多重覆盖对塑料大棚保温性的影响

盛灵娟

【摘要】：近年来，利用薄膜或地膜在塑料大棚内部进行多层覆盖，成为塑料大棚的一种有效的保温措施，这种方法结构简单、操作方便、投资少，有效的延长了塑料大棚的终止时间。本论文利用温室热量平衡的原理，比较分析了塑料大棚在一层、两层、三层薄膜覆盖下热量收支情况，从而计算大棚内部的温度差异，双层薄膜比单层薄膜温度提升1.56℃左右，而三层薄膜比双层提高3.65℃左右。

【关键词】：塑料大棚；热量平衡方程；传热系数；温度

【引言】：塑料大棚是20世纪60年代中期发展起来的大型保护地设施，大棚用骨架建成棚形，覆盖塑料薄膜，全棚没有不透明部分，也不设加温和保温设备，与露地相比，有利于防御自然灾害，特别是北方地区能在早春和晚秋淡季供应鲜嫩蔬菜。冬季保温效果是决定大棚蔬菜越冬栽培成败的關键。为创造和保持大棚蔬菜生长发育的适宜温度，除利用大棚结构的透光增温性和保温性外，还必须采取保温和调节温度的措施。夜间大棚内的温度比外界高的原因，不是白天被加热的棚内气温一直维持到夜间，而是白天被贮存在地中的热量逐渐向棚内放出的结果。因此大棚的保温原理就是尽可能地不使棚内已经形成的热量跑掉。大棚的保温与大棚的入射日照量、地面、日照的地面吸收量、棚的表面导热系数、辐射系数都存在着定量关系。

所谓多层覆盖是指利用塑料大棚进行多层薄膜或其他保温材料的覆盖。本次试验采用的聚氯乙烯（PVC）薄膜以聚氯乙烯树脂为基础原料，其耐高温、日晒，夜间保温性比聚乙烯膜要好，耐老化，雾滴较轻，薄膜撕裂或折断后，可用粘合剂粘合，修补方便，新膜具有较好的透光性，但随着覆盖时间的延长，增塑剂逐渐析出，且高温下软化、松弛、污染环境等缺点也应引起注意。聚氯乙烯薄膜较适于风沙小、尘土小的地区，尤其适宜于要求夜间保温栽培的北方地区使用。

1.材料与方法

本试验以河北定兴地区某单栋钢结构拱形塑料大棚为例，跨度8m，长50m，屋脊高度2m。屋面及两侧全部采用单层聚氯乙烯（PVC）薄膜覆盖，夜间室外覆盖不同层数的PVC薄膜。采用单层覆盖对比的试验方法，利用温室的热平衡理论计算塑料大棚内温度，并通过多重覆盖比较大棚内的温度差异，以此分析大棚内在没有采暖设备的情况下仅利用不同层数的塑料薄膜覆盖保温效果的差异。

1.1 室内热量收支估算方法

1.4根据数据作图

通过所得数据，建立此塑料大棚在不同覆盖下的温度随时间变化折线图：

2.结果分析与讨论

2.1通过以上分析，我们得到了塑料大棚内热量收支的解析表达式，并对棚内温度进行了数值模拟。通过模拟得到，在其它规格相同的情况下，随着棚膜层数的增加，塑料大棚在夜间温度增加。

2.2 通过分析比较，双层薄膜比单层薄膜温度提升1.6℃左右，而三层薄膜比双层提高3.7℃左右。虽然塑料大棚在夜间随着棚膜层数增加温度上升，可使棚内温度升高，但远不能满足一般作物的适宜生长温度。单靠增加覆膜而不使用采暖设施，保温效果并不理想。

2.3该热量平衡方程考虑棚内热量支出时，确实抓住了主要散热过程，然而在模拟过程中假设棚内空气是干燥的，而实际上，夜间室内相对温度在70 %～80%之间，有时，甚至会达到饱和，水汽在凝露过程中释放出热量，土壤微生物和作物呼吸也会产生热量，从而影响棚内温度。

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