度,有效地减少强光和高温对作物的破坏。平拉膜温室是较为新型的一种活动屋面温室,屋面和侧墙可通过塑料卷膜或可折叠式塑膜的启闭来实现整个温室的完全开敞和封闭,辅以遮阳(保温)系统,可实现降温和控制光照的功能。

温室夏季降温措施


华南地区夏长冬短,夏天炎热,温室内大量多余热量的积累,会造成温室内温度很高,如果不采取降温措施或者降温措施不当,容易影响温室内作物生长和温室的周年生产。基于华南地区区域的气候特点,温室夏天降温措施成为该区域温室设计和建造的关键。
降温措施包括自然通风降温、遮阳降温、蒸发降温和空调降温等措施。蒸发降温和空调降温运行成本高、能耗大。国家“十一五”科技支撑计划课题“现代高效设施农业工程技术与示范”对华南地区重点研究夏季高效通风、遮阳降温节能技术,提出连栋温室的节能降耗措施。本文从节能降耗和降低日常运行成本的角度出发,重点讨论自然通风降温和遮阳降温措施。影响温室自然通风降温的因素包括温室的选址、温室的结构形式、开窗结构、开窗面积等。温室自然通风的动力来源于两个基本因素:一是由室内外温差形成的内外交气密度差,该密度差驱动空气的内外交换;二是室外的自然风在温室四周形成的压力分布,驱动空气的流动。温室的选址很重要,如果温室四周通风条件好,容易实现温室内外气流交换,对温室的通风降温起到积极的作用。


温室内热量的积聚主要集中在温室顶部,所以天窗的设置在温室顶部降温效果最好,天窗的方向应背向该地区常年主导风向,温室内热气上升,由常年主导风带走,见图4,使温室内产生负压,再配合侧窗的设置,加快温室内外空气的交换,从而达到降温的目的。通风量与总通风面积成线性的关系,天窗所占温室地面面积的比例、侧窗所占侧面面积的比例对温室的降温效果影响颇大,若温室屋顶开窗面积达到50%或以上时,实际上温室的封闭作用基本消失,室内外环境变化达到同步。

温室遮阳系统的设置有利于减少热量在温室内的积累,遮阳网下作物的综合温度实际要比露地太阳直接照射下的温度还低。外遮阳比内遮阳的降温效果好,如果不是作物有特殊要求或者温室结构不允许,一般要求设置外遮阳系统。同样外遮阳系统,不同的结构设计,对温室的降温效果明显不一样,这主要是涉及遮阳网与顶覆盖材料之间的距离,像有些温室把遮阳网与覆盖材料重叠在一起,温室内的降温效果不明显。同样的室外遮阳结构,不同类型的遮阳网起降温效果也有差异,像一面反光的遮阳网比普通遮阳网的降温效果好。当然,温室的外遮阳系统在整座温室中是最薄弱的环节,而华南地区作为热带风暴、台风的高发地区,遮阳系统的结构强度必须优先保证。自然通风降温和遮阳降温措施结合使用降温效果更佳。根据测试数据显示,顶开窗降温可使室内外温差2~3 ℃,顶开窗和外遮阳一起使用可使室内外温差-0.7~0 ℃。

结束语


华南地区的气候特点,决定了华南地区温室设计建造的重点是解决温室夏季的降温。温室生产作为一种能耗型产业,在国家大力推行产业节能降耗的政策背景下,温室行业应通过优化设计,运用新技术、新材料等措施降低温室能耗,这样才能降低用户运行成本,也利于行业发展。

来源:来源:广东省农业机械研究所 作者:许楚荣

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