后墻可拆式新型溫室室內(nèi)環(huán)境數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、江蘇省蘇南地區(qū)（簡稱蘇南）地處我國東南沿海，在行政區(qū)劃上包括南京市、鎮(zhèn)江市、常州市、無錫市和蘇州市。蘇南地區(qū)夏季天氣炎熱，冬季低溫寡照，夏季進(jìn)行作物生產(chǎn)時(shí)，塑料大棚是其主要的設(shè)施類型，冬季為了提高室內(nèi)空氣溫度，塑料大棚在園藝作物越冬生產(chǎn)時(shí)多采用雙層覆蓋甚至多層覆蓋，但同時(shí)造成了室內(nèi)光照強(qiáng)度下降，影響室內(nèi)作物的光合性能，因此低溫寡照是我國蘇南地區(qū)塑料大棚冬季生產(chǎn)常遇的突出問題。
　　本研究結(jié)合北方傳統(tǒng)日光溫室冬季進(jìn)光量大、散熱少、保

2、溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，以及塑料大棚夏季自然通風(fēng)降溫效果好等優(yōu)點(diǎn)，提出一種適用于蘇南地區(qū)的可冬夏兩用的后墻可拆式新型溫室。該新型溫室具有與北方日光溫室相似的結(jié)構(gòu)，但其后墻由可拆卸的隔熱材料構(gòu)成，在冬季低溫季節(jié)，后墻覆蓋隔熱材料，以維持室內(nèi)氣溫，夏季拆除，進(jìn)行越夏防蟲栽培。由于溫室的建造和室內(nèi)環(huán)境觀測(cè)需要花費(fèi)大量的人力物力財(cái)力，且受時(shí)間和地域條件的限制，因此建造前需對(duì)該新型溫室進(jìn)行冬季保溫性能及夏季通風(fēng)降溫效果對(duì)比研究。本研究基于計(jì)算流體力學(xué)(C

3、FD)，對(duì)新型溫室、傳統(tǒng)磚墻日光溫室和塑料大棚冬夏季室內(nèi)氣溫進(jìn)行數(shù)值模擬，以期為新型溫室的建造提供理論依據(jù)。
　　在理論可行的前提條件下，將新型溫室建于江蘇省蘇州市常熟市，對(duì)其室內(nèi)外氣候環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在夏季以新型溫室、塑料大棚為研究對(duì)象，在冬季以新型溫室、雙層塑料大棚為研究對(duì)象，基于CFD技術(shù)，把室外氣候參數(shù)作為可變邊界條件，對(duì)新型溫室內(nèi)氣溫、風(fēng)速場(chǎng)進(jìn)行模擬研究和試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)比研究晴天、云天和雨天三種天氣情況下新型溫室的夏季通風(fēng)

4、降溫效果和冬季保溫效果。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1.溫室建造前應(yīng)用CFD進(jìn)行新型溫室、傳統(tǒng)日光溫室和塑料大棚的數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn):冬季，新型溫室與傳統(tǒng)日光溫室保溫效果相差不大，但相較于塑料大棚，其夜間室內(nèi)溫度更高，能更好地進(jìn)行作物越冬栽培;夏季，新型溫室通風(fēng)效果比塑料大棚好，根據(jù)模擬結(jié)果，新型溫室在蘇南地區(qū)的建造具有可行性。
　　2.夏季在晴天、云天乖雨天三種天氣情況下，新型溫室和塑料大棚的比較結(jié)果為:晴天和云天條

5、件下，新型溫室與塑料大棚在夜間的溫度差異不明顯，日出后，兩者差異逐漸增大，均表現(xiàn)為新型溫室低于塑料大棚，晴天兩者之間最大差值為7.1℃，全天平均差值2.3℃，而云天最大差值為4.8℃，平均差值為1.9℃，云天的差值不及晴天明顯，而在雨天，兩者之間的差異不明顯。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果:新型溫室拆除后墻纖維板，僅覆蓋防蟲網(wǎng)進(jìn)行作物越夏栽培，在蘇南地區(qū)是可行的。
　　3.冬季在晴天、云天和雨天三種天氣情況下，新型溫室和雙層塑料大棚的比較結(jié)果為:晴