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1、http://www.paper.edu.cn日光温室采光设计要点董福奎呼和浩特市赛罕区蔬菜技术推广站（010010）E-mail：sndspkxzy@126.com摘要：就北方地区蔬菜生产中常用的中小型塑料日光温室建筑设计中的采光问题进行综述，并给出了方位的计算公式：sinα=sinφtg[(h1+h2)/2]cosα+cosφctgγtg[(h1+h2)/2]；采光角的计算公式：γ=φ-3°51′；后屋面投影的计算公式：后屋面投影=（脊高-1.5米）tgφ；日照间距的计算公式：d/H=ctg（63°24′-φ）；任意时间日光下物体的阴影在南
2、北方向上的长度的计算公式：d/H=ctg[90°-φ+arctg(tgδ/cosh)]。关键词：日光温室；采光；设计；方位；采光角；后屋面投影；日照间距1.引言我国北方地区农业生产中常用的中小型塑料日光温室具有明显的高效、节能、低成本的特点，深受菜农欢迎，已经成为当今蔬菜保护地生产的重要设施之一。太阳辐射既是日光温室内气温和土壤温度的主要热源，又是作物进行光合作用的必备条件。特别是日光温室要在冬季使用,此时外界气温低、太阳光照弱，如何最大限度地接受光能就成了提高作物产量的关键。所以日光温室的采光设计也显得尤其重要。2.日光温室采光设计要点2.1
3、方位温室的方位是指温室屋脊的走向。日光温室是靠向阳面采光的，所以一般都是坐北朝南，东西延长，使采光面朝向正南，以充分接受日光照射。在生产实践中，某些地区冬季早晨比傍晚寒冷得多或早晨多雾，不能太早揭开覆盖物，温室可以朝南偏西些，以充分利用下午的阳光，这叫"抡阴"。某些地区冬季气候温和且大雾不多，温室可以朝南偏东些，以充分利用上午的阳光，因为上午的光质比午后的好，更有利于作物的光合作用，这叫"抢阳"。无论是偏东还是偏西,都要注意当地冬季的主导风向，如果因此使采光面受到寒风的直接吹袭，就会降低温室的保温性能。所以应该权衡利弊后再做决定。除了气象条件外
4、,还要考虑温室周围的环境,因为早晨和傍晚的太阳高度角很小,日光容易被山、树木、建筑等遮挡。温室在某一时间被遮荫的情况，可以用太阳方位角和遮挡物体阴影的长度来判断，即使用式（8）和（10）。偏转的角度可用以下关系式计算:sinα=sinφtg[(h1+h2)/2]cosα+cosφctgγtg[(h1+h2)/2]（1）式中φ为纬度,γ为采光角,h1和h2为你认为在冬季对该温室日照最好的时段的起止时刻的时角(时角在地方时间正午为0，上午为负值，下午为正值，每小时15°)。α值可以通过试算求出,正值为南偏西的度数，负值为南偏东的度数。这个关系式是通
5、过假设在时角为h1和h2时日光的入射角相等，利用倾斜平面上太阳直接辐射入射角的计算公式（见下文）推导出来的。(1)需要指出的是,偏转的角度一般认为不宜超过10°。本文中提到的方向都是指地理方向。如果是用罗盘仪测定方向,必须将磁偏角扣除。磁偏-1-http://www.paper.edu.cn角的大小各地不同,使用时需要查阅有关资料。(2)表1：我国部分地区的磁偏角地区磁偏角地区磁偏角长春8°42′齐齐哈尔9°31′满洲里8°40′哈尔滨9°23′沈阳7°30′大连6°15′包头3°46′北京5°57′兰州1°44′天津5°09′玉门0°01′济
6、南4°47′西宁1°22′呼和浩特4°36′许昌3°40′徐州4°12′郑州3°50′西安2°11′承德5°57′太原3°51′银川2°53′拉萨0°21′保定4°43′南京2°55′漠河11°00′本文中的时间都是指地方时间,而不是日常使用的北京时间。北京时间是东经120°的地方时间,经度每差1°,时间差4分钟。可以利用这个关系进行北京时间和地方时间的换算。2.2采光屋面2.2.1采光角采光角是指日光温室采光屋面与地平面的夹角。日光透过采光屋面覆盖的塑料薄膜时的透过率与入射角有关,入射角越大透过率越小。所以，确定合理的采光角以保证日光能有恰当
7、的入射角是采光设计的关键之一。从理论上讲,入射角为0(日光垂直照射)时,日光透过率最大。但是在冬季太阳高度角很小,要使日光和采光屋面垂直,采光角必须很大,温室必须建的相当高才能办到。即便如此,由于太阳的位置随季节和时刻的不同在不断变化着,日光也只能在一年中的某一瞬间垂直照射采光屋面。所以一味追求日光入射角为0是不切实际的。我们只能要求在每天的一个合理的时段内，日光的入射角不超出我们能接受的范围。有资料表明,入射角在0-40°时,随入射角加大，日光透过率略有下降,但不显著。入射角超过40°时，随入射角加大，日光透过率才明显下降。入射角40°时的反
8、射损失仅为3.4%。所以入射角只要不超过40°，对采光影响就不大。另外,为了满足栽培学上的要求,温室的合理采光时段应保持4小时以上。因此，对于周年使用
