温室气体与温室效应范文1篇1

摘要：

文章以气体发生器装药燃烧模型和多孔介质理论为基础，针对两种不同燃烧性能的产气药进行仿真计算，分析降温剂孔隙率和排气孔大小对燃烧室压强的影响。结果表明排气孔直径对燃烧室压强具有临界值。当直径大于临界值时，燃烧室压强几乎不受排气孔直径影响，此时，降温剂孔隙率大小对燃烧室压强影响更大；当排气孔直径小于临界值时，燃烧室压强受排气孔直径影响更大。文章研究的计算模型可推广至所有气体发生器的仿真计算，实现结构和降温剂的优化设计。

关键词：

气体发生器；多孔介质；降温剂；排气孔；航天器着陆

0引言

气体发生器充气技术开始于20世纪50年代，最早运用于海上救生筏、汽车安全气囊等民用产品。随着航天技术的发展，热气源充气技术开始应用于航天器回收、探测器着陆缓冲等很多方面。美国早在20世纪90年代就成功地将该技术应用于火星探测器着陆气囊的充气过程[1-5]。目前，我国陆续开展的深空探测计划的一些重大科技专项，如嫦娥工程、火星探测、载人登月工程计划等任务，为回收与着陆技术的发展提供了新的机遇。无论是返回地球还是着陆于火星、月球或者其他星球，作为星球表面软着陆技术的支撑，热气源气囊充气技术都将在深空探测中得到广泛应用，因此，对热气源气囊充气技术开展详细、深入的研究显得非常迫切和必要。热气源气体发生器是利用火药燃烧产生大量的高温气体，经降温和过滤处理后，充入气囊使其达到额定压力的充气装置，通过气囊着陆时的缓冲功能，实现航天器的软着陆。为高温气体进行降温的颗粒状降温剂堆积可形成多孔介质。关于多孔介质理论最早是从沙土内流体的渗流开始，多用于地下水的勘探和预测[6]。在20世纪30年代，由于石油开采业的迅速崛起，加速了多孔介质理论的全面发展。随后，许多学者对多孔物料的干燥原理进行了深入研究，使多孔介质理论在能源、化工、冶金和核工业等领域中大量应用，多孔介质理论因此得到更为细化和深入发展[7-9]。本文研究的气体发生器采用的颗粒状降温剂堆积形成的降温通道和多孔介质类似，因此，首次引入多孔介质理论计算分析降温剂参数对气体发生器燃烧室压强动态变化的影响，实现气体发生器的优化设计。

1计算模型

1.1基本结构

航天器缓冲气囊需经受深空极低温度，完成着陆缓冲或结构支撑等功能。极低的气温使气囊的压强随温度降低而减小，为了保持气囊的压强，要求气体发生器的充气时间长、燃气含水量低；此外，航天器体积与质量大，与之匹配的气囊的体积也大，这就要求气体发生器的产气量要足够大；为了保证高温气体长时间冲刷不损坏气囊材料，需对燃气进行降温。因此，气体发生器需满足产气量大、充气时间长、燃气含水量低（气囊压力变化小）、排出气体温度不损坏气囊材料等要求。汽车安全气囊气体发生器由燃烧室和过滤网组成，装药瞬间燃烧充气，过滤网对燃烧室压强基本无影响。而深空探测气体发生器为满足上述要求，需设置燃烧室装载大量产气药剂，还需设置降温室装载适量降温剂对燃气进行过滤降温，排气口用于调节燃烧室压强以及向气囊充气。为了保证产气药剂稳定燃烧不发生爆燃，需在燃烧充气过程中保证燃烧室压强稳定，而降温剂和排气口对燃气的阻流作用对燃烧室的压强具有较大的影响，因此，下文将对降温剂和排气口的影响展开分析计算。建立降温室和排气口的结构模型如图1所示，在降温剂通道内，由降温剂颗粒的孔隙组成了一段多孔介质通道，高温气体在流经降温剂时，受到孔隙表面（降温剂颗粒表面）对气体的阻力以及流动通道的改变等因素的影响，气体的压强和流速都会发生改变。本文根据火药燃烧基本理论建立燃烧室压强的计算模型，以此模型结合多孔介质基本理论，计算分析影响燃烧室压强的主要设计参数。

1.2基本假设

降温剂是由很多颗粒状的物质构成的，这些颗粒构成了具有一定孔隙率的多孔介质部分，气体流过降温剂时，流阻变大，气体流量变小。当高温气体流经降温剂时，物理降温剂通过热传导吸收热量；化学降温剂会吸收热量发生化学反应，使气体温度降低，并产生少量的气体，使燃气成分发生变化。同时，气体的压强、流速、流动状态以及温度在多孔介质中都会发生复杂的变化。这些变化要通过数值方法精确地计算非常困难，为简化设计，在计算降温剂对气体流量的影响时，作以下假设[8,10]：1）气体常数在整个工作过程中为定值；2）在计算流经降温剂的气体流量过程中，主要关注渗流的宏观平均效果，不关注气体在孔隙中的具体流动细节，并且忽略温度变化对流量的影响；3）化学降温剂在吸热分解反应过程中，往往会产生部分气体，并且本身会吸收水蒸气或者产生少量水。在计算过程中，忽略降温剂对气体成分的影响；4）降温剂中的孔隙空间是相互连通的，不连通或死端孔隙视为固体部分。

1.3燃烧室压强计算模型

燃烧室的压强会随着装药燃烧产气和气体排出而动态变化，同时，燃烧室压强会对装药燃烧产生影响[11-12]。由实际气体状态方程来表示燃烧室内的温度、压力和体积关系：2gP+v=RTv（1）0g=RRM（2）式中P为气体压强；ν为火药燃气比容，指单位质量的火药燃烧生产的气体物质在标准状态下所占的体积（水为气态）；α为火药燃气余容，近似等于火药燃气比容的1‰；Rg为1kg火药气体常数；T为气体温度；R0为摩尔气体常数（R0=8.314J/（molK）；M为气体摩尔质量（kg/mol）；β/v2项考虑了分子间作用力所作的修正，由于火药气体温度很高，分子间引力相对很小，因此，此项可以忽略不计，简化为Noble-Abel方程：gPVw=wRT（3）式中w为气体质量；V为容腔自由容积。在绝热条件下，根据质量守恒定律，同时令燃烧室的自由容积V1=V–wα。由式（3）可得11bg1PV=mGRT（4）式中P1为燃烧室压强；mb为火药燃烧产气量；G为从降温剂通道流出的气体质量，可通过1.4节的多孔介质理论计算得到；T1为燃烧室气体温度。对式（4）微分得1b11g1bg11d1dddd=dddddPmGTVRTmGRPtVtttt（5）式中bddmt表示单位时间的产气量，bbpd=dmArt，其中r为燃速，1=nraP，a为火药燃烧的速度系数，n为压强指数；V1=V10+Abrt–Abrρptα+Gα，其中ρp为火药密度，Ab为燃面，V10为燃烧室初始自由容积。

1.4多孔介质基本理论

多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，可以把它分为很多小的体积，每个小体积中都包含固体和流体，其中固体部分称为骨架，充满流体（气体和液体）的部分称为“孔隙”，流体运动过程中受到孔隙壁的阻流作用和分流作用，对流体流量具有较大影响[13-14]。流体流经多孔介质的流率受多孔介质众多参数的影响，但主要的影响参数是多孔介质的孔隙率和渗透系数。（1）孔隙率孔隙率是多孔材料的基本结构参量，直接影响着多孔介质内流体容量。孔隙率ε是多孔介质的一种宏观描述，为多孔介质孔隙空间体积Vv和总体积Vb之比[15]。vbsbb==VVVVV（6）式中VV为多孔介质孔隙空间体积；Vs为多孔介质固体颗粒体积；Vb为多孔介质总体积。（2）渗透系数渗透系数K是一个代表多孔介质渗透性强弱的定量指标，也是流量计算中必须要考虑的基本参数。多孔介质的渗透系数反映了流体流动过程中的流动阻力特性。根据堆积床中的经验公式得[9,15]23s2=1501dK（7）式中K为多孔介质的渗透系数；ds为固体颗粒直径。多孔介质中流动阻力为粘性阻力和惯性阻力之和[8]，即F2=+PCuuLKK（8）式中CF为惯性阻力修正系数，由刘学强推荐的CF计算方法[16-17]，CF=1.5Re–0.2ε–0.2，其中Re为孔隙有效雷诺数，s2=31udRe；L为降温剂通道长度；为燃气动力粘度；为气体密度；u为气体流速。联立式（7）、（8），可以得到不同时刻的流速u，从而得到对应不同时刻降温剂的渗流流量为G=uAt（9）式中A为降温剂通道横截面积。忽略气体在流动过程中的密度变化。

2仿真分析及验证

2.1降温剂参数对燃烧室压强的影响

通过式（8）分析，气体流速u和通道两端压差∆P、渗透系数K成正比，和降温通道长度L成反比。由式（7）看出，渗透系数K与降温剂的直径ds和孔隙率有关。在图1所示的降温室模型基础上，计算分析不同参数对气体质量流率的影响。在仿真计算几个主要参数对气体流量的影响时，每次计算取一个参数变化，其他参数不变取初始值。参数初始值和变化范围如表1所示。分别改变降温通道长度L和孔隙率如表1所示。计算结果见图2、图3。如图2所示，气体流量受降温剂通道长度影响较大，通道越长，气体需要通过的孔隙路路径越长，受到的流动阻力作用越大，导致气体的流速不断减小，从而导致流量减小。燃烧室装药不断燃烧产生气体，若流出气体量太小，使燃烧室压强不断增大，甚至可能引起装药不稳定燃烧，导致危险。图3中，气体流量和降温剂孔隙率的的大小基本呈反比关系，孔隙率越大，气体在降温剂横截面上流动的空间就越大，受到的阻力越小，进而使气体流量增大。气体流量过大，使燃烧室压强不断降低，导致装药熄火。因此，在工程设计中，需要平衡降温剂通道长度和孔隙率的关系。降温剂通道长度主要与降温剂的质量和降温通道横截面有关，易于调整。

2.2降温剂和排气孔对燃烧室压强的调节作用

在气体发生器的研制和仿真计算过程中，发现降温剂结构参数和排气孔面积都会对气体流量产生影响，从而影响燃烧室压强。建立气体发生器燃烧充气过程的数学模型并仿真，在此模型基础上针对两种不同燃烧性能的装药，通过改变降温剂孔隙率和排气孔直径大小，计算燃烧室压强的变化。

2.2.1压强敏感型产气药剂

烟火药是气体发生器目前常用的产气药剂，该药剂燃速受燃烧室压强影响较大，在标准大气压下也可稳定燃烧。因此，为了防止装药爆燃，可通过增大排气孔面积和降温剂孔隙率来降低燃烧室压强。假设药柱燃速为r=4.2×(P/(1.05×105))0.49mm/s，在计算过程中改变降温剂孔隙率和排气孔直径，计算结果如表2所示。由表2的计算结果可以看出：1）孔隙率为0.25时，排气孔直径临界值为8mm，当排气孔直径大于临界值时改变排气孔直径对燃烧室压强影响很小，此时，降温剂起主要的阻流作用；当排气孔直径小于临界值时，燃烧室压强随排气孔直径的减小明显增大，此时，排气孔直径越小对气体阻流作用越大；2）分别比较孔隙率为0.25和0.20的计算结果，表明孔隙率的大小对装药的燃烧和燃烧室的压强影响更为明显；当排气孔直径较大时，调节孔隙率的大小对气体质量流量的影响更大，降温剂起到主要的阻流作用；3）对于压强敏感型药剂，仅仅增大排气孔直径是不能达到降低燃烧室压强的目的，需要同时增大降温剂颗粒大小，并通过该计算模型仿真计算找到孔隙率和排气孔大小间的关系。

2.2.2压强钝感型药剂

推进剂是目前常用的产气药，此类药剂燃速稳定，受燃烧室压强影响较小，同时稳定燃烧压强较高。为了使装药稳定燃烧，需要保持燃烧室压强达到5~10MPa。对于装药药型一定的气体发生器，在计算过程中改变排气孔直径，寻找排气孔直径临界值，同时更改孔隙率大小，计算孔隙率改变对燃烧室压强的影响。计算结果如表3所示。由表3的计算结果可以看出：1）当降温剂孔隙率保持0.05不变，改变排气孔直径，发现排气孔直径的临界值为2mm，当排气孔直径大于2mm时，增大排气孔直径对燃烧室压强影响不大，此时主要是降温剂对气流起到阻流作用；2）保持排气孔直径为2mm，改变降温剂孔隙率为0.08和0.10，燃烧室的压强迅速降低，孔隙率改变对压强影响较大，可见在排气孔直径大于临界值时，应通过调节降温剂孔隙率来调节燃烧室压强；3）对于压强钝感型药剂，可将节流孔设计在燃烧室和降温室之间，让节流孔起到关键的调压作用，降温剂的影响仍可通过多孔介质理论进行仿真计算。

2.2.3试验验证

根据压强钝感型药剂的仿真计算结果，选取表4的设计参数制造气体发生器样机，通过试验测试燃烧室压强，验证仿真模型的准确性，计算结果和仿真结果对比如表4所示。经对比，气体发生器样机试验和仿真计算结果接近，表明模型正确有效。计算模型的一些简化对计算精度的影响，可通过反复试验积累数据，对仿真模型中的经验系数进行修正；降温剂的实际有效孔隙率和设计孔隙率的偏差，导致仿真结果和试验结果有少量偏差，可采取工程手段先测量不同直径和形状降温剂的堆积孔隙率，然后修改仿真计算的参数，计算预测燃烧室压强是否满足要求。

3结束语

本文针对航天着陆器缓冲气囊气体发生器的深空环境适应性，设计了相应的气体发生器结构，建立了燃烧室装药燃烧产气模型，采用多孔介质理论计算降温室降温剂对燃气的阻流作用。在此计算模型基础上，通过对两种不同燃烧性能药剂的燃烧室压强进行计算，分析排气孔直径和降温剂孔隙率对燃烧室压强的影响。结果表明两种参数共同影响燃烧室压强，是串联的关系，燃烧室压强受较严苛的参数影响更为明显。气体发生器样机的试验验证结果表明，本文建立的模型计算精度较高，该仿真模型可用于深空探测用气体发生器工程辅助设计，初步确定设计参数，再辅以试验数据进行设计修正，可减少试验次数，降低研制成本。后续，该计算模型还需进一步优化，以提高计算精度。

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温室气体与温室效应范文篇2

关键词：供热质量室内空气温度热舒适性公平性

1背景问题的提出

随着国家经济水平的高速发展，公平市场经济已经深入人心。人们对供热的舒适性、个性化需求越来越高，随之而来是供热形式的多样化和供热市场的公平竞争[1~3]。在实际生活中，大家都体会到舒适是评价供热质量的方法，而供热部门和各部门均用室内温度来衡量这个标准。因此，唯一的评价用户供热质量的室内空气温度标准（≥18±2℃）已不能满足和适应供热市场的需要。这是因为：

①针对性不强。评价室内供热质量的优劣用室内温度指标并不全面，一方面：按目前的标准，指标相同时，舒适性却不同。因为供热质量的优劣应该是对人体舒适性效果的评价，因此，应直接针对人体作为评价指标，根据人体的舒适性效果作为标准。举例来说，假设地板辐射供热方式和常规的集中供热方式房间的室内温度均为18℃，理论上按照常规的评价标准来说是没有区别的，但是，很明显对人体而言此时的地板辐射供热效果要高于集中供热方式。另外一方面：人体与室内环境发生热交换，人体的状态并不一致，也就是说室内温度变化不能针对人体的变化作出反应，参数（包括热计量时）针对的是室内温度而不是人体，这样会造成不舒适，也没有针对性。

②不利于热计量及收费的公平性。诸多文献对热计量和收费进行了研究分析[4~6]，总体来讲都是针对室内温度在18℃的基础上进行的分析，也有的文献[7]对热计量室内参数用18℃作标准提出了一些看法。指标是否涉及到对每个用户应该有可比的公平性？比如，按常规的热计量收费方式，不同住户由于位置和室内房型的不同一般采用修正的方法（实际上该修正法到现在并未被大家取得共识，暂且不提），但是有一个重要问题被忽略了，是不是众多用户都在“等舒适度”条件下的标准衡量？显然“等舒适度”是很公平的衡量方式。

③不能量化节能效果。一般来说，室内空气温度每下降1℃，通过住宅维护结构的耗热量要下降大约5%~8%，假设同一建筑的地板辐射供热方式和集中供热方式在室内维持18℃时，二者代表的节能效果并不一致，不能用该温度量化二者的节能效果。

④不能正确评价不同的供热方式。假设空调暖风供热时，室内温度也是18℃，由于室内空气流速的影响，人体与周围的环境换热量加大，人体失热较多，可能满足不了人体的舒适度要求（除非增加衣着，或提高室温）。如文献[8]就针对常规供热方式与热泵空调暖风方式进行了调查分析和比较，认为：两种热环境的房间在辐射温度、垂直温度梯度和气流速度三个方面明显不同，从而引起对人体热舒适感觉的影响。同样的道理，按面积收费时，根据目前的供热质量标准，对于标准层供热房间来说，假设地板辐射辐射采暖温度是16℃以下，是否就可以认为供暖不达标？热用户是否可以拒绝交费？显然，仅用室内温度作为唯一标准会产生一些疑问。

2标准的选取

2.1影响因素及标准的取值

众所周知，影响供热质量的标准应该说是人体对室内环境参数的感觉和个体行为，不仅包括空气温度，还应该体现室内的湿度和流速；还有室内环境对人体的平均辐射辐射温度；人体的代谢量；和衣着的情况等因素。因此，用空调热湿环境指标PMV与PPD；ET*；SET*等指标来衡量供热系统的室内质量优劣就有必要了。

2.2计算示例

对于常规的集中供热系统，考虑到供暖方式的不同，公平的标准应该考虑室温、平均辐射温度、风速三个因素，并对房间位置和护结构进行计算分析，使住户处于“等舒适度”状态。举例来说，集中散热器供热系统由于可以不考虑室内风速的影响，为了简单分析，假设某房间处于A——标准层和B——顶层时，二者的“等舒适度”标准为：tCA=tCB

而：MRTA=（℃）（1）

且室内热舒适温度（tc）表示为：tc=a（tn）+b（MRT）（2）

在（1）和（2）式中：tA1，tA2，…tAm分别表示各辐射面的温度（），

A1，A2，…Am分别为对应辐射面的面积（m2），

a，b为系数。

标准层室温为tnA，如果认为系数近似相等a=b=0.5，房间的结构相同A1=B1；A2=B2；…；

A6=B6，则：tnA+=tnB+

tnB=tnA+（3）

对于两个房间，认为tA1=tB1…；tA5=tB5，且tnA=20℃时公式（3）变为

tnB=20+=20+（4）

假设标准层与顶层与的平均温度差分别为为1.0，2.0，3.0，4.0时，维护结构的总面积不变，A6/A分别为1/5；1/4；1/3；1/2时，tnB的值见表1。

表1tnB值的计算面积比

1/5

1/4

1/3

1/2

维护结构温差（℃）

1.0

20.20

20.25

20.33

20.50

2.0

20.40

20.50

20.66

21.00

3.0

20.60

20.75

20.99

21.50

4.0

20.80

21.00

温室气体与温室效应范文

关键词：温室栽培;温度;光照;湿度;调控技术

收稿日期：2011-08-02

作者简介：卓明（1963―），男，四川资阳人，工程师，主要从事花卉育种研究工作。

中图分类号：S275.6文献标识码：B文章编号：1674-9944（2011）09-0088-03

1引言

温室包括各类玻璃温室、PC板温室、膜温室等。国内外温室栽培技术近年来得到迅猛发展,其中以荷兰、以色列、美国、英国、日本、法国、澳大利亚等国发展最快,我国温室栽培技术研究始于20世纪80年代后期,特别是近10多年来发展迅速,但由于许多栽培者在生产过程中对温室内环境因子调控技术掌握不到位［1～3］,造成温室栽培没有发挥出应有效益,甚至亏本。因此,掌握温室内环境因子的调控技术是决定温室栽培成败的关键。

2温室内温度调控技术

温度与植物生长发育、花芽分化、光合作用、蒸腾作用、呼吸作用以及同化产物的运输等都有密切的关系,极端的高温与低温会影响植物的正常生长和发育,严重时甚至使植株死亡。土壤温度对作物生育也有很大影响,因为地温的高低直接影响作物根系吸收营养和水分,而且还影响了土壤微生物的活动。采用温室的主要目的是在植物不适于露地栽培的季节进行栽培,因此温度就成为温室环境调控中的一个重要因子［4～6］。

2.1保温技术

（1）减少贯流放热和通风换气量。温室的散热有3种途径,即经过覆盖材料的维护结构传热即贯流传热;通过缝隙露风的换气传热;与土壤热交换的地中传热。3种传热量分别占总散热量的70%～80%、10%～20%、10%以下。为了提高温室的保温能力,近年来主要采用外盖膜、内铺膜、起垄种植,北方再加盖草席、草毡子、纸被或棉被以及建挡风墙等方法来保温。在选用覆盖物时,要注意尽量选用导热率低的材料。其保温原理为:减少向温室外表面的对流传热和辐射传热;减少覆盖材料自身的传导散热;减少温室外表面向大气的对流传热和辐射传热;减少覆盖面的露风而引起的对流传热。

（2）增大保温比。适当降低设施的高度,缩小夜间保护设施的散热面积,有利于提高设施内昼夜的气温和地温。

（3）增大地表热流量。通过增大保护设施的透光率、减少土壤蒸发以及设置防寒沟等,增加地表热流量。

2.2加温技术

加温的方法有酿热加温、电热加温、水暖加温、汽暖加温、暖风加温、太阳能储存系统加温等,根据作物种类和设施规模和类型选用。其中酿热加温利用的是酿热物（比如牲口粪便、稻草等）发酵过程中产生的热量。太阳能加温系统是将棚内上部日照时出现的高温空气所截获的热能储存于地下以提高地温,当夜间气温低于地温时,储存于土壤中的能量可散发到空气中。通过太阳能储存系统的运用,温室内地温可提高1～2℃。

2.3降温技术

当外界气温升高时,为缓和温室内气温的继续升高对作物生长产生不利影响,需采取降温措施,目前温室的降温主要有以下方法。

（1）换气降温。打开通风换气口或开启换气扇进行排气降温,在降低室温的同时,还可以排出湿气,补充CO2。

（2）遮光降温。夏天光照太强时,可以用旧薄膜、遮荫网等遮盖降温。

（3）洒水降温。在设备顶部设有有孔管道,水分通过管道小孔喷于上面,使得室内降温。

（4）室内喷雾降温。一种是由温室侧底部向上喷雾,另一种是由大棚上部向下喷雾,应根据植物的种类来选用。

3温室内光照调控技术

植物的生命活动都与光照密不可分,因为人类赖以生存的物质基础是通过光合作用制造出来的。目前,温室内的光照仍以自然光照为主,但光照强度一般较弱,这是因为自然光要透过透明覆盖材料才能进入温室内,这个过程中会由于覆盖材料吸收、反射、覆盖材料内表面结露的水珠折射、吸收等而降低透光率［7～9］。如果透明材料不清洁,使用时间长而染尘、老化等因素,其透光率甚至不足自然光的50%。因此,要尽量提高大棚内的光照,使之满足花卉蔬菜等设施栽培作物生长发育的要求。

3.1合理设计温室结构,提高透光率

（1）合理设计。施工前选择好光照充足的建造场地,设计合理的建造方位和坡（弧）度,尽量减少温室棚面龙骨的数量和表面积;选用透光率高的覆盖材料。

（2）保持覆盖材料表面干净。经常清扫覆盖物表面,减少灰尘污染,以增加透光率,提高棚内光照强度。

（3）减少覆盖物内表面结露。通过通风等措施减少覆盖膜内表面结露,防止光的折射,提高透光率。目前,我国已经研制出不易产生结露的流滴膜,生产时应作为首选材料。

（4）延长棚面光照时间。在保温前提下,尽可能早揭晚盖外保温和内保温覆盖物,增加光照时间。双层膜温室,可将内层改为能拉开的活动膜,以利光照。

（5）合理密植。合理安排种植行向,以减少作物间的遮荫,密度不可过大。否则作物在设施内会因高温、弱光发生徒长。作物行向以南北行向为好,没有“死阴影”。若是东西行,则行距要加大。单面温室的高栽培床要南低北高,防止前后遮荫。

（6）选用耐弱光品种。温室栽培时应选用耐弱光品种,同时加强植株管理,对于高秧作物通过及时整枝、打杈、插架等措施以防止上下叶片互相遮荫。

（7）采用地膜覆盖或挂反光幕（板）。地膜覆盖有利地下反光以增加植株下层光照。在温室内悬挂反光幕可使反光幕前光照增加40%～50%,有效范围达3m。

（8）利用有色膜改变光质。在光照充足的前提下,采用有色薄膜,人为创造某种光质,以满足某种作物或某个发育时期对该光质的需求,获得高产优质。例如紫色薄膜对菠菜有提高产量、推迟抽薹、延长上市时间的作用，黄色薄膜对黄瓜有明显的增产作用，而蓝色薄膜能提高香莱的维生素丙的含量。

3.2遮光技术

温室遮光20%～40%能使室内温度下降2～4℃。初夏中午前后,光照过强,温度过高,超过作物光饱和点,对生育有影响时应进行遮光。遮光材料要求有一定的透光率、较高的反射率和较低的吸收率。覆盖各种遮荫物，覆盖物有遮阳网、苇帘、竹帘等；玻璃面涂白，将玻璃面涂成白色可遮光50%～55%，降低室温3.5～5.0℃；棚面流水，使棚面安装的管道保持有水流,可遮光25%,遮光对夏季炎热地区蔬菜及花卉栽培尤为重要。

3.3人工补光技术

补光有调节开花期的日长补光和栽培补光,日长补光是为了抑制和促进作物花芽分化,调节开花期,如等。而栽培补光主要是促进作物光合作用,促进作物生长。据研究,当温室内床面上光照日总量小于100W/m2时,或光照时数不足4.5h/d时,就应进行人工补光。因此,在北方冬季很需要这种补光,但因成本高,国内主要用于育种、引种和育苗。人工补光的光源是电光源。对电光源要求有一定的强度。使墙面上光强在光补偿点以上和光饱和点以下。不同作物的光补偿点和光饱和点分别不同,所以应用时要因作物而定；要求光照强度具有一定的可调性；要求有一定的光谱能量分布和太阳光的连续光谱，可以模拟自然光照或采用类似作物生理辐射的光谱。

4温室内湿度调控技术

由于温室内土壤的蒸发和植株的蒸腾作用,使空气湿度明显高于露地。而湿度是影响温室栽培作物病害发生的主要因素。湿度调控一是地膜覆盖。温室内覆地膜可使覆盖地面蒸发大大减少,从而达到保持土壤水分,降低空气湿度的目的。控制浇水，尤其在寒冷的季节,应推行滴灌或暗灌,不仅有利于降低室内空气湿度、抑制病害发生,还能起到减少热能损耗、提高地温的作用。通风降湿，通过通风,可调节改善室内的湿度状况。但在通风降湿的同时,也降低了室内的温度,因此在寒冷的冬季,要以保温为主,尽量减少通风次数与时间;春季则要适当加大通风量,以协调温室内的温度与湿度,缓解温度与湿度矛盾。另外,大型设施在进行周年生产时,到了高温季节还会遇到高温干燥、空气湿度不够的问题,要注意加湿。加湿的方法有喷雾加湿、湿帘加湿和温室内顶部安装喷雾系统,降温的同时也可加湿。

5温室内气体调控技术

5.1温室内气体的种类

（1）CO2。对温室作物影响最大的气体是CO2,它是作物光合作用的主要原料,其含量直接影响到设施栽培作物光合作用的进行。空气中CO2的浓度一般为340～350mg/kg,远低于光合作用的适宜浓度（600～1200mg/kg）。而温室是一个相对封闭的空间,其中CO2主要来自大气,植物和土壤微生物的呼吸活动、有机肥料的分解也可以释放一些CO2,但由此而来的CO2远远满足不了作物生长的需要,如果不及时补充CO2,植物的光合作用减弱,光合产物数量少,供应养分不足,导致植株生长缓慢,产量低,品质差,花畸形、果多,落花落果严重。因此,对温室大棚设施补充CO2,是提高作物产量与品质的主要途径之一。

（2）O2。土壤中的O2对作物影响较大,作物地上器官呼吸所需要的O2可以从空气中得到满足,根系需要的O2要从土壤中获得,缺氧时根系易腐烂,当土壤含氧量低于5%时,根系就不能进行正常的吸收活动,甚至会使根系窒息而死亡。

（3）有害气体。温室生产过程中往往会产生一些有毒气体对作物产生毒害。如温室中施入未经腐熟的鸡禽粪等有机肥,再发酵过程中会产生大量的甲烷,另外大量使用碳酸氢铵、尿素等氮素化肥,也会放出甲烷、二氧化氮。燃煤或燃烧沼气加温时会产生二氧化硫、乙烯等气体。质量不好的农膜还会产生氯气,这些气体如果不及时排出便会导致作物中毒。

5.2温室内气体调节技术

（1）人工使用CO2肥。利用强酸和碳酸盐进行化学反应产生碳酸,碳酸在常温下很快分解生成水和CO2,目前在冬暖大棚广泛应用的是稀硫酸和碳酸氢铵的反应,产生CO2。此法操作简单、安全,费用相对低,其反应速度随反应物浓度和外界温度的增高而加快,但要注意温度过高而引起碳酸氢铵的分解,产生氨中毒。或用燃烧沼气、天然气、液化石油气、无烟煤、丙烷、煤油等碳氢燃料的方法生成CO2。此法生产CO2气肥有2个较大的缺点,即虽经过滤但仍会放出一氧化碳和硫化氢等有害气体及成本较高。或用干冰填埋法。在大棚内每1～2m2挖一个坑,坑内埋入少量干冰,使CO2缓缓的释放到大棚里。这种方法释放量大、使用方便,但成本过高、劳动强度大,且因CO2气体密度大,从地面向空气中释放比较困难,不利于作物吸收,无法做到定时定量,有降温效应。或用瓶装液态CO2法。瓶装液态CO2是化肥厂、酒精厂等企业的副产品,是比较理想的农用CO2气源,且资源丰富、成本低廉、很容易控制、方便安全,具有其他CO2气源所不具有的优点。还有生物法。在保护地内高架作物下堆放食用菌袋,既可生产食用菌,食用菌呼吸放出的CO2又能被植物利用。

（2）通风换气。通过通风,在排出有害气体的同时,补充CO2和氧气,但这种方法只能使CO2浓度最高达到大气水平。

（3）改善土壤氧气供应。增施腐熟的有机肥,中耕松土,防止土壤板结;覆盖地膜,既能保墒又能保持土壤疏松透气,但地膜间垄沟要定期中耕。

（4）其他调节办法。选用含硫量低的煤作燃料,选用合格农用塑料膜,每次施肥后几天内要加大通风量,减少有毒气体对作物的危害。

6温室内肥力调控技术

6.1温室内施肥特点

禁用挥发性化肥,不能使用未腐熟的有机肥,多施有机肥。施有机肥不仅能提高土壤肥力,还能防止盐类积聚,并且有机物分解过程中产生的CO2可供作物光合作用需要。少施容易被土壤吸附的硝酸钾、氯化钾、硫酸镁等化肥。

6.2施肥技术

（1）有机肥。有机肥一般作基肥,多在耕前撒施。为提高肥效,种植行距较大的果蔬时最好集中沟施,注意分层施用并与土混匀。

（2）氮肥。氮肥是速效肥,一般用作追肥,分期施用,施用时埋在地下5～10cm为宜,尤其是在温室中不能施在地表,以免发生氨气危害。如果采取膜下暗灌技术可随水追施。

（3）磷肥。为了提高磷肥利用率,磷肥应集中深施,也可集中分层施用。颗粒磷肥比粉末磷肥效果好,有效磷含量高。

（4）钾肥。钾肥多作基肥和定植肥,可集中沟施,对于浅根性作物还可洒在地表,与表土掺匀。

（5）微量元素。多数土壤不缺乏微量元素,但温室内连作严重,常导致土壤中微量元素吸收障碍或缺乏。不同作物对微量元素缺乏的敏感性不同,生产上应根据作物种类的不同及生长发育表现,决定是否缺素。微量元素多进行叶面喷施,喷施浓度通常是0.2%～0.5%。钼、铜的实用浓度应适当降低,叶面喷施在傍晚进行最好,药液不容易风干,便于叶片吸收。用液量为375～750kg/hm2。

参考文献：

［1］陈青云,李成华.农业设施学［M］.北京:中国农业大学出版社,2001.

［2］古文海,陈建.设施农业的现状分析及展望［J］.农机化研究,2004（1）:46～47.

温室气体与温室效应范文篇4

关键词：日光温室；模型；控制；问题

中图分类号：S625文献标识码：A文章编号：

1我国的温室种类与种植面积

温室（greenhouse）是设施农业研究的最主要对象。温室的分类方法多种多样，但主流分类方式，还是按照其在生产中的使用性能来划分。对同种温室类型中不同形式，则再按覆盖材料的不同来加以区分细化。目前，国内常用的温室类型主要有塑料大棚、日光温室和连栋温室，分别如图1至图3所示。[1-3]

图1大棚温室

图2日光温室（摄于野马图草莓种植温室）

图3薄膜连栋温室（摄于内蒙古蒙草抗旱有限公司和林培育基地）

2004年，我国温室种植面积为662423公顷；而到了2010年，我国温室种植面积达到了1133995.59公顷，几乎是2004年温室种植面积的两倍。2004、2006、2009、2010年全国温室种植面积对比情况见图4。

图4全国温室种植面积（此数据来源于《2011年中国农业年鉴》）

2日光温室在内蒙古自治区的应用规模和重要作用

应用于内蒙古自治区的温室主要有连栋温室和日光温室。由于日光温室具有结构简单、造价低、维护方便等特点，再加上政府在政策和经济上的有力推动与支持，在内蒙古地区获得了极为广泛的应用，其种面积也远远大于连栋温室。

2010年，全国温室种植面积位居前五的省份分别为山东、河北、辽宁、江苏、河南，而内蒙古自治区仅次于浙江，以种植面积36875公顷位居第七。在内蒙古自治区十二五规划展望中，预计在2015年，温室种植面积将达到141775公顷。以呼和浩特市市郊野马图、讨思号村温室种植发展规模为例，2012年新增日光温室面积比2010年的日光温室面积增长约达到了70-80%。2010年全国部分省市温室种植面积对比情况见图5。

图52010年全国部分省（自治区）温室种植面积（此数据来源于《2011年中国农业年鉴》）

内蒙古自治区的气候具有独特性，为中温带季风气候，降水量少而不匀，寒暑温差剧烈，冬季漫长而寒冷，多数地区冷季长达5个月到半年之久。其从东向西由湿润、半湿润区逐步过渡到半干旱、干旱区，是日光温室应用最广泛的地区之一。目前我区日光温室种植面积已超过120万亩，占全区农业种植面积的1%以上，产值达全区农业总产值的30%，形成了以日光温室为主体的设施农业栽培体系。虽然内蒙古地区日光温室种植面积庞大，但其相对落后的管理手段和控制水平，不仅影响了农作物产品质量，而且不利于生产资源利用率提高和生产成本的降低，是制约我区设施农业发展的瓶颈之一。

3内蒙古自治区日光温室研究的意义及现状

为解决我区日光温室管理手段和控制水平落后的问题，有必要建立适我区气候特征的温室作物小环境模型。因此，以内蒙古自治区作为寒冷干旱地区的代表，以该地区典型日光温室作为研究对象，根据所获取的温室作物生长环境信息，准确构建日光温室作物小环境模型，进而对温室作物种植环境信息进行智能化处理，分析不同状态下温室环境的变化特点，对于优化温室结构及对温室环境进行合理调控有重要参考和应用价值。[4-6]

国内外相关机构和专家学者对温室相关问题已进行了广泛深入的研究，主要集中在温室环境硬件控制系统、温室环境的控制策略和温室环境模拟等三个方面，获得了丰硕成果和丰富的经验，中国农业大学、浙江大学、沈阳农业大学等高校的研究水平都处于领先位置。[7-8]

日光温室模型不具备通适性，对不同地区、不同气候的参考意义极为有限。而内蒙古自治区西部气候条件独特，冬季气候寒冷而干燥，日光温室内外温、湿度差异很大。因此，建立适合于内蒙古自治区独特气候的日光温室模型，并对其进行相关研究、模拟和控制，来解决我去日光温室在建设、管理、控制、优化所遇到的问题，是非常必要的。[9-11]

随着物联网的发展，物联网结合温室数据采集、控制、优化以及专家决策系统成为越来越主要的发展方向。以内蒙古自治区西部作为寒冷干旱地区的代表，以本内蒙古典型的日光温室为研究对象，建立日光温室作物小环境信息物联网系统，为日光温室控制决策提供依据，具有重要的科学意义和实践价值。

4当前日光温室研究存在的问题

虽然日光温室的研究取得了诸多进展，但仍有许多问题值得继续探讨和深入研究。如如何有效实现日光温室规模、高效的控制和管理；理论研究较多，但缺乏不同结构日光温室实物间的比较、测量和分析相关研究；如何使日光温室建设和管理的标准化、规范化；解决对北方干旱地区冬季需加温的典型日光温室的研究较少的现状；如何最大限度降低能耗和提高生产效率；如何合理有效得将现代化引入日光温室的建设和管理中等问题[12-13]。

农业是一个国家的根本，如何提高设施农的生产效率、降低生产成本、保证生产安全，尽快实现农业现代化和农业生产的可持续发展，需要每一个设施农业研究者进行不断探索和努力。

参考文献：

[1]邹秋滢.温室小气候模型的建立及其控制策略研究.《沈阳农业大学博士论文》.2010-05-06

[2]秦琳琳.深液流栽培试验温室温度系统的建模与控制.《中国科学技术大学博士论文》.2008-10-01.

[3]王明喜.大棚型日光温室主要气象指标及生产性能的研究.《内蒙古农业大学硕士论文》-2008-05-01

[4]刘宏军.关于我国设施农业、设施园艺业发展现状与对策研究.《农业与技术》-2007-08-15.

[5]何云中;刘世东.试论熊蜂授粉与设施农业提质增效.《新疆农业科技》-2012-06-15.

温室气体与温室效应范文篇5

关键词甲烷排放；减排政策；国际气候谈判；应对气候变化；国家战略

中图分类号X32文献标识码A文章编号1002-2104（2012）07-0008-07doi:103969/jissn1002-2104201207002

作为负责任的发展中大国，中国政府已经把应对气候变化纳入到社会经济发展规划，并不断采取强有力的措施［1］。应对气候变化已经或者未来相当长时期内一直是中国经济社会发展面临的主要任务，也是影响中国未来可持续发展的重大议题。科学合理地制定应对气候变化国家战略，需要正确认识温室气体排放问题。

甲烷（CH4）是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体，占2004年全球人为源温室气体排放总量的14.3%［2］。中国的甲烷排放问题同样十分突出，仅考虑二氧化碳排放已经不能全面代表中国的温室气体排放［3］。根据国家气候变化初始信息通报公布的中国温室气体排放国家清单，1994年中国甲烷排放总量为34287Gg，占温室气体排放总量（以二氧化碳排放当量计，不考虑土地利用变化的二氧化碳排放）的23.4%［4］。据Zhang和Chen［3］的估计，在2007年中国经济部门温室气体排放的构成中，仅考虑甲烷一项，其当量二氧化碳排放量已达989.8Mt，这一数值均已远高于英国、加拿大、德国等国化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量。因此，考虑甲烷对于反映中国温室气体排放的历史与发展趋势同等重要。

然而，尽管甲烷排放在中国温室气体排放整体格局中具有重要地位，国家尺度甲烷减排相关的政策研究仍然相对薄弱，诸多问题亟待进一步厘清。本文将从中国甲烷排放的研究进展出发，立足于甲烷排放的历史和现状，力图通过辨析甲烷与中国温室气体减排战略、中国甲烷系统减排策略与措施、中国甲烷排放与国际气候谈判的国家立场等问题，系统阐述中国甲烷排放与应对气候变化国家战略之间的关系，为我国政府相关政策的制定提供决策参考。

1甲烷与中国温室气体减排战略

全球大气中的甲烷与二氧化碳相比，其浓度要低2个数量级，属于大气痕量气体，其排放量的微小增加将会导致大气中甲烷浓度的明显升高。由于甲烷在大气中的寿命较短（12-17年），减缓甲烷排放对大气中甲烷的减少具有迅速的影响，而二氧化碳在大气中存留时间很长（50-200年），减少大气中二氧化碳则需要更长时间才能见效。因此，大气中甲烷浓度可以相对迅速地对甲烷减排活动做出响应。虽然多数研究集中于中国二氧化碳的减排策略，然而在《京都议定书》中，除二氧化碳以外，甲烷、氧化亚氮、氢氟化碳、全氟化碳和六氟化碳五种温室气体均在限制之列。显然，甲烷的纳入统计将拓宽中国温室气体减排的选择，甚至可以以最低的减排成本为目标实现优化减排。

甲烷排放在中国整体温室气体排放格局中占有极其重要的地位，在未来温室气体减排战略的实施过程中，甲烷减排可以做出直接贡献。2002-2007年，中国甲烷排放的年均增长率为4.2%，而同期中国二氧化碳排放的年均增长率为12.5%［5］。从排放强度来看，中国政府已经承诺到2022年单位GDP的二氧化碳排放与2005年水平相比减排40%-45%。按照历年单位GDP甲烷排放的下降趋势，在保持目前的经济增长速度情况下，中国甲烷排放也完全能实现相应40%-45%的减排目标。2005-2007年，中国单位GDP的甲烷排放已经下降了20.7%，而同期中国单位GDP的二氧化碳排放仅下降了4.3%［5］。即使基于最低的全球增温潜势（CO2∶CH4∶N2O=1∶25∶298）计算，甲烷排放强度（单位GDP排放量）降低了47.6gCO2-eq/元，而同期二氧化碳排放强度降低了48.4gCO2-eq/元。甲烷排放强度与二氧化碳排放强度的降低幅度基本相当。显然，甲烷强度减排对中国温室气体强度减排产生直接影响。

温室气体与温室效应范文篇6

关键词：温室效应二氧化碳甲烷

中图分类号：Q89文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0134-02

温室效应是全球主要环境问题之一，也是近年来人们最为关注的环境问题之一，是造成全球变暖的主要因素。温室效应是一场全球性的环境灾难，它将加速极地和高山的冰川和冻土的融化，导致海水变暖和膨胀、海平面上升，影响地表水分配、降水量、气候带、农业生产以及生态系统的结构和功能。本文对于引起温室效应的气体的一些研究论述，让温室效应的机理清楚明了。

1温室效应

温室效应：由于化石燃料燃烧、森林砍伐和工业活动等人类活动改变了大气的成分，破坏了自然温室效应的热平衡，导致全球气候急剧变暖，从而成为了一个全球环境问题，称为温室效应。

（1）潘瑞炽先生在《植物生理学》中认为：大气中的CO2能强烈地吸收红外线，太阳辐射的能量在大气层中就“易入难出”，温度上升似温室一样，由此产生“温室效应”（greenhouseeffect）。

（2）唐益韶先生在《环境科学》中认为：大气中的臭氧、水蒸气和二氧化碳是影响太阳辐射到达地表的强度的主要因素……大部分长波辐射能阻留在地表和大气层，就使地表和大气下层温度增高。这种现象称为温室效应。如果不存在大气层，地表的长波辐射无阻地射向太空，地表的平均温度将在-22℃～26℃之间，而不是现在的15℃上下。

（3）温室气体的化学组成：目前大气中主要的温室气体主要有就九种：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、臭氧（O3）、水蒸气（H2O）、氧化亚氮（N2O）、氯氟烃（CFCs）、高氟碳化合物（PFCs）、氢氟碳化合物（HFCs）、六氟化硫（SF6）。

二氧化碳（CO2）：是主要的温室气体，其全球变暖影响比例因素为60%。现代大气中CO2增加的原因，主要是由于人类长期使用化石燃料（如，煤、石油、天然气等）所造成的。

甲烷（CH4）：是天然气的主要成分，甲烷主要由厌氧微生物活动产生。随着人口剧增、水田耕作以及畜牧业发展，大气中的CH4浓度越来越高.

臭氧（O3）：臭氧层存在于的平流层中，主要分布在距地面15～35km范围内，浓度峰值在20～25km处。由于臭氧层能够吸收99%以上来自太阳的紫外辐射，从而保护了地球上的生物不受其伤害。气候条件和氯氟烃等化合物的共同作用加快了臭氧的分解，促使平流层的臭氧一直在减少，使得更多的紫外线B辐射到达地表，并导致许多严重的生态学后果。臭氧层吸收太阳辐射，可以加热大气层，其原因是臭氧分子吸收紫外线后将分解为氧分子和一个氧原子，当两个氧原子重新组合为氧分子时要放出热能，这实际也是臭氧把太阳辐射里的紫外线转化为热能的过程。

氧化亚氮（N2O）：是一种微量温室气体。因具有较长的大气寿命，一般是150年，因此是一种高强度温室气体。N2O主要来源于陆地-土壤植被系统的释放，以及化石燃料和生物质燃烧。农业中氮肥的使用也增加了N2O的大气排放。

氯氟烃（CFCs）：对大气臭氧层有极大的破坏作用，可谓是臭名昭著。因为其光谱吸收带处于地球辐射光谱最强的一段，因而是一种温室效应极强的温室气体。

高氟碳化合物（PFCs）、氢氟碳化合物（HFCs）和六氟化硫（SF6）：全氯化碳和六氟化硫是在工业过程中产生的。由于具有可能超过1000年的大气寿命，所以这些气体被释放累积在大气中，将持续影响气候达数千年。PFCs主要包括三种物质，其中CF4占绝大数，主要来自冶炼的过程。比如铝的生产。SF6完全是人类活动的产物，因为它具有阻止高温熔化态下铝镁氧化的特征，所以被大量应用于镁铝冶炼。另一个主要来源是绝缘器及高压转化器的消耗，占SF6总排放量的80%。

2神秘的温室气体甲烷

虽然甲烷在大气中的浓度远小于CO2，但其温室效应却不可小觑。同为一个分子CH4产生的温室效应强度约是一个CO2分子的7.5倍。除了一部分属天然生成外，绝大部分甲烷来源于人类的活动。比如，天然气管道和油井的泄露，掩埋场地的垃圾废物分解，煤矿逸出等等。美国的环境保护电影大片《难以忽视的真相》，介绍的就是温室效应气体CO2浓度升高，对地球生态环境造成的极其恶劣的灾难性后果。

2.1甲烷的理化性质

甲烷作为一种温室效应气体，近年来在科学界备受关注。甲烷（methane），分子式CH4，是最简单的有机化合物，分子量16.04kD。甲烷是无色、无味的气体，沸点-161.49℃，比空气轻，易燃烧，水中溶解度极小，与空气成适当比例的混合物遇到火花会发生爆炸，爆炸极限4.9%～16%。甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢氰酸、合成氨、炭黑硝、氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氢氰酸等颇有应用潜力的清洁能源。

2.2颇有应用潜力的清洁能源

温室气体与温室效应范文1篇7

解决我台机房大厅环境问题，必须从降温、除尘、智能控制三个方面入手，才能予以彻底解决。同时要本着节约的原则，在保证有明显效果的前提下，力争达到节约资源、一次性投入少、运行费用低；系统具有自诊断告警功能，减少人员工作量；设计时要考虑系统冗余，制冷风量要有一定的余量，保证在极端情况下系统也能正常工作；同时要考虑系统改造后哪些地方容易出现问题，加强维护保养。故对机房做如下相应改造：机房大厅增设4台100kW大功率恒温恒湿冷冻水型机房精密空调，控制室内温湿度并加速室内空气循环达到30次/h。精密空调室外制冷主机采用高效率热交换的风冷模块机组，运行稳定可靠，整机制冷效率较高。在大厅内架设风管，将4台100kW大功率冷冻水型机房精密空调出风口并管并延伸至机房各个要道，多点定点矩阵化送风，避免局部热岛效应。建立分支风管与PSM设备已建立的冷却系统对接，利用现有的单点设备冷却系统风道辅助对设备进行降温以减少设备向室内空间逸散的热量。将甲机房大厅室内全年温度控制在30℃以下，适于设备正常运营环境及人员作业安全；同时将全年最高温度控制在30℃内，无需过度制冷，保证全年最大限度减少能耗。不与室外不可控气流交换，机房内洁净度在机组运行状态下每小时室内空气被完全过滤30遍，机房内将越运行越洁净（运维人员适度进出），同时减轻运维人员运维成本。

2系统设计的测算依据及说明

目前需改造的甲机房大厅面积525平方左右，机房内布4台TSW2500型500kW短波发射机，由于设备发热过大，故对每台发射机做单点降温处理。预计单台发射机外溢至室内空间中的热能约为50kW，共计4部，致使机房目前室温较高，全年冬季室内平均达到27摄氏度，夏季室内气温最高达40摄氏度，严重影响设备寿命、设备使用环境的安全可靠性并且夏季超出人员作业的可承受环境温度，估测降温需提供制冷量计算如下：

2.1对于制冷量需求的测算

单台设备热负荷*台数+环境热负荷*面积=需要的制冷量(kW)即：50kW*4+15m*35m*0.14kW/m2=273.5kW（备注：0.12—0.18kW/m2为机房环境热负荷的估算范围，由于我台机房空间较大，设备密度较小，单机功率过大，故按照热密度0.14kW/m2估值。）补充说明：机房层高6米，3米以上的空间气温对人员及设备影响较小，所以不需过多考虑对3米以上空间正常气温的处理。

2.2对于换气次数需求的测算

甲机房打厅内空气体积：35*15*6=3150m3，依照机房建设标准，机房内每小时换气应保证20-30次，即2-3分钟一次。故需求量为3150*20~30=63000~94500m3/h热负荷估算原则负荷特点现阶段设备的集成度越来越高，精密性也越来越高，使得机房的负荷特点更加显著地表现为：机房设备散热量的95%是湿热，热负荷大、湿负荷小、热湿比极大。单位体积发热量越来越大。在这种情况下，空气处理可近似作为一个等湿降温过程。在这种情况下的焓差小，要消除余热必然是大风量。此外，因为设备24小时不间断运行，所以需要空调系统一年四季不间断地运行。余热量大：机房内95%以上的热量来自设备；余湿量小：机房内潜热量来自人体出汗蒸发以及新风含湿量，由于人员较少且新风是经过热交换后进入机房，余湿量很小；循环风量大：需要较大的风量来解决机房内散热；焓差小：由于室内温湿度允许变化率较小，所以焓差小；热负荷大，冬季仍需制冷。机房专用空调正是依据上述特点研制开发而成的，显热比可达到90%以上，并可通过中央控制器调节温度及相对湿度，温度精度可控制在±1℃，相对湿度可控制在±5%，充分保障使用功能，并达到节能目的。

2.3系统设计与实现

2.3.1设备及风管布局图如图1增设4台100kW大功率恒温恒湿冷冻水型机房精密空调，控制室内温湿度并加速室内空气循环达到30次/h。精密空调室外制冷主机采用高效率热交换的风冷模块机组，运行稳定可靠，整机制冷效率较高。建立风管将4台100kW大功率冷冻水型机房精密空调出风口并管并延伸至机房各个要道，多点定点矩阵化送风，避免局部热岛效应。建立分支风管与PSM设备已建立的冷却系统对接，利用现有的单点设备冷却系统风道辅助对设备进行降温以减少设备向室内空间逸散的热量。2.3.2气流循环方式（保证送风回风风道畅通无遮挡）发热设备高度在2.5M内，热量逸散区域在落差3M空间内影响周边气温，精密空调送风风道从3M—3.5M高空将冷气流吹出，与下部热空气混合，由精密空调强力回风口风机抽回，每个过道形成局部气流循环，热量被不断带走经过精密空调处理成冷风继续优化室内温度。精密空调回风口带温湿度探头，如果回风口（即混合气流）测定温度达到所限定的温度标准，机组停止制冷，仅风机运作带动气流循环，极为节能。2.3.3动力与环境监控拓扑图机组标配:RS485接口及232接口，可以方便接入常规通用的监控系统中，也可直接选择BMS所使用的楼宇协议（如MODBUS等)，便于监管机房运行情况。名义工况：进/出水温度7℃/12℃参考工况：进/出水温度10℃/15℃参考工况：进/出水温度12℃/18℃G4标准空气过滤网声级测试在距机组1m开阔地带图3拓扑空间图2.3.4技术特点大风量、小焓差、高显热比专业设计。蒸发器采用亲水铝箔，高效内螺纹管设计，耐腐蚀、长寿命、高效率。电极式加湿器，避免干烧的危险，能快速产生纯净蒸汽，具有自动清洗功能，检修时不停机。智能除湿保证除湿速度快、精度高。风机选用后倾无壳式第三代高效EC风机以达到节能的要求。金属框架G4标准过滤器，过滤效率高达90%，确保机房洁净要求，可反复清洗降低运行成本。机组全正面维护设计，不受安装环境限制，维护更方便。高品质制冷配件确保机组在各种条件下稳定运行，寿命10年以上。智能控制器融合完善控制逻辑、实现多重保护。大屏幕4行*30列LCD液晶全中文图形显示，机组运行状态、温湿度曲线、报警记录等。提供500条历史告警记录。群组控制，实现备份、轮巡、层叠、避免竞争运行功能。远程监控，提供RS485、MODBUS、SUNRISE-PLUS、TCP/IP监控方式。2.3.5方案特点能完全满足降温需求及室内风循环换气需求。不与室外气流交换，机房内洁净度在机组运行状态下每小时室内空气完全过滤24遍，机房内将越运行越洁净，同时减轻运维人员换洗过滤网的工作量。机组可方便接入各种通用监控系统，便于运营管理。可随意设定机组温度，例如设定至30度，那么机组在30度以下将停止制冷，只有风机运转保持室内空气流通，高效节能。机组设计使用寿命15年，运行稳定性高，运维成本很低。对机房外观及内部主体构造没有任何改动。

3总结

温室气体与温室效应范文篇8

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

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[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

温室气体与温室效应范文篇9

风不仅对建筑外环境有巨大影响，而且对室内环境和室内微气候也有重大影响。空气的进出，可以认为是主要的对流传热现象，因此风便成为室内对流热损失的主要因素。由于风的自然变化规律和形式会形成不同的风环境，北方地区风与建筑、建筑群环境的关联主要表现在冬季冷风直接增加了建筑的采暖能耗，为做好风环境改造设计，必须了解当地风的运动特点，组织好建筑群和单体建筑的冬季防风措施，可在改扩建中通过合理布局、设置风障、改造入口等方法尽量减少建筑的对流热损失，以节约采暖能耗。

关键字：空气质量风节能优化室内环境

一、北方建筑室内空气质量的状况

1.室内空气质量定义

室内空气质量是指在某个具体的环境内，空气中某些要素对人群工作、生活的适宜程度，是为反映人民具体要求而形成的一种概念。良好的室内空气环境应是一个为大多数室内成员认可的舒适的热湿环境，同时也能够为室内人员提供新鲜宜人、激发活力并且对健康无负面影响的高质量空气，以满足人体舒适和健康的需要。

近二十年来，室内空气质量的定义经历了许多变化。最初人们把室内空气质量几乎完全等价为一系列污染物浓度的指标，近年来人们认识到这种纯客观的定义已经不能完全涵盖室内空气质量的内容，于是，对室内空气质量的定义进行了不断的发展。在1989年室内空气质量讨论会上，丹麦哥本哈根大学教授P.O.Fanger提出：质量反映了满足人们要求的程度，如果人们对空气满意，就是高质量；反之，就是低质量。

2.空气质量与人体健康

室内空气中的主要污染物（苯、甲醛、氡、氨、SO、CO、NO、PM、CO2等）因其来源不同，在室内空气中的含量差别较大，对健康的影响各不相同。苯、甲醛、氡、氨等主要来源于建筑装饰材料，这些污染物主要是对人的呼吸系统和黏膜产生刺激，使人的免疫力下降，这些污染物长期的综合作用可使人体的健康受到危害；当CO2浓度增高到一定程度时，氨类化合物含量也会随之增高，CO浓度增高使室内缺氧，可导致胸闷、气短、头晕、头疼、乏力、疲劳、嗜睡，影响脑力活动能力，降低学习效率，危害健康；SO、CO、NO、PM等污染物主要来源于室外大气污染，这些污染物主要是对人体的呼吸系统、肺功能产生影响。

二、自然通风与室内空气质量

1.自然通风对CO2浓度的影响

改善室内空气质量，最简易、有效的方法，即开窗通风。通风本身不能杀灭病菌，但是通风可以将有害气体甚至病原体通过空气的流通吹到室外，使室内有害气体或病菌的含量得到稀释和减少，所以通风换气可以间接达到空气消毒的目的。通风换气不仅经济有效而且无残留药物，对人体也不会造成伤害，因此是改善室内空气质量的首选方法。

2.自然通风对人体热舒适的影响

自然风的流动一般没有规律，因此可以使人产生新鲜感，只有达到一定的风速时人才会产生爽。

环境风速从两个方面影响着人体的热舒适：

第一，当气温低于皮肤温度时，如果皮肤潮湿而排汗的散热率低于100%，增加气流速度对排汗效率的影响大于对对流加热的影响。因此，气流速度的中间总是产生散热效果，同时，较高的气流速度可减少由于皮肤发湿而产生的主观不适感；

第二，当气温高于皮肤温度时，气流速度的增加加大了空气的蒸发力从而提高了散热效率。所以，在任何温度下，气流速度均有一个最佳值，等于此值时空气运动产生最高的散热力，低于此值就会因为排汗效率低而产生不舒适及造成增热，超过此值即造成对流加热或冷却效果。

三、促进自然通风的优化策略

1.自然通风的形式

自然通风是指利用空气温差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气，它利用自然条件而不依靠设备系统维持适宜的室内环境，是环境生态化的重要手段。风是一种可再生资源，在全球能源紧缺的今天，自然通风作为被动式降温方法，其优越性越来越受到重视。

2.自然通风的限制条件-得热量和空气湿度

应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低，通过室内空气的通风换气，将室外风引入室内，降低室内空气的温度。对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑，其使用效果取决于很多因素，建筑的得热量是其中的一个重要因素，得热量越大，通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。

自然通风对降低室内空气温度效果明显，但对调节或控制室内空气的湿度效果甚微，因此自然通风措施一般不能在非常潮湿的地区使用。但对于室外环境中空气温、湿度比较温和适宜的地区，该技术被广泛应用而且非常成熟。

3.加强室内自然通风的方法与措施

造成自然通风的动力因素（风压和热压）在一般情况下是同时并存的，从建筑降温的角度来看，利用风压通风对改善室内热环境条件效果较为显著。为了更好地利用风压组织室内的自然通风，首先应该充分了解各地区室外风环境的详细情况。

由于自然风变化的幅度较大，在不同季节，不同风速、风向的情况下，建筑可以利用可调节的门窗、百叶、遮阳板、挑檐等建筑构件作为导风板，通过精心的设计，采取合适的建筑构造形式来调节室内气流的分布。这样在夏季和过渡季就可以将室外风流引入室内，已达到降温和净化空气的目的。而在冬季也可以在保证基本换气次数的前提下尽量降低通风量，以减小室内的热损失。

总结

自然通风作为夏季被动式降温的主要方法，能够降低人对空调系统的依赖，从而节约制冷能耗，可以提高室内的空气质量，满足人们亲近自然的心理需求，有利于人体的生理和心理健康。

温室气体与温室效应范文篇10

关键词：绿色建筑；自然通风；屋顶设计；

中图分类号：S611文献标识码：A

建筑通风的目的是提供人们呼吸用的新鲜空气或在夏季降低室内温度。空调技术的产生与成熟，使人们可以在一个完全封闭的空间内创造出一个独立的小气候，使室内的温度和湿度始终控制在相对舒适的范围内。绿色建筑是一项系统工程，从时间上来说它涵盖建筑的设计、施工和运营的全过程，影响绿色建筑能量利用的大部分策略都发生在项目的方案设计阶段，与建筑师有着密切的关联。

1．实现自然通风的方法

风可以说是最富有变化的气候因素了，它虽然会随着气候区的不同以及季节的更替呈现出一些大致的规律，但是实际上由于受到场地条件、地形和天气变化等诸多因素的影响，可以说时刻都在变化，让人捉摸不定。因此，对于自然通风的理解和控制就显得非常重要。建筑通风是由于建筑物的开口处存在压力差而产生的空气流动。按照产生压力差的不同原因，中庭实现自然通风的方法有以下三种：

1．1风压通风

当风吹向建筑物正面时，在迎风面上，由于空气流动受阻，速度减小，使风

的部分动能变成静压，亦即使建筑物迎风面上的压力大于大气压，形成正压区。在建筑物的背风面、屋顶和两侧，由于气流的曲饶，这些面上的压力小于大气压而形成负压区。如果在建筑物的正负压区都设有门窗口，气流就从正压区流向室内，再从室内流至负压区，形成室内空气的流动。这种现象是利用建筑物迎风面与背风面的风压差而形成的，常称为风压通风。

当室外有风且室外温度低于室内温度时，利用风压通风是一种有效的降

温方法。利用风压通风，首先要求建筑有较理想的外部风环境，平均风速一般

不小于3～4m／s；其次，建筑应面向夏季主导风向，以利于形成穿堂风。最后，

要合理设计立面开口的位置和大小。因此，利用热压通风主要和建筑所处的外

部环境、建筑主体的朝向与当地主导风向的关系，以及建筑外立面开口的位置

和大小等因素有关。

1.2热压通风

空气受热后温度升高，密度减小；相反，若空气温度降低，则密度增大，这

种热胀冷缩的现象是人们熟知的。这样，当室内气温高于室外气温时，室外空

气因较重而通过建筑物下部的门窗口流人室内，并将较轻的室内空气从中庭上部的开口排出去。进入室内的空气被加热后，又变轻上升，被新流入的室外空气所代替而排出。因此，室内空气形成自下而上的流动。这种现象是因温度差而形成的，常称为热压通风，也就是前面讲的烟囱效应。对于室外环境风速不大的地区，烟囱效应产生的通风效果是改善室内热舒适的良好手段。

但加前所述，烟囱效应对中庭热环境的影响有正负两方面。在冬季，室内

温度高于室外温度，在烟囱效应的作用下，冷空气从底层部分的门窗渗入，带

走室内的热量，这将增加室内的热负荷。在夏季白天，当室外温度较高时，此时

烟囱效应产生的室内空气的流动方向是向下的，烟囱效应不断将室外的热量带入室内，增加了冷负荷；但在夏季夜晚，当室内空气温度高于室外空气的温度时，烟囱效应则不断将室内的热量带出，降低了冷负荷。

1.3风压与热压相结合

利用热压和风压来进行自然通风往往是互为补充、密不可分的。一般来说，建筑进深小的部位多利用风压来直接通风，而进深较大的部位多利用热压达到通风的效果。但热压和风压综合作用产生的自然通风非常复杂。许多中庭建筑以自然通风的三种基本方式为基础建立自然通风模式。一般可在单个建筑中采用两种或多种模式混合来满足不同的需要。

2．促进自然通风的屋顶设计手法

热压作用主要取决于室内外空气温差和进出口位置的高差，这两个条件缺一不可。与热压作用相关的重要概念是中和面，即只有处于中和面以下的窗洞，空气才由室外流入室内，并从中和面以上开启的洞口排出室外。进出风口高差越大的空间，热压通风越容易实现。因此，以下几种屋顶形态设计能促进热压通风：

2.1突出屋面，提供侧向通风

一般来说，需要采暖的中庭应尽量让阳光照人中庭内部，有必要在顶部空

间提供一定的存储容积，以收集热空气。所以，进行自然通风的中庭顶部都会

突出屋面，尤其是核心式和内廊式的中庭，一方面便于在突出部分的侧面开窗

作为气流出口，另一方面可以利用扩大部分积存空气，使之受热，以利用热压

强化中庭的烟囱效应，如图4所示，中庭屋顶高于相邻空间的屋面。同时，突出的中庭顶部存储空间还起着烟气控制的作用。根据自然通风中庭排烟的需要，为防止发生火灾时烟气倒灌，中庭部分的屋顶应高出临近的使用空间屋面，留下一定的贮烟空间。贮烟空间的有效高度为最顶层的楼面到中庭排烟口中心线的距离，对于自然通风的中庭来说，最小尺寸为1．7m。

2．2设置烟囱增加出风口的高度

中庭的出风口高度可以通过设置烟囱来增加。烟囱的主要功能是为了通风，同时还可以作为采光井、太阳吸收器等。烟囱可以是一个单独的烟囱，也可以是围绕建筑的几个小烟囱。在当今的绿色建筑设计中，经常使用采光井、通风烟囱和风塔等构件来帮助中庭进风和排风，烟囱还常常成为绿色建筑的标志性构筑物。

2.3结合中庭设置一体化的通风渠道

把中庭作为生态交换空间，通过建筑结构层与中庭空间的一体化设计，建

立整座建筑的通风渠道将有利于建筑的自然通风。

2.4设置倾斜的开启天窗，加大顶部排风窗的开口面积

自然通风通常意义上指通过有目的地开1：3，产生空气流动。为了便于在屋

顶设置内部热气的排出口，避免水平天窗因雨雪天气无法打开的困境，一般会考虑设置竖向或者倾斜的开启天窗。

另外，进风面的斜屋面可以形成吸力，起到兜风的作用，与中庭的通风井道

配合，可形成自然的通风渠道。例如，上述的上海生态示范楼就采用了斜屋面。

对于把自然通风作为一项重要能源策略的绿色建筑来说，一些精心设计的控制系统会更及时地对天窗的开启需求做出调整。例如，前述弗雷德里克兰切斯特图书馆使用一种“建筑能源管理系统(BEMS)”，它会根据感应器所提供的室外气温、风强度、室内温度和CO，浓度等信息来改变人风口闸门的开闭状态，控制中庭的通风。

综上所述，被动式节能与中庭形态密切相关。当然，对于一些进深很大的中

庭，由于通风路径较长，流动阻力较大，单纯依靠自然的风压、热压往往不足以实现自然通风。因此，当自然通风不能满足中庭通风的舒适度要求时，就要适当运用一些机械通风设备来辅助自然通风，使得中庭有一个良好舒适的通风环境。

参考文献

温室气体与温室效应范文

关键词日光温室；增温；保温；增光；增产

中图分类号S625.4文献标识码B文章编号1007-5739（2013）08-0177-02

冬季在高效节能日光温室里进行蔬菜生产，温度是制约其生产成败的关键因素。日光温室的设计、建造科学合理，各种保温、增温措施到位，则温室内温度适宜，蔬菜长势旺，抗性强，可获得高产高效；若温室设计、建造欠佳，且没有有效的增温保温措施，导致温室内气温、地温偏低，不能满足蔬菜基本的生长要求，则蔬菜生长缓慢或停止，长势弱，抗性差，各种病害猖獗，蔬菜产量低，效益差。该文介绍几种冬季日光温室蔬菜生产增光、增温、增产、增效的方法，以供参考。

1墙体增厚保温

如果日光温室棚墙过薄，则会失去储热和保温作用，从而导致温室内温度变化剧烈，易受冻害。在华北以北地区，日光温室一般要求棚墙的厚度大于1m才有可能存储热量，墙体越厚则保温性能越好。因此，对于墙体较薄的温室，可以在外侧覆盖1层附着物，如在温室北墙外侧贴厚10cm的聚苯保温板，要注意使聚苯板与墙体结合紧密，保温板外贴1层防雨的石棉瓦或其他防水材料。或者利用当地的玉米秸秆资源，将秸秆打捆贴在后墙上，厚度在15cm左右，用旧棚膜覆盖表面固定在后墙上，以此起到保温防寒的作用。

2选用棚膜增加光照

选用透光率高的长寿无滴消雾多功能农膜，厚度在0.1mm以上，并经常擦拭刷洗棚膜，减少由于膜面附着尘土而导致透光率降低。有条件的地方，应在后墙和两山墙加挂反光幕，以增加光照，提高温度。

3严密封闭各种散热空隙

及时检查孔隙，一经发现立即封闭。温室各个位置的孔隙易与外界空气发生对流，使温室内热量受损，从而影响蔬菜的产量，这种影响在冬季尤其明显。因此，一旦在棚膜、墙体处发现孔洞、孔隙，应立即粘好、堵好。此外，要关好温室门，将缝隙用旧地膜、旧衣服等塞紧，并在棚室入口处悬挂保温被，防止开门带进冷风[1-3]。

4挖防寒沟保温

在大棚4个边沿设置防寒沟，以切断内外的热量交换，防止冻土层向棚内延伸，降低棚内地温的下降速度。其中，大棚南边沿的防寒沟应改建成储水蓄热防寒沟。防寒沟的修建方法：在前沿开挖1条东西走向的条沟，沟的深度和宽度分别为50、40cm，沟的南面紧靠温室外沿，并垂直埋设1块深度和厚度分别为50、2～3cm的泡沫塑料板（或使用旧薄膜包裹碎干草）。在沟的底部铺1层碎草，再在沟底、沟沿用2层旧薄膜覆盖严密，并在沟内铺1条粗约50cm的塑料薄膜管（宽80cm的双面塑料筒），其长度应该与温室大棚的长度相同。铺设完毕后，用细绳缠紧塑料管的一开口端，再从另一开口端灌满井水，然后再用细绳将开口缠紧，并垫高，以免向外漏水。其他3条边沿，各挖掘深度和宽度分别为40、20cm的窄沟，并在沟内填满碎草、踏实，不必覆盖薄膜。采取这种防寒沟进行保温，可以提高地温3～5℃[1-2]。

5下雪天揭草帘保温

冬季日光温室内，不论白天黑夜，下雪时气温较高，不太寒冷，应将草帘卷起，防止雪留在草帘上，雪水打湿草帘。若让积雪直接覆盖棚面，蔬菜不会受冻。白天太阳出来后扫去积雪，夜间将干燥的草帘盖严，这样可比覆盖湿草帘室内温度高出2～5℃，秧苗不倒伏，生长快，植株健壮，根系发达，增产效果明显。

6后屋面填麦秸轻装保温

后屋面是温室保温的关键部位，通常温室后屋面覆盖物多是水泥板上铺玉米秆盖土，整体厚度在10cm左右，保温性能差，是冬季室内温度偏低的主要原因。如果对此稍加改进，在玉米秆上再铺5～10cm厚的麦秸，并在上面覆盖旧薄膜以防雨雪，这样可减少覆土量的1/2，温室后墙压力减小，不易倒塌，且可增加温度1～3℃，尤其后半夜保温效果更明显。

7前屋面保温

选用保温效果好的覆盖物。利用草苫进行保温覆盖的，草苫重量要求达到3.5kg/m2，在雨雪天气以及冬季气温比较低时，在草苫外覆盖旧棚膜，具有增强保温和防雪的效果；瓜果类作物的棚室，采用覆盖双层草苫或6层牛皮纸被，可比单层草苫提高温室夜间温度2℃以上；利用保温被作保温覆盖的，厚度最好能达到2.0cm，保温被厚度在1.5cm以下的，可采用覆盖双层保温被方法进行冬季的夜间保温。

底脚围帘和围膜。在棚内底脚处悬挂90cm高的农膜或地膜；夜间在前屋面外面底脚处覆盖一块90cm宽的旧草苫，室温可以提高1.5～2.0℃。

8床土增温

在日光温室的栽培床下层铺垫厚15～30cm的酿热物，如马粪、羊粪、牛粪、猪粪、有机肥、麦秸等，其上覆盖营养土，能有效提高床温。据试验，马粪发酵后7d温度可达到70℃，缓慢下降至50℃左右能维持1个月。用牛粪、猪粪掺入1/3的杂草、锯末等，能较长时间保持30℃左右温度。

9临时生火加温

日光温室没有加温设施，当遇到极端寒冷天气，棚温降至6℃，10cm地温降至10℃以下时，为了提高室内气温，预防冷害和冻害，必须采取临时加温措施。如安装浴霸、空气加热线、热转换灯泡、燃油热风炉、临时火炉、利用液化罐燃烧天然气加温等，也可烧无烟玉米芯或木炭、焦炭加温。使用中要严格保证人、作物的安全，防止火灾和煤气中毒事件的发生。

温室临时生火加温的措施：于20：00—21：00在温室后部的走道上生明火2～3处（为防止升温过快，初始时火堆要小）；当温度升高至15～18℃时，注意减小火势，并逐渐停止加温。遇到寒潮天气，夜间可能会降至0℃左右，通常在傍晚或夜间需要生火加温，以防寒防冻。注意移动变化生火的位置，但不宜连续多次加温。生火应使用产烟量小的柴草，倘若使用煤火加温，为避免产生有害气体（一氧化碳或二氧化硫等），必须具备排烟设施。另外，为了避免烟害，有条件的则可采用在温室一头的房间里用热风炉向室内送热风的办法进行加温[2-4]。通常要特别注意开花期的临时加温，因为开花期要求较高的温度，温度偏低，容易造成落花落果。

10科学浇水保温

在低温寡照条件下，日光温室内的地温一般较低，对浇水技术要求十分严格，这就不能沿用通常情况或正常天气状态下的浇水方法，更不能忽略外界环境条件盲目浇水。是否需要浇水，一方面要看蔬菜的生长状态，另一方面要看天气条件。总体而言，应做到以控水为原则，科学灵活浇水：午前浇水、午后不浇；浇小水、不浇大水，浇温水、不浇冷水；浇暗水、不浇明水；冬季晴天浇、阴天不浇；浇水后注意通风降湿（以免温度上升过快）；久阴骤晴不浇水，宜采用叶面喷洒的方法补水。切忌阴雨天或寒潮天气到来之前大水漫灌。

11参考文献

[1]董文奇.低温寡照条件下日光温室的增温保温措施[J].蔬菜，1991（2）：26-27.

[2]程宁生.节能日光温室的建设[J].当代农机，2009（10）：64-65.

温室气体与温室效应范文篇12

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。