专利名称：国外引进高架日光温室的改造技术的制作方法
国外引进高架日光温室的改造技术
本发明属于设施农业，是农、林、园艺等的实用技术。
我国在十几年内设施农业发展很快，但主要为塑料大棚，它单位面积小，低 矮，散热面积大，阳光和土地利用率低。在温带——亚寒带范围内，冬季多需加 温防冻，能耗很大；能适应此较低温度的作物不多。近年内引进以色列等国的高 架日光温室，其投资很大，其室温较塑料大棚有所提高，但在内蒙等寒冷地区， 其夜间室温仍常低至0°C以下，仍不得不人工补温。改造国外引进的高架日光温室， 是设施农业技术面临的迫切问题。
高架日光温室通体都由钢架结构和玻璃组成。从外观上看，它的四周和顶面都 能透进阳光，对采集阳光，利用光热是很有利的。其实不然，它利少弊多，应加 以改造。
钢和玻璃的导热系数都很大，高架日光温室的散(吸)热面积又很大，冬季 若无有效保温(绝热)措施，它的热量损失很大，这就是它必须在冬季人工加温 的主要原因。玻璃的透光率很高，这对采集阳光很有利。但玻璃对阳光的反射率 很大，其变化范围在0-l之间，只有当玻璃的法线方向与阳光入射方向一致时(两 者的夹角为零时)，其反射率才为0 (相应地其折射率增加到1)，阳光才全部进入 温室内。反射率为O,这只有在中午才出现，其余时间都大于0;从太阳刚出地平 线到中午，反射率由0到1，由中午降到地平线时，反射率由0达到最大值1。所 以阳光经玻璃进入温室的热量很有限，直接照射到玻璃上的阳光大部分被反射了。
阳光是绿色植物进行光合作用的必要能源，没有阳光就没有绿色植物形成的 碳水化合物，世界就没有生命。因此温室要为植物提供足够、适量的阳光，使之 高产。但阳光量与其热量是密切相关和成正比的。过多的热量使温室内的温度过 高，对植物生长不利，也易引起环境干旱。热量在夏季往往过量而有害，因此法 国等有人采取夏季降温措施。在冬季，热量的需要较大，要在室内外温差很大的
和散热量很大的条件下，除补偿散失热量外，还能保持在20。 ~30°的温度，这是 温室应达到理想的采暖效果。阳光对温室的得与弊，与季节有关。现在的高架日 光温室夏未避其害，冬未尽其利，必需改造。只有冬季需要太阳供热。所以需要分析太阳在四季的运行规律。冬季日子短， 太阳只在偏正南方向运行，太阳高度(角)低，从早晨到中午，到太阳下山，在 我国的变化范围在0-40°-0之间。冬季太阳在这么窄的范围(高度角)内变化， 这对最需要热能的冬季温室，是极为有利的条件，可以利用折光率高的材料来实 现阳光的高效采集，和拒绝夏季阳光的入射增温，这样就可使高架温室趋利避害， 使温室技术达到理想的效果。
对高架日光温室的改造是这样实施的
附图
为高架日光温室的平面俯视图，它座北朝正南，N为北墙，E为东墙，W 为西墙，S为南墙。其上有顶棚(图中的空白区)。在现有的高架日光温室，它只 与四壁形成封闭空间。它们全为金属框架和柱子，玻璃块充填于框架之中。
改造技术将南墙上的玻璃全部取下，框架全部涂成深黑色(模仿黑子吸热)，
在钢框架外安装PMMA高效采光板(如黑线所示)。此反光板lmX1.2m，厚3mm， 拼接缝用P羅A粘结、堵死(但每隔两块留下伸缩缝)，反光板与钢架之间用工程 塑料螺钉连接，采光板与钢架之间垫有黑色橡皮和低导热系数泡沫塑料的复合薄 层垫圈，以减少连接构件的热桥效应。对东、西、北墙，玻璃全部保留，在冬季 它们起密封保温，和减少对流的热损失的作用。为减少玻璃的热传导损失，在玻 璃墙之外，还应加"挂"复合层的保温板。此保温板的内表面复合反光材料膜， 冬天可减少热辐射损失。复合层由廉价、轻质的动、植物纤维构成，可减少传导 和对流的热损失。在冬天，东、西墙可视天气情况，白天取下，晚上挂上；在严 寒无阳光天气也可昼夜常挂；北墙可整个冬季常挂。在春分至秋分，太阳由正东、 正西向偏北移动，东、南、北墙的玻璃全部取下，保温板平铺于框架外，反光膜 朝上，它由下至上斜向向室内反射阳光，同时造成部分散射光，使植物有最佳的 光合作用条件。对顶棚应改成平顶的，以减少散热面积，仍可用玻璃。在亚寒带 地区(如黑龙江)，必要时顶棚应加复合保温层的巻帘，早启晚盖，阴天也可少开 启。
上述改造措施，足够使温室内昼夜温度在20。以上。
在需要保温供热的冬季外，顶棚上的玻璃可以减少一半，每行隔块取掉一块， 以使雨水可直接落到作物上，创造一个与自然环境相似的光、雨、风条件，使植 物增产提质。说明书附图为经改造后的高架日光温室的平面投影图。图中E、 S、 W、 N为
温室的东、南、西、北墙。南墙改为高折射率材料PMMA板(双线所示)，它可 将冬季的阳光全部折射进温室内，从而使进入的热量增加1倍以上。在春夏秋季， 太阳高度角增大时，它完全拒绝阳光，起隔热作用，但允许散射光进入，有利植 物的光合作用。图中南端的矩形A，为钒钛中空黑泥板，它平铺于南墙的地面， 厚40mm，长1200mm，宽500mm，其中在偏底面处有厚度为7mmx 1000x400的 空间，此空间的南端接管状供水器(与自来水源连接)，北端接管状排水器。中空 黑泥板的吸热率达90%，几乎对阳光不反射。它在冬季被阳光晒热，使其中的水 增温。傍晚，将排水器打开，将热水放入温室南墙内的卧式贮水管，它放出热水 管中的热量为温室补温。排空的黑泥中空板，由于中间为空气，起较好的保温作 用。图中北端的矩形B，也为钒钛中空黑泥板，但它们水平按置于温室顶棚之上， 其北端为管状供水器，南端为管状排水器。傍晚将晒热的热水放入温室内的靠近 北墙的卧式贮水管。此贮水管放出的热量引起的热空气，为北墙加温，为全室顶 棚加温。东、西、北墙的玻璃墙不动，但其外可根据保温需要，加挂复合层保温 板。在春末至秋末的季节，温室不必再保温，可将它们平放地面，以其反光面将 阳光由下斜向上射进室内，使植物的下部(茎、叶反面，叶托、花托)均受阳光 照射，使它们的绿色部分也发挥光合作用，制造碳水化合物，从而使植物增产和 提高品质。顶棚部分， 一般不必保温；但在黑龙江等亚寒带地区，夜间可以加盖 保温被(用巻帘机)。
若场地允许，可在温室的东面和西面扩大面积，这时，原玻璃墙移到东端和 西端，东西向长度越大，保温效果越好。
权利要求
1、国外引进高架日光温室的改造技术，其特征在于a.经剖析高架日光温室的缺点，找出其冬季必须人工补温的原因；b.减少散热面积和其他热量损失途径；c.改进阳光采集方式，提高热能的采集；d.直接利用阳光热能；e.模拟植物生长的自然环境，促进增产提质；f.充分利用冬季阳光的特点，南面采集阳光，包括立面、地面和棚顶平面。
2、 根据权利要求l所述特征，将顶棚由人字复合式改为平顶式，由遮挡降雨改为 秋一春季天暖季节自然受雨淋。
3、 根据权利要求l所述特征，在冬季保留封闭式顶棚，其余季节每行隔块去掉顶 棚玻璃，以使光照适量，减少室温。
4、 根据权利要求1所述特征，将钢框架涂成黑色，以增加太阳热能的吸收与贮存。
5、 根据权利要求1所述特征，将南墙的玻璃(块)全拆除，改为PMMA高效采 光板，它与钢框架的连接，用导热系数小的工程塑料螺丝，两者之间用黑橡胶 和泡沫塑料的垫圈。
6、 根据权利要求l所述特征，在冬季东、西、北面墙上的玻璃保持现状，但墙外 增挂复合保温板，板的内面为反光材料膜。
7、 根据权利要求l所述特征，在非采暖季节，东、西、北面墙上的玻璃去掉，复 合板平置墙脚下，反光材料膜朝上，其反射光由下至斜上直射植物下部和叶的 反面。
8、 根据权利要求1所述特征，在南墙之南的地面铺设钒钛黑泥中空板。
9、 根据权利要求1所述特征，在顶棚北侧铺设钒钛黑泥中空板。
10、 根据权利要求l所述特征，钒钛黑泥中空板一端有供水管，另一端为排水管， 供水管有5。俯角倾向排水管。钒钛黑泥中空板，早供水，日落排热水于贮水箱。
全文摘要
国外引进高架日光温室的改造技术，用于对高架日光温室的改造，但也适用于新建高架日光温室。其主要特点在于找出进口高架日光温室的缺点，加以克服；只直接利用太阳热能，没有能量形式的转换和相应设备；充分利用温室的南立南、南面的平地和棚顶的平面，高效采集热能；可在一般气候和天气条件下，实现冬季完全不需人工补温。以简易方式实现冬季贮热；冬季对东、西、北墙面(必要时)采取挂帘保温，和非保温季节平放反光帘于平地，为植物由下而斜上的反射阳光。为植物提供最佳生长的仿自然环境，使作物提高产量和品质。
文档编号A01G9/14GK101595814SQ20091015838
公开日2009年12月9日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者何海英, 霞 王, 丹 詹 申请人:霞 王