墙体材料革命与日光温室的增产增收课件

墙体材料革命与日光温室的增产增收 研发单位 北京工业大学报告人 陈超 教授 报告内容及要点 研究背景传统日光温室墙体材料及构筑方式新型日光温室墙体材料及构筑方式墙体材料创新墙体构筑方式创新新型日光温室墙体实际应用效果作物生长及果实产量的改善效果复合相变蓄热墙体对日光温室热环境的作用 研究背景 随着我国城镇化进程的不断推进 保证城市蔬菜长期 安全稳定供应 大力提高蔬菜生产能力 推进并实现设施农业现代化 已是我国 十二五 时期的一项重大任务 日光温室利用太阳能改善蔬菜种植的环境条件 实现反季节生产蔬菜和其他园艺作物 具有显著的经济效益 为我国城市冬季蔬菜供应发挥了重要作用 研发背景 我国有着世界第一的设施农业种植面积 单位面积产量仅相当于发达国家的1 2 1 4 劳动生产率仅相当于发达国家的1 5 1 10 一方面经济发展和技术水平差 95 以上的设施仍为简易型结构 另外 我国在设施农业这种系统工程中的相关基础研究比较薄弱 且缺乏系统性 传统的设施农业的建筑 建造与管理方法 致使我国现有日光温室普遍存在墙厚但蓄热保温性能差 冬季温室环境低温高湿 温室蔬菜作物产量低等问题 传统日光温室墙体材料及构筑方式 日光温室热环境变化主要受室外气象条件 太阳辐射强度 空气温度 温室建筑围护结构 包括墙体 前坡屋面的覆盖物 热工性能 土壤热湿特性等因素的影响 日光温室的后墙是集吸热 蓄热与保温为一体的重要部件 是维持日光温室特别是夜间必要环境温度的重要供给热源 传统日光温室墙体材料及构筑方式 方法1 红砖 空气层 红砖 内 方法2 砖墙 聚苯板 砖墙 内 方法3 土体墙 红砖 内 方法4 土体墙 空气层 聚苯板 土体墙 红砖 国家明文禁止使用的建筑材料 蓄热性能有限 土体墙 良好耕地被破坏 厚度过厚 墙体过厚 太阳能难以深入到墙体内部 红砖墙 相变材料与普通建筑材料 相变材料与红砖墙 土质墙的蓄热能力比较 相变墙体材料创新 北京工业大学陈超教授课题组经过近10年的科学研究 开发研制了 GH 20型日光温室用相变蓄热墙体材料 GH 20型日光温室用相变蓄热墙体材料 无毒无味 物化性能稳定 相变温度20 30 相变潜热为80kJ kg 相变材料与水泥砂浆的掺混比大于55 具有高性能的被动蓄热能力 该材料荣获 第11届中国农业园区推荐产品精品奖 墙体构筑方式创新 减薄墙体厚度 提高土地利用率 提升墙体保温 蓄热性能 复合相变蓄热墙体聚苯板 砌体 GH20相变材料 外保温层 阻挡热量向外损失 相变材料层 相变蓄热墙体层 中间承重砌体层 显热蓄热墙体层 传统夯实土墙 传统砖墙 GH 20复合相变蓄热墙体材料应用日光温室 GH 20型相变蓄热墙体材料 北京市农业技术推广站小汤山试验基地日光温室墙体 应用GH 20复合相变蓄热墙体材料 试验结果表明 温室热环境得到了显著改善 温室作物生长状况明显改善 果实产量显著提升 GH 20复合相变蓄热墙体材料应用效果 2011年10月15日定植 2012年3月采收 普通温室相变温室 作物形态指标与果实形态对比 普通温室相变温室 株高植株定植23天 相变温室平均高出76mm 开花期 平均高出223mm 坐果期 平均高出276mm 茎粗生长期内 相变温室较普通温室最大相差2 1mm 果实形态与产量完熟期 相变温室的果实横径和纵径平均为普通温室的1 4倍 番茄仙客6号定植后选取10株 跟踪监测比较 试验期间 作物的日常水肥管理完全一样 作物形态指标与果实形态对比 相变温室 10株番茄仙客6号相变温室 产果数25个 产果重量为3 0kg 普通温室 产果数7个 产果重量为0 45kg 整个温室平均结果相变温室单位种植面积的总产果重量为普通温室的1 7倍 普通温室 复合相变蓄热墙体对日光温室热环境的作用 GH 20相变蓄热墙体材料显著提升墙体蓄热量 白天 白天 9 00 16 00 相变温室后墙太阳能蓄热能力是普通温室的3倍 后墙温度为23 31 相变温室后墙蓄热量是普通温室的2 2倍 Q2 2 2Q 后墙温度为15 23 相变温室后墙蓄热量是普通温室的6 6倍 Q2 6 6Q1 后墙温度为7 15 相变温室后墙蓄热量略低于普通温室 Q1 Q2 Q2 Q1 普通温室 相变温室 GH 20相变蓄热墙体材料显著提升墙体蓄热量 夜间 两温室后墙蓄热量逐时变化 2012 1 21 2012 1 22 夜间 17 00 8 00 相变温室后墙累计向温室内释放的热量是普通温室的3 4倍 相变温室后墙内壁面温度较普通温室平均高3 0 两温室后墙温度逐时变化 2012 1 21 2012 1 22 GH 20相变蓄热墙体材料显著提升墙体蓄热量 两温室墙体蓄热量逐时变化图 QPCM 4 5Qbrick 白天 相变墙体的蓄热量为7234kJ m2 普通砖墙的蓄热量为1568kJ m2 相变墙体蓄热量为普通砖墙的4 5倍 GH 20相变蓄热墙体材料显著提升土壤温度 积温 夜间 相变温室土壤耕作层温度 表面 土壤深度10cm 土壤深度20cm处 较普通温室分别高0 3 0 6 0 4 作物坐果至采收期间 相变温室有效积温较普通温室净增42 1 d 结论 墙体材料革新将GH 20型材料与日光温室普通建材结合 构筑新型复合相变蓄热墙体 可大幅度减薄墙体厚度 提高土地利用率的同时 显著提升日光温室墙体保温 蓄热性能 日光温室的增产增收北京市农业技术推广站小汤