温室结构的优化与新材料

《温室结构的优化与新材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《温室结构的优化与新材料（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、序言导致,甚日光温室是我国重要的作物栽培设施，其建造和运行成本低，合乎我国国情，适合中国经济发展的需要，而且伴随着能源的短缺，日光温室将成为今后我国大面积温室园艺产业发展的必然选择。但由于对日光温室光温性能和结构强度设计等方面的研究还不成熟，大量农民建造日光温室缺乏科学的理论指导，日光温室在生产应用中达不到节能、高效、高产的理想效果至事故频发。另外随着我国设施园艺现代化进程的推进与发展，其他行业的各种新技术、新材料也越来越广泛的应用于这一领域。所以，优化结构设计与新材料的开发的与应用，已经成为了继续推进日光温室发展的时代所迫。一.日光温室结构优化日光温室结构优化首先应该满足可靠性准则，即安全性

2、、用性和耐久性。日光温室结构优化的内容是确定合理的几何尺寸，使其在特定建设条件下能满足种植作物生长的温光要求，时在满足结构安全性准则的基础上达到结构用材最省。过去20多年，我国在日光温室结构优化的研究中取得了很大成绩，但就目前日光温室的应用现状和研究水平看，要进一步规范日光温室建设，提高其经济性能，下列问题有待研究解决。(1) 科学合理的设计荷载温室结构设计荷载规范中针对日光温室很多参数的取值方法不太明确，缺少针对性，如风荷载体型系数、坡屋面积雪分布系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值及其在卷放保温被过程中荷载的变化、

3、日光温室内保温材料的设计荷载等在设计规范中都没有具体规定。所以在温室结构设荷载规范的基础上，研究针对日光温室的荷载取值和不利荷载组合是系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值日光温室结构优化首要解决的问题。(2) 日光温室桁架结构的优化目前日光温室普遍采用桁架结构，但很少有基于日光温室的系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值采光条件和室内作物生长模型对日光温室的桁架结构进行优化。对这种结构现有的设计方法还停留在根据经验首先确定桁架的结构参数(如桁架的

4、高度，腹杆的分布)，然后再对结构进行受力系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值校核。(3) 大型日光温室的合理几何尺寸目前很多地区都出现了大型日光温室，但都处于探索阶段，如何确定大型日光温室的合理尺寸，使之达到光热环境合理，系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值节约土地的目的，是目前大型日光温室需要急迫研究的问题。(4) 土堆后墙的合理尺寸土堆后墙，可以节约建筑材料，提高目光温室的保温性能，特别在大型目光温室运用较多。但目前的土堆后墙普遍存在尺寸系

5、数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值过大、强度无标准等问题，从目光温室的蓄热、保温和结构强度等方面考虑，研究合理的土堆后墙的尺寸，对减少目光温室建造系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值系数等没有具体明确的规定。此外，日光温室的保温被荷载取值的土方量、节约土地具有重要意义。综上所述，日光温室的结构优化主要从日光温室的光环境、热环境和结构受力方面进行综合优化，寻求各参数的平衡点。日光温室的荷载、几何尺寸、建筑材料等方面进行研究，提高日光温室的生产力，节约材料和土地，控制投资成本，使日光温室建造适合当地经济

6、发展的水平，使栽培者获得更大的经济效益，以促进我国设施农业的持续健康发展。二.新材料的创新应用1.LED用于温室补光光照是作物进行光合作用的必备要素之一，光照条件的好坏直接影响作物的产量和品质。温室内的光照度除与地理纬度、节和天气状况关外，还与温室结构、管理措施及材料的透光性能等密切相关。由于温室覆盖材料、灰尘以及结构遮光等因素的影响，温室内的光照状况要比露地差得多，一般仅为露地的30DD70，尤其是在冬季和早春季节，太阳高度角低，日照时间短，温室内光照度往往不能满足作物生长的需求，人工补光成为众多可控环境温室管理的必然选择。目前，温室人工补光主要考虑三个方面要素：一是对光照度的要求。以主要作

7、物光补偿点为依据，番茄、黄瓜、辣椒的光补偿点分别为3000Lx、2000Lx和1500Lx，光饱和点为70000Lx、55000Lx和30000Lx,因此，温室补光光照度一般要求在作物冠层达到1000LxD3000Lx。二是对光质的要求。作物的光合作用主要利用700nm的红橙光以及少量般根据作物不同，对400nmD500nm的蓝紫光、600amD700nmD800nm的远红外光，温室补光一RB（红蓝）和RFR（红远红）有特定要求。三是对光周期的要求。自然界昼夜交替、周而复始的现象形成了光周期，作物在漫长的进化过程中适应了这种明暗变化。但是，在冬至前后或连阴天时，光照时间往往不能满足作物生长发育

8、需求，需要人工补光来增加光照时间。近年来，温室人工补光已经成为设施园艺生产的重要手段，各种人工光源也得到了快速发展。目前，常用的温室人工补光光源主要有荧光灯、高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯等。近年来，随着大功率LED的研制成功，新型节能光源LED也引起了广泛关注。普通荧光灯提供较多的绿光，约为50，其余部分大多为红、蓝光，又分别约占总光谱的25，远红色光谱比例很低。荧光灯发光效率较高，寿命长（约12000h）,但是功率较小（目前常用有28W和36W两种）,满足一定光照度所需灯具多。由于含有很多的绿光，容易造成作物徒长。目前常用于植物组培。钠灯是汞和钠蒸气发光的气体发光光源，分为低压钠灯和高压

9、钠灯两种。低压钠灯出现较早，钠蒸气压不超过几个帕，其发光光谱集中在589nm的黄色光，通常只能与其他光源配合使用。发光效率高达200ImDW,寿命长（约9000h）。高压钠灯标准工作钠蒸气压约为lOkPa,发光光谱中有较多的红橙光和较少的蓝绿光（如图1所示）。发光效率较高，功率大，寿命长（约12000h）,目前在温室补光中使用较多。但由于高压钠灯是热光源，表面温度高，发热量较大，不能近距离照射作物。金属卤化物灯是汞和稀有金属的卤化物混合蒸气产生电弧从而放电发光的一种气体发光光源。可通过改变金属卤化物组成呈现不同的光。其发光效率较高，功率大，寿命长(5000hU20000h)。但是灯内的填充物中

10、有汞，当使用的灯破损或失效抛弃时，都会对环境造成污染。光谱中含有较多的远红光，发热量大，不能近距离照射作物。LED(lightemittingdiode,发光二极管)0000000展起来的新型节能光源。与白炽灯、荧光灯和高压钠灯等人工光0相比，LED具有显著优点：D直流低压供电。小功率彩色LED的正向电压通常为1.5VD2.8V,大功率LED的正向电压通常为3VD4V,远小于安全电压。D节能。LED0固体发000,不需要加热就能发光，是一种冷光0，因此其减少了消耗在加热上的电量。D单色00,发光效率高。LED可发射单色0,其半波宽大多为20am,可以精确地为植物提供所需要的光谱，而不浪费电能发

11、出黄0、绿0等植物不需要的0谱。D体积小、应用灵活。可设计出轻薄短小的灯具，应用空间大。D环保。LED0固体发000,不含汞等有害物质，在安装使用中不会造成污染，其废弃物也可以回收。LED000环保的绿色00。D寿命长。LED是固体00,内部不存在松动部分，没有玻耐振动,耐冲击,璃、灯丝等易损和易烧部件,机械强度大,寿命可达50000h以上。LED光源的明显优势已经引起荷兰、日本、美国等国学者的关注，尤其是近年来大功率LED的研发成功，为LED在温室补光应用奠定了基础。常用的LED温室补光光源主要有两种形式，一种是垂直照射的点光源式，一种是穿插于植株之间进行侧面照射的带光源式。目前，LED光源

12、用于温室人工补光尚处于试验阶段。2.钢骨架塑料复合管用于灌溉（1）钢骨架塑料复合管从结构分包括内管、骨架和外管等3部分，其中以低碳钢丝网为增强中间相，内层及外层以高密度聚乙烯、聚丙烯为基体。三者经过钢丝点焊成网与塑料挤出填入同步进行，在生产线上连续拉膜成型的新型双面防腐压力管道。目前广泛采用的连接方式为法兰连接和电熔连接。经了解，该管材主要具有以下特征：D较好的解决了金属管道耐压不耐腐、非金属管道耐腐不耐压等诸多缺点。同时具有较好的刚度和强度；抗蠕变性能、长期静压强度高。适于架空铺设。D耐温性能最高可达70D,OOODD40，适应温度能力较强。D抗冲击性能较好，管材不易变形。D导热系数低，热膨

13、胀系数小，相对来说比较适合与热力管道同沟铺设。D管材外形美观，内壁光滑，可减少结垢，摩擦阻力小，从而可降低管线的压力损失，的运行费用。在生产中可在一定程度上减少水泵D性能价格比高。同规格、同长度的钢骨架塑料复合管一次性投资与玻璃钢管相当，约为球墨铸铁管的2倍。D使用寿命较长，据介绍，使用寿命可达50年，经济适用性能良好。（2）钢骨架塑料复合管是新型管材，施工方面经验比较少，设计规范、施工规程方面的法制法规还不健全，正处于一个逐步完善的过程。在温室、大棚等园艺设施环境中使用时，由于园艺设施中环境的特殊性，如高温、高湿、温差大、施肥打农药腐蚀性大等，应用时要注意如下问题：D钢骨架塑料复合管一般采用

14、电熔法连接，对接口的处理要求较高，一般应接口处打磨、导角，并在插口处画出插入深度标示线，打磨厚度要适当，插口打磨好后应用塑料带包好，防止下管时弄脏接口。D管道基础要求尽量平整、稳定，避免出现高低不平，特别是管道接口处。必须在干燥环境下施工，若遇积水或潮湿，必须干燥处理后才能继续施工。D对于一些防腐要求高的特殊管段，可以采用沥青玻璃丝布加强防腐。D管道接口前应预先严格检查接口处是否干净有水，合格后方可对接。D严格避免钢骨架塑料复合管与一些化学物质（例如酮类物质）接触，避免损坏管道。D管道电熔连接冷却期间，不得移动管材、管件或在其上施加任何外力（一般在2D3h后方可受力）。D管道若需切割，应使用专

15、用机器，同时保证截面与管材轴线垂直，然后用塑料焊枪进行手工塑料堆焊，将管材端头漏出的金属骨架遮盖，焊接要求平整均匀，严禁使用断面外漏骨架管材。D管道电熔连接时，一般可根据管道直径大小、气温高低分为3D5个时段焊接，每个时段5D8min,直至焊接完成为止。D管道安装好后，应分段打压，考虑修复管道方便，分段打压时宜先用气压实验，分段打压合格后，再用水全长统一打水压实验。D强度实验压力应为系统工作压力的1.25倍，密封性实验压力等于管道的工作压力，稳压30min后开始计时，保压lh为合格，其压降不大于l强度压力为合格，然后降低工作压力进行密封性实验，稳压结语24h，压降不大于l实验压力为合格设施园艺作为一种对设施装备要求较高的生产方式，其设施的规模与结构、装备的种类代表了一个国家或地区的总体生产能力和保障水平。相信在相关专家学者的研究与探索下,温室结构DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD4DDDDDDDDDDDDDDDDDDD4DDDDDDDDDD