溫室環(huán)境因素環(huán)境調(diào)控技術(shù)

土壤溫度溫度加溫、保溫、可再生能源利用空氣溫度空氣濕度通風(fēng)、降溫

CO2環(huán)境---------------CO2施肥光照---------------光照調(diào)控根圈環(huán)境(水份、養(yǎng)分)---------灌溉與施肥溫室環(huán)境因素環(huán)境調(diào)14.1溫室光照環(huán)境及其調(diào)控1.光照環(huán)境的要素2.溫室光照環(huán)境特征3.光照環(huán)境調(diào)控方式4.人工光源4.1溫室光照環(huán)境及其調(diào)控21.光照環(huán)境的要素光質(zhì)（光色）各波長光的能量分布（考慮不同波長光對植物的不同作用）光照強(qiáng)度與光照量光照的強(qiáng)弱及累積量、分布均勻性（滿足植物光合作用的需要）光照周期明期、暗期的長短和交替周期規(guī)律（考慮植物的光周期作用）1.光照環(huán)境的要素光質(zhì)（光色）3太陽輻射光譜波長（nm）05001500100020003000250025002000150010005000輻射能（W/m2.mm）地面大氣層外緣6000K黑體輻射可見光紅外線紫外線38076048.38.7%43.0%植物光合有效輻射(生理輻射)300～780nm——對植物生理產(chǎn)生作用的光輻射波長范圍400～720nm——產(chǎn)生植物光合作用的光輻射波長范圍，一般在400～700nm的范圍計(jì)量⑴光質(zhì)（光色）太陽輻射光譜波長（nm）0500150010002000304⑵光照的強(qiáng)度及度量①光照度根據(jù)人的視覺光譜光效應(yīng)確定的單位面積光通量。（555nm黃綠光感覺量為1。）單位：lx（勒克斯）②光合有效輻射照度（PAR）單位時(shí)間、單位面積上照射的光合有效輻射能量。單位：W/m2③光合有效光量子流密度（PPFD或PPF）單位時(shí)間、單位面積上照射的光合有效輻射光量子數(shù)。單位：mmol/m2.s④太陽總輻射照度單位：W/m2說明：光合成有效輻射

——400～700nm波長范圍內(nèi)的光輻射

mol（摩爾）

——物質(zhì)的數(shù)量單位，1mol=6.02257×10231mol=1000000mmol光照度光合有效輻射照度光合有效光量子流密度⑵光照的強(qiáng)度及度量①光照度根據(jù)人的視覺光譜光效應(yīng)確定的5各種光照度量單位的相互關(guān)系

光照度、輻射照度、光量子流密度等與光譜能量分布密切相關(guān)，幾者之間無固定的比例關(guān)系。

只有在確定的光譜能量分布情況下，才有明確的相關(guān)關(guān)系。一般天氣自然（太陽）光照情況下幾種光照度量單位的近似換算關(guān)系

光合有效輻射照度W/m2光合有效光量子流密度mmol/m2.s對應(yīng)的太陽總輻射照度W/m2光照度1klx≈4.2(4)16.8(18)10

klx數(shù)×4≈W/m2W/m2×4≈mmol/m2.s

各種光照度量單位的相互關(guān)系一般天氣自然（太陽）光照情況下幾種6室外日光溫室內(nèi)連棟溫室內(nèi)多數(shù)陽性植物最低要求光照度(lx)30000～5000015000～3500012000～2500020000PAR(W/m2)120～21060～14050～10080PPFD(mmol/m2·s)500～840250～580200～400300北京地區(qū)冬季晴天正午時(shí)刻的溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度

光源PAR/照度W·m-2/klxPPFD/照度mmol·m-2·s-1/klxPPFD/PARmmol·m-2·s-1/W·m-2熒光燈2.7312.54.59金屬鹵化燈3.1314.44.59高壓鈉燈2.8145白熾燈3.9619.95.02藍(lán)色LED38.51453.76紅色LED24.01325.52日光（對照）4.216.84幾種光源的光照強(qiáng)度單位近似換算關(guān)系

室外日光溫室內(nèi)連棟溫室內(nèi)多數(shù)陽性植物最低要求光照度(7⑶植物的光周期現(xiàn)象

在植物的光周期反應(yīng)中，光作為植物生長發(fā)育的控制信息發(fā)揮作用，連續(xù)光照時(shí)間與光質(zhì)是決定其作用的重要因素，能量大小是次要因素，照度僅數(shù)十lx即可發(fā)揮作用。長日照植物每天12小時(shí)以上光照促進(jìn)生長發(fā)育（大多數(shù)葉菜、豌豆、蔥、蒜、荷花、唐菖蒲等）短日照植物每天光照少于12～14小時(shí)才能正常生長發(fā)育（茼蒿、扁豆、豇豆、秋菊、一品紅、牽?；ǖ龋┲泄庑灾参飳庹諘r(shí)數(shù)無嚴(yán)格要求，一般每天8～16h均可（黃瓜、番茄、辣椒、四季豆、月季、香石竹、天竺葵等）

⑶植物的光周期現(xiàn)象82.溫室光照環(huán)境特征透光量減小（覆蓋材料、骨架材料）透光分布不均勻（骨架陰影）光質(zhì)有變化（覆蓋材料的分光透過性）2.溫室光照環(huán)境特征9普通玻璃和熱反射玻璃（玻璃-膜-玻璃）的透光率普通玻璃和熱反射玻璃（玻璃-膜-玻璃）的透光率10硬質(zhì)板的透光率硬質(zhì)板的透光率11軟質(zhì)塑料膜的透光率軟質(zhì)塑料膜的透光率12

老化和塵垢對塑料膜透光率的影響老化和塵垢對塑料膜透光率的影響13直射光透過率的季節(jié)變化直射光透過率的季節(jié)變化14四連棟溫室全天直射光透過率的分布四連棟溫室全天直射光透過率的分布153.滿足溫室光照環(huán)境要求的調(diào)控工程手段

開發(fā)和選用合適的溫室覆蓋材料溫室建設(shè)方面，采用合理的方位與溫室結(jié)構(gòu)人工調(diào)控光強(qiáng)與光量調(diào)控——

遮光調(diào)節(jié)（適當(dāng)減弱光強(qiáng)）光合補(bǔ)光（強(qiáng)光補(bǔ)充）光周期調(diào)控——

遮光調(diào)節(jié)（嚴(yán)密遮光）延長暗期（低于10Lx）補(bǔ)光調(diào)節(jié)（50Lx以上弱光即可）延長光照時(shí)間（整夜連續(xù)補(bǔ)光、早晚延長補(bǔ)光和夜間間斷補(bǔ)光）

光質(zhì)調(diào)控——采用滿足要求的具有特定光譜分布的人工光源補(bǔ)光采用滿足要求的具有特定光譜透過率的覆蓋材料3.滿足溫室光照環(huán)境要求的調(diào)控工程手段164.人工光源⑴對人工光源主要的要求光譜性能：富含400～500nm藍(lán)紫光和600～700nm橙紅光并有適當(dāng)?shù)慕M成比例，以及滿足其他特定的光譜要求效率：發(fā)出的光合有效輻射量與消耗功率之比其他：使用壽命、價(jià)格等⑵人工光源的種類熱輻射光源：白熾燈、鹵鎢燈鎢絲中通過電流產(chǎn)生高溫（2400～3000℃）發(fā)光氣體放電光源：熒光燈、高壓水銀熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈物質(zhì)原子受電子激發(fā)產(chǎn)生光輻射。半導(dǎo)體光源：LED（發(fā)光二極管）4.人工光源17鹵鎢燈壽命、發(fā)光的功率提高，光色有所改善，發(fā)光效率也有所提高。⑶幾種人工光源熱輻射光源：白熾燈結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，光照強(qiáng)度易于調(diào)節(jié)；

輻射光譜主要在紅外范圍，可見光所占比例很小，發(fā)光效率低，且紅光偏多，藍(lán)光偏少；

壽命短（1000小時(shí)）。

不宜用作光合補(bǔ)光的光源

但可作光周期補(bǔ)光的光源鹵鎢燈⑶幾種人工光源18氣體放電光源：熒光燈

光譜性能好，發(fā)光效率較高，壽命長。

功率小，滿足一定光照強(qiáng)度所需燈具多，對自然光遮光大。目前在園藝設(shè)施補(bǔ)光中使用較多，尤其是用于無遮擋自然光問題產(chǎn)生的組培室中的人工光照。高壓水銀熒光燈易達(dá)到較高功率，壽命較長，但光色較差，發(fā)光效率略低于熒光燈，使用較少。金屬鹵化物燈

發(fā)光效率較高，功率大；

光色好（可改變金屬鹵化物組成滿足不同需要）；

壽命較高（數(shù)千小時(shí)）。使用較多氣體放電光源：19高壓鈉燈

發(fā)光效率高，功率大；

光譜分布范圍較窄，黃橙光為主；

壽命高（12000～20000小時(shí)）。目前在園藝設(shè)施補(bǔ)光中使用較多。

低壓鈉燈

發(fā)光效率很高，功率大；

光色為單一的589nm黃色光；

壽命高（平均壽命18000小時(shí)）。光色單一，很少單獨(dú)使用，但可與其他光源配合使用。高壓鈉燈20發(fā)光二極管（LED）單色性，波譜域?qū)拑H±20nm左右；沒有中、長波紅外輻射（對光合作用無效）的能量浪費(fèi)，發(fā)熱少，可實(shí)現(xiàn)近距離補(bǔ)光（提高光利用效率）；輻射效率和光量子效率極高；具有多種光色器件，可按需要組合不同單色（如紅＋藍(lán)）的LED滿足植物光合作用對光譜的需要；單體尺寸小，便于組合和使設(shè)備小型化；使用壽命長（5萬小時(shí)以上）；價(jià)格高，尤其是藍(lán)色LED目前價(jià)格較貴。發(fā)光二極管（LED）單體尺寸小，便于組合和使設(shè)備小型化；21LED人工光源LED人工光源22人工光源的應(yīng)用例人工光源的應(yīng)用例234.2溫度環(huán)境及其調(diào)控一、采暖二、通風(fēng)三、降溫傳熱原理4.2溫度環(huán)境及其調(diào)控24一、溫室采暖1.采暖系統(tǒng)的類型⑴采暖的能源燃煤

燃油天然氣電能太陽能地?zé)崮堍撇膳绞?/p>

根據(jù)采暖范圍分類全面采暖局部采暖根據(jù)采暖設(shè)備分類 ①熱水采暖 ②蒸汽采暖 ③熱風(fēng)采暖 ④電熱采暖 ⑤輻射采暖 ⑥火爐采暖一、溫室采暖252.溫室的熱平衡分析⑴采暖熱負(fù)荷及其確定方法原理

采暖熱負(fù)荷

在室外氣溫to下，為維持要求的設(shè)施內(nèi)氣溫ti，采暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)向溫室內(nèi)提供的熱量。

確定采暖熱負(fù)荷的方法

統(tǒng)計(jì)溫室的所有熱量收支（得熱、失熱），根據(jù)能量平衡的原理，由熱平衡方程式計(jì)算。熱負(fù)荷=∑失熱－∑得熱2.溫室的熱平衡分析26⑵溫室的熱平衡分析溫室內(nèi)的熱量來源白晝：室內(nèi)外水平面太陽輻射熱量（北緯30°～45°地區(qū)、晴好天氣、正午時(shí)刻）太陽輻射室內(nèi)水平面冬季150～400W/m2夏季300～600W/m2室外水平面冬季350～650W/m2夏季900～1000W/m2⑵溫室的熱平衡分析太陽輻射室內(nèi)水平面室外水平面27夜間：采暖系統(tǒng)加溫?zé)崃?/p>

100～300W/m2日光溫室加溫溫室不加溫溫室墻面放熱量

30～50W/m2地面放熱量

20～30W/m2地面放熱量

20～30W/m2夜間：采暖系統(tǒng)日光溫室加溫溫室不加溫溫室墻面放熱量地面放熱量28溫室的熱量收支地中傳熱Qf通風(fēng)Qvs長波輻射3～80mm對流太陽輻射0.2～3mm吸收反射室內(nèi)反射蒸騰蒸發(fā)Qvl加溫?zé)崃縌h覆蓋層傳熱Qw太陽熱Qs設(shè)備發(fā)熱Qm光合Qp呼吸Qr溫室的熱平衡方程(Qs+Qm+Qh+Qr)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl+Qp)=0≈0≈0≈0溫室的地中傳熱Qf通風(fēng)Qvs長波輻射對流太陽輻射吸收反射室內(nèi)29溫室的熱平衡方程

(Qs+Qh)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl)=0采暖熱負(fù)荷

Qh=(Qw+Qf+Qvs+Qvl)－

Qs冬季夜間采暖熱負(fù)荷

Qh=Qw+Qf+Qvs冬季夜間加溫溫室中的熱量平衡

對流30

地中傳熱Qf10

冷風(fēng)滲透Qvs10長波輻射35

對流45

長波輻射50

加溫?zé)崃縌h100覆蓋層傳熱Qw溫室的熱平衡方程(Qs+Qh)－(Qw+Qf+Qvs303.溫室采暖熱負(fù)荷的計(jì)算⑴通過溫室圍護(hù)覆蓋材料的傳熱量式中 ti——室內(nèi)氣溫，℃；

to——室外氣溫，℃；

Agj——溫室覆蓋層各部分面積，m2；

Kj

——各覆蓋層的傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)。主要參照《溫室加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》JB/T10297-20013.溫室采暖熱負(fù)荷的計(jì)算⑴通過溫室圍護(hù)覆蓋材料的傳熱量31非透明平壁的傳熱透明平壁的傳熱輻射輻射對流對流導(dǎo)熱輻射對流導(dǎo)熱輻射輻射對流關(guān)于傳熱系數(shù)K非透明平壁的傳熱透明32非透明平壁的傳熱系數(shù)：式中ai—內(nèi)表面換熱系數(shù)，一般8.7W/(m2·℃)；

ao—外表面換熱系數(shù)，一般23.0W/(m2·℃)；

dj

—

材料的厚度，m；

lj—

材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)

。非透明平壁的傳熱阻：非透明平壁的傳熱系數(shù)：式中ai—內(nèi)表面換熱系數(shù)，一般33覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?℃)覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?℃)單層玻璃6.4單層聚乙烯(PE)薄膜6.8雙層玻璃4.0單層聚乙烯(PE)保溫膜6.6單層聚碳酸酯(PC)板6.3雙層聚乙烯(PE)薄膜4.46mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板4.2單層聚氯乙烯(PVC)薄膜6.68mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板4.0單層聚氯乙烯(PVC)保溫膜6.510mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板3.6雙層聚氯乙烯(PVC)薄膜4.216mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板3.3單層乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜6.710mm聚碳酸酯(PC)三層中空板3.3雙層乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜4.316mm聚碳酸酯(PC)三層中空板2.9單層乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜6.6單層玻璃纖維增強(qiáng)聚酯(FRP)板6.3雙層乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜4.2單層玻璃纖維增強(qiáng)丙烯(FRA)板6.3雙層充氣聚乙烯(PE)膜4.3單層丙烯樹脂(有機(jī)玻璃MMA)板6.3雙層充氣聚氯乙烯(PVC)膜4.1單層聚酯(PET)片材6.3雙層充氣乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜4.2單層乙烯-四氟乙烯(ETFE)片材6.3雙層充氣乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜4.1透明材料主圍護(hù)覆蓋層單獨(dú)使用時(shí)的傳熱系數(shù)

覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?℃)覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?34保溫覆蓋材料熱節(jié)省率a/（%）保溫覆蓋材料熱節(jié)省率a/（%）聚乙烯(PE)薄膜32綴鋁膜（25%鋁膜，75%透明膜）34聚氯乙烯(PVC)薄膜35綴鋁膜（33%鋁膜，67%透明膜）36乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜34綴鋁膜（50%鋁膜，50%透明膜）39乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜35綴鋁膜（67%鋁膜，33%透明膜）42無紡布25綴鋁膜（75%鋁膜，25%透明膜）44混鋁薄膜40綴鋁膜（100%鋁膜）47鍍鋁薄膜50綴鋁膜（50%鋁膜，50%無膜）15草簾70綴鋁膜（67%鋁膜，33%無膜）20復(fù)合材料保溫被65綴鋁膜（75%鋁膜，25%無膜）22附加保溫覆蓋的熱節(jié)省率

K’—主圍護(hù)覆蓋層單獨(dú)使用時(shí)的傳熱系數(shù)，W/(m2?℃)；—采用附加保溫覆蓋時(shí)的熱節(jié)省率，無附加保溫覆蓋時(shí)為0。采用二層附加保溫覆蓋時(shí)，熱節(jié)省率=0.85(1+2)-0.712保溫覆蓋材料熱節(jié)省率保溫覆蓋材料熱節(jié)省率聚乙烯(PE)薄膜335

10m

10m

Ksj=0.24

Ksj=0.12

Ksj=0.06

⑵地中傳熱量式中

ti、to——室內(nèi)與室外氣溫，℃；

Asj—溫室地面各分區(qū)面積，m2；

Ksj—地面各分區(qū)傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)。10m10mKsj=0.24Ksj=0.1236⑶溫室通風(fēng)或冷風(fēng)滲透耗熱量式中

ti、to——室內(nèi)與室外氣溫，℃；

cp——空氣定壓質(zhì)量比熱容，1030J/(kg·℃)；

ra——空氣密度，1.2kg/m3，

或353/(ti+273)；

L——通風(fēng)量或冷風(fēng)滲透量，m3/s。冬季夜間密閉管理時(shí)：式中n——溫室的換氣次數(shù)，0.5～4次/h；

V——溫室的內(nèi)部容積，m3。⑶溫室通風(fēng)或冷風(fēng)滲透耗熱量冬季夜間密閉管理時(shí)：37冬季夜間溫室采暖熱負(fù)荷的簡化計(jì)算式式中 Ag——溫室全覆蓋表面積，m2；

As——溫室地面面積，m2；

U——經(jīng)驗(yàn)熱負(fù)荷系數(shù)，W/(m2·℃)，玻璃覆蓋為6.4，聚乙烯薄膜覆蓋為7.3；

a——保溫覆蓋熱節(jié)省率；

b——保溫比(=As/Ag)，0.5～0.8，

As越大時(shí)b越大。冬季夜間溫室采暖熱負(fù)荷的簡化計(jì)算式38系統(tǒng)組成：熱水鍋爐→輸送管道→散熱設(shè)備及附屬設(shè)備特點(diǎn)：水熱容量大，熱穩(wěn)定性好，室內(nèi)溫度波動(dòng)小，停機(jī)后保溫性強(qiáng)；配置復(fù)雜、設(shè)備費(fèi)用高；預(yù)熱時(shí)間長適用范圍：大型溫室、有較長期和大量供熱需求的溫室圓翼型散熱器（鑄鐵、鋼）散熱量一般300～700W/m4.熱水采暖系統(tǒng)的設(shè)備系統(tǒng)組成：熱水鍋爐→輸送管道→散熱設(shè)備及附屬設(shè)備4.熱水39園藝設(shè)施的環(huán)境特征及其調(diào)節(jié)控制課件405.熱風(fēng)采暖設(shè)備（熱風(fēng)爐或暖風(fēng)機(jī)）熱源：燃煤、燃油、燃?xì)?、電能、熱水、蒸汽特點(diǎn)：供熱系統(tǒng)簡單，配置安裝靈活、簡便，設(shè)備費(fèi)用較低；系統(tǒng)預(yù)熱時(shí)間短，升溫快；溫度穩(wěn)定性差，停機(jī)后溫度降低快。適用范圍：小型溫室或供熱需求較小的溫室，或用于大型溫室輔助加溫，尤其適用于短期臨時(shí)加溫?zé)犸L(fēng)溫度：30℃～60℃送風(fēng)量：每m2溫室面積送風(fēng)量27～36m3/h5.熱風(fēng)采暖設(shè)備（熱風(fēng)爐或暖風(fēng)機(jī)）41園藝設(shè)施的環(huán)境特征及其調(diào)節(jié)控制課件42園藝設(shè)施的環(huán)境特征及其調(diào)節(jié)控制課件436.土壤加溫設(shè)備電加熱線及地中熱水管道加溫6.土壤加溫設(shè)備44各氣候區(qū)連棟溫室加溫期及年耗煤量北ⅠA北ⅠB北ⅠB北ⅡA北ⅡC北ⅡB北ⅢA北ⅢB北ⅣA北ⅣB南ⅠA南ⅠB南ⅡB南Ⅲ區(qū)南ⅣA南ⅣB南ⅤA南ⅤB南ⅡA南ⅤA174～228天99～168t/畝174～228天99～168t/畝220～262天171～254t/畝210～240天134～180t/畝141～174天59～81t/畝170～197天73～116t/畝151～167天73～93t/畝184～202天97～120t/畝287～365天185～233t/畝97～141天29～51t/畝0～70天0～20t/畝104～124天34～42t/畝135～151天48～63t/畝79～116天21～38t/畝0050～128天13～39t/畝190～365天70～184t/畝北緯40度地區(qū)：溫室加溫能耗

100～250W/m2

燃煤消耗

60～150kg/(m2·年)=40～100t/(畝·年)采暖煤、水電費(fèi)用占生產(chǎn)成本的50%～70%7.溫室采暖的節(jié)能各氣候區(qū)連棟溫室加溫期及年耗煤量北ⅠA北ⅠB北ⅠB北ⅡA45溫室采暖節(jié)能的一些可行的途徑減少地中傳熱量（溫室周邊設(shè)置防寒溝）減少通風(fēng)或冷風(fēng)滲透的熱量損失（加強(qiáng)密閉性）加強(qiáng)溫室圍護(hù)覆蓋的保溫性（保溫覆蓋材料、設(shè)置保溫幕）提高加溫設(shè)備的熱轉(zhuǎn)換和利用效率有效利用新能源（可再生能源：太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等）有效利用工農(nóng)業(yè)廢棄物能源（垃圾、作物秸稈、沼氣）工業(yè)（熱力發(fā)電廠）廢熱利用溫室運(yùn)行中的優(yōu)化管理溫室采暖節(jié)能的一些可行的途徑46二、溫室通風(fēng)1.溫室通風(fēng)換氣的目的①排除多余熱量，抑制高溫

春、夏、秋季，白晝太陽輻射（每平方米數(shù)百W）強(qiáng)烈，室外氣溫較高，溫室在封閉管理時(shí)室內(nèi)氣溫可高于室外20℃以上，甚至可超過50℃。②補(bǔ)充CO2

溫室內(nèi)白晝植物光合作用吸收CO2，室內(nèi)CO2濃度降低至100L/L以下，不能滿足植物光合作用需要。通風(fēng)可引入室外較高CO2濃度（350L/L）空氣。③排除室內(nèi)水汽，降低室內(nèi)空氣濕度

溫室密閉時(shí)相對濕度可達(dá)80%甚至95%以上。二、溫室通風(fēng)472.通風(fēng)的基本原理與形式作用范圍：全面通風(fēng)局部通風(fēng)工作動(dòng)力：自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)⑴自然通風(fēng)

借助溫室內(nèi)外的溫度差產(chǎn)生的“熱壓”或室外自然風(fēng)力產(chǎn)生的“風(fēng)壓”促使空氣流動(dòng)。通風(fēng)系統(tǒng)投資省、不消耗動(dòng)力，使用經(jīng)濟(jì)，應(yīng)優(yōu)先采用。通風(fēng)能力有限，通風(fēng)效果易受周圍地勢和室外氣候條件（風(fēng)向、風(fēng)速、室內(nèi)外溫差）等因素影響。2.通風(fēng)的基本原理與形式48⑵機(jī)械通風(fēng)（強(qiáng)制通風(fēng)、風(fēng)機(jī)通風(fēng)）依靠風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓強(qiáng)制空氣流動(dòng)。通風(fēng)能力強(qiáng)，效果穩(wěn)定?？稍诳諝膺M(jìn)入室內(nèi)前進(jìn)行加溫或降溫處理，便于組織室內(nèi)氣流和風(fēng)量調(diào)控。設(shè)備和維修費(fèi)用相對較大，運(yùn)行需要消耗電能。設(shè)備遮光，運(yùn)行中產(chǎn)生噪音。⑵機(jī)械通風(fēng)（強(qiáng)制通風(fēng)、風(fēng)機(jī)通風(fēng)）49機(jī)械通風(fēng)的基本形式①進(jìn)氣式通風(fēng)系統(tǒng)（正壓通風(fēng)系統(tǒng)）對溫室密閉性要求低。進(jìn)風(fēng)口集中，便于對進(jìn)風(fēng)進(jìn)行加溫、過濾等。溫室內(nèi)的空氣正壓可阻止塵埃和微生物隨空氣從縫隙進(jìn)入污染溫室內(nèi)環(huán)境，溫室內(nèi)衛(wèi)生條件較好。風(fēng)口風(fēng)速較高且吹向植物，室內(nèi)氣流分布不均，不便采用大通風(fēng)量。機(jī)械通風(fēng)的基本形式50②排氣式通風(fēng)系統(tǒng)（負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)）

易于實(shí)現(xiàn)大風(fēng)量通風(fēng)。室內(nèi)氣流分布均勻。便于在進(jìn)風(fēng)口安裝濕墊等降溫設(shè)備。要求溫室有較好的密閉性。與外界的衛(wèi)生隔離較差。②排氣式通風(fēng)系統(tǒng)（負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)）513.風(fēng)機(jī)的類型與性能①離心式風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)方向和氣流流向不具逆轉(zhuǎn)性；比轉(zhuǎn)數(shù)較小，風(fēng)壓大而空氣流量相對較小；工作靜壓1000Pa～3000Pa，或更高；適用于較長管路送風(fēng)，或氣流需經(jīng)過加熱或冷卻設(shè)備等通風(fēng)阻力較高的情況。3.風(fēng)機(jī)的類型與性能52②軸流式風(fēng)機(jī)

葉輪旋轉(zhuǎn)方向和氣流流向具可逆轉(zhuǎn)性；比轉(zhuǎn)數(shù)較高，流量大，風(fēng)壓低（適合大部分溫室使用要求）；②軸流式風(fēng)機(jī)53

風(fēng)壓一般在數(shù)百Pa以下，（農(nóng)用低壓大流量風(fēng)機(jī)一般50Pa以下）；耗能少、效率較高，安裝和維護(hù)簡單；最佳工作范圍較窄，風(fēng)量不便調(diào)節(jié)。（一般不采用設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門調(diào)節(jié)阻力大小的方法調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)的流量，需調(diào)節(jié)時(shí)，可采用改變轉(zhuǎn)速的方法，或采用數(shù)臺風(fēng)機(jī)，通過改變運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)量的方法改變總的通風(fēng)量。）適用于不采用空氣處理設(shè)備和不經(jīng)過管道輸送、風(fēng)機(jī)直接連通設(shè)施內(nèi)外空間的大多數(shù)進(jìn)氣通風(fēng)與排氣通風(fēng)系統(tǒng)。

園藝設(shè)施的環(huán)境特征及其調(diào)節(jié)控制課件54農(nóng)用低壓大流量軸流風(fēng)機(jī)系列產(chǎn)品規(guī)格與性能

流量和風(fēng)壓大小與葉輪直徑、葉片傾斜角度等結(jié)構(gòu)參數(shù)以及葉輪轉(zhuǎn)速有關(guān)葉輪直徑范圍為560～1400mm；適用工作靜壓：約10～50Pa；風(fēng)量約達(dá)8000～55000m3/h（單位功率通風(fēng)量35～60(m3/h)/W）；噪聲約在70dB以下。園藝設(shè)施的環(huán)境特征及其調(diào)節(jié)控制課件55園藝設(shè)施的環(huán)境特征及其調(diào)節(jié)控制課件56農(nóng)用低壓大流量軸流風(fēng)機(jī)系列產(chǎn)品性能風(fēng)機(jī)型號葉輪直徑/mm葉輪轉(zhuǎn)速/r·min-1靜壓/Pa電機(jī)功率/kW0122532384555風(fēng)量/m3·h-19FJ5.65609301050010200970093009000870081000.259FJ6.060093012000114901115010810104701013096400.379FJ7.1710635138001330013000127801260012400118000.379FJ9.0900440201001900018000173001670016000151000.559FJ10.01000475260002480023270224202157020720192000.559FJ12.51250320330003150030500285002700025000210000.759FJ14.01400340570005547053770527505140050040455001.5農(nóng)用低壓大流量軸流風(fēng)機(jī)系列產(chǎn)品性能風(fēng)機(jī)葉輪葉輪靜壓/P574.通風(fēng)量的概念與通風(fēng)設(shè)計(jì)的原則①《溫室通風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》NY/T1451-2007（主要依據(jù)的規(guī)范）②《溫室通風(fēng)降溫設(shè)計(jì)》GB/T18621-2002（次要參考）必要通風(fēng)量

——根據(jù)控制溫室內(nèi)氣溫、濕度和調(diào)控溫室內(nèi)的空氣成份等方面的需要確定的通風(fēng)量。設(shè)計(jì)通風(fēng)量

——溫室的通風(fēng)系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)交換的室內(nèi)外空氣體積（溫室的設(shè)計(jì)通風(fēng)能力）。通風(fēng)設(shè)計(jì)的原則設(shè)計(jì)通風(fēng)量≥必要通風(fēng)量4.通風(fēng)量的概念與通風(fēng)設(shè)計(jì)的原則585.溫室的必要通風(fēng)量L式中As——溫室地面面積，m2；L0——必要通風(fēng)率，m3/(m2·s)⑴排除多余熱量，控制室溫的必要通風(fēng)率

式中S—室外水平面太陽輻射照度，W/m2；a—溫室受熱面積修正系數(shù)，1.0～1.3；r—室內(nèi)日照反射率，0.1；—屋面日光透過率，無遮陽0.6～0.7，有遮陽網(wǎng)0.2～0.4；a—空氣密度，1.2kg/m3；e—水分蒸發(fā)蒸騰消耗熱量的比例，0.5~0.7；cp—空氣比熱容，1030J/(kg·℃)；t1，t2—進(jìn)入與排出溫室的空氣溫度，℃；ti，to—室內(nèi)與室外氣溫，℃；W—溫室散熱比，1.2～1.5（連棟溫室）或1.7～2.0（單棟溫室）；K—溫室覆蓋層平均傳熱系數(shù)，W/(m2·

℃)。5.溫室的必要通風(fēng)量L59

夏季高溫時(shí)節(jié)，通風(fēng)率L0達(dá)到0.08m3/(m2·s)以上時(shí)，再繼續(xù)增大通風(fēng)量，降溫的效果幾乎不再增加。室內(nèi)氣溫將維持在比室外高1～2℃的水平。如希望獲得更低的室內(nèi)氣溫，再增大通風(fēng)量是不能達(dá)到目的的，反而使通風(fēng)能耗不必要地增加。這時(shí)應(yīng)考慮采取其他降溫措施。因此，通風(fēng)率L0應(yīng)控制在0.08m3/(m2·s)以下為宜。夏季高溫時(shí)節(jié)，通風(fēng)率L0達(dá)到0.08m3/(m2·s60⑵補(bǔ)充CO2的必要通風(fēng)率（一般為0.01～0.05m3/(m2·s)）式中Co —室外空氣CO2濃度，一般約0.6g/m3；Ci—設(shè)定的室內(nèi)空氣CO2濃度，一般0.5g/m3；fc—植物葉面積指數(shù)，一般為2～5；As

—溫室面積，m2；Ap

—作物栽培面積，m2；P—單位植物葉面積對CO2的平均吸收強(qiáng)度，一般約為0.58×10-3g/(m2·s)；Ps—單位溫室面積的土壤CO2呼出強(qiáng)度，g/(m2·s)，Ps=

Ps03t/10g/(m2·s)；Ps0

—土壤0℃時(shí)的CO2釋放量，一般肥沃土壤約為0.01×10-3g/(m2·s)；t—土壤溫度，℃。⑵補(bǔ)充CO2的必要通風(fēng)率（一般為0.01～0.05m3/(m61⑶排除水汽，降低室內(nèi)空氣濕度的必要通風(fēng)率一般為0.01～0.05m3/(m2·s)白晝：夜間：式中S

—

室外水平面太陽總輻射照度，W/m2；a

—

溫室受熱面積修正系數(shù)，1.0～1.3；e—水分蒸發(fā)蒸騰消耗熱量的比例，0.5～0.7；r—

室內(nèi)日照反射率，0.1；

—

屋面日光透過率，無遮陽時(shí)0.6～0.7，有遮陽網(wǎng)時(shí)0.2～0.4；r—水的蒸發(fā)潛熱，2442kJ/kg；Wi，Wo—室內(nèi)、室外空氣的含濕量，g/kg(a)；ra—室內(nèi)空氣的密度，kg/m3；Kd—蒸騰蒸發(fā)系數(shù)，夜間時(shí)為(10～15)×10-6g/(m2·s·Pa)；pws—室內(nèi)氣溫下的飽和水蒸汽壓力，Pa；pw—室內(nèi)空氣的水蒸汽分壓力，Pa。⑶排除水汽，降低室內(nèi)空氣濕度的必要通風(fēng)率626.溫室的設(shè)計(jì)通風(fēng)量⑴熱壓作用時(shí)的自然通風(fēng)量常見簡單情況的計(jì)算方法（全部通風(fēng)窗口布置在二個(gè)高度上，且進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)口的流量系數(shù)分別相同）式中

Aa，Ab—下部與上部通風(fēng)窗面積，m2ma，mb—下部與上部通風(fēng)窗流量系數(shù)，0.2~0.65h—二通風(fēng)窗中心相距高度，mTi，To—室內(nèi)、外空氣溫度，Kg—重力加速度，9.81m/s2TiToAbmb

Aamah6.溫室的設(shè)計(jì)通風(fēng)量TiToAbmbAamah63式中vo—室外風(fēng)速，m/s；C—風(fēng)壓系數(shù)，與建筑物外形及具體部位、風(fēng)向有關(guān)，一般迎風(fēng)面0.8，背風(fēng)面-0.5。Abmb

Aama

vo

Ca

Cb⑵風(fēng)壓作用時(shí)的自然通風(fēng)量常見簡單情況的計(jì)算方法所有進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)壓系數(shù)和流量系數(shù)均相同，分別為Ca,ma，所有排風(fēng)口的風(fēng)壓系數(shù)和流量系數(shù)均相同，分別為Cb,mb，式中vo—室外風(fēng)速，m/s；C—風(fēng)壓系數(shù)，與建筑64風(fēng)壓作用自然通風(fēng)量的簡化算法式中：vo—室外風(fēng)速，m/s

A—迎風(fēng)面或背風(fēng)面通風(fēng)口面積總和，m2E—風(fēng)壓通風(fēng)有效系數(shù)，風(fēng)向垂直于墻面時(shí)，E=0.5～0.6

風(fēng)向傾斜時(shí)，E=0.25～0.35⑶機(jī)械通風(fēng)時(shí)的設(shè)計(jì)通風(fēng)量

根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)阻力、風(fēng)機(jī)性能與數(shù)量確定。（略）風(fēng)壓作用自然通風(fēng)量的簡化算法65三、溫室降溫

僅依靠通風(fēng)、空氣無降溫處理時(shí)溫室控溫能力控溫最大限度:室外氣溫＋1～2℃

我國絕大部分地區(qū)，夏季室外氣溫較長時(shí)期高于30℃，且太陽輻射強(qiáng)烈，單純依靠通風(fēng)，要將溫室內(nèi)氣溫控制在大多數(shù)作物適宜的氣溫上限（30℃）以下是不可能的。必須采取通風(fēng)以外的降溫措施。二個(gè)方面的降溫措施：①對進(jìn)入溫室的空氣進(jìn)行降溫處理②遮陽三、溫室降溫661.人工降溫的方式①機(jī)械制冷（利用壓縮制冷設(shè)備制冷）制冷量大，降溫能力強(qiáng)，不受外界條件限制；制冷的同時(shí)可除濕；設(shè)備投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用高。②冷水降溫（低溫冷水吸收空氣中的熱量）降溫效果取決于冷水溫度，如水溫足夠低，氣溫可降低至濕球溫度以下；冷水溫度在露點(diǎn)溫度以下時(shí)，可除濕；需低溫水源，耗水量大。1.人工降溫的方式67③蒸發(fā)降溫（水在空氣中蒸發(fā)，從空氣中吸收熱量，降低空氣溫度）降溫效果顯著，耗水量小。比較：冷水降溫——冷水溫度12℃，吸熱后升到22℃，溫升10℃，消耗每kg冷水所吸收的熱量為41.8kJ

蒸發(fā)降溫——每kg水蒸發(fā)所能吸收的熱量為2442kJ消耗每kg水從空氣中吸收的熱量，蒸發(fā)降溫為冷水降溫方法的58倍或在吸收相同熱量的情況下，蒸發(fā)降溫的耗水量僅為冷水降溫的1/58③蒸發(fā)降溫（水在空氣中蒸發(fā)，從空氣中吸收熱量，降低空氣溫度）68

設(shè)備簡單，費(fèi)用低（約為機(jī)械制冷降溫的七分之一）；運(yùn)行費(fèi)用低（約為機(jī)械制冷降溫的十分之一）；缺點(diǎn)：降溫的同時(shí)，會增加空氣的濕度；降溫效果受氣候條件影響，在濕度較大的天氣下不能獲得好的降溫效果。蒸發(fā)降溫技術(shù)與設(shè)備已在農(nóng)業(yè)設(shè)施中廣為采用設(shè)備簡單，費(fèi)用低69干球濕球溫度溫度2.蒸發(fā)降溫的技術(shù)特點(diǎn)二大類蒸發(fā)降溫的技術(shù)與設(shè)施：

濕簾降溫水附著在吸水材料表面，與流經(jīng)材料表面的空氣接觸而蒸發(fā)吸熱

霧化降溫霧化水滴噴入空氣中，與空氣接觸蒸發(fā)吸熱蒸發(fā)降溫的極限是空氣的濕球溫度。干球濕球2.70

評價(jià)蒸發(fā)降溫技術(shù)和設(shè)備的降溫性能優(yōu)劣的指標(biāo)：降溫效率h式中ta，tb——降溫前、后的空氣溫度（干球溫度），℃；

tw——空氣的濕球溫度，℃。已知降溫技術(shù)和設(shè)備的降溫效率h，根據(jù)室外氣候條件，可計(jì)算空氣經(jīng)降溫處理后的氣溫為：評價(jià)蒸發(fā)降溫技術(shù)和設(shè)備的降溫性能優(yōu)劣的指標(biāo)：降溫效率71ta=35℃tw=24℃f=40%tb=26.2℃tw=24℃f=83%h=80%h(ta－tw)=0.8×(35-24)=8.8℃

蒸發(fā)降溫幅度取決于：①降溫設(shè)施的降溫效率；②天氣（空氣狀態(tài)）。天氣干燥，干、濕球溫差大時(shí)，降溫效果較好。在潮濕的天氣下，干、濕球溫差較小，即使降溫設(shè)施降溫效率較高，也不會取得較好的降溫效果。ta=35℃tb=26.2℃h=80%h(ta－t72我國氣候條件下蒸發(fā)降溫適應(yīng)性分析黃河流域及以北地區(qū)在需降溫的室外氣溫較高時(shí)刻（正午），相對濕度約在40%～50%甚至更低，蒸發(fā)降溫有較好的效果；（to=35℃，f=45%，tw=25.1℃）

降溫幅度通?？蛇_(dá)7～10℃；夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度在27℃以下，在蒸發(fā)降溫設(shè)備一定的降溫效率下，室外空氣經(jīng)過蒸發(fā)降溫處理，氣溫約可降低至26～28℃；考慮空氣進(jìn)入溫室后的溫升，溫室內(nèi)氣溫一般約可控制在28～30℃以下。我國氣候條件下蒸發(fā)降溫適應(yīng)性分析73長江流域及以南地區(qū)

連陰雨天氣相對濕度高達(dá)80%，但該時(shí)期氣溫多在30℃以下，不需降溫；在需降溫天氣的室外氣溫較高時(shí)刻（正午），相對濕度約為50%～60%，蒸發(fā)降溫可發(fā)揮較明顯的效果；（to=35℃，f=60%，tw=28.2℃）

蒸發(fā)降溫幅度可達(dá)5～8℃；夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度約為27～28.5℃，室外空氣在經(jīng)蒸發(fā)降溫后，氣溫約可降低至28～30℃；考慮空氣進(jìn)入溫室后的溫升，溫室內(nèi)氣溫一般約可控制在29～32℃以下。長江流域及以南地區(qū)743.濕簾（濕墊）—風(fēng)機(jī)蒸發(fā)降溫系統(tǒng)⑴濕簾（濕墊）的特性材料：白楊刨花、棕絲、多孔混凝土板、塑料、棉麻或化纖紡織物等多孔疏松的材料，波紋紙質(zhì)濕墊最為多用。尺寸：波紋紙質(zhì)濕墊厚80～200mm，一般高1～2m。3.濕簾（濕墊）—風(fēng)機(jī)蒸發(fā)降溫系統(tǒng)75濕墊及供水系統(tǒng)特點(diǎn)：

通風(fēng)阻力相對較??；熱質(zhì)交換表面積大、降溫效率高，工作穩(wěn)定可靠；安裝使用簡便；長期使用時(shí)空氣中塵垢與水中鹽類在紙簾上沉積將降低其效率，增大通風(fēng)阻力；使用后易收縮與變形，使用壽命還有待提高。濕墊及供水系統(tǒng)特點(diǎn)：76濕簾的技術(shù)性能：降溫效率h=70%～90%

通風(fēng)阻力Dp=10~60Pah與Dp主要與濕簾厚度及過簾風(fēng)速vp有關(guān)vp

＝通風(fēng)量/濕簾面積濕簾越厚、過簾風(fēng)速越低，則降溫效率越高；濕簾越厚、過簾風(fēng)速越高，則通風(fēng)阻力越大。濕簾的技術(shù)性能：77濕墊厚度200mm165mm125mm140mm100mm濕墊厚度200mm165mm140mm125mm100mm

為使?jié)窈熅哂休^高的降溫效率，同時(shí)減小通風(fēng)阻力，過簾風(fēng)速不宜過高，但也不能過低，否則使需要的濕簾面積過分增大，設(shè)備費(fèi)用增加，一般取過簾風(fēng)速為1～2m/s。濕墊厚度200mm165mm125mm140mm100mm濕78園藝設(shè)施的環(huán)境特征及其調(diào)節(jié)控制課件79濕墊冷風(fēng)機(jī)（下吹式）4.濕簾冷風(fēng)機(jī)型式:下吹式、上吹式、側(cè)吹式使用靈活，對設(shè)施密閉性無要求，方便控制降溫后的冷風(fēng)輸送方向和位置；每臺風(fēng)量2000～9000m3/h；設(shè)備投資費(fèi)用比濕墊風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)大。濕墊冷風(fēng)機(jī)（下吹式）4.濕簾冷風(fēng)機(jī)805.噴霧降溫系統(tǒng)⑴室內(nèi)細(xì)霧降溫

①特點(diǎn)

投資較低，安裝簡便，使用靈活（自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)均可使用）；可兼用于噴灑消毒、除病蟲的藥劑；要求霧滴直徑在50mm～80mm以下；全室內(nèi)平均降溫效率20%～60%；噴霧量難于根據(jù)使用條件調(diào)節(jié)，易噴霧過量，造成淋濕動(dòng)、植物、地面積水和室內(nèi)過高濕度的情況；5.噴霧降溫系統(tǒng)81園藝設(shè)施的環(huán)境特征及其調(diào)節(jié)控制課件82

②噴霧設(shè)備液力霧化采用高壓水泵產(chǎn)生高壓水流，通過液力噴嘴噴出霧化。霧化量大，設(shè)備簡單，設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用低；霧滴大小取決于噴嘴和噴霧壓力，壓力越高霧滴越細(xì)，通常噴霧壓力0.7～2MPa，一般霧滴粒徑較大（最大粒徑>100m）。氣力霧化采用高速空氣流進(jìn)行霧化，需要壓縮空氣設(shè)備，投資較高，實(shí)際應(yīng)用很少。②噴霧設(shè)備83離心式霧化水流送到高速旋轉(zhuǎn)的圓盤，從其邊緣高速甩出與空氣撞擊而霧化。霧滴小，不需高壓水泵，不堵塞。但需高轉(zhuǎn)速的動(dòng)力，設(shè)備費(fèi)較高。霧滴四處飛散，方向性差。為此，離心式霧化器多與軸流風(fēng)機(jī)組合成一體——噴霧風(fēng)機(jī)，利用軸流風(fēng)機(jī)排風(fēng)口的射流輸送霧滴和控制霧滴撒布的方向。離心式霧化84⑶集中霧化降溫⑷屋面噴水降溫

在屋面上設(shè)置噴水管路和噴嘴，將水噴灑在屋面上吸熱降溫。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單，且不會增加室內(nèi)濕度，可有效減少通過屋面?zhèn)魅胧覂?nèi)的熱量。但降溫效果有限。在溫室屋面噴水時(shí)，還會產(chǎn)生屋面結(jié)垢的污染，影響屋面的透光率。⑶集中霧化降溫85⑸霧簾降溫⑹噴淋降溫

直接向植物噴水，水在葉面蒸發(fā)直接帶走熱量。⑸霧簾降溫866.溫室的遮陽

兼有降溫與調(diào)節(jié)（降低）光照強(qiáng)度的作用⑴室外遮陽

塑料遮陽網(wǎng)，聚烯烴樹脂為主要原料的黑色、銀灰色、綠色等顏色網(wǎng)狀材料。遮光率20%～80%。室外遮陽網(wǎng)將太陽輻射遮擋在室外，遮陽網(wǎng)自身吸收的熱量散發(fā)的室外，其降溫效果優(yōu)于室內(nèi)遮陽。6.溫室的遮陽87

在冬季可兼作為保溫幕使用，適用于冬季保溫與夏季降溫并重的地區(qū)。⑵室內(nèi)遮陽

采用可以有效反射日光的鋁箔或鍍鋁薄膜條編織的綴鋁膜，可將進(jìn)入溫室的部分太陽輻射反射出去。鋁箔或鍍鋁薄膜條與透明薄膜條按不同比例編織，獲得不同遮光率。在冬季可兼作為保溫幕使用，適用于冬季保溫與夏季降溫并重的地88

溫室環(huán)境因素環(huán)境調(diào)控技術(shù)

土壤溫度溫度加溫、保溫、可再生能源利用空氣溫度空氣濕度通風(fēng)、降溫

CO2環(huán)境---------------CO2施肥光照---------------光照調(diào)控根圈環(huán)境(水份、養(yǎng)分)---------灌溉與施肥溫室環(huán)境因素環(huán)境調(diào)894.1溫室光照環(huán)境及其調(diào)控1.光照環(huán)境的要素2.溫室光照環(huán)境特征3.光照環(huán)境調(diào)控方式4.人工光源4.1溫室光照環(huán)境及其調(diào)控901.光照環(huán)境的要素光質(zhì)（光色）各波長光的能量分布（考慮不同波長光對植物的不同作用）光照強(qiáng)度與光照量光照的強(qiáng)弱及累積量、分布均勻性（滿足植物光合作用的需要）光照周期明期、暗期的長短和交替周期規(guī)律（考慮植物的光周期作用）1.光照環(huán)境的要素光質(zhì)（光色）91太陽輻射光譜波長（nm）05001500100020003000250025002000150010005000輻射能（W/m2.mm）地面大氣層外緣6000K黑體輻射可見光紅外線紫外線38076048.38.7%43.0%植物光合有效輻射(生理輻射)300～780nm——對植物生理產(chǎn)生作用的光輻射波長范圍400～720nm——產(chǎn)生植物光合作用的光輻射波長范圍，一般在400～700nm的范圍計(jì)量⑴光質(zhì)（光色）太陽輻射光譜波長（nm）05001500100020003092⑵光照的強(qiáng)度及度量①光照度根據(jù)人的視覺光譜光效應(yīng)確定的單位面積光通量。（555nm黃綠光感覺量為1。）單位：lx（勒克斯）②光合有效輻射照度（PAR）單位時(shí)間、單位面積上照射的光合有效輻射能量。單位：W/m2③光合有效光量子流密度（PPFD或PPF）單位時(shí)間、單位面積上照射的光合有效輻射光量子數(shù)。單位：mmol/m2.s④太陽總輻射照度單位：W/m2說明：光合成有效輻射

——400～700nm波長范圍內(nèi)的光輻射

mol（摩爾）

——物質(zhì)的數(shù)量單位，1mol=6.02257×10231mol=1000000mmol光照度光合有效輻射照度光合有效光量子流密度⑵光照的強(qiáng)度及度量①光照度根據(jù)人的視覺光譜光效應(yīng)確定的93各種光照度量單位的相互關(guān)系

光照度、輻射照度、光量子流密度等與光譜能量分布密切相關(guān)，幾者之間無固定的比例關(guān)系。

只有在確定的光譜能量分布情況下，才有明確的相關(guān)關(guān)系。一般天氣自然（太陽）光照情況下幾種光照度量單位的近似換算關(guān)系

光合有效輻射照度W/m2光合有效光量子流密度mmol/m2.s對應(yīng)的太陽總輻射照度W/m2光照度1klx≈4.2(4)16.8(18)10

klx數(shù)×4≈W/m2W/m2×4≈mmol/m2.s

各種光照度量單位的相互關(guān)系一般天氣自然（太陽）光照情況下幾種94室外日光溫室內(nèi)連棟溫室內(nèi)多數(shù)陽性植物最低要求光照度(lx)30000～5000015000～3500012000～2500020000PAR(W/m2)120～21060～14050～10080PPFD(mmol/m2·s)500～840250～580200～400300北京地區(qū)冬季晴天正午時(shí)刻的溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度

光源PAR/照度W·m-2/klxPPFD/照度mmol·m-2·s-1/klxPPFD/PARmmol·m-2·s-1/W·m-2熒光燈2.7312.54.59金屬鹵化燈3.1314.44.59高壓鈉燈2.8145白熾燈3.9619.95.02藍(lán)色LED38.51453.76紅色LED24.01325.52日光（對照）4.216.84幾種光源的光照強(qiáng)度單位近似換算關(guān)系

室外日光溫室內(nèi)連棟溫室內(nèi)多數(shù)陽性植物最低要求光照度(95⑶植物的光周期現(xiàn)象

在植物的光周期反應(yīng)中，光作為植物生長發(fā)育的控制信息發(fā)揮作用，連續(xù)光照時(shí)間與光質(zhì)是決定其作用的重要因素，能量大小是次要因素，照度僅數(shù)十lx即可發(fā)揮作用。長日照植物每天12小時(shí)以上光照促進(jìn)生長發(fā)育（大多數(shù)葉菜、豌豆、蔥、蒜、荷花、唐菖蒲等）短日照植物每天光照少于12～14小時(shí)才能正常生長發(fā)育（茼蒿、扁豆、豇豆、秋菊、一品紅、牽牛花等）中光性植物對光照時(shí)數(shù)無嚴(yán)格要求，一般每天8～16h均可（黃瓜、番茄、辣椒、四季豆、月季、香石竹、天竺葵等）

⑶植物的光周期現(xiàn)象962.溫室光照環(huán)境特征透光量減?。ǜ采w材料、骨架材料）透光分布不均勻（骨架陰影）光質(zhì)有變化（覆蓋材料的分光透過性）2.溫室光照環(huán)境特征97普通玻璃和熱反射玻璃（玻璃-膜-玻璃）的透光率普通玻璃和熱反射玻璃（玻璃-膜-玻璃）的透光率98硬質(zhì)板的透光率硬質(zhì)板的透光率99軟質(zhì)塑料膜的透光率軟質(zhì)塑料膜的透光率100

老化和塵垢對塑料膜透光率的影響老化和塵垢對塑料膜透光率的影響101直射光透過率的季節(jié)變化直射光透過率的季節(jié)變化102四連棟溫室全天直射光透過率的分布四連棟溫室全天直射光透過率的分布1033.滿足溫室光照環(huán)境要求的調(diào)控工程手段

開發(fā)和選用合適的溫室覆蓋材料溫室建設(shè)方面，采用合理的方位與溫室結(jié)構(gòu)人工調(diào)控光強(qiáng)與光量調(diào)控——

遮光調(diào)節(jié)（適當(dāng)減弱光強(qiáng)）光合補(bǔ)光（強(qiáng)光補(bǔ)充）光周期調(diào)控——

遮光調(diào)節(jié)（嚴(yán)密遮光）延長暗期（低于10Lx）補(bǔ)光調(diào)節(jié)（50Lx以上弱光即可）延長光照時(shí)間（整夜連續(xù)補(bǔ)光、早晚延長補(bǔ)光和夜間間斷補(bǔ)光）

光質(zhì)調(diào)控——采用滿足要求的具有特定光譜分布的人工光源補(bǔ)光采用滿足要求的具有特定光譜透過率的覆蓋材料3.滿足溫室光照環(huán)境要求的調(diào)控工程手段1044.人工光源⑴對人工光源主要的要求光譜性能：富含400～500nm藍(lán)紫光和600～700nm橙紅光并有適當(dāng)?shù)慕M成比例，以及滿足其他特定的光譜要求效率：發(fā)出的光合有效輻射量與消耗功率之比其他：使用壽命、價(jià)格等⑵人工光源的種類熱輻射光源：白熾燈、鹵鎢燈鎢絲中通過電流產(chǎn)生高溫（2400～3000℃）發(fā)光氣體放電光源：熒光燈、高壓水銀熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈物質(zhì)原子受電子激發(fā)產(chǎn)生光輻射。半導(dǎo)體光源：LED（發(fā)光二極管）4.人工光源105鹵鎢燈壽命、發(fā)光的功率提高，光色有所改善，發(fā)光效率也有所提高。⑶幾種人工光源熱輻射光源：白熾燈結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，光照強(qiáng)度易于調(diào)節(jié)；

輻射光譜主要在紅外范圍，可見光所占比例很小，發(fā)光效率低，且紅光偏多，藍(lán)光偏少；

壽命短（1000小時(shí)）。

不宜用作光合補(bǔ)光的光源

但可作光周期補(bǔ)光的光源鹵鎢燈⑶幾種人工光源106氣體放電光源：熒光燈

光譜性能好，發(fā)光效率較高，壽命長。

功率小，滿足一定光照強(qiáng)度所需燈具多，對自然光遮光大。目前在園藝設(shè)施補(bǔ)光中使用較多，尤其是用于無遮擋自然光問題產(chǎn)生的組培室中的人工光照。高壓水銀熒光燈易達(dá)到較高功率，壽命較長，但光色較差，發(fā)光效率略低于熒光燈，使用較少。金屬鹵化物燈

發(fā)光效率較高，功率大；

光色好（可改變金屬鹵化物組成滿足不同需要）；

壽命較高（數(shù)千小時(shí)）。使用較多氣體放電光源：107高壓鈉燈

發(fā)光效率高，功率大；

光譜分布范圍較窄，黃橙光為主；

壽命高（12000～20000小時(shí)）。目前在園藝設(shè)施補(bǔ)光中使用較多。

低壓鈉燈

發(fā)光效率很高，功率大；

光色為單一的589nm黃色光；

壽命高（平均壽命18000小時(shí)）。光色單一，很少單獨(dú)使用，但可與其他光源配合使用。高壓鈉燈108發(fā)光二極管（LED）單色性，波譜域?qū)拑H±20nm左右；沒有中、長波紅外輻射（對光合作用無效）的能量浪費(fèi)，發(fā)熱少，可實(shí)現(xiàn)近距離補(bǔ)光（提高光利用效率）；輻射效率和光量子效率極高；具有多種光色器件，可按需要組合不同單色（如紅＋藍(lán)）的LED滿足植物光合作用對光譜的需要；單體尺寸小，便于組合和使設(shè)備小型化；使用壽命長（5萬小時(shí)以上）；價(jià)格高，尤其是藍(lán)色LED目前價(jià)格較貴。發(fā)光二極管（LED）單體尺寸小，便于組合和使設(shè)備小型化；109LED人工光源LED人工光源110人工光源的應(yīng)用例人工光源的應(yīng)用例1114.2溫度環(huán)境及其調(diào)控一、采暖二、通風(fēng)三、降溫傳熱原理4.2溫度環(huán)境及其調(diào)控112一、溫室采暖1.采暖系統(tǒng)的類型⑴采暖的能源燃煤

燃油天然氣電能太陽能地?zé)崮堍撇膳绞?/p>

根據(jù)采暖范圍分類全面采暖局部采暖根據(jù)采暖設(shè)備分類 ①熱水采暖 ②蒸汽采暖 ③熱風(fēng)采暖 ④電熱采暖 ⑤輻射采暖 ⑥火爐采暖一、溫室采暖1132.溫室的熱平衡分析⑴采暖熱負(fù)荷及其確定方法原理

采暖熱負(fù)荷

在室外氣溫to下，為維持要求的設(shè)施內(nèi)氣溫ti，采暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)向溫室內(nèi)提供的熱量。

確定采暖熱負(fù)荷的方法

統(tǒng)計(jì)溫室的所有熱量收支（得熱、失熱），根據(jù)能量平衡的原理，由熱平衡方程式計(jì)算。熱負(fù)荷=∑失熱－∑得熱2.溫室的熱平衡分析114⑵溫室的熱平衡分析溫室內(nèi)的熱量來源白晝：室內(nèi)外水平面太陽輻射熱量（北緯30°～45°地區(qū)、晴好天氣、正午時(shí)刻）太陽輻射室內(nèi)水平面冬季150～400W/m2夏季300～600W/m2室外水平面冬季350～650W/m2夏季900～1000W/m2⑵溫室的熱平衡分析太陽輻射室內(nèi)水平面室外水平面115夜間：采暖系統(tǒng)加溫?zé)崃?/p>

100～300W/m2日光溫室加溫溫室不加溫溫室墻面放熱量

30～50W/m2地面放熱量

20～30W/m2地面放熱量

20～30W/m2夜間：采暖系統(tǒng)日光溫室加溫溫室不加溫溫室墻面放熱量地面放熱量116溫室的熱量收支地中傳熱Qf通風(fēng)Qvs長波輻射3～80mm對流太陽輻射0.2～3mm吸收反射室內(nèi)反射蒸騰蒸發(fā)Qvl加溫?zé)崃縌h覆蓋層傳熱Qw太陽熱Qs設(shè)備發(fā)熱Qm光合Qp呼吸Qr溫室的熱平衡方程(Qs+Qm+Qh+Qr)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl+Qp)=0≈0≈0≈0溫室的地中傳熱Qf通風(fēng)Qvs長波輻射對流太陽輻射吸收反射室內(nèi)117溫室的熱平衡方程

(Qs+Qh)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl)=0采暖熱負(fù)荷

Qh=(Qw+Qf+Qvs+Qvl)－

Qs冬季夜間采暖熱負(fù)荷

Qh=Qw+Qf+Qvs冬季夜間加溫溫室中的熱量平衡

對流30

地中傳熱Qf10

冷風(fēng)滲透Qvs10長波輻射35

對流45

長波輻射50

加溫?zé)崃縌h100覆蓋層傳熱Qw溫室的熱平衡方程(Qs+Qh)－(Qw+Qf+Qvs1183.溫室采暖熱負(fù)荷的計(jì)算⑴通過溫室圍護(hù)覆蓋材料的傳熱量式中 ti——室內(nèi)氣溫，℃；

to——室外氣溫，℃；

Agj——溫室覆蓋層各部分面積，m2；

Kj

——各覆蓋層的傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)。主要參照《溫室加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》JB/T10297-20013.溫室采暖熱負(fù)荷的計(jì)算⑴通過溫室圍護(hù)覆蓋材料的傳熱量119非透明平壁的傳熱透明平壁的傳熱輻射輻射對流對流導(dǎo)熱輻射對流導(dǎo)熱輻射輻射對流關(guān)于傳熱系數(shù)K非透明平壁的傳熱透明120非透明平壁的傳熱系數(shù)：式中ai—內(nèi)表面換熱系數(shù)，一般8.7W/(m2·℃)；

ao—外表面換熱系數(shù)，一般23.0W/(m2·℃)；

dj

—

材料的厚度，m；

lj—

材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)

。非透明平壁的傳熱阻：非透明平壁的傳熱系數(shù)：式中ai—內(nèi)表面換熱系數(shù)，一般121覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?℃)覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?℃)單層玻璃6.4單層聚乙烯(PE)薄膜6.8雙層玻璃4.0單層聚乙烯(PE)保溫膜6.6單層聚碳酸酯(PC)板6.3雙層聚乙烯(PE)薄膜4.46mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板4.2單層聚氯乙烯(PVC)薄膜6.68mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板4.0單層聚氯乙烯(PVC)保溫膜6.510mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板3.6雙層聚氯乙烯(PVC)薄膜4.216mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板3.3單層乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜6.710mm聚碳酸酯(PC)三層中空板3.3雙層乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜4.316mm聚碳酸酯(PC)三層中空板2.9單層乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜6.6單層玻璃纖維增強(qiáng)聚酯(FRP)板6.3雙層乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜4.2單層玻璃纖維增強(qiáng)丙烯(FRA)板6.3雙層充氣聚乙烯(PE)膜4.3單層丙烯樹脂(有機(jī)玻璃MMA)板6.3雙層充氣聚氯乙烯(PVC)膜4.1單層聚酯(PET)片材6.3雙層充氣乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜4.2單層乙烯-四氟乙烯(ETFE)片材6.3雙層充氣乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜4.1透明材料主圍護(hù)覆蓋層單獨(dú)使用時(shí)的傳熱系數(shù)

覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?℃)覆蓋材料傳熱系數(shù)W/(m2?122保溫覆蓋材料熱節(jié)省率a/（%）保溫覆蓋材料熱節(jié)省率a/（%）聚乙烯(PE)薄膜32綴鋁膜（25%鋁膜，75%透明膜）34聚氯乙烯(PVC)薄膜35綴鋁膜（33%鋁膜，67%透明膜）36乙烯-醋酸乙烯(EVA)復(fù)合膜34綴鋁膜（50%鋁膜，50%透明膜）39乙烯-醋酸乙烯(PO)復(fù)合膜35綴鋁膜（67%鋁膜，33%透明膜）42無紡布25綴鋁膜（75%鋁膜，25%透明膜）44混鋁薄膜40綴鋁膜（100%鋁膜）47鍍鋁薄膜50綴鋁膜（50%鋁膜，50%無膜）15草簾70綴鋁膜（67%鋁膜，33%無膜）20復(fù)合材料保溫被65綴鋁膜（75%鋁膜，25%無膜）22附加保溫覆蓋的熱節(jié)省率

K’—主圍護(hù)覆蓋層單獨(dú)使用時(shí)的傳熱系數(shù)，W/(m2?℃)；—采用附加保溫覆蓋時(shí)的熱節(jié)省率，無附加保溫覆蓋時(shí)為0。采用二層附加保溫覆蓋時(shí)，熱節(jié)省率=0.85(1+2)-0.712保溫覆蓋材料熱節(jié)省率保溫覆蓋材料熱節(jié)省率聚乙烯(PE)薄膜3123

10m

10m

Ksj=0.24

Ksj=0.12

Ksj=0.06

⑵地中傳熱量式中

ti、to——室內(nèi)與室外氣溫，℃；

Asj—溫室地面各分區(qū)面積，m2；

Ksj—地面各分區(qū)傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)。10m10mKsj=0.24Ksj=0.12124⑶溫室通風(fēng)或冷風(fēng)滲透耗熱量式中

ti、to——室內(nèi)與室外氣溫，℃；

cp——空氣定壓質(zhì)量比熱容，1030J/(kg·℃)；

ra——空氣密度，1.2kg/m3，

或353/(ti+273)；

L——通風(fēng)量或冷風(fēng)滲透量，m3/s。冬季夜間密閉管理時(shí)：式中n——溫室的換氣次數(shù)，0.5～4次/h；