下挖式日光溫室土墻溫度和熱流變化的研究.pdf

1、近年來，為增加日光溫室的保溫性能，出現(xiàn)了下挖式厚土墻日光溫室，并在我國北方地區(qū)快速推廣使用。但是，由于缺乏理論指導(dǎo)，該類型溫室普遍存在墻體厚度過大、耕作層土壤破壞較大、土地利用率不高的問題，需通過系統(tǒng)研究，明確土墻合理的建造參數(shù)，為生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。
　　 為此，本研究于2011年12月～2012年3月，在山東省壽光市選取具有代表性的下挖式日光溫室為研究對象，對土質(zhì)后墻不同厚度層的溫度和熱流、墻體內(nèi)側(cè)不同高度處溫度、溫室內(nèi)土壤不

2、同深度溫度和熱流及室內(nèi)外氣溫和太陽輻射進(jìn)行了連續(xù)觀測，分析了墻體不同厚度層溫度和熱流的變化以及與室內(nèi)外氣溫和太陽輻射的關(guān)系、墻體內(nèi)側(cè)不同高度處溫度的變化，在此基礎(chǔ)上比較分析了溫室內(nèi)墻體和土壤溫度與熱流的變化。主要結(jié)果如下:
　　 (1)明確了冬季土墻溫度和熱流的變化
　　 冬季，墻體各層溫度呈先降低再升高的趨勢，與室內(nèi)外氣溫的季節(jié)變化趨勢一致。沿墻體的厚度方向，墻體溫度總體上由內(nèi)側(cè)表面到外側(cè)表面呈不斷降低的趨勢。墻體內(nèi)側(cè)

3、表面、外側(cè)覆蓋層表面溫度和熱流的變化幅度大，分別與室內(nèi)外氣溫的變化趨勢相同，墻體溫度、熱流的變化幅度從淺層到深層依次減小，墻體內(nèi)側(cè)溫度、熱流變化幅度較大的層次多于外側(cè)。連陰天條件下，墻體內(nèi)側(cè)各層溫度都有不同程度的下降，向室內(nèi)放熱的層次不斷加深，而墻體外側(cè)各層次以向室外放熱為主。
　　 (2)摸清了土墻溫度和熱流與室內(nèi)外氣溫和太陽輻射的關(guān)系
　　 墻體內(nèi)外側(cè)表層的溫度與氣溫和太陽輻射具有極顯著的正相關(guān)，且與氣溫的相關(guān)性高于

4、與太陽輻射的相關(guān)性，墻體溫度受氣溫的影響高于受太陽輻射的影響。墻體內(nèi)各層次與氣溫和太陽輻射沒有直接相關(guān)性，墻體內(nèi)側(cè)或外側(cè)各層次之間具有較高的相關(guān)性，相鄰兩層間溫度的相關(guān)性最高，隨距離增加兩層間相關(guān)性減小。
　　 墻體內(nèi)側(cè)表層的熱流與氣溫和太陽輻射呈極顯著的正相關(guān)，且與太陽輻射的相關(guān)性高于與氣溫的相關(guān)性，墻體內(nèi)側(cè)熱流受室內(nèi)太陽輻射的影響大；而覆蓋層外表面、墻體外表面與室外氣溫和太陽輻射呈顯著的負(fù)相關(guān)，且與氣溫的相關(guān)性高于與太陽輻射

5、的相關(guān)性，墻體外側(cè)熱流受室外氣溫的影響大。除表層外，墻體內(nèi)外側(cè)各層熱流與太陽輻射沒有直接相關(guān)性。
　　 墻體內(nèi)側(cè)表面至深度0.4 m的熱流與氣溫的相關(guān)性隨深度增加而減小，其余墻體內(nèi)各層次熱流與氣溫沒有直接相關(guān)性，表明氣溫和太陽輻射對墻體熱流的影響主要在墻體表層。墻體內(nèi)側(cè)或外側(cè)除表層外各層次之間的熱流具有較高的相關(guān)性，且相鄰兩層之間的相關(guān)性最高，隨兩層間距離的增大相關(guān)性減小。
　　 (3)明確了墻體內(nèi)側(cè)不同高度處溫度的變化

6、
　　 冬季，墻體內(nèi)側(cè)不同高度處的溫度呈先降低再升高的趨勢，與室內(nèi)氣溫的季節(jié)變化趨勢一致。不同高度處，墻體溫度總體上從表面到深層均呈不斷降低的趨勢，不同高度處表面的溫度都高于室內(nèi)氣溫，墻體各部分對維持室內(nèi)氣溫都具有重要作用。
　　 同一深度處，隨高度增加，墻體溫度呈不斷降低趨勢，有熱流不斷從墻體下部向上部傳遞。在1月連陰天條件下，墻體上部向室內(nèi)傳熱的層次達(dá)到0.6 m，而中、下部向室內(nèi)傳熱的層次達(dá)到1.0 m，墻體中下部

7、對室內(nèi)氣溫的貢獻(xiàn)大于上部。
　　 (4)比較了溫室內(nèi)墻體和土壤不同深度溫度與熱流的變化
　　 冬季，溫室內(nèi)墻體和土壤溫度均呈先降低再升高的趨勢，與室內(nèi)氣溫的變化趨勢相同。墻體和土壤表面溫度變化幅度大，晴天時兩表面溫差較大、陰天較小。隨深度的增加，墻體和土壤溫度的變化幅度均不斷減小，且相同深度處墻體溫度的變化幅度高于土壤。
　　 墻體和土壤表面的熱流變化幅度大，隨深度增加，熱流的變化幅度均減小，且相同深度處墻體的熱

8、流變化幅度大于土壤。晴天墻體和土壤熱流的變化幅度明顯大于陰天，且晴天吸熱時間比陰天長；墻體和土壤表面熱流晴天時相差較大，陰天時相差較小。不論墻體或土壤，晴天時向室內(nèi)放熱的層次主要是深度0.2 m，陰天時向室內(nèi)放熱的層次為深度0.2～0.4 m。
　　 不論晴天或陰天，墻體單位面積的吸放熱量均大于土壤的吸放熱量，土壤的吸放熱總量總體上大于墻體的吸放熱總量。墻體和土壤單位面積的吸熱量與太陽輻射累積量具有顯著的相關(guān)性，墻體和土壤的放熱