楊志軍，楊慧寧

（昆玉市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)，新疆 昆玉 848116）

0 引言

昆玉市中心城區(qū)位于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第十四師二二四團（北緯37.12°，東經(jīng)79.92°），地處昆侖山北麓，塔里木盆地西南部，屬典型的溫帶大陸性荒漠氣候，四季分明，夏季炎熱，冬季冷而不寒，光照充足，熱量豐富，但晝夜溫差大，降雨量很小，蒸發(fā)量很大。因而保護地栽培技術(shù)在昆玉市的發(fā)展，尤其是日光溫室的建造和配套設(shè)施的跟進加上新技術(shù)的推廣應(yīng)用，為當(dāng)?shù)芈毠ぴ趪?yán)冬等惡劣的氣候、土壤環(huán)境條件下提供了新鮮蔬菜等必需農(nóng)產(chǎn)品，也為反季節(jié)蔬菜生產(chǎn)及豐富市場供應(yīng)創(chuàng)造了條件。同時，昆玉市日光溫室的發(fā)展，解決了當(dāng)?shù)夭糠致毠なＳ鄤诹Φ木蜆I(yè)，為廣大貧困職工開辟了一條致富之路，繁榮了經(jīng)濟，加快了脫貧攻堅戰(zhàn)勝利的步伐。然而，昆玉市日光溫室起步較晚，在建造初期未能充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩?、氣候、土壤等自然條件，現(xiàn)存多種不同的結(jié)構(gòu)類型。所以，優(yōu)化結(jié)構(gòu)是日光溫室推廣的首要內(nèi)容，針對其結(jié)構(gòu)上的缺點，主要通過對日光溫室采光設(shè)計的理論分析，確定不同緯度地區(qū)，優(yōu)化的采光屋面角度和屋面形狀，提出相應(yīng)的高跨比；在此基礎(chǔ)上確定溫室高度、跨度、采光屋面形狀、墻體厚度、結(jié)構(gòu)、后屋面傾角等建筑參數(shù)，從而為日光溫室的建筑設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 溫室結(jié)構(gòu)及觀測

試驗溫室位于昆玉市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)。供試日光溫室均坐北朝南，東西延長，采光面為PVC 塑料膜，夜間用保溫被保溫，種植作物為番茄，定植時間在2019 年12 月15 日，由技術(shù)員統(tǒng)一指導(dǎo)管理。測試儀器使用RC-1+溫度記錄儀進行觀測，其測溫范圍：-40～70 ℃，測溫精度：±1 ℃，記錄間隔為10 秒至16 分鐘。供試棚有磚墻混凝土鋼架結(jié)構(gòu)（北京援建棚），簡稱W1；可移動草磚鋼架結(jié)構(gòu)（團場自建棚），簡稱W2；鋼架式復(fù)合材料結(jié)構(gòu)（新建實驗棚），簡稱W3；磚墻混凝土鋼架結(jié)構(gòu)（新建實驗棚），簡稱W4，共四種不同結(jié)構(gòu)類型，具體參數(shù)見表1。

表1 試驗溫室材料及結(jié)構(gòu)參數(shù)

1.2 溫度測量

選擇溫室長度正中，距后墻0.5 m，距地面高度1.0 m 的點位布測。測試時間為2019年12月28日至2020年2月7日，記錄溫度時間間隔為1 h，分別記錄四種不同結(jié)構(gòu)日光溫室的前、中和后各2組溫度。

2 結(jié)果與分析

如圖1 所示，四種結(jié)構(gòu)類型日光溫室最低溫度值都呈現(xiàn)不同程度的上升，W4 最低溫度值在試驗第二周開始明顯高于其他溫室，說明W4 保溫性能在這段記錄周期中優(yōu)于其他溫室；W3 最低溫度值最小，為-2.2 °C，且在整個溫度記錄周期中最低溫度值波動最大，說明W3 受外界溫度變化或自身設(shè)施影響大，保溫性能較差。四種結(jié)構(gòu)類型溫室最高溫度值在整個試驗周期內(nèi)波動不大，W1 和W4 最高溫度變化最小且不超過40 ℃，其中W1 最高溫度值在30～35 ℃區(qū)間變化，W4 最高溫度值主要集中在35～40 ℃區(qū)間，說明其受環(huán)境溫度變化的影響較小，恒溫性較好。四種結(jié)構(gòu)類型日光溫室平均溫度值在試驗周期內(nèi)總體呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢，其中W1 的平均溫度值整體最小，W4 的平均溫度值整體最大，與其他結(jié)構(gòu)類型日光溫室相比，在保溫性上有明顯優(yōu)勢。

圖1 不同結(jié)構(gòu)日光溫室的最低、最高、平均溫度變化情況

3 討論

日光溫室的跨度、長度、脊高、墻體厚度、墻體材料及采光角度等均能不同程度地影響其內(nèi)部環(huán)境。就跨度而言，W1、W2和W3的跨度為8 m，W4的跨度為10 m。劉玉鳳[1]研究表明，隨著跨度的增加，在10 m時日光溫室室內(nèi)平均氣溫較高，8 m次之。本次試驗中，四種結(jié)構(gòu)類型日光溫室平均氣溫W4 >W3 ≈W2>W1，這與劉玉鳳的研究結(jié)果一致。

在后墻厚度上，W1、W2、W3和W4分別為50 cm、20 cm、20 cm 和80 cm，楊建軍[2]等研究表明，溫室墻體越薄其儲熱能力越差，夜間向室內(nèi)放熱越少，保溫性能越差，與本次試驗平均氣溫W4 >W3 ≈W2>W1的研究結(jié)果一致。

日光溫室散失熱量的主要方式是長波輻射和熱傳導(dǎo)，前屋面是溫室的主要輻射面，在日光溫室的墻體、后屋面及前屋面的全部輻射中，前屋面所占比例最大。前屋面最薄，導(dǎo)熱最快，故合理選擇前屋面覆蓋保溫被和棚膜的種類與質(zhì)量，可以增強日光溫室的保溫性能，提高蔬果的產(chǎn)量和品質(zhì)。

4 結(jié)論

綜合昆玉市二二四團現(xiàn)有的四種不同結(jié)構(gòu)類型的日光溫室在2019年12月28日至2020年2月7日期間的室內(nèi)溫度變化情況，通過對它們的最低溫度、最高溫度及平均溫度的比較分析，結(jié)果顯示，W4即磚墻混凝土鋼架結(jié)構(gòu)日光溫室在保溫性上較其它結(jié)構(gòu)類型表現(xiàn)更優(yōu)良，更適合在昆玉市推廣應(yīng)用。