Teknologi rekayasa pertanian hortikultura omah kaca 2022-12-02 17:30 diterbitake ing Beijing

Ngembangake omah kaca tenaga surya ing wilayah sing ora ditanduri kaya ara-ara samun, Gobi, lan lahan berpasir wis kanthi efektif ngrampungake kontradiksi antarane panganan lan sayuran sing saingan kanggo lahan. Iki minangka salah sawijining faktor lingkungan sing nemtokake kanggo tuwuh lan pangembangan tanduran suhu, sing asring nemtokake sukses utawa gagal produksi tanduran omah kaca. Mulane, kanggo ngembangake omah kaca tenaga surya ing wilayah sing ora ditanduri, kita kudu ngrampungake masalah suhu lingkungan omah kaca dhisik. Ing artikel iki, metode kontrol suhu sing digunakake ing omah kaca lahan sing ora ditanduri ing taun-taun pungkasan diringkes, lan masalah sing ana lan arah pangembangan suhu lan perlindungan lingkungan ing omah kaca tenaga surya lahan sing ora ditanduri dianalisis lan diringkes.

Tiongkok duwé populasi sing gedhé lan sumber daya lahan sing kasedhiya luwih sithik. Luwih saka 85% sumber daya lahan minangka sumber daya lahan sing ora ditanduri, sing umumé ana ing sisih lor-kulon Tiongkok. Dokumen No.1 Komite Pusat ing taun 2022 nedahake manawa pangembangan pertanian fasilitas kudu dipercepat, lan adhedhasar nglindhungi lingkungan ekologis, lahan kosong lan lahan kosong sing bisa dieksploitasi kudu dieksplorasi kanggo ngembangake pertanian fasilitas. Tiongkok Lor-kulon sugih karo ara-ara samun, Gobi, lahan kosong lan sumber daya lahan non-tanaman liyane lan sumber daya cahya lan panas alami, sing cocog kanggo pangembangan pertanian fasilitas. Mulane, pangembangan lan pemanfaatan sumber daya lahan non-tanaman kanggo ngembangake omah kaca lahan non-tanaman minangka penting banget kanggo njamin keamanan pangan nasional lan ngurangi konflik panggunaan lahan.

Saiki, omah kaca surya sing ora dibudidayakake minangka wujud utama pangembangan pertanian efisiensi dhuwur ing lahan sing ora dibudidayakake. Ing sisih lor-kulon China, bedane suhu antarane awan lan wengi gedhe, lan suhu ing wayah wengi ing mangsa adhem kurang, sing asring nyebabake fenomena yen suhu minimal njero ruangan luwih murah tinimbang suhu sing dibutuhake kanggo tuwuh lan perkembangan tanduran normal. Suhu minangka salah sawijining faktor lingkungan sing ora bisa diganti kanggo tuwuh lan perkembangan tanduran. Suhu sing kurang banget bakal ngalangi reaksi fisiologis lan biokimia tanduran lan ngalangi pertumbuhan lan perkembangan. Nalika suhu luwih murah tinimbang wates sing bisa ditanggung tanduran, malah bakal nyebabake cedera pembekuan. Mulane, penting banget kanggo mesthekake suhu sing dibutuhake kanggo tuwuh lan perkembangan tanduran normal. Kanggo njaga suhu omah kaca surya sing tepat, dudu siji-sijine langkah sing bisa diatasi. Iki kudu dijamin saka aspek desain omah kaca, konstruksi, pemilihan bahan, peraturan lan manajemen saben dina. Mulane, artikel iki bakal ngringkes status riset lan kemajuan kontrol suhu omah kaca sing ora dibudidayakake ing China ing taun-taun pungkasan saka aspek desain lan konstruksi omah kaca, langkah-langkah pengawetan panas lan pemanasan, lan manajemen lingkungan, supaya bisa menehi referensi sistematis kanggo desain lan manajemen omah kaca sing rasional.

Struktur lan bahan omah kaca

Lingkungan termal omah kaca utamane gumantung marang kapasitas transmisi, intersepsi, lan panyimpenan omah kaca menyang radiasi surya, sing ana gandhengane karo desain orientasi omah kaca sing cukup, bentuk lan bahan permukaan transmisi cahya, struktur lan bahan tembok lan atap mburi, insulasi pondasi, ukuran omah kaca, mode insulasi wengi lan bahan atap ngarep, lan liya-liyane, lan uga ana gandhengane karo apa proses konstruksi lan konstruksi omah kaca bisa njamin realisasi syarat desain sing efektif.

Kapasitas transmisi cahya saka atap ngarep

Energi utama ing omah kaca asale saka srengenge. Nambah kapasitas transmisi cahya ing atap ngarep migunani kanggo omah kaca supaya entuk luwih akeh panas, lan uga minangka pondasi penting kanggo njamin suhu lingkungan omah kaca ing mangsa dingin. Saiki, ana telung cara utama kanggo nambah kapasitas transmisi cahya lan wektu panampa cahya ing atap ngarep omah kaca.

01 desain orientasi lan azimuth omah kaca sing cukup

Orientasi omah kaca mengaruhi kinerja cahya omah kaca lan kapasitas panyimpenan panas omah kaca. Mulane, supaya bisa nyimpen panas luwih akeh ing omah kaca, orientasi omah kaca sing ora ditanduri ing sisih lor-kulon China madhep kidul. Kanggo azimuth spesifik omah kaca, nalika milih saka kidul menyang wetan, luwih becik "nyekel srengenge", lan suhu njero ruangan mundhak kanthi cepet ing wayah esuk; Nalika milih saka kidul menyang kulon, luwih becik nggunakake cahya sore. Arah kidul minangka kompromi antarane rong kahanan ing ndhuwur. Miturut kawruh geofisika, bumi muter 360° saben dina, lan azimuth srengenge obah udakara 1° saben 4 menit. Mulane, saben azimuth omah kaca beda 1°, wektu sinar srengenge langsung bakal beda udakara 4 menit, yaiku, azimuth omah kaca mengaruhi wektu nalika omah kaca ndeleng cahya ing wayah esuk lan sore.

Nalika jam cahya esuk lan sore padha, lan sisih wetan utawa kulon ana ing sudut sing padha, omah kaca bakal entuk jam cahya sing padha. Nanging, kanggo wilayah sisih lor 37° lintang lor, suhu esuk kurang, lan wektu mbukak selimut telat, dene suhu relatif dhuwur ing wayah sore lan sore, mula wektu nutup selimut insulasi termal kudu ditundha. Mulane, wilayah kasebut kudu milih saka kidul menyang kulon lan nggunakake cahya sore kanthi maksimal. Kanggo wilayah kanthi garis lintang lor 30° ~ 35°, amarga kondisi cahya sing luwih apik ing wayah esuk, wektu njaga panas lan mbukak tutup uga bisa diterusake. Mulane, wilayah kasebut kudu milih arah kidul-wetan kanggo ngupayakake radiasi surya esuk sing luwih akeh kanggo omah kaca. Nanging, ing wilayah garis lintang lor 35° ~ 37°, ana bedane radiasi surya ing wayah esuk lan sore sing sithik, mula luwih becik milih arah kidul sing pas. Apa iku kidul-wetan utawa kidul-kulon, sudut deviasi umume 5° ~ 8°, lan maksimal ora ngluwihi 10°. Cina Lor-kulon dumunung ing kisaran 37° ~ 50° garis lintang lor, mula sudut azimuth omah kaca umume saka kidul menyang kulon. Amarga iki, omah kaca sinar srengenge sing dirancang dening Zhang Jingshe lan liya-liyane ing wilayah Taiyuan wis milih orientasi 5° ing sisih kulon kidul, omah kaca sinar srengenge sing dibangun dening Chang Meimei lan liya-liyane ing wilayah Gobi ing Koridor Hexi wis nggunakake orientasi 5° nganti 10° ing sisih kulon kidul, lan omah kaca sinar srengenge sing dibangun dening Ma Zhigui lan liya-liyane ing Xinjiang sisih lor wis nggunakake orientasi 8° ing sisih kulon kidul.

02 Desain wangun atap ngarep lan sudut kemiringan sing cukup

Wangun lan kemiringan atap ngarep nemtokake sudut datang sinar srengenge. Sing luwih cilik sudut datang, sing luwih gedhe transmitansi. Sun Juren percaya yen wangun atap ngarep utamane ditemtokake dening rasio dawa permukaan cahya utama lan lereng mburi. Lereng ngarep sing dawa lan lereng mburi sing cendhak migunani kanggo njaga cahya lan panas atap ngarep. Chen Wei-Qian lan liya-liyane mikir yen atap cahya utama omah kaca surya sing digunakake ing wilayah Gobi nggunakake busur bunder kanthi radius 4,5m, sing bisa kanthi efektif nolak kadhemen. Zhang Jingshe, lsp. mikir yen luwih cocog nggunakake lengkungan setengah bunder ing atap ngarep omah kaca ing wilayah alpine lan lintang dhuwur. Kanggo sudut kemiringan atap ngarep, miturut karakteristik transmisi cahya film plastik, nalika sudut datang 0 ~ 40°, reflektivitas atap ngarep menyang cahya srengenge cilik, lan nalika ngluwihi 40°, reflektivitas mundhak kanthi signifikan. Mulane, 40° dijupuk minangka sudut mlebu maksimum kanggo ngetung sudut kemiringan atap ngarep, supaya sanajan ing titik balik matahari mangsa, radiasi surya bisa mlebu omah kaca kanthi maksimal. Mulane, nalika ngrancang omah kaca surya sing cocog kanggo wilayah sing ora ditanduri ing Wuhai, Mongolia Dalam, He Bin lan liya-liyane ngetung sudut kemiringan atap ngarep kanthi sudut mlebu 40°, lan mikir yen anggere luwih saka 30°, bisa nyukupi syarat cahya omah kaca lan pengawetan panas. Zhang Caihong lan liya-liyane mikir yen nalika mbangun omah kaca ing wilayah sing ora ditanduri Xinjiang, sudut kemiringan atap ngarep omah kaca ing Xinjiang kidul yaiku 31°, dene ing Xinjiang lor yaiku 32° ~ 33,5°.

03 Pilih bahan penutup transparan sing cocog.

Saliyané pengaruh kahanan radiasi srengéngé njaba ruangan, karakteristik transmisi bahan lan cahya saka film omah kaca uga dadi faktor penting sing mengaruhi lingkungan cahya lan panas omah kaca. Saiki, transmisi cahya saka film plastik kaya ta PE, PVC, EVA lan PO beda-beda amarga bahan lan kekandelan film sing béda. Umumé, transmisi cahya saka film sing wis digunakaké sajrone 1-3 taun bisa dijamin luwih saka 88% sacara sakabèhé, sing kudu dipilih miturut panjaluk tanduran kanggo cahya lan suhu. Kajaba iku, saliyane transmisi cahya ing omah kaca, distribusi lingkungan cahya ing omah kaca uga dadi faktor sing saya digatekake wong. Mulane, ing taun-taun pungkasan, transmisi cahya sing nutupi bahan kanthi cahya hamburan sing ditingkatake wis diakoni banget dening industri, utamane ing wilayah kanthi radiasi srengéngé sing kuwat ing sisih lor-kulon China. Aplikasi film cahya hamburan sing ditingkatake wis nyuda efek bayangan ing sisih ndhuwur lan ngisor kanopi tanduran, nambah cahya ing bagean tengah lan ngisor kanopi tanduran, ningkatake karakteristik fotosintesis saka kabeh tanduran, lan nuduhake efek sing apik kanggo ningkatake pertumbuhan lan nambah produksi.

Desain ukuran omah kaca sing cukup

Dawane omah kaca sing kedawanen utawa kecendhaken, bakal mengaruhi kontrol suhu njero ruangan. Nalika dawane omah kaca kecendhaken, sadurunge srengenge munggah lan srengenge surup, area sing dilindhungi dening gable sisih wetan lan kulon dadi gedhe, sing ora kondusif kanggo anget omah kaca, lan amarga volume sing cilik, bakal mengaruhi panyerepan lan pelepasan panas lemah lan tembok njero ruangan. Nalika dawane kedawanen, angel ngontrol suhu njero ruangan, lan bakal mengaruhi kekuwatan struktur omah kaca lan konfigurasi mekanisme gulung selimut pengawet panas. Dhuwur lan bentangan omah kaca langsung mengaruhi cahya atap ngarep, ukuran ruang omah kaca lan rasio insulasi. Nalika bentangan lan dawa omah kaca tetep, nambah dhuwur omah kaca bisa nambah sudut cahya atap ngarep saka perspektif lingkungan cahya, sing kondusif kanggo transmisi cahya; Saka sudut pandang lingkungan termal, dhuwur tembok mundhak, lan area panyimpenan panas tembok mburi mundhak, sing migunani kanggo panyimpenan panas lan pelepasan panas tembok mburi. Kajaba iku, papan kasebut amba, tingkat kapasitas panas uga amba, lan lingkungan termal omah kaca luwih stabil. Mesthi wae, nambah dhuwur omah kaca bakal nambah biaya omah kaca, sing mbutuhake pertimbangan sing lengkap. Mulane, nalika ngrancang omah kaca, kita kudu milih dawa, bentang, lan dhuwur sing cukup miturut kahanan lokal. Contone, Zhang Caihong lan liya-liyane mikir yen ing Xinjiang sisih lor, dawa omah kaca yaiku 50 ~ 80m, bentange 7m lan dhuwur omah kaca yaiku 3,9m, dene ing Xinjiang sisih kidul, dawa omah kaca yaiku 50 ~ 80m, bentange 8m lan dhuwur omah kaca yaiku 3,6 ~ 4,0m; Uga dianggep yen bentang omah kaca ora kurang saka 7m, lan nalika bentange 8m, efek pengawetan panas paling apik. Kajaba iku, Chen Weiqian lan liya-liyane mikir yen dawa, bentang, lan dhuwur omah kaca tenaga surya kudune 80m, 8~10m lan 3,8~4,2m nalika dibangun ing wilayah Gobi ing Jiuquan, Gansu.

Ningkatake kapasitas panyimpenan panas lan insulasi tembok

Ing wayah awan, tembok nglumpukake panas kanthi nyerep radiasi srengenge lan panas saka sawetara udara njero ruangan. Ing wayah wengi, nalika suhu njero ruangan luwih murah tinimbang suhu tembok, tembok kasebut bakal ngeculake panas kanthi pasif kanggo manasi omah kaca. Minangka badan panyimpenan panas utama omah kaca, tembok kasebut bisa ningkatake lingkungan suhu wengi njero ruangan kanthi signifikan kanthi ningkatake kapasitas panyimpenan panas. Ing wektu sing padha, fungsi insulasi termal tembok minangka dhasar kanggo stabilitas lingkungan termal omah kaca. Saiki, ana sawetara cara kanggo ningkatake kapasitas panyimpenan panas lan insulasi tembok.

01 desain struktur tembok sing cukup

Fungsi tembok utamane kalebu panyimpenan panas lan pengawetan panas, lan ing wektu sing padha, umume tembok omah kaca uga dadi anggota sing nahan beban kanggo ndhukung rangka atap. Saka sudut pandang kanggo entuk lingkungan termal sing apik, struktur tembok sing cukup kudu duwe kapasitas panyimpenan panas sing cukup ing sisih njero lan kapasitas pengawetan panas sing cukup ing sisih njaba, nalika nyuda jembatan adhem sing ora perlu. Ing riset panyimpenan panas lan insulasi tembok, Bao Encai lan liya-liyane ngrancang tembok panyimpenan panas pasif pasir sing padhet ing wilayah ara-ara samun Wuhai, Mongolia Dalam. Bata berpori digunakake minangka lapisan insulasi ing sisih njaba lan pasir sing padhet digunakake minangka lapisan panyimpenan panas ing sisih njero. Tes kasebut nuduhake yen suhu njero ruangan bisa tekan 13,7 ℃ ing dina sing cerah. Ma Yuehong, lsp. ngrancang tembok komposit blok mortir cangkang gandum ing Xinjiang sisih lor, ing ngendi kapur tohor diisi blok mortir minangka lapisan panyimpenan panas lan kantong terak ditumpuk ing njaba ruangan minangka lapisan insulasi. Tembok blok bolong sing dirancang dening Zhao Peng, lan liya-liyane ing wilayah Gobi, provinsi Gansu, nggunakake papan benzena kandel 100mm minangka lapisan insulasi ing sisih njaba lan wedhi lan bata blok bolong minangka lapisan panyimpenan panas ing sisih njero. Tes kasebut nuduhake yen suhu rata-rata ing mangsa adhem luwih saka 10℃ ing wayah wengi, lan Chai Regeneration, lan liya-liyane uga nggunakake wedhi lan kerikil minangka lapisan insulasi lan lapisan panyimpenan panas tembok ing wilayah Gobi, provinsi Gansu. Kanggo ngurangi jembatan adhem, Yan Junyue lan liya-liyane ngrancang tembok mburi sing entheng lan disederhanakake, sing ora mung nambah resistensi termal tembok, nanging uga nambah sifat segel tembok kanthi nempelake papan polistirena ing sisih njaba tembok mburi; Wu Letian lan liya-liyane masang balok cincin beton bertulang ing ndhuwur pondasi tembok omah kaca, lan nggunakake stamping bata trapesium ing ndhuwur balok cincin kanggo ndhukung atap mburi, sing ngatasi masalah retakan lan penurunan pondasi gampang kedadeyan ing omah kaca ing Hotian, Xinjiang, saengga mengaruhi insulasi termal omah kaca.

02 Pilih bahan panyimpenan panas lan insulasi sing cocog.

Efek panyimpenan panas lan insulasi tembok gumantung banget karo pilihan bahan. Ing ara-ara samun sisih lor-kulon, Gobi, lahan pasir, lan wilayah liyane, miturut kahanan situs, para peneliti njupuk bahan lokal lan nggawe upaya sing wani kanggo ngrancang macem-macem jinis tembok mburi omah kaca surya. Contone, nalika Zhang Guosen lan liya-liyane mbangun omah kaca ing lapangan pasir lan kerikil ing Gansu, pasir lan kerikil digunakake minangka panyimpenan panas lan lapisan insulasi tembok; Miturut karakteristik Gobi lan ara-ara samun ing sisih lor-kulon China, Zhao Peng ngrancang jinis tembok blok berongga kanthi watu pasir lan blok berongga minangka bahan. Tes kasebut nuduhake yen suhu wengi rata-rata njero ruangan luwih saka 10℃. Amarga langkane bahan bangunan kayata bata lan lempung ing wilayah Gobi ing sisih lor-kulon China, Zhou Changji lan liya-liyane nemokake yen omah kaca lokal biasane nggunakake kerikil minangka bahan tembok nalika nyelidiki omah kaca surya ing wilayah Gobi Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. Amarga kinerja termal lan kekuatan mekanik kerikil, omah kaca sing dibangun nganggo kerikil nduweni kinerja sing apik babagan pengawetan panas, panyimpenan panas, lan bantalan beban. Semono uga, Zhang Yong, lan liya-liyane uga nggunakake kerikil minangka bahan utama tembok, lan ngrancang tembok mburi kerikil panyimpenan panas independen ing Shanxi lan papan liyane. Tes kasebut nuduhake yen efek panyimpenan panas apik. Zhang lan liya-liyane ngrancang jinis tembok watu pasir miturut karakteristik wilayah Gobi sisih lor-kulon, sing bisa nambah suhu njero ruangan nganti 2,5℃. Kajaba iku, Ma Yuehong lan liya-liyane nguji kapasitas panyimpenan panas tembok pasir sing diisi blok, tembok blok, lan tembok bata ing Hotian, Xinjiang. Asil kasebut nuduhake yen tembok pasir sing diisi blok duwe kapasitas panyimpenan panas paling gedhe. Kajaba iku, kanggo nambah kinerja panyimpenan panas tembok, para peneliti aktif ngembangake bahan lan teknologi panyimpenan panas anyar. Contone, Bao Encai ngusulake bahan agen pengawetan owah-owahan fase, sing bisa digunakake kanggo nambah kapasitas panyimpenan panas tembok mburi omah kaca surya ing wilayah sing ora ditanduri sisih lor-kulon. Minangka eksplorasi bahan lokal, tumpukan jerami, terak, papan benzena, lan jerami uga digunakake minangka bahan tembok, nanging bahan kasebut biasane mung duwe fungsi pengawetan panas lan ora duwe kapasitas panyimpenan panas. Lumrahé, témbok sing kebak krikil lan blok nduwèni kapasitas panyimpenan panas lan insulasi sing apik.

03 Tambah kekandelan tembok kanthi tepat

Lumrahé, resistensi termal minangka indeks penting kanggo ngukur kinerja insulasi termal tembok, lan faktor sing mengaruhi resistensi termal yaiku kekandelan lapisan bahan saliyane konduktivitas termal bahan kasebut. Mulane, adhedhasar milih bahan insulasi termal sing cocog, nambah kekandelan tembok kanthi tepat bisa nambah resistensi termal sakabèhé tembok lan nyuda mundhut panas liwat tembok, saéngga nambah kapasitas insulasi termal lan panyimpenan panas tembok lan kabèh omah kaca. Contone, ing Gansu lan wilayah liyané, kekandelan rata-rata tembok karung pasir ing Kutha Zhangye yaiku 2,6m, déné tembok pasangan bata mortir ing Kutha Jiuquan yaiku 3,7m. Sing luwih kandel tembok, sing luwih gedhé kapasitas insulasi termal lan panyimpenan panas. Nanging, tembok sing kakehan kandel bakal nambah panggunaan lahan lan biaya konstruksi omah kaca. Mulane, saka perspektif ningkatake kapasitas insulasi termal, kita uga kudu menehi prioritas kanggo milih bahan insulasi termal sing dhuwur kanthi konduktivitas termal sing kurang, kayata polistirena, poliuretan lan bahan liyané, banjur nambah kekandelan kanthi tepat.

Desain atap mburi sing cukup apik

Kanggo desain atap mburi, pertimbangan utama yaiku ora nyebabake pengaruh bayangan lan ningkatake kapasitas insulasi termal. Kanggo nyuda pengaruh bayangan ing atap mburi, setelan sudut kemiringan utamane adhedhasar kasunyatan manawa atap mburi bisa nampa sinar srengenge langsung ing wayah awan nalika tanduran ditandur lan diprodhuksi. Mulane, sudut elevasi atap mburi umume dipilih luwih apik tinimbang sudut ketinggian surya lokal ing titik balik matahari mangsa dingin 7°~8°. Contone, Zhang Caihong lan liya-liyane mikir yen nalika mbangun omah kaca surya ing wilayah Gobi lan lahan saline-alkali ing Xinjiang, dawa atap mburi sing diproyeksikan yaiku 1,6m, mula sudut kemiringan atap mburi yaiku 40° ing Xinjiang kidul lan 45° ing Xinjiang lor. Chen Wei-Qian lan liya-liyane mikir yen atap mburi omah kaca surya ing wilayah Jiuquan Gobi kudu miring ing 40°. Kanggo insulasi termal atap mburi, kapasitas insulasi termal kudu dipastikake utamane ing pilihan bahan insulasi termal, desain kekandelan sing dibutuhake, lan sambungan pangkon sing cukup kanggo bahan insulasi termal sajrone konstruksi.

Ngurangi mundhut panas lemah

Sajrone wengi mangsa dingin, amarga suhu lemah njero ruangan luwih dhuwur tinimbang lemah njaba ruangan, panas lemah njero ruangan bakal ditransfer menyang njaba ruangan liwat konduksi panas, sing nyebabake ilang panas omah kaca. Ana sawetara cara kanggo nyuda ilang panas lemah.

01 insulasi lemah

Lemah bakal ambles kanthi bener, nyegah lapisan lemah beku, lan nggunakake lemah kanggo njaga panas. Contone, omah kaca surya "1448 telung bahan siji awak" sing dikembangake dening Chai Regeneration lan lahan non-tanaman liyane ing Koridor Hexi dibangun kanthi nggali 1m, kanthi efektif nyegah lapisan lemah beku; Miturut kasunyatan manawa jerone lemah beku ing wilayah Turpan yaiku 0,8m, Wang Huamin lan liya-liyane menehi saran supaya nggali 0,8m kanggo nambah kapasitas insulasi termal omah kaca. Nalika Zhang Guosen, lsp. mbangun tembok mburi omah kaca surya penggalian film ganda lengkungan ganda ing lahan sing ora bisa ditanduri, jerone penggalian yaiku 1m. Eksperimen kasebut nuduhake manawa suhu paling endhek ing wayah wengi mundhak 2 ~ 3 ℃ dibandhingake karo omah kaca surya generasi kapindho tradisional.

02 perlindungan saka kadhemen saka pondasi

Cara utama yaiku nggali selokan tahan adhem ing sadawane bagean pondasi atap ngarep, ngisi bahan insulasi termal, utawa terus-terusan ngubur bahan insulasi termal ing lemah ing sadawane bagean tembok pondasi, kabeh iki tujuane kanggo nyuda mundhut panas sing disebabake dening transfer panas liwat lemah ing bagean wates omah kaca. Bahan insulasi termal sing digunakake utamane adhedhasar kahanan lokal ing sisih lor-kulon China, lan bisa dipikolehi sacara lokal, kayata jerami, terak, wol watu, papan polistirena, jerami jagung, kotoran kuda, godhong gugur, suket sing rusak, serbuk gergaji, suket liar, jerami, jerami, lan liya-liyane.

03 film mulsa

Kanthi nutupi plastik film, sinar srengenge bisa tekan lemah liwat plastik film ing wayah awan, lan lemah nyerep panas srengenge lan dadi panas. Kajaba iku, plastik film bisa ngalangi radiasi gelombang dawa sing dipantulake dening lemah, saengga nyuda mundhut radiasi lemah lan nambah panyimpenan panas lemah. Ing wayah wengi, plastik film bisa ngalangi ijol-ijolan panas konvektif antarane lemah lan udara njero ruangan, saengga nyuda mundhut panas lemah. Ing wektu sing padha, plastik film uga bisa nyuda mundhut panas laten sing disebabake dening penguapan banyu lemah. Wei Wenxiang nutupi omah kaca nganggo plastik film ing Dataran Tinggi Qinghai, lan eksperimen kasebut nuduhake yen suhu lemah bisa mundhak udakara 1℃.

Nguatake kinerja insulasi termal saka atap ngarep

Atap ngarep omah kaca minangka permukaan pembuangan panas utama, lan panas sing ilang nyumbang luwih saka 75% saka total panas sing ilang ing omah kaca. Mulane, nguatake kapasitas insulasi panas atap ngarep omah kaca bisa kanthi efektif nyuda kerugian liwat atap ngarep lan nambah lingkungan suhu mangsa ing omah kaca. Saiki, ana telung langkah utama kanggo nambah kapasitas insulasi termal atap ngarep.

01 Panutup transparan multi-lapisan wis diadopsi.

Sacara struktural, nggunakake film lapis ganda utawa film telung lapis minangka permukaan transmisi cahya omah kaca bisa ningkatake kinerja insulasi termal omah kaca kanthi efektif. Contone, Zhang Guosen lan liya-liyane ngrancang omah kaca surya jinis lengkungan ganda ing wilayah Gobi, Kutha Jiuquan. Bagian njaba atap ngarep omah kaca digawe saka film EVA, lan bagian njero omah kaca digawe saka film anti-penuaan PVC tanpa tetes. Eksperimen nuduhake yen dibandhingake karo omah kaca surya generasi kapindho tradisional, efek insulasi termal luar biasa, lan suhu paling endhek ing wayah wengi rata-rata mundhak 2 ~ 3 ℃. Kajaba iku, Zhang Jingshe, lsp. uga ngrancang omah kaca surya kanthi lapisan film ganda kanggo karakteristik iklim ing garis lintang dhuwur lan wilayah adhem sing parah, sing ningkatake insulasi termal omah kaca kanthi signifikan. Dibandhingake karo omah kaca kontrol, suhu wengi mundhak 3 ℃. Kajaba iku, Wu Letian lan liya-liyane nyoba nggunakake telung lapisan film EVA kandel 0,1mm ing atap ngarep omah kaca surya sing dirancang ing wilayah ara-ara samun Hetian, Xinjiang. Film multi-lapisan bisa kanthi efektif nyuda mundhut panas ing atap ngarep, nanging amarga transmitansi cahya film siji-lapisan umume udakara 90%, film multi-lapisan kanthi alami bakal nyebabake atenuasi transmitansi cahya. Mulane, nalika milih tutup transmitansi cahya multi-lapisan, perlu menehi perhatian marang kahanan cahya lan syarat cahya omah kaca.

02 Kuatake insulasi wengi ing atap ngarep

Film plastik digunakake ing atap ngarep kanggo nambah transmisi cahya ing wayah awan, lan dadi papan sing paling ringkih ing kabeh omah kaca ing wayah wengi. Mulane, nutupi permukaan njaba atap ngarep nganggo selimut insulasi termal komposit sing kandel minangka langkah insulasi termal sing dibutuhake kanggo omah kaca surya. Contone, ing wilayah pegunungan Qinghai, Liu Yanjie lan liya-liyane nggunakake gorden jerami lan kertas kraft minangka selimut insulasi termal kanggo eksperimen. Asil tes nuduhake yen suhu njero ruangan paling endhek ing omah kaca ing wayah wengi bisa tekan ndhuwur 7,7℃. Salajengipun, Wei Wenxiang percaya yen mundhut panas omah kaca bisa dikurangi luwih saka 90% kanthi nggunakake gorden suket dobel utawa gorden suket njaba kertas kraft kanggo insulasi termal ing wilayah iki. Kajaba iku, Zou Ping, lsp. nggunakake selimut insulasi termal felt jarum serat daur ulang ing omah kaca surya ing wilayah Gobi Xinjiang, lan Chang Meimei, lsp. nggunakake selimut insulasi termal katun sandwich insulasi termal ing omah kaca surya ing wilayah Gobi Koridor Hexi. Saiki, ana akeh jinis selimut insulasi termal sing digunakake ing omah kaca tenaga surya, nanging umume digawe saka kain felt sing dijahit jarum, katun sing disemprot lem, katun mutiara, lan liya-liyane, kanthi lapisan permukaan tahan banyu utawa anti-penuaan ing loro-lorone. Miturut mekanisme insulasi termal selimut insulasi termal, kanggo nambah kinerja insulasi termal, kita kudu miwiti kanthi nambah resistensi termal lan nyuda koefisien transfer panas, lan langkah-langkah utama yaiku nyuda konduktivitas termal bahan, nambah kekandelan lapisan bahan utawa nambah jumlah lapisan bahan, lan liya-liyane. Mulane, saiki, bahan inti selimut insulasi termal kanthi kinerja insulasi termal sing dhuwur asring digawe saka bahan komposit multilayer. Miturut tes kasebut, koefisien transfer panas selimut insulasi termal kanthi kinerja insulasi termal sing dhuwur saiki bisa tekan 0.5W/(m2℃), sing menehi jaminan sing luwih apik kanggo insulasi termal omah kaca ing wilayah adhem ing mangsa dingin. Mesthi wae, wilayah lor-kulon akeh angin lan bledug, lan radiasi ultraviolet kuwat, mula lapisan permukaan insulasi termal kudu duwe kinerja anti-penuaan sing apik.

03 Tambahna gorden insulasi termal internal.

Senajan atap ngarep omah kaca sing kena srengenge ditutupi selimut insulasi termal njaba ing wayah wengi, kanggo struktur liyane saka kabeh omah kaca, atap ngarep isih dadi papan sing ringkih kanggo kabeh omah kaca ing wayah wengi. Mulane, tim proyek "Struktur lan Teknologi Konstruksi Omah Kaca ing Tanah Non-Subur Barat Laut" ngrancang sistem roll-up insulasi termal internal sing prasaja (Gambar 1), sing strukture kasusun saka tirai insulasi termal internal sing tetep ing sikil ngarep lan tirai insulasi termal internal sing bisa dipindhah ing ruang ndhuwur. Tirai insulasi termal sing bisa dipindhah ndhuwur dibukak lan dilipat ing tembok mburi omah kaca ing wayah awan, sing ora mengaruhi cahya omah kaca; Selimut insulasi termal tetep ing sisih ngisor nduweni peran kanggo nutup ing wayah wengi. Desain insulasi internal rapi lan gampang dioperasikake, lan uga bisa nduweni peran kanggo naungan lan pendinginan ing mangsa panas.

Teknologi pemanasan aktif

Amarga suhu sing kurang ing mangsa dingin ing sisih lor-kulon Tiongkok, yen kita mung ngandelake pengawetan panas lan panyimpenan panas ing omah kaca, kita isih ora bisa nyukupi syarat produksi tanduran nalika mangsa dingin ing sawetara cuaca adhem, mula sawetara langkah pemanasan aktif uga dadi perhatian.

Sistem panyimpenan energi surya lan pelepasan panas

Iki minangka alesan penting kenapa tembok nduweni fungsi kanggo njaga panas, nyimpen panas, lan nahan beban, sing nyebabake biaya konstruksi sing dhuwur lan tingkat pemanfaatan lahan sing murah kanggo omah kaca surya. Mulane, penyederhanaan lan perakitan omah kaca surya mesthi bakal dadi arah pembangunan sing penting ing mangsa ngarep. Antarane, nyederhanakake fungsi tembok yaiku kanggo ngeculake fungsi panyimpenan lan pelepasan panas saka tembok, supaya tembok mburi mung nduweni fungsi pengawetan panas, sing minangka cara sing efektif kanggo nyederhanakake pembangunan. Contone, sistem panyimpenan lan pelepasan panas aktif Fang Hui (Gambar 2) digunakake sacara wiyar ing wilayah sing ora ditanduri kayata Gansu, Ningxia, lan Xinjiang. Piranti pangumpul panas digantung ing tembok sisih lor. Sajrone awan, panas sing dikumpulake dening piranti pangumpul panas disimpen ing awak panyimpenan panas liwat sirkulasi media panyimpenan panas, lan ing wayah wengi, panas dirilis lan dipanasake dening sirkulasi media panyimpenan panas, saengga bisa nggayuh transfer panas ing wektu lan ruang. Eksperimen nuduhake yen suhu minimal ing omah kaca bisa ditambah 3 ~ 5 ℃ kanthi nggunakake piranti iki. Wang Zhiwei, lan liya-liyane, ngajokake sistem pemanas banyu kanggo omah kaca tenaga surya ing wilayah ara-ara samun Xinjiang kidul, sing bisa nambah suhu omah kaca nganti 2,1℃ ing wayah wengi.

Kajaba iku, Bao Encai, lan liya-liyane ngrancang sistem sirkulasi panyimpenan panas aktif kanggo tembok sisih lor. Sajrone awan, liwat sirkulasi kipas aksial, udara panas njero ruangan mili liwat saluran transfer panas sing dipasang ing tembok sisih lor, lan saluran transfer panas ijol-ijolan panas karo lapisan panyimpenan panas ing njero tembok, sing nambah kapasitas panyimpenan panas tembok kanthi signifikan. Kajaba iku, sistem panyimpenan panas owah-owahan fase surya sing dirancang dening Yan Yantao, lan liya-liyane nyimpen panas ing bahan owah-owahan fase liwat kolektor surya sajrone awan, banjur nyebarake panas menyang udara njero ruangan liwat sirkulasi udara ing wayah wengi, sing bisa nambah suhu rata-rata nganti 2,0 ℃ ing wayah wengi. Teknologi lan peralatan pemanfaatan energi surya ing ndhuwur duwe ciri ekonomi, hemat energi, lan karbon rendah. Sawise optimalisasi lan perbaikan, kudune duwe prospek aplikasi sing apik ing wilayah kanthi sumber daya energi surya sing akeh ing sisih lor-kulon China.

Teknologi pemanasan tambahan liyane

01 pemanasan energi biomassa

Amben, damen, kotoran sapi, kotoran wedhus, lan kotoran unggas dicampur karo bakteri biologis lan dikubur ing lemah ing omah kaca. Akeh panas sing diasilake sajrone proses fermentasi, lan akeh galur sing migunani, bahan organik, lan CO2 sing diasilake sajrone proses fermentasi. Galur sing migunani bisa nyegah lan mateni macem-macem kuman, lan bisa nyuda kedadeyan penyakit lan hama omah kaca; Bahan organik bisa dadi pupuk kanggo tanduran; CO2 sing diasilake bisa ningkatake fotosintesis tanduran. Contone, Wei Wenxiang ngubur pupuk organik panas kayata kotoran jaran, kotoran sapi, lan kotoran wedhus ing lemah njero ruangan ing omah kaca surya ing Dataran Tinggi Qinghai, sing kanthi efektif ningkatake suhu lemah. Ing omah kaca surya ing wilayah ara-ara samun Gansu, Zhou Zhilong nggunakake damen lan pupuk organik kanggo fermentasi antarane tanduran. Tes kasebut nuduhake yen suhu omah kaca bisa ditambah 2 ~ 3 ℃.

02 pemanasan batu bara

Ana kompor buatan, pemanas banyu hemat energi, lan pemanas. Contone, sawise diselidiki ing Dataran Tinggi Qinghai, Wei Wenxiang nemokake yen pemanas tungku buatan utamane digunakake sacara lokal. Cara pemanasan iki nduweni kaluwihan pemanasan sing luwih cepet lan efek pemanasan sing jelas. Nanging, gas mbebayani kayata SO2, CO lan H2S bakal diasilake sajrone proses pembakaran batu bara, mula perlu ditindakake kanthi apik kanggo ngetokake gas mbebayani.

03 pemanas listrik

Gunakna kabel pemanas listrik kanggo manasi atap ngarep omah kaca, utawa gunakna pemanas listrik. Efek pemanasane apik banget, panggunaane aman, ora ana polusi sing diasilake ing omah kaca, lan peralatan pemanas gampang dikontrol. Chen Weiqian lan liya-liyane mikir yen masalah kerusakan akibat pembekuan ing mangsa dingin ing wilayah Jiuquan ngalangi pangembangan pertanian lokal Gobi, lan elemen pemanas listrik bisa digunakake kanggo manasi omah kaca. Nanging, amarga panggunaan sumber daya energi listrik sing berkualitas tinggi, konsumsi energine dhuwur lan biayane dhuwur. Disaranake supaya digunakake minangka sarana pemanasan darurat sementara ing cuaca adhem banget.

Langkah-langkah manajemen lingkungan

Ing proses produksi lan panggunaan omah kaca, peralatan sing lengkap lan operasi normal ora bisa njamin kanthi efektif yen lingkungan termal memenuhi syarat desain. Nyatane, panggunaan lan manajemen peralatan asring nduweni peran penting ing pembentukan lan perawatan lingkungan termal, sing paling penting yaiku manajemen saben dina saka selimut insulasi termal lan ventilasi.

Manajemen selimut insulasi termal

Selimut insulasi termal minangka kunci kanggo insulasi termal wengi ing atap ngarep, mula penting banget kanggo ngapikake manajemen lan pangopènan saben dina, utamane masalah ing ngisor iki kudu digatekake: ①Pilih wektu mbukak lan nutup selimut insulasi termal sing cocog. Wektu mbukak lan nutup selimut insulasi termal ora mung mengaruhi wektu madhangi omah kaca, nanging uga mengaruhi proses pemanasan ing omah kaca. Mbukak lan nutup selimut insulasi termal sing kakehan utawa kasep ora kondusif kanggo pangumpulan panas. Ing wayah esuk, yen selimut ditutup kakehan utawa kasep, suhu njero ruangan bakal mudhun banget amarga suhu njaba sing kurang lan cahya sing ringkih. Kosok baline, yen wektu mbukak selimut kasep, wektu nampa cahya ing omah kaca bakal disingkat, lan wektu kenaikan suhu njero ruangan bakal ditundha. Ing wayah sore, yen selimut insulasi termal dipateni kasep banget, wektu paparan njero ruangan bakal disingkat, lan panyimpenan panas lemah lan tembok njero ruangan bakal suda. Kosok baline, yen pengawetan panas dipateni kasep banget, disipasi panas omah kaca bakal tambah amarga suhu njaba sing kurang lan cahya sing ringkih. Mulane, umume, nalika selimut insulasi termal diuripake ing wayah esuk, suhu kudu mundhak sawise mudhun 1 ~ 2 ℃, dene nalika selimut insulasi termal dipateni, suhu kudu mundhak sawise mudhun 1 ~ 2 ℃. ② Nalika nutup selimut insulasi termal, gatekna apa selimut insulasi termal nutupi kabeh atap ngarep kanthi rapet, lan atur pas wektune yen ana celah. ③ Sawise selimut insulasi termal diudhunake kanthi lengkap, priksa apa bagean ngisor wis dipadhetke, supaya efek pengawetan panas ora ilang amarga angin ing wayah wengi. ④ Priksa lan rawat selimut insulasi termal pas wektune, utamane nalika selimut insulasi termal rusak, ndandani utawa ngganti pas wektune. ⑤ Gatekna kahanan cuaca pas wektune. Nalika ana udan utawa salju, tutup selimut insulasi termal pas wektune lan copot salju pas wektune.

Manajemen ventilasi

Tujuan ventilasi ing mangsa dingin yaiku kanggo nyetel suhu udara supaya ora kena suhu sing berlebihan ing sekitar awan; Kapindho yaiku kanggo ngilangi kelembapan njero ruangan, nyuda kelembapan udara ing omah kaca lan ngontrol hama lan penyakit; Kaping telu yaiku kanggo nambah konsentrasi CO2 njero ruangan lan ningkatake pertumbuhan tanduran. Nanging, ventilasi lan pengawetan panas iku kontradiksi. Yen ventilasi ora dikelola kanthi bener, bisa uga bakal nyebabake masalah suhu sing kurang. Mulane, kapan lan suwene mbukak ventilasi kudu diatur kanthi dinamis miturut kahanan lingkungan omah kaca kapan wae. Ing wilayah sing ora ditanduri ing sisih lor-kulon, manajemen ventilasi omah kaca utamane dipérang dadi rong cara: operasi manual lan ventilasi mekanik sing prasaja. Nanging, wektu mbukak lan wektu ventilasi ventilasi utamane adhedhasar penilaian subyektif wong, mula bisa uga kedadeyan yen ventilasi dibukak luwih awal utawa kasep banget. Kanggo ngatasi masalah ing ndhuwur, Yin Yilei, lsp. ngrancang piranti ventilasi cerdas atap, sing bisa nemtokake wektu mbukak lan ukuran mbukak lan nutup bolongan ventilasi miturut owah-owahan lingkungan njero ruangan. Kanthi pandalaming riset babagan hukum owah-owahan lingkungan lan panjaluk panen, uga popularisasi lan kemajuan teknologi lan peralatan kayata persepsi lingkungan, pangumpulan informasi, analisis lan kontrol, otomatisasi manajemen ventilasi ing omah kaca surya kudune dadi arah pembangunan sing penting ing mangsa ngarep.

Langkah-langkah manajemen liyane

Sajrone proses nggunakake macem-macem jinis film gudang, kapasitas transmisi cahya bakal saya suda, lan kecepatan penurunan ora mung ana gandhengane karo sifat fisik dhewe, nanging uga ana gandhengane karo lingkungan sekitar lan manajemen sajrone panggunaan. Sajrone proses panggunaan, faktor paling penting sing nyebabake penurunan kinerja transmisi cahya yaiku polusi permukaan film. Mulane, penting banget kanggo nindakake pembersihan lan pembersihan rutin nalika kahanane ngidini. Kajaba iku, struktur pager omah kaca kudu dipriksa kanthi rutin. Nalika ana bocor ing tembok lan atap ngarep, kudu didandani kanthi tepat wektu supaya omah kaca ora kena pengaruh infiltrasi udara adhem.

Masalah sing ana lan arah pangembangan

Para peneliti wis njelajah lan nyinaoni teknologi pengawetan lan panyimpenan panas, teknologi manajemen, lan metode pemanasan omah kaca ing wilayah non-tanaman sisih lor-kulon sajrone pirang-pirang taun, sing intine bisa ngasilake produksi sayuran sajrone mangsa dingin, ningkatake kemampuan omah kaca kanggo nolak cedera pendinginan suhu rendah, lan intine bisa ngasilake produksi sayuran sajrone mangsa dingin. Iki wis menehi kontribusi historis kanggo ngurangi kontradiksi antarane panganan lan sayuran sing saingan kanggo lahan ing China. Nanging, isih ana masalah ing ngisor iki ing teknologi jaminan suhu ing China sisih lor-kulon.

Jinis omah kaca sing bakal diupgrade

Saiki, jinis omah kaca isih umum sing dibangun ing pungkasan abad kaping 20 lan awal abad iki, kanthi struktur sing prasaja, desain sing ora masuk akal, kemampuan sing kurang kanggo njaga lingkungan termal omah kaca lan tahan bencana alam, lan kurang standarisasi. Mulane, ing desain omah kaca ing mangsa ngarep, bentuk lan kemiringan atap ngarep, sudut azimuth omah kaca, dhuwure tembok mburi, jerone omah kaca sing ambles, lan liya-liyane kudu distandardisasi kanthi nggabungake garis lintang geografis lokal lan karakteristik iklim. Ing wektu sing padha, mung siji tanduran sing bisa ditandur ing omah kaca sabisa-bisane, supaya pencocokan omah kaca standar bisa ditindakake miturut syarat cahya lan suhu tanduran sing ditandur.

Skala omah kaca relatif cilik.

Yen skala omah kaca cilik banget, iki bakal mengaruhi stabilitas lingkungan termal omah kaca lan pangembangan mekanisasi. Kanthi kenaikan biaya tenaga kerja sing bertahap, pangembangan mekanisasi minangka arah sing penting ing mangsa ngarep. Mulane, ing mangsa ngarep, kita kudu ndhasarake awake dhewe ing tingkat pangembangan lokal, nggatekake kabutuhan pangembangan mekanisasi, ngrancang ruang interior lan tata letak omah kaca kanthi rasional, nyepetake riset lan pangembangan peralatan pertanian sing cocog kanggo wilayah lokal, lan ningkatake tingkat mekanisasi produksi omah kaca. Ing wektu sing padha, miturut kabutuhan tanduran lan pola budidaya, peralatan sing relevan kudu cocog karo standar, lan riset lan pangembangan terpadu, inovasi lan popularisasi ventilasi, pengurangan kelembapan, pengawetan panas lan peralatan pemanasan kudu dipromosekake.

Kandelé témbok kaya ta wedhi lan balok bolong isih kandel.

Yen temboke kekandelan banget, sanajan efek insulasi apik, bakal nyuda tingkat pemanfaatan lemah, nambah biaya lan kangelan konstruksi. Mulane, ing pangembangan mbesuk, ing sisih siji, kekandelan tembok bisa dioptimalake sacara ilmiah miturut kahanan iklim lokal; Ing sisih liya, kita kudu ningkatake pangembangan tembok mburi sing entheng lan prasaja, supaya tembok mburi omah kaca mung njaga fungsi pengawetan panas, nggunakake kolektor surya lan peralatan liyane kanggo ngganti panyimpenan panas lan pelepasan tembok. Kolektor surya duwe ciri efisiensi pangumpulan panas sing dhuwur, kapasitas pangumpulan panas sing kuwat, hemat energi, karbon rendah lan liya-liyane, lan umume bisa nggayuh regulasi lan kontrol aktif, lan bisa nindakake pemanasan eksotermik sing ditargetake miturut syarat lingkungan omah kaca ing wayah wengi, kanthi efisiensi pemanfaatan panas sing luwih dhuwur.

Selimut insulasi termal khusus kudu dikembangake.

Atap ngarep minangka badan utama pembuangan panas ing omah kaca, lan kinerja insulasi termal saka selimut insulasi termal langsung mengaruhi lingkungan termal njero ruangan. Saiki, lingkungan suhu omah kaca ing sawetara wilayah ora apik, sebagian amarga selimut insulasi termal tipis banget, lan kinerja insulasi termal bahan ora cukup. Ing wektu sing padha, selimut insulasi termal isih duwe sawetara masalah, kayata kemampuan tahan banyu lan ski sing kurang, gampang tuwa ing permukaan lan bahan inti, lan liya-liyane. Mulane, ing mangsa ngarep, bahan insulasi termal sing cocog kudu dipilih sacara ilmiah miturut karakteristik lan syarat iklim lokal, lan produk selimut insulasi termal khusus sing cocog kanggo panggunaan lokal lan popularisasi kudu dirancang lan dikembangake.

AKHIR

Informasi sing dikutip

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, lan liya-liyane. Status riset teknologi jaminan suhu lingkungan omah kaca surya ing lahan non-tanaman ing sisih lor-kulon [J]. Teknologi Teknik Pertanian, 2022,42(28):12-20.