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蔬菜大棚建设全新绿色建筑设计新理念解析

日光温室是一种以太阳能为主要热源、可在非种植季为蔬菜作物生长提供适宜环境的农业设施。白天，太阳能辐射到温室内部，在改善室内环境的同时，提高墙体和土壤的蓄热量；夜晚，室内环境温度降低，墙体和土壤中蓄集的热… 　 　 　 日光温室是一种以太阳能为主要热源、可在非种植季为蔬菜作物生长提供适宜环境的农业设施。白天，太阳能辐射到温室内部，在改善扁蕾属室内环境的同时，提高墙体和土壤的蓄热量；夜晚，室内环境温度降低，墙体和土壤中蓄集的热量又不断的向室内环境释放，其中尤以墙体放热量最为重要。 晴天夜间，墙体单位面积放热量是土壤的1.4 倍。因此，欲保证日光温室为蔬菜高产增效提供最佳的适宜条件，先进科学的日光温室建筑热工设计理念和设计方法是基础，先进且高性能的材料与装备是保障。 　 　 　自20 世纪80 年代日光温室技术出现后，国内一些学者就开始对日光温室的建筑设计与建造方法进行研究。白义奎等[1] 针对沈阳地区日光温室，研究了朝向对进光量的影响，发现朝向在南偏西5°～ 6°时产品安装：， 日光温室进光量最大。李军等[2] 总结了西北型日光温室朝向和前屋面角的设计原理，并给出在西北地区温室朝向宜可做出1个定性的知道为正南或南偏西5°～ 8°。王永宏乌蕨等[3] 以兰州地区日光温室为例，分析了光照随太阳高度角、地理纬度的变化规律，确定了兰州地区日光温室跨度取6 m、脊高取2.8 m、后坡仰角取37.5°、后坡屋面水平投影取1 m、后墙高度取2.03 m、温室长度在40 ～ 60 m 之间为最佳，冬至日前后透光率达到60.3%。陈秋全等[4] 也对高寒地区日光温室结构进行了优化，提出了北纬48°～ 49°地区日光温室的最佳结构参数为方位角5°～ 7°、跨度6 ～ 6.5 m、前屋面角37°～ 38°、后坡屋面仰角30°、后坡水平投影长度1.5 m、脊高去3.4 ～ 3.5 m。穗菝葜

近些年来，随着经济的发展和能源供需矛盾的激化，国内学者也逐渐开始将先进且高性能的材料与设备引入日光温室墙体。王宏丽等[5]制备了硬脂酸正丁酯与石蜡/ 稻壳定形相变材料，并构筑了日光温室墙体，试验结果表明，相变温室室内气温波动幅度减小4.1 ℃，最低气温升高1.7 ℃，并有利于室内番茄的生长。郭靖[6] 比较了应用于日光温室的内渗型相变材料、异叶木科外挂型相变材料的效果，发现两种类型相变材料温室均具有一定蓄热保温性能，但是内渗型优于外挂型。梁浩等[7]设计了一种以日光温室后墙为结构支撑的温室蓄放热帘增温系统，白天利用该系统的集放热板吸收太阳辐射热，并通过水介质将热量储存于蓄热水池中；夜晚通过水介质的循环将蓄积的热量释放到温室中。试验结果表明：蓄放热帘增温系统在晴天能使温室夜间空气温度平均提高4.6 ℃，在阴天平均提高4.5 ℃。

纵观日光温室的研究发展历程，虽然农业领域学者对日光温室的建筑设计与建造方法、先进且高性能的材料与设备引入等方面已经进行了大量的研究。但并在多层共挤性能上有所突破由于缺乏对建筑热工设计理论必要的认识和理解，现有的研究多是沿用传统而落后的农业设施方法，或是简单仿照或照搬他人的方法。其结果是，日光温室太阳能利用率仍然有限，土地利用率仍然较低，室内热环境仍然不断受到挑战。

为此，本研究从日光温室建筑体系一体化设计的角度，结合太阳光热理论、建筑热工理论、相变贮能理论、数值传热学等理论，重点研究日光温室朝向、日光温室“五度”空间参数、日光温室墙体保温与蓄热、日光温室热环境可控技术之间的互为耦合关系，形成一套可为蔬菜高产增效的日光温室绿色建筑设计新理念。