多重覆蓋對(duì)塑料大棚保溫性的影響

盛靈娟

【摘要】：近年來(lái)，利用薄膜或地膜在塑料大棚內(nèi)部進(jìn)行多層覆蓋，成為塑料大棚的一種有效的保溫措施，這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、投資少，有效的延長(zhǎng)了塑料大棚的終止時(shí)間。本論文利用溫室熱量平衡的原理，比較分析了塑料大棚在一層、兩層、三層薄膜覆蓋下熱量收支情況，從而計(jì)算大棚內(nèi)部的溫度差異，雙層薄膜比單層薄膜溫度提升1.56℃左右，而三層薄膜比雙層提高3.65℃左右。

【關(guān)鍵詞】：塑料大棚；熱量平衡方程；傳熱系數(shù)；溫度

【引言】：塑料大棚是20世紀(jì)60年代中期發(fā)展起來(lái)的大型保護(hù)地設(shè)施，大棚用骨架建成棚形，覆蓋塑料薄膜，全棚沒(méi)有不透明部分，也不設(shè)加溫和保溫設(shè)備，與露地相比，有利于防御自然災(zāi)害，特別是北方地區(qū)能在早春和晚秋淡季供應(yīng)鮮嫩蔬菜。冬季保溫效果是決定大棚蔬菜越冬栽培成敗的關(guān)鍵。為創(chuàng)造和保持大棚蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的適宜溫度，除利用大棚結(jié)構(gòu)的透光增溫性和保溫性外，還必須采取保溫和調(diào)節(jié)溫度的措施。夜間大棚內(nèi)的溫度比外界高的原因，不是白天被加熱的棚內(nèi)氣溫一直維持到夜間，而是白天被貯存在地中的熱量逐漸向棚內(nèi)放出的結(jié)果。因此大棚的保溫原理就是盡可能地不使棚內(nèi)已經(jīng)形成的熱量跑掉。大棚的保溫與大棚的入射日照量、地面、日照的地面吸收量、棚的表面導(dǎo)熱系數(shù)、輻射系數(shù)都存在著定量關(guān)系。

所謂多層覆蓋是指利用塑料大棚進(jìn)行多層薄膜或其他保溫材料的覆蓋。本次試驗(yàn)采用的聚氯乙烯（PVC）薄膜以聚氯乙烯樹脂為基礎(chǔ)原料，其耐高溫、日曬，夜間保溫性比聚乙烯膜要好，耐老化，霧滴較輕，薄膜撕裂或折斷后，可用粘合劑粘合，修補(bǔ)方便，新膜具有較好的透光性，但隨著覆蓋時(shí)間的延長(zhǎng)，增塑劑逐漸析出，且高溫下軟化、松弛、污染環(huán)境等缺點(diǎn)也應(yīng)引起注意。聚氯乙烯薄膜較適于風(fēng)沙小、塵土小的地區(qū)，尤其適宜于要求夜間保溫栽培的北方地區(qū)使用。

1.材料與方法

本試驗(yàn)以河北定興地區(qū)某單棟鋼結(jié)構(gòu)拱形塑料大棚為例，跨度8m，長(zhǎng)50m，屋脊高度2m。屋面及兩側(cè)全部采用單層聚氯乙烯（PVC）薄膜覆蓋，夜間室外覆蓋不同層數(shù)的PVC薄膜。采用單層覆蓋對(duì)比的試驗(yàn)方法，利用溫室的熱平衡理論計(jì)算塑料大棚內(nèi)溫度，并通過(guò)多重覆蓋比較大棚內(nèi)的溫度差異，以此分析大棚內(nèi)在沒(méi)有采暖設(shè)備的情況下僅利用不同層數(shù)的塑料薄膜覆蓋保溫效果的差異。

1.1 室內(nèi)熱量收支估算方法

1.4根據(jù)數(shù)據(jù)作圖

通過(guò)所得數(shù)據(jù)，建立此塑料大棚在不同覆蓋下的溫度隨時(shí)間變化折線圖：

2.結(jié)果分析與討論

2.1通過(guò)以上分析，我們得到了塑料大棚內(nèi)熱量收支的解析表達(dá)式，并對(duì)棚內(nèi)溫度進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過(guò)模擬得到，在其它規(guī)格相同的情況下，隨著棚膜層數(shù)的增加，塑料大棚在夜間溫度增加。

2.2 通過(guò)分析比較，雙層薄膜比單層薄膜溫度提升1.6℃左右，而三層薄膜比雙層提高3.7℃左右。雖然塑料大棚在夜間隨著棚膜層數(shù)增加溫度上升，可使棚內(nèi)溫度升高，但遠(yuǎn)不能滿足一般作物的適宜生長(zhǎng)溫度。單靠增加覆膜而不使用采暖設(shè)施，保溫效果并不理想。

2.3該熱量平衡方程考慮棚內(nèi)熱量支出時(shí)，確實(shí)抓住了主要散熱過(guò)程，然而在模擬過(guò)程中假設(shè)棚內(nèi)空氣是干燥的，而實(shí)際上，夜間室內(nèi)相對(duì)溫度在70 %～80%之間，有時(shí)，甚至?xí)_(dá)到飽和，水汽在凝露過(guò)程中釋放出熱量，土壤微生物和作物呼吸也會(huì)產(chǎn)生熱量，從而影響棚內(nèi)溫度。

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