日光温室需要在适宜环境地区发展。这些适宜环境主要包括:年日照时数***于2200小时,其中冬半年日照时数***于1000小时;年辐射总量5000 MJ&mi***t;m-2&mi***t;a-1以上,其中冬半年辐射总量2300 MJ&mi***t;m-2以上。年积温在2000~5500℃,年平均温度5.5~15.0℃。空气相对湿度为50%~70%、年降水量低于1000mm、尤其冬季降雪少。风速低于8m&mi***t;s-1,特别是冬季风速低于3m&mi***t;s-1。土壤、水、空气无污染;地下水位低;水源充足;空气中含氧量在15%以上。地形平坦或向阳坡地,交通便利又不在交通干线两侧,核心市场供应半径在500公里,辐射市场供应半径在1000公里。日光温室的结构参数应依据不同地理纬度及其环境而确定。
根据我国不同纬度地区的环境特点,可确定我国适宜日光温室发展的地区及主要结构参数如下。
一、我国适宜日光温室发展的主要区域
按照适宜日光温室发展的环境要求,我国适宜日光温室发展的区域被认为在北纬32°以北地区。按照建筑气候区划,属于严寒地区和寒冷地区的18个省、市、自治区(表1),其核心区被认为在北纬34~43°地区。具体可划分为东北温带、黄淮海及环渤海暖温带、西北温带干旱及青藏高寒3个日光温室蔬菜重点区的9个亚区(表2)。其中最适宜地区是黄淮海及环渤海地区,特别是山东北部、华北中北部(除***城市周边)、东北西南部、西北的东北部地区冬半年日照百分率在60%左右,最低温度在-10~-25℃,空气湿度较低,是我国北方最好的冬季日光温室蔬菜生产基地。
表1 按建筑热工气候分区的日光温室蔬菜重点分布区
分区 |
主要指标 |
辅助指标 |
地区分布 |
严寒地区 |
最冷月均温 |
日平均温度≤5℃的日数≥145d |
黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、 |
寒冷地区 |
最冷月均温 |
日平均温度≤5℃的日数90~145d |
宁夏、河南、山东、安徽中北部、 |
表2 按气候类型分区的日光温室蔬菜重点分布区
设施蔬菜区域布局 |
冬季日照百分率 (%) |
五年一遇极端低温 (℃) |
主要地域 |
|
重点区域划分 |
亚区划分 |
|||
东北温带日光温室蔬菜区 |
东北温带亚区 |
56~80 |
≥-30 |
辽宁北部、吉林东南部和内蒙古东南部 |
东北冷温带亚区 |
65~82 |
≥-35 |
内蒙古东中部、吉林西北部和黑龙江南部 |
|
东北寒温带亚区 |
60~68 |
≥-40 |
内蒙古东北部和黑龙江中部 |
|
黄淮海及环渤海暖温带日光温室蔬菜区 |
环渤海温带亚区 |
55~65 |
≥-25 |
辽宁西南部、北京、天津、河北中北部 |
黄河中下游暖温带亚区 |
50~60 |
≥-20 |
河北南部、山东、河南北部、山西 |
|
淮河流域暖温带亚区 |
45~55 |
≥-12 |
河南中南部、苏北、安徽中北部 |
|
西北温带干旱及青藏高寒日光温室蔬菜区 |
青藏高原寒温带亚区 |
70~90 |
-20~-25 |
西藏中部、青海东部 |
新疆冷温带亚区 |
68~92 |
-20~-30 |
新疆中南部 |
|
黄土高原温带亚区 |
55~75 |
-20~-25 |
陕西、甘肃、宁夏、内蒙古中部 |
二、优型日光温室结构参数
按照日光温室合理采光、保温和蓄热的理论与方法,可确定不同地理纬度地区优型日光温室的跨度、脊高、后墙高、后坡长、后墙和后坡保温厚度、后墙的蓄热厚度等参数指标。其中,按照冬至日采光区段合理透光率设计日光温室合理屋面角度,形成了第二代节能型日光温室;按照冬至日合理太阳能截获设计日光温室合理屋面角度,形成了第三代节能型日光温室。
新建日光温室应按第三代节能日光温室结构参数建造;原有日光温室符合第二代节能日光温室结构参数的可继续保留应用;原有日光温室屋面角度小于第二代节能日光温室的应逐步改造。
(一)第三代节能日光温室
按照合理太阳能截获的优型日光温室结构设计理论与方法,计算出了北纬34~46°地区优型日光温室断面结构参数(表3)。这种温室在寒冷地区冬季夜间可实现室内外温差35℃,在最低气温-28℃地区冬季不加温可进行果菜类蔬菜生产。
表3 第三代节能日光温室断面结构参数
地理纬度 (°) |
跨度 (m) |
脊高 (m) |
后墙高 (m) |
后屋面 水平投影 (m) |
冬至日太阳能合理截获的最小前屋面角(°) |
墙体、后坡、前屋面 |
44~46 |
6.0 |
3.9~4.2 |
2.6 |
1.4~1.6 |
40.4~43.6 |
1.墙体:490mm粘土砖+外侧贴120~150mm聚苯板;或土墙基部墙宽4~5m,顶部墙宽2.0~3.0m。 2.后坡:一层板材,上加120~150mm聚苯板,上用炉渣和水泥砂浆抹好,做好防水。 3.前屋面保温厚度:6cm厚稻草苫覆盖两层 |
7.0 |
4.5~4.8 |
2.9 |
1.7~2.0 |
|||
8.0 |
5.2~5.5 |
3.2 |
2.0~2.3 |
|||
9.0 |
5.8~6.1 |
3.5 |
2.3~2.6 |
|||
42~44 |
7.0 |
4.3~4.5 |
2.8 |
1.5~1.7 |
38.7~40.4 |
|
8.0 |
5.0~5.2 |
3.2 |
1.7~2.0 |
|||
9.0 |
5.5~5.8 |
3.5 |
2.0~2.3 |
|||
10.0 |
6.1~6.4 |
3.8 |
2.3~2.6 |
|||
40~42 |
7.0 |
4.1~4.3 |
2.7 |
1.4~1.5 |
37.0~38.7 |
1.墙体:370mm粘土砖+外侧贴110~120mm聚苯板;或土墙基部墙宽3~4m,顶部墙宽1.5~2.0m。 2.后坡:一层板材,上加100~120mm聚苯板,上用炉渣和水泥砂浆抹好,做好防水。 3.前屋面保温厚度:5cm厚稻草苫覆盖两层 |
8.0 |
4.8~5.0 |
3.3 |
1.5~1.7 |
|||
9.0 |
5.3~5.5 |
3.5 |
1.8~2.0 |
|||
10.0 |
5.9~6.1 |
3.8 |
2.1~2.3 |
|||
38~40 |
7.0 |
3.9~4.1 |
2.6 |
1.4~1.4 |
35.4~37.0 |
|
8.0 |
4.6~4.8 |
3.1 |
1.5~1.5 |
|||
9.0 |
5.2~5.3 |
3.6 |
1.6~1.8 |
|||
10.0 |
5.8~5.9 |
3.9 |
1.8~2.1 |
|||
12.0 |
6.8~7.0 |
4.2 |
2.3~2.6 |
|||
36~38 |
8.0 |
4.5~4.6 |
3.2 |
1.1~1.5 |
33.4~35.4 |
1.墙体:370mm粘土砖+外侧贴80~100mm聚苯板;或土墙基部墙宽3m,顶部墙宽1.5~1.8m。 2.后坡:一层板材,上加80~100mm聚苯板,上用炉渣和水泥砂浆抹好,做好防水。 3.前屋面保温厚度:6cm厚稻草苫覆盖一层 |
9.0 |
5.0~5.2 |
3.3 |
1.4~1.6 |
|||
10.0 |
5.6~5.8 |
3.9 |
1.5~1.7 |
|||
12.0 |
6.6~6.8 |
4.0 |
2.0~2.3 |
|||
34~36 |
9.0 |
4.9~5.0 |
3.2 |
1.3~1.4 |
32.5~33.4 |
|
10.0 |
5.4~5.6 |
3.5 |
1.4~1.5 |
|||
12.0 |
6.4~6.6 |
3.8 |
1.8~2.0 |
(二)第二代节能日光温室
按照冬至日合理采光区段的优型日光温室结构设计理论与方法,计算出了北纬34~44°地区优型日光温室断面结构参数(表4)。这种温室自1996年以来一直推广应用,在寒冷地区冬季夜间可实现室内外温差30℃,在最低气温-25℃地区可进行蔬菜生产。
表4 第二代节能日光温室断面结构参数
地理纬度 (°) |
跨度 (m) |
脊高 (m) |
后墙高 (m) |
后屋面水平投影 (m) |
冬至日10:00合理透光(入射角为45°)的最小前屋面角(°) |
墙体厚度 |
42~44 |
7.0 |
3.5~3.7 |
2.2 |
1.4~1.6 |
30.6~32.7 |
1.墙体:370mm粘土砖+外侧贴120mm聚苯板;或土墙基部墙宽4~5m,顶部墙宽2.0~2.5m。 2.后坡:一层板材,上加120mm聚苯板,上用炉渣和水泥砂浆抹好,做好防水。 3.前屋面保温厚度:6cm厚稻草苫覆盖两层 |
7.5 |
3.7~3.9 |
2.4 |
1.5~1.7 |
|||
8.0 |
4.0~4.2 |
2.8 |
1.6~1.8 |
|||
9.0 |
4.5~4.7 |
3.1 |
1.8~2.0 |
|||
10.0 |
5.0~5.2 |
3.4 |
2.0~2.2 |
|||
12.0 |
6.0~6.2 |
3.7 |
2.4~2.6 |
|||
40~42 |
7.0 |
3.3~3.5 |
2.0 |
1.2~1.4 |
28.5~30.6 |
1.墙体:370mm粘土砖+外侧贴100~120mm聚苯板;或土墙基部墙宽3~4m,顶部墙宽1.5~2.0m。 2.后坡:一层板材,上加100~120mm聚苯板,上用炉渣和水泥砂浆抹好,做好防水。 3.前屋面保温厚度:5cm厚稻草苫覆盖两层 |
7.5 |
3.5~3.7 |
2.3 |
1.3~1.5 |
|||
8.0 |
3.8~4.0 |
2.6 |
1.4~1.6 |
|||
9.0 |
4.3~4.5 |
2.9 |
1.6~1.8 |
|||
10.0 |
4.8~5.0 |
3.2 |
1.8~2.0 |
|||
12.0 |
5.8~6.0 |
3.8 |
2.2~2.4 |
|||
38~40 |
7.5 |
3.3~3.5 |
2.1 |
1.1~1.3 |
26.4~28.5 |
|
8.0 |
3.6~3.8 |
2.3 |
1.2~1.4 |
|||
9.0 |
4.1~4.3 |
2.6 |
1.4~1.6 |
|||
10.0 |
4.6~4.8 |
2.9 |
1.6~1.8 |
|||
12.0 |
5.6~5.8 |
3.5 |
2.0~2.2 |
|||
36~38 |
8.0 |
3.4~3.6 |
2.0 |
1.0~1.2 |
24.3~26.4 |
1.砖墙:370mm粘土砖+外侧贴80~100mm聚苯板;或土墙基部墙宽3m,顶部墙宽1.5~1.8m。 2.后坡:一层板材,上加80~100mm聚苯板,上用炉渣和水泥砂浆抹好,做好防水。 3.前屋面保温厚度:6cm厚稻草苫覆盖一层 |
9.0 |
3.9~4.1 |
2.3 |
1.2~1.4 |
|||
10.0 |
4.4~4.6 |
2.6 |
1.4~1.6 |
|||
12.0 |
5.4~5.6 |
2.9 |
1.8~2.0 |
|||
34~36 |
9.0 |
3.7~3.9 |
2.1 |
1.0~1.2 |
22.3~24.3 |
|
10.0 |
4.2~4.4 |
2.5 |
1.2~1.4 |
|||
12.0 |
5.2~5.4 |
2.8 |
1.6~1.8 |