1. 2. 3　日光溫室內(nèi)風速與室外風速的關系　將測得的試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析, 找出各個時刻對應的室內(nèi)、外風速值, 進行回歸分析。

1. 2. 4　通風面積不同時日光溫室內(nèi)的風速折減率

和溫升　通風面積不同, 則溫室內(nèi)的通風效果也不同, 可以用風速折減率（R ） 來討論不同通風面積下的室內(nèi)通風效果。R = 1 - V iöVo

式中,V i 和V o 分別為溫室內(nèi)、外的風速（m ös）。試驗同時分析了日光溫室內(nèi)溫度較室外溫度的上升值與通風面積之間的關系。設置了12. 7% ,17. 45% , 18. 8% 和25. 2% 4 個通風面積比, 分別進行室內(nèi)外共10 個點、3 個高度水平風速的測量, 對測得的1 080 個數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2　結果與分析

2. 1　西北型日光溫室內(nèi)風速的日變化規(guī)律　　西北型日光溫室內(nèi)風速與室外風速的日變化情況見圖2。

F ig. 2　D iurnal variat ion of air speed inside and outside no rthw est type sunligh t greenhouse　　從圖2 可以看出, 日光溫室內(nèi)風速日變化明顯受到室外風速的影響, 總體趨勢呈雙峰曲線, 上午9:00 和中午13: 00 風速較大, 早晚風速較小。通風情況下, 13: 00 時室內(nèi)風速zui大, 12: 00 時風速zui小; 室內(nèi)垂直方向上的風速雖然有些時段有所不同, 但總體變化趨勢是風速隨著高度的增加而增大。風速變化除了主要受室外風速的影響外, 還受室內(nèi)熱壓的作用。上午（8: 00～ 10: 00） 開棚（側窗打開以及天窗開啟為開棚） 時, 由于棚內(nèi)溫度較棚外高, 從而產(chǎn)生較大的溫度差, 導致棚內(nèi)外的氣流交換較快, 造成上午氣流交換加強, 風速變化不平穩(wěn); 中午（12: 00～ 14:00） , 室內(nèi)溫度升高, 空氣上下溫度差增大, 因此中午風速zui大; 下午（15: 00～ 17: 00） , 由于棚內(nèi)外溫度基本平衡, 氣流交換變?nèi)? 因而風速變化平穩(wěn)。

2. 2　西北型日光溫室內(nèi)風速水平分布

從圖3 可以看出, 溫室中風速在東西方向的水平分布規(guī)律為: 溫室東部和中部的風速差異不大, 西部風速明顯大于東部和中部, 這主要是由于溫室的第9 期楊振超等: 西北型日光溫室內(nèi)風速分布及其與室外風速和通風面積的關系37

 

　從圖2 可以看出, 日光溫室內(nèi)風速日變化明顯受到室外風速的影響, 總體趨勢呈雙峰曲線, 上午9:00 和中午13: 00 風速較大, 早晚風速較小。通風情況下, 13: 00 時室內(nèi)風速zui大, 12: 00 時風速zui小; 室內(nèi)垂直方向上的風速雖然有些時段有所不同, 但總體變化趨勢是風速隨著高度的增加而增大。風速變化除了主要受室外風速的影響外, 還受室內(nèi)熱壓的作用。上午（8: 00～ 10: 00） 開棚（側窗打開以及天窗開啟為開棚） 時, 由于棚內(nèi)溫度較棚外高, 從而產(chǎn)生較大的溫度差, 導致棚內(nèi)外的氣流交換較快, 造成上午氣流交換加強, 風速變化不平穩(wěn); 中午（12: 00～ 14:00） , 室內(nèi)溫度升高, 空氣上下溫度差增大, 因此中午風速zui大; 下午（15: 00～ 17: 00） , 由于棚內(nèi)外溫度基本平衡, 氣流交換變?nèi)? 因而風速變化平穩(wěn)。

2. 2　西北型日光溫室內(nèi)風速水平分布

從圖3 可以看出, 溫室中風速在東西方向的水平分布規(guī)律為: 溫室東部和中部的風速差異不大, 西部風速明顯大于東部和中部, 這主要是由于溫室的操作間在西側墻上, 因此造成西部風速較大。若排除操作間開口的影響, 溫室內(nèi)風速在東西方向上應無明顯差異。從圖4 可知, 溫室內(nèi)風速在南北方向的水平分布規(guī)律為: 中排測量點的風速明顯小于南北兩排測量點的風速。由此可以看出, 在溫室前開口和頂開窗同時打開的情況下, 溫室內(nèi)風速南北方向水平分布規(guī)律呈V 字型, 并且離窗口越近, 風速越大。這主要是因為北測量點距離頂窗較近, 南測量點距離南側通風口較近, 而中部測量點離窗口較遠。另外,溫室通風除了室外風速的影響外, 還受室內(nèi)外溫度差造成的熱壓作用的影響, 在頂通風和底通風同時開啟的情況下, 會形成前底窗進風, 頂窗排風的自然循環(huán), 因此越靠近通風窗口, 風速越大。2. 3　西北型日光溫室室外風速對室內(nèi)風速的影響在溫室中, 通過調(diào)節(jié)頂通風和前部底通風, 溫室的zui大通風面積可以達到25. 2% （通風口面積與溫室總占地面積之比）。2004205217, 在通風面積zui大條件下, 白天對室內(nèi)外各點的風速和溫度進行測量,經(jīng)統(tǒng)計分析可以看出, 室內(nèi)風速主要受室外風速的影響, 且二者存在較強的線性關系（圖5）。在室外風速相同的情況下, 室內(nèi)風速隨著測點高度的增加而增大, 且室外風速對室內(nèi)風速的影響也增大。

2. 4　通風面積對西北型日光溫室內(nèi)風速折減率和溫升的影響

從圖6 可以看出, 風速的折減率隨著測點高度的增加而增大; 總體來看, 隨著通風面積的增大, 風速折減緩慢降低, 再迅速降低, zui后又緩慢降低（100 cm 高度處出現(xiàn)輕微增加）。表明在20～ 100 cm高度, 從風速折減率的角度來看, 通風效果*的通風面積比大約為18%～ 25%。圖7 表明, 在通風面積比從12. 7% 上升到25. 2% 時, 室內(nèi)溫升先迅速降低, 后緩慢降低, 溫室內(nèi)的平均溫升從2. 36 ℃降到1. 34 ℃, 其中在通風面積比為18. 8%～ 25. 2% 時溫升下降緩慢。結合圖6的分析可以初步得出, 西北型日光溫室通風效果*的通風面積比為18%～ 25%。

3　結論與討論

溫室自然通風的原理包括熱壓作用和風壓作用, 前者是利用溫度差而產(chǎn)生室內(nèi)外空氣的壓力差,形成熱壓作用的通風; 后者是利用風吹向建筑物時,迎風面產(chǎn)生正壓、背風面產(chǎn)生負壓, 從而形成風壓作用的通風。熱壓作用的變化相對較小, 而風壓作用的隨機性很大。由于自然通風應用廣泛, 在許多情況下風壓引起的自然通風會有*的作用。本研究結果顯示, 西北型日光溫室內(nèi)的風速日變化規(guī)律基本上呈雙峰曲線, 這主要是因為在上午8: 00 左右, 由于溫室開窗通風, 室內(nèi)的高溫高濕氣體因熱壓的作用迅速向外排出, 室外溫度較低的新鮮空氣進入室內(nèi), 使室內(nèi)的風速達到第1 個高峰; 隨著空氣交換的進行, 室內(nèi)外的溫度逐漸達到平衡, 室內(nèi)風速開始降低; 在中午時刻, 由于溫室內(nèi)外溫差加大, 室內(nèi)的風速又一次增大, 達到第2 次高峰; 下午時段, 由于溫室內(nèi)外的溫差逐漸減小, 室內(nèi)風速逐漸減小。因此日光溫室內(nèi)的風速日變化呈雙峰曲線。在25. 2% 的通風面積比下, 西北型日光溫室室內(nèi)風速與室外風速有顯著的線性關系, 這與M eirTei 等和W ang 等對大型連棟溫室的研究結論一致。因此可以認為, 在國內(nèi)的節(jié)能日光溫室中,室內(nèi)風速隨室外風速的增大而增大, 隨室外風速的減小而減小。日光溫室內(nèi)的風速在水平方向的分布規(guī)律為東西方向變化不大, 南北方向呈V 字型分布,其根本原因是距離通風口距離的不同, 離通風口越近, 風速越大, 反之越小。

日光溫室內(nèi)風速的大小可直接調(diào)節(jié)室內(nèi)的小氣候, 如降低溫度, 排除濕氣, 增加CO 2 含量, 適宜的風速還有利于作物的光合、呼吸和蒸騰作用。日光溫室內(nèi)的風速與通風面積密切相關, 因此研究日光溫室的通風面積非常重要。以往通風面積的確定主要采用經(jīng)驗參數(shù), 至今尚無此方面的研究報道。本試驗研究了通風面積與風速折減率之間的關系, 以及通風面積與溫室內(nèi)溫升的關系, 結果表明, 西北型日光溫室通風效果*時的通風面積比為18%～25% , 這對于指導溫室結構設計、提高溫室管理水平和日光溫室的環(huán)境調(diào)控能力均有重要意義。西北型節(jié)能日光溫室是西北地區(qū)溫室生產(chǎn)的主要溫室類型, 具有造價低、保溫性能好等優(yōu)點, 十分適合西北地區(qū)設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn), 研究其室內(nèi)的風速分布規(guī)律可以進一步優(yōu)化溫室結構。本試驗初步闡明了西北型節(jié)能日光溫室中風速的分布和變化規(guī)律,結果對于日光溫室通風面積的優(yōu)化設計和溫室的生產(chǎn)管理具有一定的參考價值和指導意義。

 

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