日光溫室作為設施農業的主流設施，其推廣規模在逐漸擴大，已大量用於我國北方地區冬季的蔬菜越冬生產。日光溫室內溫度的高低與溼度狀況將直接影響設施生產的產量和品質。
目前，一般日光溫室北後牆大多數採用堆土夯實、粘土磚砌築實心牆體等方式。這些日光溫室在冬季使用時，利用牆體與地面在白天蓄積太陽熱量、夜間放熱，以及牆體與屋面夜間的良好保溫性，維持夜間溫室內一定的溫度。但由於其建築牆體的磚或土壤材料導熱性較差，牆體有效發揮蓄積與釋放熱量作用的材料層厚度僅限於牆內側表層以內20-30cm。
儘管多數牆體厚達 50-300cm，但其位於深層的材料未能有效發揮蓄熱和放熱的作用，牆體的蓄、放熱能力受到較大限制。白天不能更多地吸收與蓄積溫室內富餘的太陽熱能，需通過通風的措施，排除室內多餘的太陽熱量與水汽，降低室內氣溫與溼度， 而夜間牆體放熱量不足，因此較多日光溫室仍存在夜間氣溫過低的狀況。白天的熱量富餘與夜間的熱量不足的情況並存。
中國農業大學水利與土木工程學院趙淑梅副教授團隊對溫室後牆構造方法加以改進，構建一種通體中空和外側擁有連續完整保溫層的牆體方案，以調動更多的深層牆體材料參與蓄熱、放熱過程，提高太陽能利用率。
成果簡介
為了在不消耗電力等能源的情況下，使日光溫室牆體更有效地蓄積白晝富餘熱能並用於夜間加溫，本發明採用中空牆體的構造，利用溫室內與牆體內的空氣溫度差和重力差的自然力作用，將室內空氣引入牆體中空部位，將太陽富餘熱能儲存到牆體深處，並利用空氣與牆體的大面積接觸換熱，以及使內、外側牆體材料甚至頂部的屋面材料全面發揮蓄熱、放熱的作用，達到更有效地儲存太陽熱能、增加其夜間放熱能力的目的，提高日光溫室夜間溫度。 本發明的日光溫室在牆體蓄熱的同時，還能使空氣中的部分水汽冷凝和排出，降低空氣的溼度，並且從空氣中排出的冷凝水被收集用於灌溉。
在牆體中空部分內側的上部和下部，沿水平方向均勻設置若干通氣孔，通氣孔連通了牆體與溫室空間，為圍繞內側牆體形成空氣循環流動提供了路徑。上部通氣孔與下部通氣孔之間的高差為2m，以保證空氣流動所需足夠的自然熱壓力差。
牆體對流循環蓄熱原理
除上述靠牆體內外溫度差進行自然通風的模式外，還設有強制通風模式，即在上通風孔處安裝小風扇，提供強制氣流，該模式可以實現自動控制。強制對流可以內外對流換熱速度，使得熱量交換更充分，白天蓄熱和夜晚放熱的效果可以最大化。同時，與之匹配的控制系統，可以實時檢測牆體內外溫度，當白天室內溫度高於設定上限時，啟動風機，增大換熱效率，起到降溫蓄熱的作用；當夜晚溫度低於設定下限時，啟動風機，組織循環氣流，起到提高夜間溫度的作用。
圖1-1 強制對流方式
圖1-2 實際溫室
投資成本：該日光溫室建設費用與傳統日光溫室基本相當。
推廣價值：該日光溫室可顯著提高夜間室內的溫度，降低室內相對溼度，有利於植物生長，減少病害的發生，提高產品的品質。
成果所屬單位：中國農業大學
專家簡介：
趙淑梅，中國農業大學水利與土木工程學院副教授，中國農業工程學會高級會員，日本設施農業學會海外會員，主要研究方向為農業生物環境工程及農業建築，參與科研項目10餘項，發表學術論文近20篇。
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