温室效应的特点十篇

温室效应的特点篇1

采光设计

日光温室前屋面是整体结构中阳光射入温室的通道，所以，前屋面透光性是至关得要的。阳光射到前屋面上时，其中一部分被棚膜吸收，一部分被反射，剩下的大部分阳光能进入温室。因此，将吸收率与反射率尽可能减少，才有可能加大透过率，提高作物的光合效率。覆盖材料与骨架材料：日光温室前屋面多用塑料薄膜为覆盖材料，应当选用透光率高、抗污染能力强、耐气候性良好、抗老化的长寿棚膜、无滴膜、纳米棚膜，以保证温室采光效率。

为了有效提高日光利用率，可以通过精确计算日光入射角度和时差，因地制宜选择大棚建设的地点和方位。能有效提高光热利用率。为了有效地达到大棚保温效果，在大棚墙体、地基设计方面采用特殊施工手段和材料，可以在极端最低气温或连续数日阴雨天气条件下，在完全不加温的情况下，保证棚内最低温度在9 ℃以上，10 cm地温在12 ℃以上。

使用钢材做骨架遮阳面积大大减少，有利光照，耐用年限超过竹木骨架，虽然投资较竹木骨架高，但使用年限可长达10 年以上。

高效节能日光温室的温度比普通型日光温室高3～5 ℃更有利于作物的生长。

保温设计

温度与作物生命活动的关系与光照同等重要，直接关系作物的生长发育。蔬菜的光合作用、呼吸作用、光合产物的积累、运输与分配都与温室的空气温度和土壤温度有密切关系。

日光温室的热量全部来自太阳，所以温室内的光热要千方百计的防止失散，了解温室热损失的途径，通过保温设计提出相应的对策。

减少温室外散热：温室热量损失主要通过贯流放热和通过覆盖面的传导放热，室内外温差愈大，热损失就愈大。为减少热损失，选择传导热系数小的物质做温室围护结构的建筑材料，提高保温性能。不同物质材料的贯流传热系数不同，导热系数小的材料，绝热性能也较好，凡是导热率小于0.2326 J/m2・h・℃的材料称为绝热材料，将相同的材料增加厚度或层次也能减少贯流率。

选择透光好保温能力强的棚膜：纳米聚乙烯棚膜，其透光率高，白天采光多，有利提高温度，保温系数大于其它同类棚膜。

日光温室的容积不能过大：温室容积越大，其散热面积越大，其保温能力越弱。

提高温室的密封性，减少热损失：日光温室部分热量是从门、窗、薄膜接逢等缝隙失散的，将有缝隙的地方尽量密封以防止热损失。

除尽量保持密封性外，还要有足够的通风，以保证新鲜空气的进入，春天气温回升后，防止高温危害。通风口采用特殊设计和换气设施。

为保证足够的地温，温室设计防寒沟，切断屋底角土壤横向传热，避免土壤横的热损失。

温室材料

温室骨架为主要材料，在设计上根据当地的地理纬度，风雪抗压荷载力，温室前屋面骨架为拱形，抛物线圆弧形状，可使温室骨架增加抗压力，也可增强日光的入射，根据荷载和光学原理设计这种骨架，不但在抗风雪荷载力和温室的日光入射率增强，也提高作物品质和产量。

温室特点

温室热源主要来自日光和加温设施，运用合理的结构和特殊材料，使温室适合作物生长的条件真正达到要求，利用高效节能日光温室种植各种品种的农作物可增产30%～50%，还可节省煤电及其他热能，起到保护生态环境的作用，属环保型温室，合理的温室结构与材料配置，保证温室性能提升，成本降低，可用于种植、花卉、养殖、水产、科研等。

随着农业科技水平的不断提高，农业经济特别是城郊的精品化、特色化、市场化、产业化发展，已经为农业增效、农民增收的必由之路、农业实用新技术和现代化农业装备也成为高效和精品农业不可缺少的基础和条件，本项目正是根据农业高科技化趋势，在多年科研和实践中，依据各地区的地理、光照、气候条件设计制造，因此，具有很高的使用价值。

高效节能型日光温室采日光为唯一热源，运用特殊结构方式和材料，通过充分吸收热源和密闭保温技术，保持适合作物生长的温度，比较采用加温式的传统大棚，具有不用燃料或只须少量加温，节约能源、优化生态环境、盈利能力强，回收期短，降低生产成本的优势。可有效提高作物生产数量和质量。是真正环保型温室大棚。

温室效应的特点篇2

关键词：农业 机械 温室

一、温室卷帘机械

温室卷帘机根据行走方式可分为固定式卷帘机（卧式卷帘机）和自走式卷帘机两种，自走式卷帘机根据结构的不同又可分为跑车式、摆臂式和摇臂式等几种。其工作原理均是利用减速机来实现卷拉覆盖帘的。减速机多采用双蜗轮蜗杆立体交叉结构，该结构体积小，传动扭矩大，减速比大，自锁性好。直齿轮传动减速机，传动扭矩大，但减速比小，体积大，自锁性不好。差齿减速机结构轻巧，但抗负荷能力弱。

目前，温室卷帘机械的生产企业很多，且技术大都已过关，产品可靠耐用。

二、温室开窗通风机械

温室开窗通风机械是指在温室中使用电力或人工，通过特殊的传动机构将温室顶窗或侧窗开启和关闭的机械系统。温室中常见的有齿轮齿条开窗机、曲柄连杆开窗机、四连杆开窗机、推拉窗等。齿轮齿条开窗机械是目前最常用的一种开窗机械，其核心部件为齿轮齿条，附属配件随着机构整体的不同而有差异。因其性能稳定、运行可靠安全，承载能力强，传动效率高，运转精确，便于实现自动控制，是大型连栋温室的首选型式。

三、温室生产作业机械

1、温室耕整地机械：针对温室耕作的特殊环境，各种微耕机应运而生。这些机械一般具有三种功能，即整地、管理和收获。整地功能：可以实现旋耕、犁耕、培土、开沟、作畦、起垄作业；管理功能：可实现中耕、喷水、喷药、施肥、除虫除草等作业；部分旋耕机械还具备收获功能。它们多配套3.6-5.2KW柴油机或汽油机，具有体积小、重量轻、能耗低、噪音小、行走灵便的特点。

2、蔬菜播种机械：如条播机、单体播种机、精密播种机等，这些机械在欧美国家已广泛使用。蔬菜精密播种机可节省种子，减少间苗用工量，出苗齐整，群体结构合理，成熟期一致，便于一次收获，并能提高蔬菜产量和质量。

3、蔬菜移栽机械：主要用于秧苗的定植，可对蔬菜钵苗和无钵苗进行栽植，一次作业可完成开沟、栽苗、覆土和镇压等工序，有些机具还可自带浇水装置，在栽苗后立即浇水。国外一些栽植机械正在向自动化方向发展。

4、蔬菜自动嫁接机械：可自动执行夹苗、切口、插入等动作，黄瓜、番茄等蔬菜的嫁接成活率可达到95%以上，生产效率为人工的10倍。

5、蔬菜叶面施肥机械：采用等离子体技术，使肥料或农药带上电荷，很好地与植物叶面吸附在一起，达到节肥节药的目的。目前这种机械在国外已推广普及。

6、蔬菜收获机械：主要用于块根（茎）类蔬菜、叶菜和加工用果菜的收获，目前这种机械通用性较差，还需做大量的研究工作。蔬莱产后加工机械加清洗机、选别机、分级机、打捆机、上蜡机、包装机、预冷储藏机械等。

四、二氧化碳气肥增施器

利用化学反应法生产二氧化碳的机械即二氧化碳发生器。

二氧化碳发生器有两个容器，上边的容器盛硫酸溶液，下边的容器装碳酸氢铵作反应池。硫酸经开关、导流管流入反应池中，启动或关闭以及反应的快慢可通过调节开关来实现，可人为定量控制，该机操作方便，随用随开，主要用于温室无公害蔬菜生产。根据不同蔬菜品种增施不同浓度的二氧化碳可使温室作物增产30%以上，同时具有改善品质和提高作物抗病能力的作用，可节省农药10%-20%。该发生器反应的残留物为硫铵，是很好的氮肥。其运行成本低，气肥扩散均匀，一次性投资少，推广前景好。

五、温室病害防治机

目前温室内常用的防病害设备有硫磺熏蒸器、臭氧解毒机、频振杀虫灯等，这些设备均具有操作简单、使用方便（接通两相电源即可）的优点，且无毒害、无污染、效果显著。温室病害臭氧防治机是以温室内的空气为原料，通过高压放电技术使氧气结合成三氧原子的臭氧，由于臭氧具有强氧化特性，臭氧达到一定浓度的空气，可对温室内空气、植株表面的有害细菌、真菌、病菌等快速杀灭或钝化。完成杀菌消毒过程后，由于臭氧的还原特性，常温下几十分钟臭氧又还原成氧气。因而用臭氧杀菌消毒，无污染、无残留，是目前公认的绿色灭菌消毒技术。病害臭氧防治机是替代农药，生产无公害绿色优质蔬菜的最佳科技保障设备。

六、控温机械设施

在实际生产中应用最多的是增温设施。常用的使用效果较好的采暖设施有以下两种类型：

1、水暖型：以水为热介质，由锅炉、散热器、循环泵等组成，锅炉安装到温室外。特点是干净、温度变化稳定、易于调节，但升降温具有滞后性。

2、气暖型：以空气为热介质，由炉体直接加热空气，可以降低室内空气湿度，减少病害发生。特点是升温快，降温也快。设施为热风炉，分燃煤、燃油两种；根据加热面积的不同可选用不同发热量的热风炉。

七、灌溉机械设施

滴灌、微灌、喷灌、渗灌等各种灌溉形式各有其特点及适应性，每种灌溉又可分为多种形式，产品也各色各样，必须根据各地实际和具体情况进行综合考虑选择。一般说来，国外的产品精确性较好。滴水（或喷洒）均匀性好，产品使用寿命也长，但其对压力及水质的要求较严，水质较差时易堵塞，且价格昂贵。而国产产品在灌溉的均匀性上不如国外产品，但其对压力和水质的要求较低，适应性好，滴头堵塞少且易操作，在产品的价格方面具有较大的优势。在不久的将来，实现灌溉设备基本国产化是有可能的。

八、其它机械设备

1、温室电除雾防病促生器：通过中间电场作用达到促生、二氧化碳同补、微量臭氧、高能带粒子同防效果，调控植物的多种生理活动有效防治植物缺素症和根系低温吸收障碍，该设备可净化温室空气并有效去除雾气有效预防气体病害，抑制根系周围土传病害，预防多种植物生理病害，并可提高植物耐受连阴天的能力。对提高作物品质，减少农药使用量具有显著作用。

2、自动集排雪机械系统：实现了屋面的自动扫雪功能，解决了北方地区冬季屋面大量积雪严重影响温室整体性能的问题。

3、卷膜器 是一种微型减速器，用来卷动棚膜，达到放风去湿的目的。分手动、电动两种。具有操作简单，风口大小随意控制，省工省时的优点。

温室效应的特点篇3

    设施农业作为现代农业的重要组成部分,其综合集成了农业生物技术、农业机械与建筑工程技术、环境控制技术、信息技术和管理技术等多领域科学技术,是以此进行集约化种植业生产和养殖业生产的农业生产方式,实现了农业的高产、高效和优质生产。设施农业是在非传统农业生产环境条件下进行的,它突破了自然气候和季节性制约,真正实现了周年生产、全年供应,从而进一步大大提高了种植业的单位面积产量,也使养殖业个体生产量得到大幅度增长[1]。设施农业装备的研发与应用极大地推动了现代农业的发展,但目前我国设施装备的技术含量还不是很高。因此,设施农业装备技术的发展对我国设施农业整体水平的提升尤为重要。

    1设施农业装备技术概述

    1.1设施农业概念

    设施农业的概念分为狭义和广义概念,其中狭义的设施农业是指以最小的资源投入,在可控的条件下,按照动植物生长发育所要求的最佳环境进行的动植物生长。而广义的设施农业从产业链角度出发,是指为农产品商品各阶段提供最适宜环境条件,以摆脱自然环境和传统生产条件的束缚,获得高产、优质和高效农产品的现代农业生产活动。设施农业具有技术装备化、过程科学化、方式集约化和管理现代化的特点。设施农业产业链的特征是,目标商品化途径全程化环境可控化效益全面化。现代设施农业包括设施园艺、设施畜牧和设施水产。

    1.2温室大棚装备

    温室大棚的分类级别可分为两种,一种是根据其用途可以分为生产性温室、科研教育温室和商业温室。而另一种是按照覆盖材料、温室性能和其他方式进行分类。其中按照覆盖材料可将温室分为玻璃温室、塑料薄膜温室、PC板温室、复合覆盖温室和玻璃钢温室;按温室性能可分为连栋温室、日光温室、塑料大棚、中小拱棚和遮阴棚;按其他方式可分为加温温室、不加温温室、简易温室、智能温室、金属结构温室和其他结构温室等。设施农业机械作为农业机械中的重要份额,在农业机械化发展中起着举足轻重的作用。做好设施农业机械的安全生产,有效预防和减少农机安全生产事故的发生,不仅是农机部门服务于现代农业安全发展的职能体现,也是推进设施农业机械整体水平,提高现代农业综合发展实力的需要,对现代农业的发展都将起着积极促进作用[2-3]。我国“农业设施”发展有其独特的特点,最为广泛使用的是日光温室和塑料大棚。特别是日光温室和简易土温室,是我国独有的一种设施生产方式。尽管有许多不尽如人意之处,但是在现阶段为缓解北方地区周年蔬菜供应起到了重要的作用。据统计数据显示,北京2011年温室大棚建成面积2.17万hm2(32.5万亩),预计到2012年底将建成温室大棚达2.33万hm2(35万亩)。就设施机械化问题来说,受“农业设施”整体结构的限制,一般节能型日光温室面积不足666.7m2(1亩),南北跨度8~10m,长度60m。横向种植,南端空间高度在50~80cm,北端有60~80cm通道。在这个空间里实现省力化种植操作的难度较大,正所谓“螺丝壳里作道场”。蔬菜作物的机械化在露地生产中都还没有得到广泛应用,如果加上空间限制,使用设施机械化设备难度更大。没有国外先进经验可以借鉴,也无适应的设备可供选择,这就是我国设施机械化面临的难题。从农机农艺结合角度看,设施这一农艺是已经确定的,只有设备适应设施环境,别无选择。尽管这样,由于农民需求迫切,因此部分设备将就而生,不是应运而生,这就给使用带来了不便和仍有诸多问题需要研究。

    2设施环境调控装备技术

    设施栽培是在一定的空间范围内进行的,因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响,比露地栽培要大得多。目前国内主要的调节手段主要是加温、降温、保温、通风换气、补光、调湿和二氧化碳施肥等方面。环境调控能力是温室性能的重要指标,对产品的品质、产量起着决定性作用。调控设备主要类型包括通风换气设备、保温设备、加温降温设备、补光设备、CO2施肥设备和监测控制设备。

    2.1通风换气

    设施环境通风的目的在于:①排除设施内的余热,使室内的环境温度保持在适于植物生长的范围内;②排除余湿,使室内环境相对湿度保持在适于植物生长的范围内;③调整空气成分,排去有害气体,提高室内空气中CO2的含量,使作物生长环境良好。设施环境中常见的通风方法:①自然通风。指在温室等设施的适当位置设置窗户,靠热压和风压作用进行通风,并可以通过调节窗户的开度来调节通风量。自然通风开关窗的机械设备:卷膜开窗系统和齿条开窗系统。②机械通风。依靠风机产生的压力强迫空气在设施内流动。

    2.2保温设备

    保温设备的作用是加强温室保温能力。常用的保温设备有日光温室保温被、草帘、卷被帘机、连栋温室保温幕以及其他形式的内设保温。不同设备具有各自特点,如草帘保温效果好,价格低廉,但自身质量大、防水性差。保温被具有质量小、易卷放、防水性好的特点。而卷被机总体上具有高效、节省劳力、价格高和装配要求高的特点。而不同类型的卷被机之间也存在差异,见表1。目前设施保温设备存在主要问题是新型高精度、高可靠度电机及多用途系统亟待开发。

    2.3降温设备

    设施内常见降温方式有湿帘降温、遮阳降温、弥雾降温和空调降温。①湿帘降温是农业建筑中最普遍采用的夏季降温方法,采用该方法组成的降温系统称为湿帘-风机降温系统。由湿帘箱、循环水系统、轴流风机和控制系统4部分组成,湿帘由箱体、湿帘、布水管和集水器组成。目前湿帘采用的材料有白杨木细刨花、瓦楞纸和聚氯乙烯等。②遮阳降温是通过在温室内部或温室屋面上方设置遮阳网,减少进入温室内热量,达到降低室内温度目的。③弥雾降温是在温室内部设置雾化喷头,在高温低湿状态时喷雾,进行短暂的蒸发降温。是直接将水以雾状喷在温室的空中,因为雾粒的直径非常小,只有10μm,所以可在空气中直接汽化。雾粒汽化时吸收热量,降低温室内空气温度,其降温速度快,蒸发效率高,温度分布均匀,是蒸发降温的最好形式。喷雾降温系统由水过滤装置、高压水泵、高压管道和旋芯式喷头组成。④空调降温常见于观光温室、花卉市场等商业温室中,多采用空调机组与风机盘管组合应用的方式。

    2.4加温设备

    设施加温方式常见的为热水蒸气加温,即通过散热器、锅炉和管路等设备产生的热水蒸汽对设施环境进行加温。热风加温是利用热风炉和送风管等对循环空气进行加温以达到整体加温的目的。其他加温方式还有电热线加温、红外热源加温等。图1为几种加温设备在实际中的应用。

    2.5其他环境调控设备

    随着物理农业装备等新兴技术的不断研制与开发,一系列环境调控设备在设施环境内也得到了广泛应用,其中常见的有CO2施肥设备、金属卤灯、荧光灯、低压钠灯、LED补光灯、环境监测与控制设备和物理调控装备技术等。温室是密闭或半密闭系统,空气流动性小,与外界交换少,常造成温室内作物正常生长发育所需要的CO2匮乏,尤其在早春、秋末以及冬季由于温室通风少,温室内CO2浓度可能下降到220mLm3,甚至更低。目前CO2的施肥源主要有CO2燃烧发生器、化学反应生成法、利用微生物分解有机物产生CO2、高压瓶装CO2以及固体颗粒气肥等。

    3设施生产配套装备技术

    3.1生产配套装备概览

    生产配套装置主要包括耕作装置、植保装置、工厂化育苗装置、无土栽培系统和灌溉装置等。根据设施的具体建造形式、用途等的不同,所采用的配套装置也有所差异。从目前国内总体形势看,设施装备不配套、技术研发不足;设施生产机械化程度低、专用农机具及装备短缺;设施及配套设备的设计、建造与不同作物设施生产的农艺要求结合不够紧密等是目前制约国内设施生产配套技术发展应用的主要问题。3.2耕作设备设施耕作设备主要包括微耕机、铧式犁和旋耕机等。微耕机主要用于进行犁耕、旋耕、开沟、作畦、起垄和喷药等作业,部分机具还具有覆膜、播种等功能。铧式犁主要用于犁耕作业。旋耕机可一次完成耕耙作业,其特点是切土、碎土能力强,耕后地表平整,土壤松碎细软,土肥混合能力好。

    3.3植保设备

    设施内采用的植保设备可根据防控方式分为物理防控和化学防控。常见的物理防控设备有频振式杀虫灯、紫外灯、高速气流吸虫机、土壤连作障碍电处理机、温室电除雾防病促生系统、食用菌空气电净化促蕾防病系统、声波助长仪和温室病害臭氧防治机等。化学防控中多采用喷雾机、弥雾机、超低量喷雾机、烟雾机和喷粉机等,其类型的选择主要是根据防控的目的而定。同时静电喷雾技术已经开始得到广泛应用,并取得了良好的效果。

    3.4工厂化育苗设备

    工厂化育苗设备大致由基质加装系统、压穴系统、播种系统、灌溉系统和控制系统5部分组成[4]。播种装置是育苗播种设备的关键部件,目前,应用于工厂化育苗成套设备中播种装置的分类国内并没有统一的标准,根据播种原理不同可分为吸附式(如吸针式、滚筒吸孔式)和磁性播种机两种。国内常用的是吸针式播种器,利用真空负压吸附的原理可实现单粒种子的精确播种。吸针式播种器可通过调节吸针间距及吸针孔径适应不同规格穴盘及不同大小种子的播种,同时可一次播种穴盘一排,也有的可一次播种一个穴盘,该种播种器最适宜播种丸粒化的种子。育苗成套设备通过电、气、液综合控制,可顺序完成基质装填、压穴、播种、二次覆基质、喷淋灌溉等工序,形成完整的流水线作业。

温室效应的特点篇4

[论文摘要]文章结合目前通信机房空调设备产品存在的问题及空调资源的合理优化和合理配置，对通信机房的空调系统节能潜力进行分析，涵盖空调产品的节能及资源优化设计等内容，从四个方面来阐述空调系统的节能手段，并提出各种手段的可执行方式和具体措施。

在我国目前经济高速发展的同时降低能源消耗是今后必须实现的目标，是经济可持续健康发展的重要保障。对通信行业而言，实现资源节约和环保的战略目标，其中的一个重要着眼点就是要大力推动以节能降耗为重点的设备更新和技术改造，加快淘汰高耗能、高耗水、高耗材的工艺、设备和产品。根据通信部门多年来的统计数据分析，通信行业的运营成本主要是电耗成本，而在电耗成本中，机房空调的电耗约占总电耗50％以上。可以说降低空调机组的运行费用，能有效降低电信行业的运营成本。

本文结合目前通信机房空调设备产品存在的问题及空调资源的合理优化和合理配置对通信机房的空调系统节能潜力进行分析，涵盖空调产品的节能及资源优化设计等内容，从四个方面来分别阐述空调系统的节能手段，并提出各种手段的可执行方式和具体措施。

一、机房空调气流组织的科学化

机房内空调系统气流组织的科学化是合理解决机房环境要求的必要条件，也是实现节能效应的有效途径。机房内的气流组织应包括机房大环境的气流组织和通信机柜内部的气流组织，所以机房空调气流组织的科学化解决方案应立足这两方面予以考虑。

(一)机房送风方式应优先考虑地板下送风

目前通信机房规划大多数采用上走线上送风方式，而专用空调上送风方式主要采用风帽直接吹送和风管送风两种常见方式，但这两种送风方式由于造成机房内空调送风断面过大，且系统调节性能较差，不能实现机房内系统总风量的高效、合理的分配。特别是一些发热量较大的数据、交换机房，由于机房内负荷较大且分布不均匀，易造成局部发热源集中区域的局部分配的送风量不足，热量不能及时散发而造成局部过热现象。且上送风方式由于在整个机房空间内冷、热气流混合交叉现象严重，制冷效率偏低。

为解决目前机房内存在的局部过热问题，并使机房内气流组织的合理高效从而实现较好的节能效果，建议通信机房在层高满足的条件下优先采用地板下送风方式。根据实际工程案例进行经济性分析，下送风方式比上送风方式普遍可节约20％左右的运行费用，节能效应显著。

地板下送风方案在工程应用中，要达到理想的效果，应注意以下环节：(i)地板下只准通风，严禁布放线缆(消防用线缆除外)；(2)架空层下有效净空高度一般应控制在350～500mm范围内；(3)送风距离易小于15m。若送风距离超过15m，可以考虑两侧安装空调送风或地板下安装风管进行远距离输送；(4)地板架空层下的水泥楼面应铺设不燃烧材料制造的隔热保温层和保护层，防止楼层水泥面或下层天花板结露。

(二)机柜内气流组织合理化

机柜内部安装的设备产生的热量能否及时散发到周围的环境中，一方面要求机房大环境有良好的气流组织和适宜的环境参数(温度、湿度等)，另外一方面要求通信机柜具备良好的散热工艺。

通信机柜的结构形式应充分考虑散热工艺的要求，否则会造成热量在机柜内部堆积而无法及时散发到周围的环境中去，从而影响通信设备的正常运行，严重时会造成通信设备故障率明显增加。目前一些通信机柜的结构形式在散热工艺上存在一些缺陷，可能存在的问题主要包括：(1)机柜前后门开孔率不足，有些在前柜门位置还设置有防尘网，造成冷气进入阻力过大；(2)有些机房通信机柜内部堆放的设备过于密集，气流流道过于狭窄，内部气流循环不通畅；(3)柜内气流组织不合理，冷、热气流混合现象明显；(4)一些散热量大的通信设备机柜缺少风扇强制排风，仅靠机柜内部自然排风散热效果较差。

针对上述目前一些通信机柜内部存在的一系列问题，必须在机柜前期结构研发阶段对一些环节进行优化处理：应增加通信机柜的柜门开孔率，内部结构形式寻求更合理的流道设计，散热量大的机柜应考虑强制排风，进风量应可以根据柜内设备安装情况进行调节。

根据国内外一些工程的经验，对一些设备散热量较大且采用上送风的机房，可以考虑采用开放型货架式机柜。通信设备均搁置在完全敞开式的托架平台上，设备散发的热量可以迅速地释放到周围环境中，散热效果得到极大改善，当然这种开放式机柜也会对设备安装管理带来一些问题。

二、水冷替代风冷或采用双冷源机组

目前通信机房空调大多数采用风冷型专用空调机组，这种风冷型机组均为单元式机组，具有安装灵活、可靠安全的优点，但也存在性能系数较低、运行性能不稳定、受室外环境温度变化波动较大、室内外机组安装管线较短、室外机组占用大量建筑面积的缺点。

从节能角度考虑，由于水冷效率明显高于风冷，水冷机组性能系数高于风冷机组，在通信机房中推广水冷型专用空调机组具有一定程度的节电降耗价值，特别是在一些中、大型项目上不但节能效益显著，而且可以减少空调设备的投资。

在中、大型项目中无论采用冷冻水型或冷却水型机组，均能实现一定程度的节能降耗、减少投资的目的，且由于水冷型机组没有风冷型机组室外机占用大量安装位置的问题，提高了建筑利用率。但由于水冷型系统中安装的设备及阀门等部件较多，系统单点故障点较多，系统在安全可靠性要求上存在隐患。从提高系统的安全可靠性角度出发，在通信机房项目中推荐采用双冷源机组。

双冷源机组常见的主要是风冷+冷冻水型或风冷+冷却水型两种机组。在大多数季节中系统主要启用经济节能的水冷系统，而在不满足水冷型机组运行的季节或系统发生故障及检修维护时才启用风冷系统。采用双冷源机组虽然会增加项目的初投资费用，但系统安全可靠性较高，且运营成本可以大大降低。

三、直接利用室外自然冷源

在冬季及室外焓值低于室内焓值的过渡季节时，从室外引入新风作为冷源对机房环境温度进行降温处理，是降低机房空调设备运行能耗的一种有效措施。

根据各地气象条件特点，在这些季节可以直接利用室外丰富的自然冷源对机房环境降温，从而可以大大缩短专用空调机组的压缩机的全年运行时问。这样不但节约了大量的电能，同时也延长了空调机的使用寿命，减少了空调机组的维护工作量，降低了维护成本。

目前根据这一节能原理开发了不少机房节能 空调产品，我们重点推荐两种在技术上较为成熟，并且在实际工程有过应用、产生了较好的经济效益的产品予以介绍。

(一)fcx系列节能空调

原理：把室外新风过滤后直接引入节能空调，在机组内新风同室内回风充分混合后送人湿膜加湿器加湿，然后由送风机将处理后的空气送入室内。引入室外新风会降低室内空气的含湿量，通过湿膜加湿器加湿后，提高室内空气的含湿量。同时，室内空气通过湿膜后温度会降低5℃左右。

特点：新风直接引入型节能空调机组没有传热损失，运行效率高。

全年运行时间长，在室外环境温度低于12℃时，可完全替代机房空调压缩机制冷，节能效果十分显著。同时机组配置的湿膜加湿器可以替代机房空调的加湿器，节约大量能源。

fcx系列分体节能空调

fcx-a机组：大风量新风混风型节能空调机组，室外新风过滤后直接进入节能空调，控制系统根据室内外温度由变频调速风机控制引入的新风量，保证送风温度在机房温度的露点温度以上，然后由送风机将处理后的空气送入室内。

fcx-b机组：大风量高余压湿膜加湿器，与fcx-a机组配合使用。引入室外新风会降低室内空气的含湿量，室内空气通过湿膜加湿器加湿后，提高室内空气的含湿量。同时，室内空气通过湿膜后温度会降低5℃左右。fcx-a机组也在机房内独立使用替代空调加湿器。

特点：新风直接引入型节能空调机组没有传热损失，运行效率高，全年运行时间长。

在室外环境温度低于12℃时，可完全替代机房空调压缩机制冷，节能效果十分显著。同时机组配置的湿膜加湿器可以替代机房空调的加湿器，节约大量能源。

(二)fcr系列机房节能空调

原理：采用板式显热换热器为核心部件，室内、外空气在换热芯体内进行能量交换。室外新风引入显热交换器，对室内空气进行冷却降温处理，然后排出室外；被冷却后的室内空气再送回室内，达到为机房降温的目的。

特点：室外空气引入换热芯体，与室内空气热交换后排除室外，可以保证机房的洁净度和湿度不受影响。板式显热换热器的材质为耐腐蚀亲水铝箔，采用特殊工艺加工而成。换热通道面积大风阻小，具有换热效率高、使用寿命长和维护简单的优点。

四、确定合理的机房环境温度 

温室效应的特点篇5

设施农业作为现代农业的重要组成部分，其综合集成了农业生物技术、农业机械与建筑工程技术、环境控制技术、信息技术和管理技术等多领域科学技术，是以此进行集约化种植业生产和养殖业生产的农业生产方式，实现了农业的高产、高效和优质生产。设施农业是在非传统农业生产环境条件下进行的，它突破了自然气候和季节性制约，真正实现了周年生产、全年供应，从而进一步大大提高了种植业的单位面积产量，也使养殖业个体生产量得到大幅度增长［1］。设施农业装备的研发与应用极大地推动了现代农业的发展，但目前我国设施装备的技术含量还不是很高。因此，设施农业装备技术的发展对我国设施农业整体水平的提升尤为重要。

1设施农业装备技术概述

1.1设施农业概念

设施农业的概念分为狭义和广义概念，其中狭义的设施农业是指以最小的资源投入，在可控的条件下，按照动植物生长发育所要求的最佳环境进行的动植物生长。而广义的设施农业从产业链角度出发，是指为农产品商品各阶段提供最适宜环境条件，以摆脱自然环境和传统生产条件的束缚，获得高产、优质和高效农产品的现代农业生产活动。设施农业具有技术装备化、过程科学化、方式集约化和管理现代化的特点。设施农业产业链的特征是，目标商品化途径全程化环境可控化效益全面化。现代设施农业包括设施园艺、设施畜牧和设施水产。

1.2温室大棚装备

温室大棚的分类级别可分为两种，一种是根据其用途可以分为生产性温室、科研教育温室和商业温室。而另一种是按照覆盖材料、温室性能和其他方式进行分类。其中按照覆盖材料可将温室分为玻璃温室、塑料薄膜温室、PC板温室、复合覆盖温室和玻璃钢温室;按温室性能可分为连栋温室、日光温室、塑料大棚、中小拱棚和遮阴棚;按其他方式可分为加温温室、不加温温室、简易温室、智能温室、金属结构温室和其他结构温室等。设施农业机械作为农业机械中的重要份额，在农业机械化发展中起着举足轻重的作用。做好设施农业机械的安全生产，有效预防和减少农机安全生产事故的发生，不仅是农机部门服务于现代农业安全发展的职能体现，也是推进设施农业机械整体水平，提高现代农业综合发展实力的需要，对现代农业的发展都将起着积极促进作用［2-3］。我国“农业设施”发展有其独特的特点，最为广泛使用的是日光温室和塑料大棚。特别是日光温室和简易土温室，是我国独有的一种设施生产方式。尽管有许多不尽如人意之处，但是在现阶段为缓解北方地区周年蔬菜供应起到了重要的作用。据统计数据显示，北京2011年温室大棚建成面积2.17万hm2(32.5万亩)，预计到2012年底将建成温室大棚达2.33万hm2(35万亩)。就设施机械化问题来说，受“农业设施”整体结构的限制，一般节能型日光温室面积不足666.7m2(1亩)，南北跨度8～10m，长度60m。横向种植，南端空间高度在50～80cm，北端有60～80cm通道。在这个空间里实现省力化种植操作的难度较大，正所谓“螺丝壳里作道场”。蔬菜作物的机械化在露地生产中都还没有得到广泛应用，如果加上空间限制，使用设施机械化设备难度更大。没有国外先进经验可以借鉴，也无适应的设备可供选择，这就是我国设施机械化面临的难题。从农机农艺结合角度看，设施这一农艺是已经确定的，只有设备适应设施环境，别无选择。尽管这样，由于农民需求迫切，因此部分设备将就而生，不是应运而生，这就给使用带来了不便和仍有诸多问题需要研究。

2设施环境调控装备技术

设施栽培是在一定的空间范围内进行的，因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响，比露地栽培要大得多。目前国内主要的调节手段主要是加温、降温、保温、通风换气、补光、调湿和二氧化碳施肥等方面。环境调控能力是温室性能的重要指标，对产品的品质、产量起着决定性作用。调控设备主要类型包括通风换气设备、保温设备、加温降温设备、补光设备、CO2施肥设备和监测控制设备。

2.1通风换气

设施环境通风的目的在于:①排除设施内的余热，使室内的环境温度保持在适于植物生长的范围内;②排除余湿，使室内环境相对湿度保持在适于植物生长的范围内;③调整空气成分，排去有害气体，提高室内空气中CO2的含量，使作物生长环境良好。设施环境中常见的通风方法:①自然通风。指在温室等设施的适当位置设置窗户，靠热压和风压作用进行通风，并可以通过调节窗户的开度来调节通风量。自然通风开关窗的机械设备:卷膜开窗系统和齿条开窗系统。②机械通风。依靠风机产生的压力强迫空气在设施内流动。

2.2保温设备

保温设备的作用是加强温室保温能力。常用的保温设备有日光温室保温被、草帘、卷被帘机、连栋温室保温幕以及其他形式的内设保温。不同设备具有各自特点，如草帘保温效果好，价格低廉，但自身质量大、防水性差。保温被具有质量小、易卷放、防水性好的特点。而卷被机总体上具有高效、节省劳力、价格高和装配要求高的特点。而不同类型的卷被机之间也存在差异，见表1。目前设施保温设备存在主要问题是新型高精度、高可靠度电机及多用途系统亟待开发。

2.3降温设备

设施内常见降温方式有湿帘降温、遮阳降温、弥雾降温和空调降温。①湿帘降温是农业建筑中最普遍采用的夏季降温方法，采用该方法组成的降温系统称为湿帘－风机降温系统。由湿帘箱、循环水系统、轴流风机和控制系统4部分组成，湿帘由箱体、湿帘、布水管和集水器组成。目前湿帘采用的材料有白杨木细刨花、瓦楞纸和聚氯乙烯等。②遮阳降温是通过在温室内部或温室屋面上方设置遮阳网，减少进入温室内热量，达到降低室内温度目的。③弥雾降温是在温室内部设置雾化喷头，在高温低湿状态时喷雾，进行短暂的蒸发降温。是直接将水以雾状喷在温室的空中，因为雾粒的直径非常小，只有10μm，所以可在空气中直接汽化。雾粒汽化时吸收热量，降低温室内空气温度，其降温速度快，蒸发效率高，温度分布均匀，是蒸发降温的最好形式。喷雾降温系统由水过滤装置、高压水泵、高压管道和旋芯式喷头组成。④空调降温常见于观光温室、花卉市场等商业温室中，多采用空调机组与风机盘管组合应用的方式。

2.4加温设备

设施加温方式常见的为热水蒸气加温，即通过散热器、锅炉和管路等设备产生的热水蒸汽对设施环境进行加温。热风加温是利用热风炉和送风管等对循环空气进行加温以达到整体加温的目的。其他加温方式还有电热线加温、红外热源加温等。图1为几种加温设备在实际中的应用。

2.5其他环境调控设备

随着物理农业装备等新兴技术的不断研制与开发，一系列环境调控设备在设施环境内也得到了广泛应用，其中常见的有CO2施肥设备、金属卤灯、荧光灯、低压钠灯、LED补光灯、环境监测与控制设备和物理调控装备技术等。温室是密闭或半密闭系统，空气流动性小，与外界交换少，常造成温室内作物正常生长发育所需要的CO2匮乏，尤其在早春、秋末以及冬季由于温室通风少，温室内CO2浓度可能下降到220mLm3，甚至更低。目前CO2的施肥源主要有CO2燃烧发生器、化学反应生成法、利用微生物分解有机物产生CO2、高压瓶装CO2以及固体颗粒气肥等。

3设施生产配套装备技术

3.1生产配套装备概览

生产配套装置主要包括耕作装置、植保装置、工厂化育苗装置、无土栽培系统和灌溉装置等。根据设施的具体建造形式、用途等的不同，所采用的配套装置也有所差异。从目前国内总体形势看，设施装备不配套、技术研发不足;设施生产机械化程度低、专用农机具及装备短缺;设施及配套设备的设计、建造与不同作物设施生产的农艺要求结合不够紧密等是目前制约国内设施生产配套技术发展应用的主要问题。3.2耕作设备设施耕作设备主要包括微耕机、铧式犁和旋耕机等。微耕机主要用于进行犁耕、旋耕、开沟、作畦、起垄和喷药等作业，部分机具还具有覆膜、播种等功能。铧式犁主要用于犁耕作业。旋耕机可一次完成耕耙作业，其特点是切土、碎土能力强，耕后地表平整，土壤松碎细软，土肥混合能力好。

3.3植保设备

设施内采用的植保设备可根据防控方式分为物理防控和化学防控。常见的物理防控设备有频振式杀虫灯、紫外灯、高速气流吸虫机、土壤连作障碍电处理机、温室电除雾防病促生系统、食用菌空气电净化促蕾防病系统、声波助长仪和温室病害臭氧防治机等。化学防控中多采用喷雾机、弥雾机、超低量喷雾机、烟雾机和喷粉机等，其类型的选择主要是根据防控的目的而定。同时静电喷雾技术已经开始得到广泛应用，并取得了良好的效果。

3.4工厂化育苗设备

工厂化育苗设备大致由基质加装系统、压穴系统、播种系统、灌溉系统和控制系统5部分组成［4］。播种装置是育苗播种设备的关键部件，目前，应用于工厂化育苗成套设备中播种装置的分类国内并没有统一的标准，根据播种原理不同可分为吸附式(如吸针式、滚筒吸孔式)和磁性播种机两种。国内常用的是吸针式播种器，利用真空负压吸附的原理可实现单粒种子的精确播种。吸针式播种器可通过调节吸针间距及吸针孔径适应不同规格穴盘及不同大小种子的播种，同时可一次播种穴盘一排，也有的可一次播种一个穴盘，该种播种器最适宜播种丸粒化的种子。育苗成套设备通过电、气、液综合控制，可顺序完成基质装填、压穴、播种、二次覆基质、喷淋灌溉等工序，形成完整的流水线作业。

3.5无土栽培系统

无土栽培具有提高作物的产量与品质、减少农药用量、产品洁净卫生、节水节肥省工和利用非可耕地生产蔬菜等。设施内目前使用较多的无土栽培方式有水培、雾培和箱式基质栽培3种。水培又称营养液栽培，其特点是完全不需要土壤，而是将植物生长所需的各种营养配成营养液供作物利用。雾培是让植物的根系离开了基质与水，把植物的根系完全置于气雾环境下进行生长发育的一种新型栽培模式，它通过雾化的水气满足植物根系对水肥的需求，并具有最充足的氧气与最自由伸展的空间，使根系在毫无阻力的情况下生长。它具有比其他任何一种耕作方法生长更快、管理更方便和投工更小的特点［5］。

3.6灌溉施肥设备

灌溉施肥是通过施肥装置将溶解好的肥液注入到灌溉系统中，使肥料随灌溉水一起输送到田间的一种先进施肥方式，是精确施肥与精确灌溉相结合的产物。灌溉施肥的主要优点是施肥均匀、准确，可以稳定且高精度地控制灌水量、施肥量和施肥时间等参数，从而提高了水和肥的利用效率，有效地减轻了土壤和环境污染［6-7］。灌溉施肥系统主要由传感部分、混肥设备和控制器3部分组成。具体灌溉施肥设备示意图见图2。设施中最常用的灌溉方式是滴灌和喷灌，移动式喷灌是育苗中常用的灌溉方式，而潮汐灌溉多用于先进的盆花栽培设施中。

3.7采收物流装备

对果蔬、花卉采用机械化采收装置，不仅可以提高劳动效率、降低工人劳动强度，同时可以降低采收过程中的损失率，提高商品品质。在设施环境中物流环节主要起到苗床输送、生长期作物输送、成品作物输送和生产物料输送等作用，可以达到省工省时、降低劳动强度的目的。

3.8产后处理装备

花卉、蔬菜等园艺产品的分级、清洗和包装等工作是产品商品化的必要基础。农产品转化成为商品所采取的一系列措施的总称，包括采收、挑选、修整、清洗、涂被、包装、预冷、贮藏、运输和销售等。果蔬采后会涉及无损伤检测技术、果实分级的机械化与自动化技术、贮藏库的现代设备等。目前国内外采用的先进贮藏保鲜技术包括天然果蔬保鲜剂的应用、利用调压技术贮藏、臭氧及负氧离子保鲜、利用生物技术保鲜、静电场处理贮藏、低剂量辐射处理保鲜以及细胞水结构化气调保鲜等。

温室效应的特点篇6

温室透光覆盖材料的种类

温室透光覆盖材料主要为玻璃、塑料薄膜（软质和硬质）和硬质塑料板。玻璃一般采用普通平板玻璃或者浮法玻璃；常用的塑料薄膜包括聚乙烯（PE）膜、乙烯-醋酸乙烯（EVA）膜、聚氯乙烯（PVC）膜和聚烯烃（PO）膜；常用的硬质塑料板主要是聚碳酸酯（PC）板，包括中空板和波浪板。

玻璃

玻璃是一种透光、保温、防雾滴、耐久性能均较为理想的覆盖材料，结构系数可靠，使用寿命长达25年。玻璃温室光照条件好、室内作业空间大、使用时间长，适宜规模化种植，在大多数地处寒冷气候的欧美国家，玻璃仍然是常用的温室透光覆盖材料。按加工方法分为普通平板玻璃和浮法玻璃，在温室中经常选用4 mm和5 mm厚度两种规格。浮法玻璃由于具有表面平滑、光学畸变小、质量好、尺寸可调范围较大等优点，在温室建造上得到了广泛应用。但玻璃密度大，对骨架承重要求较高，建造和维修难度大，在建造时受到加工尺寸和承重能力的限制，玻璃温室较高的造价也限制了其在生产中的应用。在雨雪过后，玻璃表面易沾染粉尘，应及时清洗以增加透光性。此外，玻璃的抗拉性、抗冲击性能差，易碎，对冰雹等恶劣的自然灾害抵抗性较差，破损时容易对操作人员和作物造成较严重的伤害。

软质塑料膜

温室的大面积推广归功于塑料薄膜在农业上的成功应用。软质塑料薄膜是现阶段进行设施园艺生产所选择和使用最为广泛的覆盖材料，具有质地轻柔、性能优良、品种多、用途广泛、透光率高、价格便宜、实用性强、黏合、铺张、装卸及相关配套设备操作简单等优点。将软质塑料薄膜作为温室覆盖材料能够防御或减轻自然灾害对作物的威胁，提高温室大棚运行效率，获取最大的经济效益。生产上应用的塑料薄膜主要有PVC膜、PE膜、EVA膜和PO膜等，目前最好的覆盖材料为乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）膜、耐高温聚酯（PET）膜和PO膜，与EVA膜相比，PO膜的平均透光率高出15.8%[1-2]，作物产量也相应增加。根据常用的几种塑料薄膜的热学特性，温室秋冬茬或冬春茬蔬菜生产中以选用PVC无滴膜、PO膜或EVA膜为最优。软质塑料薄膜因所用树脂和助剂的种类、数量、质量、厚薄、均匀程度及制造工艺的不同，其透光性能、机械性能、耐候性能等有很大差别，对于软质塑料薄膜的强度低、稳定性差等缺点也必须在安装及使用中给予足够的重视，在生产应用中也应做好棚膜的防尘、修补及防火工作。

硬质塑料板和塑料膜

硬质塑料板能改善温室的受力状况，承受更大的雨雪荷载，提高温室的安全性，其抗冲击性能优异，且具有良好的抗弯曲强度，能够适用于各种结构形式的温室。早期用于温室透光的硬质塑料板包括聚氯乙烯（PVC）板、玻璃钢板（GRP）等，由于耐候性能欠佳，近几年来已基本全部改为PC板。PC板具有均衡的机械性能和良好的保温性，外观整齐美观，但PC板透光率衰减较快、易附着灰尘且清除困难，价格也较昂贵，目前在一些高档花卉温室或展示性温室应用较多[4]。市场上开发生产的PC板有平板、波浪板和多层中空板3种类型，平板厚0.7～

1.22 mm，波浪板覆盖的温室内光照比较均匀，平均透光率略有提高，双层或三层聚碳酸酯中空板厚3～16 mm，具有良好的保温效果，其传热系数可降低至1.6～2.2 W/（m2・K），比玻璃节能30%～60%。玻璃纤维增强聚酯板（FRP）以聚酯树脂为主，加入玻璃纤维以提高强度，具有不燃烧、耐腐蚀、拉伸强度高、光学性能好等优点。新的FRP板的透光率与玻璃接近，但使用几年之后，纤维开始脱离，板变黄，透光率下降。聚氟乙烯薄膜（PVF）是一种硬质薄膜，具有强度大、耐老化的性能，是日前使用寿命最长的塑料薄膜，可连续覆盖12～15年。但由于氟具有毒性，在制造过程中需将氟夹在中间层，避免使用时对环境造成污染，使用后需进行专门回收处理。

多功能透光覆盖材料

随着农业生产对资材需求的提升，与普通覆盖材料相比，在光环境调节、遮阳降温、调节生理活动、除湿防雾等方面增加特殊功能的覆盖材料新产品不断被开发。如加入不同颜料制成的有色薄膜对于满足不同作物的特殊光谱需求具有重要的调节作用；降低光线中紫外线的UVC膜，能够起到预防虫害、减少农药使用量的作用；让可见光尽可能的透过而减少红外线部分光量的遮阳隔热膜，能达到提高温室温度的目的，还可通过配合温室的换气等调控方式来控制温室温度。一些散射光材料，能使进入温室的散射光均匀分布，从而提高植株群体底部的光合作用。此外通过调节不同波长的光线，调控作物的光合作用对辣椒、番茄的增产效果也不断被报道，而针对温室高湿的环境条件，利用吸湿性强的材料增强防雾、防流滴性能也是拓展覆盖材料功能的重要方面。在生产应用中，应该依据不同作物的生长特性、生产目的及栽培制度选择合适的多功能透光覆盖材料。

温室透光覆盖材料的特性

温室内所获得的光能主要取决于透光覆盖材料的光学特性，太阳辐射的微小差异对作物生长发育就会产生显著的影响，此外透光覆盖材料对于温室的温度也具有一定的调节作用。根据温室建设地区的气候和种植作物的生长要求，选择温室透光覆盖材料主要应考虑其光学特性、热学特性、机械性能、防雾滴性以及耐候性[7]（表1）。

光学特性

光学特性是温室透光覆盖材料最重要的性能，在一定程度上决定着温室内的光照强度和光谱分布，从而显著影响作物光合作用、器官形成。为此，温室透光覆盖材料的光学特性一是要求透光率高；二是要求透过的光谱适合作物的生长。其中透光率主要包括5个方面的含义：① 材料对光线垂直入射的透光率；② 不同入射角下的透光率；③ 透光率随时间的衰减特性；④ 透过光线中散射光与直射光的比率；⑤ 对不同光质的透光率。透光覆盖材料应对作物光合有效辐射具有最大的透过能力，因此理想的透光覆盖材料应该在波段为400～700 nm光合有效辐射（PAR）区域透光率高，其他波段透光率低。太阳辐射透光率与温室透光覆盖材料特性及其污染和老化状况密切相关。新温室棚膜可见光透过率为88%～95%，如果使用有滴膜而不经常清除污染再加上自身老化以及温室结构的遮光，日光温室透光率最低仅有40%左右。研究表明PVC膜透光率最低，PE膜透光率最高，EVA膜透光率介于二者之间，这与PVC膜较PE膜易于被污染有关。一些散光性高的覆盖材料可使部分直射光变为散射光而透射到日光温室内，使辐射分布更均匀，在一定程度上避免了弱光^的出现。近年来开发出的多功能抗老化及防尘无滴膜，使PVC和PE的光学性能得到不断提高和完善[8]。不同覆盖材料对不同光质的透光率有较大差异，PE膜在270～380 nm紫外光区的透光率为80%～90%，而PVC膜在350 nm以下紫外光区透过率较低，0.1 mm厚的PVC膜对5000 nm以上的远红光透光率为25%、EVA膜透光率为55%、PE膜透光率为88%。在400～700 nm可见光区的蓝光波段，PVC膜透光能力最高，EVA膜透光能力最低；在黄绿光区，PE膜透光能力最高，EVA膜次之，PVC膜最低[9]。此外，同一覆盖材料，由于内部添加剂不同，其透光率也不同，如PE膜的透光率由高到低的顺序为PE耐老化膜>PE无滴膜>PE草莓专用膜>PE无滴耐老化膜。

热学特性

选择保温性能好的透光覆盖材料对降低温室的运行能耗具有重要的作用，覆盖材料的传热途径主要有传导、对流和辐射。温室透光覆盖材料都很薄，其传导热阻很小，而对流换热的强度大小又主要取决于室外风速和室内空气流动状况，所以，辐射性能是衡量透光覆盖材料保温性的重要依据。太阳辐射进入日光温室后，被其内部的土壤、墙壁、骨架、作物等吸收，转化为长波辐射向外放出，这些长波辐射进入和放出的多少，取决于覆盖材料，透光覆盖材料能阻止室内地面、作物等低温物体发射的长波辐射透出温室，从而起到保温作用。红外辐射透过率低的温室覆盖材料有利于温室内热量和温度的保持，在制造过程中常在塑料中添加红外线阻隔剂，以提高材料的长波辐射性能。一般的，PVC膜长波辐射透过率最低，保温性能最好，PE膜不易受污染但长波辐射透过率高，保温性能较差，EVA膜长波辐射透过率最高，保温性能较差，但优于PE膜，PO膜的性能明显优于传统PE膜及EVA膜，其中PO膜覆盖温室的温度比PE膜覆盖温室高1～2℃。

机械性能

透光覆盖材料作为园艺设施的主要围护物，长年暴露在大自然中，因此必须结实耐用，经得起风吹、雨打、日晒、冰雹的冲击、积雪的压力和极端温度的影响，同时还应便于运输、安装和调控，因此必须具备极强的机械性能。机械性能是表示透光覆盖材料在使用过程中承受荷载能力和影响安装施工难易程度的重要指标，主要包括材料的强度、抗冲击性能和热胀冷缩性能等。软质塑料膜常用纵向和横向的拉伸强度以及断裂拉伸率来表示材料的强度指标，而玻璃等刚性材料则使用抗压强度、抗拉强度、弯曲强度和抗冲击强度等指标来衡量。软质塑料膜伸缩性大、抗裂强度小；玻璃具有良好的透光、保温和抗老化性能，但抗冲击力弱、易碎、且不能弯曲；硬质塑料不仅具有很好的抗冲击性、保温性和耐候性，而且弯曲度强、外观整齐美观，适宜于在各种温室中使用。

防雾滴性

由于棚内外存在温度差，尤其是在冬季，棚膜内外温差较大，棚内空气中水蒸气会在棚膜表面液化并凝结成水珠。这些水珠会使射入棚内的光线发生散射和折射，并降低温室棚膜的透光率和温度，从而妨碍作物的生长发育，凝结的水滴如果滴落到作物表面、秧蕊或者苗蕊，则会引起“烧心现象”，还容易诱导作物病害的发生和蔓延。针对这一现象，温室覆盖材料应具有减少内壁水珠的吸附及直接滴落的功能，使薄膜表面亲水性增强，露滴沿着棚膜表面扩展为薄水层，顺表面流下，这种性能被称之为“无滴性”或“流滴性”。使覆盖材料具有“流滴性”的方法主要是在棚膜制备过程中加入或在棚膜表面喷涂高度亲水的流滴剂，使覆盖材料表面高度亲水。棚膜流滴性能除了与棚膜的制膜原料和制膜工艺有关外，还受到使用期间棚内土壤水分、空气湿度、有无覆盖地膜、外界气温、温室结构、棚膜覆盖方法、棚内作物种类等因素的影响[10]。

耐候性

温室透光覆盖材料随着使用时间的延长，外观逐渐发暗，透光率衰减，机械性能减弱，易撕裂，最终无法达到透光覆盖材料透光、保温、保湿、防止水滴滴落、减少雾气等使用要求。因此需要将棚膜光温功能性与长寿性保持同步。设计开发结构更为优异的不易被光氧化或热氧化降解的聚合物分子或选用耐候性较好的材质是延长温室透光覆盖材料耐候性的有效途径，但研发费用大，周期长，价格较高。目前综合性能较佳、寿命可达10年的PET膜和寿命更长时间的PC板、ETFE棚膜已投入使用，但价格相对较高[11]。在现有材料配方的基础上添加光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂，延长了温室透光覆盖材料的使用寿命，且使棚膜拉伸及抗撕裂强度增大，不易吸附灰尘，达到长久保持高透光率的效果，该方法的配方设计、加工成型、检定测试的周期较短，应用效果显著。

参考文献

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温室效应的特点篇7

关键词：气候资源 外界面 内界面 热舒适要素 选择透过性 温度阻尼区

一、黄河中下游的气候特点

地球上最原始、最初级的能源就是气候能源，其他各种形式的能源都是气候能源转化的结果。气候能源包括辐射能、热能、风能等，它无处不在，不产生污染，是洁净可再生的能源，所以开发和利用气候能源，是人类可持续发展能源战略的重要内容。而住宅和气候能源有着特殊的关系，住宅始终处在气候能源场中，对住宅而言开发利用气候能源具有得天独厚的优势。其实住宅是对外界气候的补偿手段，是人们通过人工手段建立起来的，适合人类生活居住的微小环境，也就是大气候下的小气候。

地球上的气候根据其受海洋和陆地影响可以分为大陆性气候和海洋性气候两种，大陆性气候的特征就是冬冷夏热。我国西倚全球最大的陆地板块欧亚大陆，东向、南向濒临最大的海洋太平洋，从全球范围来看，这是生成大陆性气候的最

典型环境，这一特定的地理位置决定了我国气候大陆性强的特点。而河南省位于华中平原，黄河中下游，我国第二阶梯向第三阶梯的过渡地带是大陆性过度气候，大陆性气候特点明显，华中平原气候在总体上有三个特点：

1.冬冷夏热。黄河中下游一月份平均气温普遍低-2～-10℃，而到了夏季，又十分炎热，平均气温25～35℃，最高气温达到了40℃，冬夏持续时间长也是华中平原气候的一个重要特点。年平均气温为12.6～16.5℃，日照时数为2010～2640小时。

2.季风气候。黄河中下游全年的主导风向呈季节性变化，大部分地区夏季盛行

3.东南风，和南风，而冬季盛行西北风，刮风频率大。

4.雨热同季。夏季同时也是雨季，全年的降水主要集中在夏季，年降水量在240～1080毫米之间。雨热同季对人体的舒适感觉有一定的负面影响，湿度是影响人体舒适度的四个主导因素之一，因而大大降低夏季气候的舒适度，这在我国黄河中下游表现的相对比较明显。

5.地质疏松。地质机构多为淤沙，多扬沙天气。

在这种气候下，绝大多数情况的人工小气候的维持必须依靠一定的能源支持来完成，这就是人们常说的建筑能耗，当外界的气候资源不能满足用户所要求的室内热舒适度环境、采光环境和通风环境时就会分别采取人工的方式进行补足，其能耗分别对应空调能耗、照明能耗和通风能耗，这些消耗的能源约占人类总能耗的40%～50%。住宅耗能的多少显然取决于三个方面：自然气候条件、建筑自身品质、室内舒适的标准。黄河中下游冬季干冷，夏季闷热，且气温日较差大。夏季气温高于35℃的酷热天数有15～25天，最热月室内平均自然室温比室外平均气温高1～2℃。根据以上对黄河中下游气候的分析，说明了黄河中下游地区气候的大陆性特征表现的最为明显，导致了黄河中下游相当大的地区的住宅能耗普遍偏高。再一个是建筑自身的品质，就是住宅本身对外界气候资源的利用程度，它是从对不利气候阻隔开始的，在进化过程中逐渐增强其对有益气候要素的透过利用。最后一个就是室内的舒适度的标准，人的体感最佳温度是18～20℃，为了达到这个温度使得居室能耗大大增加。

二、采取的措施手段

2.1外界面的资源属性

居室外部气候资源的利用程度与外界面本身的位置以及品质有着重要的关系，居室通过外界面所获得的有利气候要素越充分则可以视为对外界面资源的利用越充分。建筑通过外界面获得的资源不仅包括气候要素，还包括景观、噪声等等空间质地，其资源性可以归纳为以下几个方面：

1.漫射光源。住宅采光之源，无时间性，程周期性变化，无方向性，无明显热效应。

2.直射光源。住宅日照之源，有方向性，有明显的热效应，有时间限制，因

而住宅获得直射光源的机率比漫反射光源少。

3.自然风源。受大气的影响，大气候风源是小区域内实现有效自然通风的必要条件。

4.热交换。只要界面两侧的温差存在，通过传导和辐射就存在热交换。温差越大热交换越多，在极冷极热的大陆性气候下，这是个不利的因素。

5.声源。外界环境的自然噪音和人为噪音能使用户在潜意识中体会到与外界的联系，消除孤寂感，这对人心理舒适感受是非常重要的。

6.景源。通过外界面能满足居室内部对外部自然和人文景观的精神需求。

由于气候要素在时空上分布的不均匀性，使得上述的外界面资源性在不同外界面之间存在着很大的差异。对居室而言，日照辐射的时空差异是气候要素时空分布差异的根本原因，进而造成外界面资源性的差异：

1.外界面因为空间位置上的差异而资源品质不同，如南向和北向的外界面在获得光照辐射机会上的差异。

2.气候的动态变化导致同一外界面在不同时间获得外界气候资源的差异，包括季节差异和昼夜差异，比如外界面的采光和日照功能在夜间丧失，而通风和采声功能依旧存在。

外界气候资源分布的时间和空间的差别，要求居室外界面资源的利用特别强调因地制宜和因时制异。当外界面资源不能满足空间功能要求时，就会产生以人工方式补足的要求，而当外界面资源利用不当的时候，也会导致住宅能耗的浪费，所以对外界气候资源分布差别的研究有着重要的意义。

对外界面资源的充分利用从来都是考量居室生态性的重要内容。那些成功的生态居室无一不是根据外界气候资源分布的差异性，通过不同外界面的品质差异实现对气候能源的利用最大化和受恶劣气候的不利影响最小化。德国著名建筑师托马斯.赫而左格设计的“玻璃之翼”――雷森斯堡住宅就是典型的生态住宅。空间的功能差异实际上是对空间质地要求的差异，因而不同功能的空间对外界面的选择透过性存在不同的要求，空间与所需求的外界面资源在质和量上存在一定的对应关系：

1.方位：不同功能空间对外界面的空间位置要求的差异。住宅中的起居室与厨房虽然都有采光的要求，但由于两者存在使用频率和时段上的不同，使两者对外界面的位置要求产生不同。

2.数量：不同的功能要求或者使用方式，对外界面资源的量要求也不同。同样尺度的空间，机械通风与自然通风对外界面的需求量是不同的，外界面的过剩是对资源的浪费。

在住宅中，起居室、卧室、卫生间等等对外界面资源的要求存在着差异，起居室对多项气候资源要求都比较高，需要充足的良好的日照以及自然采光和通风来保持环境舒适健康，同时通过景向和采声与外界保持精神上需求上的联系，而相比之下，卫生间一般则仅仅对换气有一定的要求，甚至可以远离外界面而通过设置通风道来达到换气的目的。

2.2住宅内界面

居室的外界面通过对自然气候的选择透过性创造了人工舒适气候，而内界面处于舒适气候之中，通俗的说就是为了划分室内空间功能而形成的装饰隔断以及家具、设备等等，它们的目的主要是分隔热舒适要素以外的空间质地，包括光线、视线、声音、气味、氛围，等等。内界面的选择透过属性是居室内部功能的一部分，室内空间功能要求的不同从根本上讲是对空间质地的要求不同，进而也就对空间周遍的内外界面的选择透过性有着不同的要求。住宅中一提到主卧室，就会同“安静、私密、采光日照景向良好”等等联系起来，而这些在本质上都是对空间周遍界面的选择透过性的要求。为了获得气候能源利用的最大化，截面必须确保在阻隔某些目标质地的同时，促使其他空间质地特别是气候要素的最大程度透过。内界面忽视了气候要素，就必然会导致对外界气候资源的浪费。由于对内界面的目的分析认识不足，或者可共选择的界面材料本身性能的限制，使得内界面对气候资源的浪费现象十分普遍，具体表现在为对没有必要隔离的空间质地隔离过多，特别表现在室内实体化的盲界面过多。在开封的很多居室装饰中，内界面只考虑了人出入的过道――门，而除此之外的内界面一律以盲界面隔断，有些直接自然采光的厨房与远离外界面但可以通过厨房间接采光的餐厅之间，为了阻隔烟气就设置封闭的墙体，盲界面隔断了每天只在短时间内出现的烟气，却也隔断了可以全天利用外界光照和通风，结果就不得不输入能量以电力照明和机械通风的方式予以补足，这是严重的资源浪费。处理好内界面的选择透过作用，提高外界面资源的利用效率，在过度性大陆气候条件下的黄河中下游对降低居室的热工能耗是非常有利的。

合理的实现内界面的选择透过作用要通过以下三个方面：

1.深入分析内界面选择透过性要求，明确其阻隔目的，恰当的选用界面材料，对阻隔的目标质地以外的气候能源实现最大程度的透过。

2.赋予内界面动态的可调节性能，满足动态气候下的不同选择透过性要求。

3.尽可能减少不必要的内界面，特别减少盲界面。

2.3应变住宅形态

2.3.1型体的分析

在大陆性气候条件下，小的体型面积能将暴露于外界气候中的界面尽可能控制到最少，这无论对于减少冬季失热还是减少夏季得热都是有利的。在常见的平面形式中，圆形平面可以拥有最小的外表面积，其次是方形。 （图1）从平面形状来看，凹多边形平面与相对应的凸多边形平面相比都会导致较大的体型面积，所以，开敞天井和和内天井对体型控制都是不利的。不论是开敞天井或内天井，起主要目的无非是为了加强自然采光和自然通风，然而同时又不可避免的导致外界面增加，体型表面积扩大，此时通过建立可应变的玻璃界面调节体型可以在极端气候下封闭天井，对建筑体型进行“完型”，这样在满足自然采光的同时隔绝热交换，可以降低热工能耗。

在黄河中下游大部分地区日照充足，居室的南向空间即可以在冬季获得良好的日照，又可以在夏季通过某些应变的措施来实现遮阳。由于人们对不同功能空间的热舒适要求不同，在居室设计中应按照对热舒适的不同需要而合理分区，将对热舒适质量要求较低的空间，如把厨房、卫生间、储藏室、走道置于自然温度

相对较低的北向区域内，而把起居室、卧室尽量布置在朝向好、自然舒适度较高的南向区域，从而使非均质分布的外界气候资源得到充分的利用。

通过增加层级，也可以减弱冲突，这具有普遍的适用意义。为了保证主要空间的室内热舒适环境，可以在舒适度要求较高的空间与恶劣的外界气候之间，结合具体情况使用设置过度空间区域，又可说成“温度阻尼区”。对于位居平面核心部位的空间而言，温度阻尼区可以视作外界面向室内的纵深扩展，由于温度阻尼区与外界面的温差要小于热舒适度高的中心部位空间与外界的温差，即外界面的内外温差减小，所以，可使室内的传导和辐射热损失显著减少，这对于冬季采暖和夏季使用空调都是有利的。南向的温度阻尼区在白天还可作为附加阳光间使用，是改善冬季室内热舒适环境的一个有效措施，当然，夏季也可以打开门窗进行自然通风，使之成为一个可调节、可应变的缓冲空间。

2.3.2通风环境

与其他技术相对复杂、设备相对昂贵的生态技术措施相比，自然通风完全依赖引导自然力来实现。住宅中的自然通风，包括以下三种不同的目的：

1.通过空气交换带走房间的热量，降低室温，满足热舒适需要。

2.供给新鲜空气，更新室内空气的组成成分，改善卫生环境。

3.当外界的气温比室内的气温还高时，外界气流并不能降低室内温度，但气流能加速人体表面的汗液蒸发，使人在感觉上产生降温的舒适效果。

当然自然通风也有一些缺点：

1.外界气温不适宜时，自然通风会导致热工能耗有所增长，所以，居室在采暖和空调期间要对自然通风量加以限制。

2.实现自然的穿越通风，要求外界的风速、风向以及居室周围的条件满足一定的要求。在静风率高的地区仅仅依赖自然通风降温很难满足舒适的要求。

3.难以控制空气的洁净，屏蔽空气中的气味、尘埃等有时会涉及复杂的设备，在大多数住宅中是难以实现的。因而自然通风要根据住宅的环境条件以及内部的要求，视具体情况适时做出必要的调整。

自然通风的动力是风压差与热压差。风压差是因自然风力的作用而产生的，气流从压力高处流向压力低处；而热压差则是因不同温度的空气导致密度差异而产生的。这两种因素有时单独存在，有时同时存在，当风压差很小时，热压差对自然通风起着主导作用。风压差引起的自然通风是以气流的的水平方向运动的穿越式通风为主。为了加强静风期的通风效果就需要提高居室内部或内外之间的热压差，可以采取以下的措施：

1.制造高温区。在夏季利用玻璃的温室效应来制造局部高温，加剧室内温度场的不平衡，提高热压差，促进通风。

2.扩大气流出入口的高差来提高热压差。可以设置落地窗能够减弱室内空气的盆地层积效应，促进气流运动。还可以设置垂直贯穿的竖向空间，在顶部设置可以开启的多层共享中庭，强化“烟囱效应”

此外，当夏季室内外温差不大时，通风降温的效果归因于气流能促使人体汗液的蒸发，直接带走人体产生的热量，而不是简单的降低室内气温。因此，尽可能的使气流经过人体就显得尤为重要。在以往的许多住宅设计中，窗台的高度通常是以摆放家具（如桌子的高度）的要求以及安全的要求来确定的，而不是从气候及通风角度来考虑的。这是在室内热舒适要求不高、忽视对气候要素利用的低级状态下产生的，往往会导致住宅的气候性能缺陷。从对气流的分析可以知道，窗台过高造成的“盆地效应”会在室内形成过多的风影区，比窗比台低的床，在夜间就常常处于窗台的风影区内，大大影响自然通风的空间范围和效率。近几年，住宅的窗子的尺寸日渐加大，特别是窗台的高度不断降低，甚至是大面积的落地窗，原先封闭的实体化的阳台栏板也变成了镂空栏杆，这能有效的提高住宅的气流可穿越能力。所以提高整个住宅外界面的通透性或可变性，能最大限度的减弱空气层积效应的不利影响，对促进风压通风和热压通风都有十分有利的。

在居室剖面中，应变的要素除了墙体等垂直方向的分隔界面之外，还包括水平的横向分隔界面，如楼板、屋面、天窗，等等。通过对住宅剖面的改变包括调节内、外界面，能够有效的对住宅内部的热压差气流进行控制引导，促进自然通风。

2.3.3结合对地下建筑和合院结构的认识，分析住宅的应变形态

地下住宅的特点是有相当部分的围护结构为自然实体（泥土、岩石等等），接触外界空气面积少，既体型系数小，因而隔热性好而热容量大，使之能在严酷多变的气候条件下保持相对稳定的室内气候，这种特性非常适合黄河中下游多变的大陆性气候的需要，可以大大降低住宅的采暖和制冷能耗。有关测试表明，由于延迟效应的影响，在地表以下6m深处的温度年波动恰好与室外空气的年波动呈现大约180°的相位差，即室外气温最冷月份（1～2月）时该地层温度却处于最高峰处，而室外最热月份（7～8月）时该地层温度却处于最低峰处。而地层越深，低温波动的幅度就越小，在地表以下2m时，还有10℃左右的年平均温差，但当深入地面以下8m深处时，在一年的周期里地层温度能基本保持不变。（图2）针对黄河中下游的特定气候，地下建筑是用料最少、能耗最低、建造最简的方案。土壤覆盖是地下建筑最直观的特点，这一点可以借鉴为地上住宅的屋顶覆土绿化，以此能改善住宅顶界面的隔热性能。一般情况屋顶界面大约平均占地上住宅外界面的20%左右，而且绝大部分是只具有热工消极意义的盲界面。此外植物随气候的季节变化对住宅顶界面的热工性能起到应变调节作用，就如同动物的毛发。

分析了地下建筑，再来分析一下合院结构。合院民居是在我国特定的自然社会结构关系下各种外力综合作用下的产物。在开封也存在这相当数量的合院，它是我国传统民居的一大特色。合院是盛载气候要素的容器，通过建筑对自然的包容和调节，能够对恶劣气候以及气候的变化有较好的适应和应变能力，它地朝天，敞口于上，通风纳气，承接阳光雨露日月精华，是住宅对气候资源的引入。尽管合院中的空气通过合院上口与大气连通，但其运动状态又有别于自然大气。由于合院周边的垂直界面对空气水平运动的限制，合院内空气的层积效应导致气温出现竖向梯度，即冬季合院内的气温自上而下逐渐升高，而夏季刚好相反。这样，合院也就成为整个建筑的气候缓冲器和阻尼区，丰富了住宅的总体气候梯度，

从而创造了在恶劣气候条件下各季节都比较舒适的室内空间。合院内的空气的层积，可以减弱外部气流对室内舒适环境的不利影响，保持合院内的温度环境和风环境相对稳定，有利于冬季保温防寒；同时利用合院内的空气热压差形成的“烟囱效应”，可以在夏季通过启闭周遍的门窗来控制和调节室内的通风降温。

尽管合院通过调整周边界面的启闭，能够通风纳凉，保暖防寒，但其效果显然十分有限，可以在传统的合院结构的基础上在住宅中央设计一个“应变核心”――一个周边被房间包围的应变的内院。内院与房间之间的界面以及内院直接向外开敞的界面都有灵活变动的可能，设置面积较大的可以开启的门或窗，从此来控制内部气候。在寒冷的冬季，内院周边的所有界面都关闭，内院实际上成为室内空间的一个部分，或者视作为原有空间的“热缓冲层”，此时住宅的体型减少了凸、凹，外界面变的光滑完整，减少了失热的面积。内院的加入也丰富了住宅的气候梯度，弥补了冬季室外活动场所不足的缺憾。到了夏天，院内周边的外界面尽可能全都打开，此时的院内是半开放空间，无论是热压差作用还是风压差作用，通过内院都可以促进周边房间的自然通风。这样，通过“应变核心”的界面应变，分别利用温室效应、烟囱效应、热缓冲层等被动技术策略在不同季节均可促进室内环境的舒适。

三、结束语

上述通过对在大陆性过度气候下内、外界面的资源属性的分析以及对住宅界面的应变措施的阐述，我认为在某种意义上住宅和生命一样，已经演化成一个不断与环境进行物质、能量和信息交换的新陈代谢系统。住宅已经呈现出一种类生命特征，拥有生物一样的自然本性。住宅的应变是高效的，也是生态的。它是对人工气候与自然气候之间动态物流和能量流的调节控制过程，最终的目的是以最高的气候利用效率和最低的环境负荷来实现健康舒适的住宅空间。适应气候，合理利用气候的有意要素本就是生态住宅的核心理念之一。

参考文献

[1]吴三保.《中国自然地理总论》.北京科学出版社，1985

[2]卢云亭.《中国地学集锦》.江苏科学技术出版社，1986

[3] 吴良镛.《广义建筑学》.清华大学出版社，1989

[4] [英]埃塞林顿.《环境和植物生态学》，北京科学出版社，1989

[5] 吴良镛.《建筑学的未来》.清华大学出版社，1999

[6] 莫里斯.《建筑？气候？能量》.中国建筑工业出版社，1990

[7] 李振基.《生态学》.北京科学出版社，1999

温室效应的特点篇8

关键词：北方严寒地区；公用建筑；高大建筑空间；采暖措施

Abstract: The first floor of public buildings has the tall space and the envelope of the large glass doors and windows in northern cold regions, then to install radiator according to the heat load calculate, on the one hand, may be due to structural reasons can not layout of the radiator, or even be able to layout, it will occupy space, affecting the use of effects and impact of comfort, on the other hand the "chimney effect" caused by the upper temperature is too high and the first floor heating temperature is still below standard..Key words: northern cold regions; public buildings; tall building space; heating measures

在公用建筑首层高大建筑空间内，冬季的采暖措施的选择非常重要，特别是对于北方严寒地区而言，这一点显得尤为重要。这类建筑具有空间比较大、供暖负荷较大且热环境难以保证和控制的特点。采用传统的散热器这种采暖措施是一种不适合北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间的采暖措施。目前，高大建筑空间的采暖措施，在实际设计中，主要是采用地暖供热和热风幕结合的方式进行采暖，本文就这个问题进行了分析。

1.北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间不适宜散热器采暖

由于北方严寒地区的公用建筑首层具有高大建筑空间、落空大、跨度大以及大面积玻璃门窗围护的结构特点，因此，这类建筑采暖热负荷较高；建筑空间内温度梯度大，室内空气严重分层，温度梯度大，热空气聚集在上层，屋顶保暖不佳，下层有效工作空间的空气温度达不到采暖效果；门窗缝隙的冷风渗透耗热量很大。如果采用安装散热器采暖的话，一方面可能因结构原因无法布置散热器，或者即使能够布置，也会占用有效空间、影响使用效果以及影响舒适性等，另一方面由于热空气的上升，使热量大量消耗在高大建筑的上部，下部工作区难以获得足够的热量，造成建筑物上部温度过高而首层采暖温度仍达不到要求的情况，而且温度分布不均匀，这不但热舒适感差，而且造成能源的浪费。这是一种不适宜北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间的采暖措施。

2. 北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间适宜采用地暖供热和热风幕结合的方式采暖

地暖供热又叫地面辐射供暖，它是以一般在50℃到60℃之间的热水为热媒，以整个地面为散热器，在加热管内循环流动，均匀地加热整个地面，并且因势利导的利用地面自身的蓄热作用和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。早在上世纪七十年代，地热供暖就在欧美、韩、日等地得到迅速发展。

北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间用传统散热器采暖会造成上热下冷的状况，很难保证工作区地面的温度，而地暖供热则较好的解决了这一问题。在地暖供热系统中，一半以上的散热量以辐射的形式传输给人体以及周边的物体（包括四壁内墙、地上各种设备等等），剩下的则是以对流换热的形式直接由地面传给室内空气。因此采用地暖供热的采暖方式，能够使室内的气体温度迅速提高，这样，工作区的温度就比较高，而且温度也分布得比较均匀，尤其是人体与热辐射表面距离近，这样，接受的辐射热也相对比较多，人体会感觉更加舒适。同时由于地暖供热的热媒主要是低温热水（一般在50℃到60℃之间），因此有条件时可以直接利用余热水或地热水等，就能达到节能和环保的目的。另外，由于地暖供热是通过混凝土传热，热量散发均匀，加之混凝土具有蓄积能量的作用，即使间歇供暖也同样能保持室温稳定。

热风幕是通过高速电机带动贯流或离心风轮产生的强大气流，形成一面无形的门帘。热风幕利用暖风机将热风直接送入室内，在工作区内形成空气环流，使得整个工作区温度分布比较均匀。热风幕采暖的过程就是把电能转化成热能的过程，在这个过程中热风幕释放的热量大并且安全可靠。因此，热风幕比较适宜于安装在公用建筑首层高大建筑空间内，特别适用于北方严寒地区，应用特制的高转速电机带动贯流式、离心式或轴流式风轮运转产生一道强大的气流屏障，能够有效的保持室内外的空气环境和空气清洁，阻断外部冷空气、防止“烟囱效应”的形成以及有害气体的侵入，为人们提供一个舒适的环境。

根据地暖供热和热风幕采暖的特点和优势，在北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间采用地暖供热和热风幕相结合的方式进行采暖，会收到很好的效果。

以北方严寒地区满洲里市检察院综合楼为研究对象，总建筑面积8209.5平方米，建筑高度16.2米，建筑层数4层，一楼大厅为共享空间，层高8.4米。大厅门口采用热风幕供暖，里面采用地暖供热，供水平均温度为55℃。地暖盘管采用PE-RT管，回折型布置，为控制管道阻力、保证布置灵活性，管长控制在80~90米之间，选用300毫米管间距。

采用地暖供热和热风幕相结合采暖室内地板表面温度分布比较均匀，而且稳定性较好，地板表面温度随室外温度的变化不大。

实际上，室内所得到的辐射能，既包括地板表面散发的本身辐射，也包括各围护结构内墙壁表面的反射辐射。所以围护结构内壁面温度的高低将影响地板表面辐射采暖的供热量以及人体的热舒适感。

围护结构内壁面温度受室内外的温差、围护结构朝向的影响较大。当围护结构朝向不同，室内外的温差大时，其内壁表面的温度之间存在着明显差异。

在大厅中，随着室外温度的变化，内墙壁表面温度的波动不大，最高温度出现在下午15时，最低温度出现在上午9时，大厅内墙壁温度比室内温度的平均值略低，但相差并不大。

室内温度直接影响人体通过对流及辐射的显热交换，是影响热舒适性的主要因素，所以室内温度数据非常重要。

在相同舒适度下，室内温度最多相差1℃，温度最高点不是出现在位于大厅的中央测点，而是出现在室内的靠近建筑内部，受外界边界条件的影响较弱，室内距离外门和外墙较近的地方，容易受冷空气影响，所以温度的变化比较不规律。室内平均温度的最高值出现在室外太阳辐射强的时刻，部分地方的温度与地板表面的温度相差不多，大厅内水平方向上温度分布较均匀，稳定性较好。

当顶部是混凝土结构的大空间建筑采用地暖供热采暖时，热气流会在浮力的作用下上升，导致空间上部温度很高，垂直温度增大，很难达到舒适性的要求。但热风幕弥补了这个缺点。随着距离地板表面垂直距离的增大，垂直温度先是升高，然后略有下降，到达热风幕下部时温度大幅度下降，这时热风幕就发挥作用了，它可以使大厅上部散热量增大，从而避免了出现“倒梯度”现象，消除了因垂直温差大，而引起的空气对流。

因此，在在北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间不适宜采用传统的散热器方式采暖，而应该是地暖供热和热风幕相结合的方式进行采暖，这样才会收到很好的效果。

参考文献

GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》

温室效应的特点篇9

在农业生产体系中，设施园艺是相对高耗能、高投入、高产出的产业。目前对设施园艺的新材料、新技术和新能源的研究中，主要倾向于发展对太阳能和浅层地热的利用，作为替代能源，通过非晶硅太阳能薄膜电池。复合相变材料、地源热泵等节能技术，实现可持续农业的发展，取得经济、节能、环保三重效益。非晶硅太阳能薄膜技术

在众多的可再生能源中，太阳能受地理环境或气候因素的限制相对较少，而且太阳能光伏电池是一种重要的可再生能源，能够达到零污染排放，实现了对太阳能的环保、节能的利用。太阳能电池的类型

太阳能电池主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅薄膜电池。其中，单晶硅和多晶硅电池在生产过程中需要消耗大量能源，排放有毒物质，成本和造价比较昂贵，我国自2009年开始已将多晶硅列为产能过剩行业，以避免对环境的进一步污染。而用硅量极少、成本较低、环保、既是高效能源产品，又可作为新型建筑材料的非晶硅薄膜电池成为了太阳能电池行业发展的主流技术。

非晶硅太阳能薄膜电池，是一种以非晶硅化合物为基本组成的太阳能电池。通过将非晶硅薄膜太阳能电池安装在温室的顶部，利用透明薄膜太阳能光伏夹层玻璃替代传统的大棚薄膜，不仅可以滤掉紫外线，让红光穿透进来(还有部分的蓝光透过)，让植物在温室内进行正常的光合作用，同时电池板产生的直流电能也可直接用于照明、补光或多层的植物工厂的营养液循环等活动，将光能转化为电能，实现低成本光能发电。

非晶硅薄膜太阳能电池的特性

材料成本低，硅材料用量少。

制造工艺简单，可连续、大面积、自动化批量生产。

制造过程消耗电力少，能量偿还周期短。

温度系数低。太阳能光谱分布比较宽，而晶体硅电池只能吸收能量比自己带隙高的光子，其他光子被吸收转换为热量或将能量传递给材料分子，使材料发热，这些热效应会使晶体硅电池的发电效率下降，非晶硅带隙相较比晶体硅宽，温度系数影响明显低于晶体硅。

弱光性能强。由于非晶硅的价带电子能级低，在弱光条件下非晶硅电池也可具有良好的光电效率。

发电量高。非晶硅太阳能电池存在的问题

转换效率较低。由于Staeller-Wronski效应(光衰现象)，商品化的单结非晶硅电池一般大约只有5％的稳定转换效率。而多结电池的理论转换效率比单结电池高出许多，因此为进一步提高效率，生产上常采用多结电池的结构。

稳定性问题。非晶硅太阳能电池在强光辐照下其光电导率和暗电导率下降，经160℃的温度进行热处理，又恢复到原来的数值，即光衰现象，是影响其大规模生产的重要因素。目前主要采用氢稀释和开发多结电池两种方法来提高材料质量、稳定转换效率，通过这些措施，已使大面积生产的稳定效率高于10％。

成本问题。非晶硅太阳能电池投资额是晶体硅太阳能电池的5倍左右，且成本回收周期较长，有一定的资金壁垒。

相变材料

太阳能利用在时间和空间上的不匹配问题成为了限制其利用率的主要障碍。而热能储存是提高太阳能源利用率的一种新技术，将不用或多余的热能通过一定的介质储存起来，需要时再释放利用，有助于提高能效和开发可再生能源。

相变储能材料可以在其本身发生相变的过程中吸收环境的热(冷)量，并在需要时向环境放出热(冷)量，从而达到控制周围环境温度的目的，较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，有效地提高了能量的利用率。同时，相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定，能够用于调控周围环境的温度，并且能重复使用。

传统日光温室的结构较为简单，保温和蓄热性能较差。夏季，白天常需通过湿帘冷风机降温，以避免棚内温度过高；冬季，晚上又需烧煤供暖以维持棚内温度。不但太阳能没有得到充分利用，而且消耗了大量常规能源，废气的排放还对环境造成了污染。利用相交复台材料不仅能为温室储藏能量，还具备自动调节湿度的功能，降低了温室的运行费用和能耗。因此，利用相变材料改造温室结构是解决温室大棚夏季降温、冬季供暖和有效利用太阳能等问题的有效手段。

相变材料的类型

根据相变前后形态的变化，相变材料主要分为固一固相变材料、固一液相变材料、固一气相变材料及液一气相变材料。其中，固一气相变材料和液一气相变材料在相变过程中有大量气体存在，材料体积变化较大，很难应用于相变墙领域。因此，现有的研究主要集中在固一固相变材料和固一液相变材料。

根据相变材料的物质性质，相变材料可分为无机材料、有机材料和复合材料。无机相变材料主要包括结晶水台盐、熔融盐、金属台金等无机物：有机相变材料主要包括石蜡、羧酸、酯、多元醇等有机物；复合相变材料主要是有机和无机共融相变材料的混合物。

目前，在温室建造上常将各类相变材料按照一定比例复台后，能够克服它们各自由于相变温度过高而失去应用价值的缺点，使复合物的相变温度控制在适宜的温度范围内。所以发，可以将各类相变材料按比例与其他建筑材料通过直接浸泡法、微胶囊法、定形法或多孔材料吸附法等方法复合，构成具有特定相变温度和较高相变焓的相变复合建筑材料，能够扬长避短，充分利用不同材料的优点，克服各自的不足，经过相应的后处理，就可根据实际需求应用到温室的建造中。

温室相变材料的特性

用于温室结构中的理想相变材料，不仅要满足节能建筑的要求，还要满足植物对生长环境的要求，综台归纳为以下几点：①相变温度在温室设计温度要求控制的范围内，并且在植物生长的适宜温度附近：②相变时。体积膨胀或者收缩率小，③相变潜热值大；④相变的可逆性好，稳定性好，过冷或者降解现象少；⑤相变材料的成本较低，制造方便，经济实用；⑥无毒、无腐蚀性、不泄漏、不污染环境。

相变材料存在的问题

农业温室中常用的相变材料为CaCl2・6 H2O、Na2SO4・10H2O、石蜡、聚乙二醇、脂肪酸类等。由于这些材料本身特性的限制，在应用中还存在着许多问题。

无机水合盐类

CaCl2・6H2O和NO2SO4・10H2O是温室储热常用的无机水合盐材料，具有潜热大、导热系数高、相变过程稳定、体积变化小等优点，可以达到良好的储热节能和除湿效果，但是在放热过程中存在较严重的过冷现象和相分离，导致放热不稳定和寿命缩短，一般可以通过加八成核剂、增稠剂或改变 晶体结构添加剂等办法进行改良。

石蜡：石蜡具有较高的潜热值，价格低廉，物理性能良好，热稳定性较好，无腐蚀性，温度范围宽泛等优点，但同时石蜡也存在导热系数低、体积变化大的缺点。在应用中往往加^金属填充物或采用翅片管等方法以提高其导热性能，以及利用塑料容器来解决熔化和凝固过程中体积变化过大的问题，常常用作复合相变材料的原材料，以提高熔解潜热。

脂肪酸类脂肪酸具有相对其他相变材料更好的熔化和凝固特性，且性质稳定、无毒、体积变化小、相变潜热大，相变温度范围在30℃-40℃之内，适合在被动式太阳能建筑中作为蓄能材料。但有机类材料通常导热系数小、熔点较低、易挥发。可通过加入一定比例的碳纤维来提高它的热导率，同时也可达到耐腐蚀的效果。浅层地热泵

浅层地热能是指地下200m以内土壤和地下水中所蕴藏的地温热能。和其他能源相比，具有分布广泛、可循环再生、储量巨大、可就近利用等优点，是一种非常重要的新型清洁能源。目前，地源热泵技术是最有效的开采浅层地热的方法，该技术利用了地下浅层地温变化较小和蓄能的特点，兼具加温和制冷双重功能。其工作原理是通过消耗部分电能或其他高品位能驱动热泵机组运行。冬季，以大地为低温位热源，通过热泵机组从大地中提取热量，供给室内采暖．夏季，则以太地为高温位热源，将室内的热量输送到大地土壤中，以达到制冷的目的。在高呼节能减排、可持续发展的今天，地源热泵技术使得我们对浅层热能的开发利用成为现实。

在农业温室生产中，传统温室耗能较高，效率较低，而且冬季的加温设施容易对大气造成污染。而地热源温度较为恒定，常年维持在18度左右，在冬夏两季可分别提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。此外，地源热泵系统中的地下?埋管换热系统在地下运行，从而减小了对地面空气的热及噪音污染，而且它不向外界排放任何废气、废水和废渣。因此，将地源热泵技术应用于温室的供热与降温系统，不仅能够充分开发浅层地热，也是一种理想的可再生能源室调技术，符合农业可持续发展的要求，在设施农业领域得到了广泛的应用。

地源热泵的类型

根据对浅层地热的利用形式，地源热泵可以分为：地下埋管式地源热泵(土源热泵)、地下水源地源热泵和地表水源地源热泵3种主要形式。

常用的地下埋管式地源热泵，又根据其地下管线的排布方式，太体上可以分为水平管线地源热泵、垂直管线地源热泵、水源热泵和开放型地源热泵。地源热泵的特性

绿色环保，高效节能，运行费用低。地源热泵能耗仅为传统供热方式的20％-30％，运行费用降低30％以上，节能效果显著。

实现了能源的可持续利用，对环境无污染。利用热泵系统供暖制冷，总体上冬季采出热量可与来自地层下的传导热量以及夏季储存热量实现平衡，不对周围环境产生任何污染，环保效果相当显著。

运行稳定可靠，使用寿命长，自动化程度高，易于管理。

一机多用，节省土地资源，应用范围广泛。

地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，资源条件到处具备．从严寒地区至热带地区均可采用浅层热泵的方式对其进行利用。地源热泵在应用中存在的问题

推广、建造成本较高。在设施农业中应用地源热泵的初期投资较大，以中国农业大学上庄实验站温室地源热泵系统为例，于2006年建成的地下水地源热泵空调系统，总投资超过了73万元。如此高的初投资费用对干以生产农副产品为主的温室产业来说，推广及建造还存在着许多困难。但已有一些以政府补贴方式经营的农业生态园区中开始推广使用地源热泵空调系统，运行、维护费用低，使用寿命长以及环保等优点使其具有很大的发展潜力，随着能源危机和环境恶化的不断加剧，热泵技术的不断研究与完善，地源热泵系统的优势将更加明显。

降温效果还有待提高。由于热泵系统制冷是采用显热降温的原理，所以在夏季利用地源热泵空调系统对温室降温，与利用传统的湿帘一风机系统潜热降温的效果还存在一定差距。因此，在实际使用时，可以采用两者联合降温，不仅克服了湿帘一风机系统导致的温室湿度大的缺点，也可以降低运行成本，达到最好的降温效果。

热泵长期运行后稳定性下降、对地质环境有一定影响。埋管式地源热泵系统由于需要较大的换热温差和较高的埋设密度，对局部地温场的干扰比较大。并且地下水热泵系统中的回灌技术目前还不够成熟，易造成回灌井的堵塞以及不同程度的水质污染。如果系统长时间运行，地下水或地埋管周围土壤温度短时间内难以恢复，则会导致系统的性能下降。一方面可以通过添加冷却塔降温系统或开发冰蓄冷削峰填谷技术作为降温的辅助手段，以缓解系统的运行强度，保证制泠效果；另一方面需要对地下水以及土壤层内温度的变化进行长期监测，及时掌握地温变化动态、水土质量和地面变形情况，防止对环境造成污染或产生地质问题。

结论

从2010年开始，非晶硅太阳能薄膜电池技术已经在江苏、山东等地区的农业生态项目中得到应用，实现了棚顶发电、棚内种菜，并通过夜间应用LED灯调节植物的生产周期，使得产量及品质得到了大幅提高，对于农业结构的调整、升级和“三农”问题的解决有重要作用。但对于非晶硅太阳能电池的转换率以及稳定性方面的提高，还有待于进一步的研究。

温室效应的特点篇10

关键词：恒温恒湿空调自动化控制季节高精度备用程序

恒温恒湿空调作为专用空调机，对环境的温度、湿度和洁净度都有严格的要求，具有高效节能、低噪音、和环境保护等功能。

恒温恒湿空调在一些对空气的温度、湿度、洁度要求都比较高的厂房或者实验室中，通过集中空调系统，对空气进行降温、祛湿或加热后，在经过大回风量进行房间的高等级净化和正压控制，从而满足空间环境的各项需求。因此，恒温恒湿空调在电子、光学设备、医疗卫生、生物制药、检测及实验室等专业领域应用比较广泛。

由于恒温恒湿空调所在的空间对一般对空气温度、湿度和洁度的要求非常高，因此在空调系统的设计上，系统的完善性即显得尤为重要。本文根据国内外相关设计标准和规范,针对恒温恒湿空调的应用特点，讨论了恒温恒湿类空调系统在空气处理和自动控制方式的设计上应注意的几个问题。

1、系统对环境监测的高精度

恒温恒湿空调所在的环境对温度和湿度的要求十分严格，尤其是在实验室、医院等高精密环境中。与此同时，由于这类环境中热源、水源等分布十分复杂，导致环境中的温湿分布并不均衡。因此就需要空调自动控制系统对环境的温湿变化具有较高的敏感度，能够迅速的感知环境中的温湿变化，并极快的做出有效反映，保证环境中的温度和湿度。现在的恒温恒湿空调要求一般在温度精度达±2℃，湿度精度±5%，高精度空调可以温度精度达到±0.5℃，湿度精度达到±2%。

2、温湿控制中高效能比

在传统的恒温恒湿空调系统设计中，在温度和湿度的控制上，机组有风冷和水冷型两种，配备有多级电加热器和电极加湿罐及微电脑控制器。在冷却祛湿工况条件下，蒸发盘管使空气温度低于露点温度而去湿，通过加热器的再热控制室内温度保持在设定值。该类机组由于冷量的调节一般仅二档或三档，机组出口空气的露点温度不易稳定，对室内相对湿度的控制能力较低，一般宜用于相对湿度控制精度在±5%的试验室，目前大多采用了该种定型产品。简单来说就是冷却、加温、除湿的过程。虽然效果比较明显，但是很显然这个过程的当中的空调能耗会比较大，尤其在湿度比较高的环境下，既要保证除湿的效果，又要保证预设的温度，此时的耗能量将远远大于一般机房空调的耗能量。为了避免这种情况，再设计上可以将室外空气处理到机器露点再同室内回风混合，进入主空调箱干冷却送风，把送风温差控制在相应的规范范围内;直到环境内冷负荷减小至一定数值，再用冷却盘管的冷冻水流量或进水温度的改变来调节冷量，进一步减小送风温差。在这类空调工程设计中，应该对其能耗和节能问题给予特别重视，提倡弃用二次加热，以降低能耗。

3、自动控制中的备用程序设计

恒温恒湿空调广泛适用于各种高精密环境，这样的环境对空气的温度、湿度、洁净度、气流分布等各项指标有很高的要求，必须由每年365天、每天24小时安全可靠运行的专用机房精密空调设备来保障。因此在空调的设计中，对各种突发事件的应急程序也必不可少。这就需要机房空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般多是N+1备份，一台空调出了问题，其他空调就可以马上接管整个系统。例如佳力图的co-work系统，海洛斯的i-com系统都是做的比较好的。

4、高显热比和大风量

显热比是显冷量与总冷量的比值，空调的总冷量是显冷量和潜冷量之和，潜冷量是用来除湿的制冷数值，而显冷量则是用于环境降温的制冷数值。恒温恒湿空调所处的环境主要是显热，因此恒温恒湿空调的显热量比较高，一般在0.9以上。由于环境如果短时间内温度变化太快，将会造成系统服务器运算混乱，因此在设计中采用大风量，使出风温度不至于太低，并加大换气次数，这对空调和系统稳定都比较有利。

5、净化要求与机外余压

恒温恒湿，但无净化要求系统对空调机组的机外余压要求不高，主要克服送回风管道、阀门、散流器、初效过滤器等，常规的机组即可满足要求。

但既有恒温恒湿要求，又有较高净化等级控制要求的系统对恒温恒湿空调机组的机外余压要求较高，一般系统总阻力在1100Pa～1400Pa之间。需要克服送回风管道、阀门、散流器、初效过滤器（初阻力50Pa，终阻力100Pa）、中效过滤器（初阻力150Pa，终阻力300Pa）、高效过滤器（初阻力250Pa，终阻力500Pa）等几处常规压力，一般的恒温恒湿空调无法满足其对机外余压的要求。在这样的情况下，如过系统设置二次回风，那么常规情况下的洁净式恒温恒湿机组就无法选用；即便是一次回风的情况，恒温恒湿机组+加压箱的设计形式，由于加压风机的型号与恒温恒湿机组内的风机很难匹配，不同型号、不同功率的风机在串联或并联时总风量不是简单的相加，计算相对较复杂；因此建议在一般设计过程中尽量设计为单风机系统。

6、不同季节的自动控制

在一些地区，不同季节的气候差距比较大，环境温湿差异也较大，因此在空调系统设计中，应充分考虑到不同季节对空调性能要求的不同性。

在冬季，当室外干球温度设定为恒定值，当室外温度大于恒定值时，预热器阀门将关闭。反之预热器阀门将开启预热新风，使预热温度达到并保持恒定值。单回路闭环控制系统控制整个预热过程。系统给定温度与干球传感器测得的室内温度的差值作为调节器的输入值。使混合风能到达送风状态相应的温度值，从而实现对室内空气温度的控制。

在夏季，用表冷器降温除湿来实现对混合风定露点温度的控制。从而控制室内的相对湿度，扰量的产生主要来源于两部分：一部分是来自维护结构传湿和室内湿源引起的湿负荷的扰动。另一部分是来自室外引进的新风湿负荷。该负荷随着室外气候变化而变化，引起扰量。

恒温恒湿空调的控制系统具有高精度、高显热比、稳定等特点，由于这些特点，恒温恒湿空调在设计中还有很多值得认真研究和设计的地方，同时由于环境的复杂性，恒温恒湿空调的设计并不能一概而论，而是要根据不同环境的需求来进行不同的调整和设计。

参考文献

[1] 杨献勇.热工过程自动控制（第一版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.