壁柱式日光温室温度变化规律及温度预测模型研究

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1、壁柱式日光温室温度变化规律及温度预测模型研究【摘要】以墙体总热阻值及后墙材料（红砖）相同为前提，以常规平面墙体作对照，研宄壁柱式（凹凸面）墙体对日光温室温效应的影响并建立温度预测模型。采用SPSS软件构建H光温室次H最低/最高气温预报模型。结果表明：不同天气条件下，壁柱式日光温室和对照温室气温日变化规律基木一致，都有明显升降变化；壁柱式日光温室平均温度、最低/最高气温均高于对照；模型模拟值和实测值RMSE都在2°C以内，MRE在9%左右。壁柱式温室保温性好，蓄热能力强。所建模型对日光温室最低/最高气温模拟具有较高精度，满足温室最低/最高气温预测耍求。曰光温室是中国重要的农业生

2、产设施，它具有造价低、节能、结构优化、性能良好等特点［1-2］。日光温室的后墙是组成温室围护结构不可或缺的重要部分，从温室热工性能角度讲，日光温室后墙是保证室内作物正常生长温度的关键要素。温室热工性能在温室建设完成后就基本确定，因此在温室长度和高度确定的条件下，为了提高砖墙结构日光温室的热工性能，增大墙体室内的比表面积，是一种有效的解决途径［3］。壁柱式温室是一种增大表血积的円光温室，与传统平而型墙体相比，凹凸型后墙比平面具有更大表面积，能够更好蓄积太阳能，增加墙体与室内空气交换能力。冃前，壁柱式H光温室在屮国北部及西北部地区已经推广应用，但国闪外学者对壁柱式日光温室内环境温

3、度效应鲜有研宄，缺少相关的室内温度变化规律理论及温度预警模型，来指导该类温室进行常规性种植管理。因此，笔者重点研宄了春季壁柱式日光温室温度变化规律，以次日室内最低/最高气温为预测目标，以日光温室小气候范围内的当日环境因子作为自变量，建立春季FI光温室内最低/最高气温预测模型，以期为今后壁柱式円光温室研究提供理论依据。材料与方法试验材料木试验于2013年4月1日〜5月31日在山东鑫诚现代农业有限公司实验基地内进行。试验温室为辽沈I型日光温室，选用墙体材料为红砖，后墙结构分别为壁柱式（凹凸面）和平面式。试验方法试验设计试验期间，室外气象条件由气象站自动采集，采集频率10min/次

4、。采川H0B0温湿度仪、T型热电偶、光照度计分别测定日光温室室内温湿度、围护结构温度及光照强度。其中温度采集频率为10min/次；光照强度采集频率为30min/次。如图1所示，温湿度仪分别放置在距前屋面1m、后?？1m和温室中部位置距地面1m高平面上；T型热电偶安置在温室顶部、后坡、后墙及中部地表处。其中后墙热电偶线按0.5m间隔均匀分布；光照度计放置在温室中部距离地高0.5m位置上。统计分析对原始数掘进行标准化或一化处理，采用MicrosoftExcel2003对测定数据进行绘图与制表；用SPSS18.0软件进行相关分析和逐步回归分析。结果与分析不同天气情况（晴天、阴天）日

5、光温室内气温的日变化特点晴天温室内气温的円变化特点由图2可知，壁柱式和对照温室气温日变化规律基本一致。0:00〜7:30（揭帘前），2栋温室内温度均处于下降趋势，壁柱式H光温室气温略高于对照，平均温差1.44°C;揭帘后，随着光辐射增强，2栋温室内的温度迅速上升，均呈不规则抛物线形，其中壁柱式日光温室上升速度大于对照，平均温差2.75°C,2拣温室于13:00同时达到最高温度，分別为28.84、24.8°C,此时温差最大，为4.04°C。下午16:30,温室盖帘，对照温室气温仍处于下降趋势，至18:00稳定在18°C左右，而壁柱式温室室温在盖帘后先上升至23.4°C，然后缓慢

6、降低至20°C左右。阴天温室内气温的口变化特点由图3可知，与晴天相比，阴天条件下光强较弱，壁柱式温室和对照温室气温一天内最高峰值均小于晴天条件下气温最高值。0:00〜5:30，壁柱式温室和对照温室气温均呈下降趋势，平均温差1.44°C,5:30出现最低值，分别为12.40和10.92°C;5:30〜7:30，2栋温室内的温度出现回升现象；揭帘后，随着光照强度增强，2栋温室内的温度上升趋势增大，于13:00达到最高值，分別为24.09和21.491,此时温差最大，为3.29°C；下午16:30（盖帘），2栋温室气温仍在下降，至次日凌晨趋于稳定，分别为15、14°C。温室内气温最

7、高值和最低值的月变化特点温室内气温最低值的月变化特点如图4可知，4月份壁柱式日光温室和对照温室气温最低值变化规律一致，壁柱式温室气温最低值均高于对照，平均温差1.84°C,最大温差3.38°C。4月份内2栋温室气温最低值均有较大起伏，壁柱式温室气最低值变化范围7.28°C〜18.8（TC，对照温室气温最低值变化范围5.16〜16.63°C,两温室气温最低值升降变化一致。温室内气温最高值的月变化特点由图5可知，4月份壁柱式日光温室和对照温室气温最高值变化规律一致，壁柱式温室气温最低值高于对照，平均温差1.