设施温度环境及其调控

土墙厚度（m）
最大值 最小值
1.04
0.86
1.08
0.96
1.15
0.98
1.21
1.04
1.21
1.11
1.21
1.11
1.81
1.21
2.16
1.81
四、加温技术
1、常用的加温方式及特点
表13 采暖方式的种类与特点 （吴毅明等依据冈田修正，1990）
采暖方式 热风采暖
热水采暖
方式要点
直接加热空 气
温室内通风换气失热量 包括显热失热和潜热失热两 部分，显热失热量的表达式如下： Qv=R·V·F(tr-to) 式中：Qv—整个设施单位时间的换气失热量； R—每小时换气次数（表4）; F—空气比热，F=1.3 kJ·m-2·h-1℃-1; V—设施的体积，m3。
二、温室的温度环境特点与热平衡
2、温室热支出的各种途径
厚50
4.18 12.55
合成树脂板
FRP，
20.92
钢筋混凝土
5
FRA，MMA
18.41
同上
双层
14.64
钢筋混凝土 10
15.90
二、温室的温度环境特点与热平衡
2、温室热支出的各种途径
(2)、通风换气放热 温室内自然通风或强制通风，建筑 材料的裂缝，覆盖物的破损，门、窗缝隙等，都会导致室 内的热量流失。
3～5个月，夏天可延长2～3个月，春
秋季也可延长20～30d。
（2）、气温的日变化 春季不加温温
室气温日变化规律，其最高与最低气
温出现的时间略迟于露地，但室内日 温差要显著大于露地。
图1 无加温温室内温度的日变化 θi:室内气温 θo：室外气温
上午日出后，每小时可升温5-8℃，正午时可以高于室外15-20℃。
采暖效果
停机后缺少 保温性，温 度不稳定
控制性能
预热时间 短，升温快
维修管理
因不用水， 容易操作
设备费用 比热水采暖
适用对象 各种温室
用60～80℃ 热水循环， 或由热水变 换成热气吹 入室内
因水暖加热 温度低，加 热缓和，余 热多，停机 后保温性好
预热时间 长，可根据 负荷的变动 改变热水温 度
对锅炉要求 比蒸汽的 低，水质处 理较容易
要用配管和 散热器，成 本较高
大型温室
其他
不用配管和 散热器，作 业性好，燃 气由室内补 充时，必 须通风换气
在寒冷地方 管道怕冻， 需充分集护
蒸气采暖
用100～ 110℃蒸汽 采暖，可转 换成热水和 热风采暖
余热少，停 机后缺少保 温性
预热时间 短，自动控 制稍难
对锅炉要求 高，水质处 理不严格 时，输水管 易被腐蚀
25
25
25 25
地温 最适温 18～15 20～18 20～18 20～18 20～18 20～18
18～15 18～15 18～15
最低界 限 13 13 13 13 13
13
13
13 13
一、温室作物对温度的基本要求
蔬菜种类
菠菜 萝卜 大白菜 芹菜 茼蒿 莴苣 甘蓝 花椰菜 韭菜 温室韭黄
表2 几种果菜类蔬菜生育的适宜气温、地温及界限温度
表3 各种物质的热贯流率 （单位J：k·m-2·h-1℃-1）
种类
规格（mm） 热贯流率
种类
规格（cm） 热贯流率
玻璃
2.5
20.92
木条
厚8
3.77
玻璃
3~3.5
20.08
砖墙（面抹
厚38
5.77
灰）
聚氯乙烯
单层
23.01
钢管
47.84~53.97
聚氯乙烯 聚乙烯
双层 单层
12.55 24.29
土墙 草苫
三、温室保温技术
2、常用农业生产温室的保温设计要求
表11 北方主要城市日光温室墙体设计参考值
城市 室外设计温度℃ 墙体低限热阻值
[（m2·℃）/W]
郑州
—7
1.21
西安
—8
1.25
济南
—10
1.33
北京
—12
1.40
银川
—18
1.40
沈阳
—21
1.40
乌鲁木齐 —24
2.10
哈尔滨 —29
2.50
(3)、土壤传导失
综上所述，不加温的目光温室内热收支平衡可用 上页图5-18加以概括，夜间室内空气的热量来源是地 中供热，热量失散主要是贯流放热和换气放热，据测 定不加温温室通过贯流放热占总耗热75%-80%，缝隙散 热也叫通换气放热，北方的日光温室由于密封性好， 占总耗热量的5%-6%，土壤横向热传导约占总耗热量 13%-15%。
三、温室保温技术
1、温室保温措施
根据上述热收支状况分析，保温措施要考虑减少贯流放热、换 气放热和地中热传导，在白天尽量加大室内土壤对太阳辐射的吸收 率。
(1)、采用多层覆盖，减少贯流放热量 多层覆盖是最有效、实用、
经济的方法。
表5-1 不加温温室多层覆盖室内外温差
层数 温差
平均（℃） 标准差
单层覆盖
依据随光照昼夜变化的作物生理活动的中心，将 一日的时间划分为促进光合作用时间带、促进光合 产物转运的时间带和抑制呼吸消耗时间带等若干时 段。
二、温室的温度环境特点与热平衡
1、温室温度变化特征
(1)、气温的季节变化 温室内的温度
状况随太阳辐射和室外气温的变化而
变化。有昼高夜低、大温差的特点。
日光温室内的冬季天数可比露地缩短
qs
t z
t
式中 z 表示某一时刻土壤温度的垂直变化。其中t表示土壤温
度，z表示土壤深度， 为微分符号。λ是土壤的导热率，除与土壤
质地、万分等有关外，还与土壤湿度有关，随土壤湿度增大而增大。
二、温室的温度环境特点与热平衡
2、温室热支出的各种途径
(3)、土壤传导失
二、温室的温度环境特点与热平衡
2、温室热支出的各种途径
阳幅射能，另一部分早班人工加热量。
热量的支出则包括如下几个方面：
地面、覆盖物、作物表面有效辐射失热
；以对流方式，温室内土壤表面与空气
之间、空气与覆盖物之间热量交换，并
通过覆盖物表面失热；温室内土壤覆盖
表面蒸发、作物蒸腾、覆盖物表面蒸发
，以潜热形式失热；通过排气将显热和
潜热排出；土壤传导失热。
综上所述，可写出温室的热量平衡议程式如下：
双重中空板 固定双重覆盖 充气膜塑料棚
固定式双重覆盖（俗称双大棚）
保温覆盖
一层保温帘 保温帘 二层保温帘
草帘 保温帘 泡沫塑料保温被
其它
小拱棚 浮面覆盖
三、温室保温技术
1、温室保温措施
(1)、采用多层覆盖，减少贯流放热量
三、温室保温技术
1、温室保温措施
(2)、增大温室透光率
(3)、增大增大保温比
比热水采暖 成本高
大型温室 群，在高差 大的地形上 建造的温室
可做土壤消 毒，散热管 较难配置 适当，容易 产生局部高 温
四、加温技术
1、常用的加温方式及特点
表13 采暖方式的种类与特点 （吴毅明等依据冈田修正，1990）
采暖方式 电热采暖 辐射采暖
火炉采暖
方式要点
用电热温 床线和电 暖风加热 采暖器
+2.3 ±1.1
双层覆盖
+4.8 ±1.4
三层覆盖
无小棚 一重为小棚
+6.3
+9.0
±1.4
±0.7
四层覆盖
+9.0 ±0.7
最小（℃）
-1.7
+1.7
+4.1
+8.0
最大（℃）
+4.5
+7.0
+7.6
+9.0
备注
大部分一层为小棚膜
三、温室保温技术
1、温室保温措施
(1)、采用多层覆盖，减少贯流放热量
(4)、设置防寒沟，防止地中热量横向流出
(5)、农业设施的保温（建筑保温）
总热阻：
Romin
(ti
to t
)
n
Ri
ti------冬季室内计算温度
to-----冬季室外计算温度
n------温度修正系数
Ri----内表面换热阻
t------室内气温与外壁内表面之间的容许温差。
保温层厚度：
x x (Romin Rox )
昼气温
最高界 限
最适温
35
25～20
35
28～23
35
30～25
35
28～23
35
28～23
来自百度文库35
30～25
35
25～20
35
25～20
30
23～18
夜气温
最适温
最低界 限
13～8
5
18～13
10
20～15
12
15～10
8
18～13
10
23～18
15
15～10
8
15～10
8
15～10
3
最高界 限 25 25 25 25 25
(2)、通风换气放热
表4 每小时换气次数（温室密闭时）
保护地类型
覆盖形式
玻璃温室
单层
R（次·h-1） 1.5
玻璃温室
双层
1.0
塑料大棚
单层
2.0
塑料大棚
双层
1.1
二、温室的温度环境特点与热平衡
2、温室热支出的各种途径
(3)、土壤传导失
土壤传导失热包括土壤上下层之间的传热和土壤横
向传热，垂直方向上的传导失热，可以用土壤传热方程表示。
三、温室保温技术
2、常用农业生产温室的保温设计要求
种类
表6 通常畜舍内要求的适宜温度 畜禽要求的环境温度（℃）
成年乳牛 肉牛 牛犊 成年猪 育肥猪
产仔母猪 产蛋鸡 肉鸡 孵化器
最佳产奶温度10-20℃，但6-25℃对产量影响不大 最佳温度℃ 出生时为10-15℃，此后逐渐下降，在小肉牛生产中，需 要较高的温度，为15-22℃ 适宜环境温度为4-30℃，高温时应防护太阳辐射 在断奶时为25℃，长到90-110kg时降低到15℃ 母猪为15-20℃，仔猪出生时为30℃，其后逐渐降到 21℃，断奶时为25℃ 最佳温度20-25℃ 在舍内饲养为16-25℃ 刚出生的小鸡为35℃，然后每天大约下降0.5℃，四周以 后降至18-20℃
料拱棚或玻璃温室中，日落后降温速度往往比露地快，常 常出现室内气温反而低于室外气温1～2℃的逆温现象。此 外室内气温的分布存在不均匀状况，一般室温上部高于下 部，中部高于四周。。
二、温室的温度环境特点与热平衡
2、温室的热平衡原理
温室内的热量ΔQ=进入温室内的热
量（Qi）—散失的热量（Qo）。
温室内的热量来自两方面：一是太
三、温室保温技术
2、常用农业生产温室的保温设计要求
表10 日光温室围护结构低限热阻值
室外设计温度 ℃
—4 —12 —21 —26 —32
低限热阻值[（m2·℃）/W]
后墙、山墙
后屋面
1.1
1.4
1.4
1.4
1.4
2.1
2.1
2.8
2.8
3.5
三、温室保温技术
2、常用农业生产温室的保温设计要求
表12 畜舍的最低总热阻
最高气温 25 25 23 23 25 25 20 22 30 30
气温 最适温 20～15 20～15 18～13 18～13 20～15 20～15 17～7 20～10 24～12 27～17
（单位：℃）
最低界限 8 8 5 5 8 8 2 2 2 10
一、温室作物对温度的基本要求
2、变温管理：
qr qg q f qi qc qv qs
（5.1）
二、温室的温度环境特点与热平衡
2、温室热支出的各种途径
(1)、贯流放热 把透过覆盖材
料或围护结构的热量叫做温室表 面的贯流传热量。
贯流传热量的表达式如下：
Qt Avht (tr to )
（5.2）
式中：Qt——贯流传热量，kJ·h-1; Aw—温室表面积，m2； ht—热贯流率，kJ·m-2·h-1℃-1； tr—温室内气温； to—温室外气温。
第三节 温度环境及其调控
第三节 温度环境及其调控
• 一、温室作物对环境的基本要求 • 二、温室的热平衡原理 • 三、保温技术 • 四、加温技术 • 五、降温技术
一、温室作物对温度的基本要求
1、温度三基点
表1 几种果菜类蔬菜生育的适宜气温、地温及界限温度
蔬菜种 类
番茄 茄子 甜椒 黄瓜 西瓜 温室甜 瓜 普通甜 瓜 南瓜 草莓
下午每小时可降3-6℃，至凌晨最低。中国北方的节能型日光温室，
由于采光、保温性好，冬季日温差高达15～30℃，在北纬40°左右地
区不加温或基本不加温下能生产出黄瓜等喜温果菜。
二、温室的温度环境特点与热平衡
1、温室温度变化特征
(3)、温室内气温的空间分布 空间分布具有一定的不均匀性。
(4)、设施内“逆温”现象 通常温室内温度都高于外界，但在无多重覆盖的塑
畜舍控制的温度（℃）
5-16
2-24 5-29 13-24 25-30
三、温室保温技术
2、常用农业生产温室的保温设计要求
表9 农场建筑需要的总热阻值
气候地区
总热阻值[（m2·℃）/W]
墙
天花板
温暖地区（0℃）
1.59
2.12
适中地区（0-10℃）
1.59
2.82
寒冷地区（<-10℃）
2.47
3.59
冬季总度 日
<2 500 2 501-6
000 >6 001
推荐的最低总热阻值[（m2·℃）/W]
前开敞式畜舍 墙 屋顶 — 1.06
半开敞畜舍
墙
屋顶
1.06 2.47
环境控制畜舍
墙
屋顶
2.47 3.83
— 1.06 1.06 2.47 2.47 4.40
— 1.06 2.12 4.40 3.53 5.81
热贯流率的表达式为：
ht
1
1
d
1
ar hr
ro h ro
式中αr, αro,hr,hro分别为温室内外的对 流传热率和辐射传热率，λ为导热率，d为
材料厚度。
二、温室的温度环境特点与热平衡
2、温室热支出的各种途径
(1)、贯流放热
由式（5.2）可知，热贯流Qt就是由室内外温差引起的， 由室内流到室外的全部热量。表3列出若干物质的热贯流率。