多重覆蓋對塑料大棚保溫性的影響

盛靈娟

【摘要】：近年來，利用薄膜或地膜在塑料大棚內部進行多層覆蓋，成為塑料大棚的一種有效的保溫措施，這種方法結構簡單、操作方便、投資少，有效的延長了塑料大棚的終止時間。本論文利用溫室熱量平衡的原理，比較分析了塑料大棚在一層、兩層、三層薄膜覆蓋下熱量收支情況，從而計算大棚內部的溫度差異，雙層薄膜比單層薄膜溫度提升1.56℃左右，而三層薄膜比雙層提高3.65℃左右。

【關鍵詞】：塑料大棚；熱量平衡方程；傳熱系數；溫度

【引言】：塑料大棚是20世紀60年代中期發展起來的大型保護地設施，大棚用骨架建成棚形，覆蓋塑料薄膜，全棚沒有不透明部分，也不設加溫和保溫設備，與露地相比，有利于防御自然災害，特別是北方地區能在早春和晚秋淡季供應鮮嫩蔬菜。冬季保溫效果是決定大棚蔬菜越冬栽培成敗的關鍵。為創造和保持大棚蔬菜生長發育的適宜溫度，除利用大棚結構的透光增溫性和保溫性外，還必須采取保溫和調節溫度的措施。夜間大棚內的溫度比外界高的原因，不是白天被加熱的棚內氣溫一直維持到夜間，而是白天被貯存在地中的熱量逐漸向棚內放出的結果。因此大棚的保溫原理就是盡可能地不使棚內已經形成的熱量跑掉。大棚的保溫與大棚的入射日照量、地面、日照的地面吸收量、棚的表面導熱系數、輻射系數都存在著定量關系。

所謂多層覆蓋是指利用塑料大棚進行多層薄膜或其他保溫材料的覆蓋。本次試驗采用的聚氯乙烯（PVC）薄膜以聚氯乙烯樹脂為基礎原料，其耐高溫、日曬，夜間保溫性比聚乙烯膜要好，耐老化，霧滴較輕，薄膜撕裂或折斷后，可用粘合劑粘合，修補方便，新膜具有較好的透光性，但隨著覆蓋時間的延長，增塑劑逐漸析出，且高溫下軟化、松弛、污染環境等缺點也應引起注意。聚氯乙烯薄膜較適于風沙小、塵土小的地區，尤其適宜于要求夜間保溫栽培的北方地區使用。

1.材料與方法

本試驗以河北定興地區某單棟鋼結構拱形塑料大棚為例，跨度8m，長50m，屋脊高度2m。屋面及兩側全部采用單層聚氯乙烯（PVC）薄膜覆蓋，夜間室外覆蓋不同層數的PVC薄膜。采用單層覆蓋對比的試驗方法，利用溫室的熱平衡理論計算塑料大棚內溫度，并通過多重覆蓋比較大棚內的溫度差異，以此分析大棚內在沒有采暖設備的情況下僅利用不同層數的塑料薄膜覆蓋保溫效果的差異。

1.1 室內熱量收支估算方法

1.4根據數據作圖

通過所得數據，建立此塑料大棚在不同覆蓋下的溫度隨時間變化折線圖：

2.結果分析與討論

2.1通過以上分析，我們得到了塑料大棚內熱量收支的解析表達式，并對棚內溫度進行了數值模擬。通過模擬得到，在其它規格相同的情況下，隨著棚膜層數的增加，塑料大棚在夜間溫度增加。

2.2 通過分析比較，雙層薄膜比單層薄膜溫度提升1.6℃左右，而三層薄膜比雙層提高3.7℃左右。雖然塑料大棚在夜間隨著棚膜層數增加溫度上升，可使棚內溫度升高，但遠不能滿足一般作物的適宜生長溫度。單靠增加覆膜而不使用采暖設施，保溫效果并不理想。

2.3該熱量平衡方程考慮棚內熱量支出時，確實抓住了主要散熱過程，然而在模擬過程中假設棚內空氣是干燥的，而實際上，夜間室內相對溫度在70 %～80%之間，有時，甚至會達到飽和，水汽在凝露過程中釋放出熱量，土壤微生物和作物呼吸也會產生熱量，從而影響棚內溫度。

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