钢结构双层膜温室内的温度变化分析.doc

学生姓名：论文题目本科毕业论文题 目 钢结构双层膜温室内的温度变化分析 学 院 农学院 专 业 农业设施科学技术与工程 毕业届别 2013届 姓 名 满万江 指导教师 李斌 职 称 副教授 甘肃农业大学教务处制二一三年五月目 录摘要1关键词1Abstract1Key words1前言11材料与方法21.1温室类型 21.2试验时间 31.3试验地点及试验作物42结果与分析52.1不同天气温度规律62.2温室水平方向温度变化规律72.3温室垂直方向温度变化规律83讨论93.1温室在温度的调控上与外界环境的差差异 113.2 温室温度在测量与研究中的误差来源 123.3通过对温室温度的研究，得出的结论 12参考文献12致谢13钢结构双层膜温室内的温度变化分析满万江（甘肃农业大学农学院农业设施专业1班，甘肃兰州，730070）摘要：植物的生长需要适应它的外界条件，而我们要做的就是为植物的生长提供很好的生长环境。外界环境中温度的变化是影响植物生长比较重要的因素，所以我们要控制好温度变化，满足植物所需，为我们带来更大的收益。我对钢结构双层膜温室内的温度做了精确的测量和记录。通过对钢结构双层膜温室不同高度不同水平位置温度的测量与分析，总结出温室在不同天气环境下不同部位的温度变化，做出温度动态变化曲线，温室水平方向和垂直方向温度的变化规律，便于我们更好的驾驭温室，扩大生产，增加收益。关键词：塑料温室；温度变化；水平各位置；垂直方向Analysis of temperature change of steel structure double membrane greenhousemanwanjiang（Major in Facility agricultural science and Engineeringin the College ofagronomistof Gansu Agriculture University，Gansu Lanzhou，730070）Abstract: Plant growth needs to adapt to the external conditions of it, and we have to do is to provide a good growth environment for the growth of plants. Changes in the external environment temperature is more important factors of plant growth, so we have to control the temperature change, meet the needs of the plant, bring more benefits for us. My room on the steel structure of bilayer temperature was measured and recorded precisely. Through the measurement and analysis of different altitude and horizontal position temperature in greenhouse on steel structure of bilayer membranes, summed up the greenhouse temperature change of different parts in different weather conditions, make the dynamic curves of temperature variation of greenhouse, horizontal and vertical temperature, easy to control greenhouse, we better to expand production, increase income.Key words: Plastic greenhouse; changes of temperature; level of each position; vertical position前言植物的生长需要适应它的外界条件，而我们要做的就是为植物的生长提供很好的生长环境。外界环境中温度的变化是影响植物生长比较重要的因素，所以我们要控制好温度变化，满足植物所需，为我们带来更大的收益。要想很好的控制好温度变化，就要全面的、科学的、学习和研究温度变化，及其变化的内在因素。为此，我在一定地区，科学的了解和研究了固定的设施内温度的变化，并做出了科学的分析和讨论。针对温室温度变化，我对钢结构双层膜温室内的温度做了精确的测量和记录。因为温室是玫瑰育苗用的，其温度控制适宜玫瑰的生长习性，温室内温度的变化搀杂了人工控制因素，故要抓住自然影响和人工控制来分析研究。根据设施等具体情况，我在设施内不同地点，不同高度设置了精确度一样的温度计、最高最低温度计、直角地温计等，以便于测量研究整个设施内的温度，并做了相关的记录和总结。希望为北方的日光型温室的作物生产做出一点努力。1 材料与方法 1.1 温室类型钢结构双层膜圆拱形塑料温室，东西方向4连栋单栋跨度为8米，温室东西长32米，南北宽30米，面积约1000平方米。配备自动化遮阳网，自动化喷灌技术，通风采用自然通风。1.2 试验时间2012年3月份到2012年8月份1.3 试验地点及试验作物试验地点为甘肃兰州永登县大同镇东方天润玫瑰园，试区处于北纬36.7度 东经103.3度，平均海拔2169米，年均降水量2902毫米，无霜期126天左右，土地土壤肥沃，质地疏松，有机质含量丰富。试验作物为苦水玫瑰（育苗期）。2 结果与分析 2.1 不同天气情况下温室内的温度总体规律调查分析所测数据，根据每天的温室管理情况，选择出温室管理比较相近的若干天进行数据处理，得出温室每天在不同时间时温室内的温度变化。具体分析如下： 由于温室内玫瑰育苗的需要，温室的管理每天都会有所不同，故按照天气状况随机选择温室管理比较相近的若干天进行数据处理和分析。每天35h观测一次，详细的进行记录，包括温室的具体管理内容。按照天气情况（如：晴天、阴天等），随机选取8天，把一段时间内（如610h、1014h、1418h）温室的平均温度计算出来，并计算出一天内温室的最高温、最低温、日均温等，对其进行数据分析，得出不同天气状况下，不同时间段温度的变化规律。2.1.1 塑料温室晴天温度变化规律 任意选取晴天时所测温室内的温度变化数据8组，对数据进行统计学的分析，计算出温室在一天当中610时、1014时、1418时各时段的温度平均值，以及温室在一天当中的最高温、最低温和日均温。表一表示双层膜塑料温室2012年8月份晴天温室内的温度数据，据表一分析研究温室内温度的变化。日期 6时10时均温10时14时均温14时18时均温日最高温日最低温日均温8月15号23.75 28.33 24.88 29.00 18.00 24.26 8月19号18.00 27.00 26.00 30.00 15.00 23.50 8月20号20.00 28.33 19.00 29.00 13.00 24.08 8月21号20.00 28.67 24.63 29.00 12.00 23.46 8月22号19.50 27.00 20.50 28.00 14.00 21.80 8月23号16.50 25.33 18.50 27.00 10.00 21.83 8月24号26.00 26.00 17.58 28.00 15.00 24.40 8月25号21.50 28.67 25.00 29.00 15.00 26.10 表一、双层膜塑料温室2012年8月份晴天温室内的温度数据处理根据表一可以看出晴天温室内的温度变化10时至14时普遍高于其他时间，各时间段每天温室温度的差异比较大，日最高温比日最低温高1117摄氏度，日均温虽然每天都不一样，但是还是比较稳定，在23.68摄氏度上下波动。观察温室内外玫瑰育苗的生长情况，很容易看出温室内部玫瑰育苗的优越性。说明温室大棚相对于外界还是对作物的生长起到了积极的作用，双层膜塑料温室极大的改善了作物生长所需要的环境条件，对我们生产生活提供了便利的条件，为我们获得优良的苗木，达到丰产创造了机会。2.1.2 塑料温室阴天温度变化规律 任意选取阴天时所测温室内的温度变化数据8组，对数据进行统计学的分析，计算出温室在一天当中610时、1014时、1418时各时段的温度平均值，以及温室在一天当中的最高温、最低温和日均温。表二表示双层膜塑料温室2012年8月份阴天温室内的温度数据，据表二分析研究温室内温度的变化。日期6时10时均温10时14时均温14时18时均温日最高温日最低温日均温8月5号26.50 28.25 21.50 29.50 18.00 24.86 8月6号24.50 27.25 20.33 29.50 18.00 23.50 8月7号24.25 24.00 19.50 29.00 17.50 22.14 8月8号28.50 20.75 17.50 28.00 17.00 21.57 8月12号22.00 21.50 18.00 25.00 17.00 20.14 8月13号20.75 27.50 23.67 28.00 18.50 23.93 8月14号25.50 28.80 26.25 30.00 19.00 26.55 8月18号21.00 25.00 21.67 27.00 20.00 22.43 表二、双层膜塑料温室2012年8月份阴天温室内的温度数据处理据表二可得，温室在阴天这几天温度稳定在23.14摄氏度左右，最高温与最低温相差712摄氏度，塑料温室在阴天能够保持室内温度稳定，波动较小。因为是玫瑰育苗，故对光照的要求较低，可以忽略不计。总体上作物能够相对稳定的温度环境中生长，不受外界天气环境的影响。 对晴天和阴天温室内温度的变化做对比分析，晴天的日均温与阴天的相差0.54摄氏度，晴天与阴天对温室温度的影响较小，这就验证了温室能够做到无视一般自然环境，为作物提供较好的生长环境。2.1.3 塑料温室晴天、阴天和温室外的温度变化对比晴天温室的最高温、最低温、日均温与阴天和温室外天气气温的变化做对比，由于温室内玫瑰育苗阶段不同，故根据情况将整个塑料温室分成了A、B两个区，再在A、B两区内划分了四个平均大小的小区，分别记为a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3、b4，且a1、a2、b3、b4四个小区代表温室边缘部分，a3、a4、b1、b2四个小区代表温室中间部分。取这些小区内每天的最高温，最低温，平均温度的平均值作表制图，对比图如下所示： 从图一中可以看出，晴天、阴天和外界日最高温基本处于平行，说明天气状况对温室日最高温的影响比较小。图二中显示，温室内的日最低温总是比外界的高，外界在温度达到最低时，温室的保温效果还是有效的。温室内日最低温晴天明显高于阴天，晴天温室的温度高于阴天，温室中间区域晴天和阴天极差较大，而四周区域极差较小。图三中温室的平均温度相对稳定，与外界相比平均温度上下波动不大，稳定的平均温度更有利于温室的玫瑰育苗。2.2 温室内部水平方向温度的变化规律在温室内放置A1A16、B1B16等温度计，每天不同时间观测其温度并做记录，对所得数据进行数据处理。 每天不同时间观测温室内各位置的温度，得到A1A16和B1B16等数据，把温室每个区分成四部分进行温室部分区域的温度分析，把温室A区平均分成四个区域a1、a2、a3、a4，分别计算其平均温度，做出温度折线图；把温室B区平均分成四个区域b1、b2、b3、b4，分别计算其平均温度，做出温度折线图。然后分别作A、B区的温度变化分析，得出温室A、B区的温度变化规律。由于日光温室内温度在水平方向上分布不均且与天气及时间有关。在东西方向上,受山墙和太阳角度的影响,晴天上午西部气温略高于东部,下午东部气温略高于西部;阴天东西部气温差异不明显，故天气情况对温室平均温度的影响不大。塑料温室A、B区水平方向温度平均值分布如图四、图五所示,温室内部a1、a2、b3、b4四个小区平均温度均高于a3、a4、b1、b2四个小区。结合温室管理和温室所处地气候特点，温室受光照，地理位置，温室结构的影响导致温室内部边缘部分的平均温度较高于温室内部中间区域。从图六中可以看出温室2012年8月份A、B区域温度变化基本走向基本相同，温室内的的温度变化大体上一致。2.3 温室内部垂直方向温度的变化规律温室内在垂直方向放置了八组温度计，以便于测量温室的垂直方向温度的变化，所得数据有A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4八组数据，对这八组数据进行数据处理，作出温度随高度的增加各个位置温度的变化曲线。 高度 50.00cm 100.00cm 150.00cm A1 21.43 21.55 21.78 A2 20.46 20.53 20.76 A3 25.34 25.58 25.84 A4 25.28 25.36 25.88 B1 25.06 25.34 25.95 B2 25.42 25.70 26.25 B3 21.83 22.18 22.59 B4 21.75 21.98 22.19 表三 温室各位点在垂直方向的平均温度(单位：摄氏度)上表表示温室内在垂直方向距地面50cm、100cm、150cm的各位点的平均温度。该表格中的数据来源于8月5日8月25日每天的定时观测，对所有数据取平均值得到表三。从表中可以看出，温室内垂直方向温度随高度的增加程增大的趋势，在温室内A1、A2、B3、B4四个区域平均温度较A3、A4、B1、B2四个区域低，整个温室50cm、100cm、150cm各高度平均温度分别为25.06、25.34、25.95。由此很容易看出随高度增加温度升高。 根据不同天气状况，垂直方向在不同高度测量计算各区域的温度，分别作出晴天、阴天垂直方向各区域的温度变化折线图。 据图七、图八分析可知，晴天在150cm高度空间,日光温室内A4、B1、B2区域温度较高,由此A1、A2、B3、B4递减,在50cm高度空间,A1、A2区域温度程升高趋势，其他区域B1、B3略低于B2、B4。在100cm高度变化与150cm处刚好相反。阴天A1、A3、A4、B1、B3几个区域温度较高,B2、B4两区域温度较低。在垂直方向上,晴天A2、A3、B2、B3区域温度中层最高,上层次之,下层最低,A4、B1区域温度随着高度增加而升高;阴天下部气温略高于上部,但差异很小。3 讨论 3.1 温室在温度的调控上与外界环境的差异 与外界环境相比较，温室内的环境更适于作物的生长，所有外界不利于作物生长的环境因素，在温室内都可以得到调节以利于作物良好的生长。不论温室内水平方向，还是垂直方向，其温度变化都向着有利于作物生长的方向进行人工调控。而在外界环境中，人工不可能改变温度，使之与作物生长相适应。温室内温度的调控也具有不完善的地方，温室温度的调控还没能达到精确的程度，只能是向着大致的温度范围进行调节。主要原因是影响温度变化的因素比较多，喷灌，通风，遮阳等措施都可能引起温度的变化，外界环境的骤变也可能引起温度的变化。3.2 温室温度在测量与研究中的误差来源温室温度的测量主要依靠温度计，温度计本身的误差，温度计与温度计之间的误差，温度计放置时间长了，受外界影响产生的误差等，都影响着温度测量的精确度。温度计算过程中，小数点的保留与精确，数据分析时对较大或较小数据的舍去都不同程度上影响着温度变化分析的准确性。因此在论文中，能避免的误差尽量避免，不能避免的，尽量减小误差。在数据分析中，要严谨治学，对数据的准确性进行反复研究，以保证所做分析真实可靠。3.3 通过对温室温度的研究，得出的结论温室一般具有科技含量高，产品附加值高，劳动生产率高，技术高度规范，容易形成集约化规模经营。温室突破地域与季节的限制，能实现农产品高产，优质，低耗的规模化生产。温室的研究就势在必行，通过对钢结构双层膜育苗温室的温度研究，得出2012年8月份温室在晴天和阴天不同的天气状况下温度总体上处于平稳状态，受到外界环境影响较小。温室内部水平方向和垂直方向温度的变化不是很明显，作物在温室内各位置的生长趋于平稳。垂直方向温度的变化随高度的增加程升高趋势，故在温室内间作时注意这一变化。据此可将喜温作物和喜凉作物进行间作,或同一种作物进行主副行种植,或在日光温室的下部种植喜凉作物,上部通过吊兜、吊盆、吊箱、搭铺等方式栽培喜温、光作物,形成合理的群体,充分利用日光温室内的多维空间。参考文献1高翔;齐新丹;李骅;我国设施农业的现状与发展对策分析J;安徽农业科学;2007年11期2孙磊,贾红,孙建印. 不同类型日光温室小气候对比分析J. 湖北农业科学. 2011(16)3 杨冬艳,郭文忠,张丽娟,杨常新,韩继山. 不同结构日光温室冬季温光环境测试分析J. 农业工程技术(温室园艺). 2010(02) 4 王捷,邱仲华,康永,朱明军. 甘肃省高效节能日光温室光热环境分析J. 西北农业学报. 1996(01) 5 李国师,刘瑞雪,杜传均. 日光温室保温性能的观测分析J. 安徽农业科学. 1995(02) 6 赵玉萍,邹志荣,杨振超,胡晓辉,白鹏威,李鹏飞,任雷. 不同温度和光照对温室番茄光合作用及果实品质的影响J. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2010(05) 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