对温室的光环境进行调控是当室内外太阳光照不能保证植物正常生长时,人为的增加或减弱光照强度,对绿色植物实施“光肥”。这是目前许多发达国家在设施农业中普遍采用的一种调控方法。应用此法可以在阴雨、弱光,强光等时间段时,控制室内的光照强度,控制植物的生长速度,提高作物经济效益。因其巨大的前景,对温室光环境的研究国外起步的较早,形成了温室控制的许多理论和研究成果,并且应用先进的管理方式和调控技术,向着智能化的方向发展。近年来,我国在温室建设上也有了较到的发展,许多省份都引入了许多种类的温室如:Venlo型温室,锯齿形温室,以及我国自主开发的日光温室等,各种针对温室研究成果也层出不穷。可由于起步较晚,加之国内研究人员对温室的控制方法也缺乏足够的理解与认识,从而造成我国国内温室环境调控存在技术水平低,温室环境监测控制能力较差等现状[3]。
因此针对温室光环境的研究,弄清光这个环境因子的调节机理,最大限度的利用太阳能资源为温室服务,优化温室内的参数设置,使温室光环境模型能在不同纬度、不同地区、不同执行机构下的温室都能普遍的适用,并且能自动地控制温室光环境是十分有必要的。
1.2 国外研究现状
1.3国内研究现状
1.4现有研究的不足
1.5主要研究内容
为了建立一个适合我国特定地理位置和气候的Venlo型玻璃温室光环境模型,使之能模拟出一天中任何时刻的温室光照度。在总结前人研究的基础上,运用光学、气象学、环境学理论,建立Venlo型温室的光环境分析计算模型。以MATLAB语言作为主要编程工具,开发出温室光环境模拟程序。建议考虑多种影响因素的全面的光环境预测模型。
本文的研究内容主要包括以下几个部分:1)室外太阳光辐射。由日地相对位置参数确定日出日落时角,结合HOTTEL模型权重和ASHRAE模型权重确定室外瞬时太阳直接辐射与散射辐射值而后根据三点法模型确定温室外太阳辐射。
2)覆盖材料。确定房屋建筑材料的透射率、覆盖材料表面的老化、灰尘、结露等造成的光损失,考虑房屋支撑材料骨架结构造成的遮阴率再结合室外太阳辐射值,确定室内太阳辐射值。
3)内外遮阳网。通过在温室内部布置或者除去温室表面的遮阳网,研究内外部遮阳网对温室采光的影响。
第二章 温室外太阳辐射的分析与计算
光是植物进行光合作用必不可少的外在环境条件,贯穿于植物新陈代谢的整个生理过程。影响着农作物的生长形态的形成,以及农产品的品质和产量。此外,光也直接制约着温室内热环境的形成,影响着温室内的温热平衡,对温室内其他环境参数如CO2浓度、湿度等也都有着不同程度的影响。而正常情况下,室外的太阳辐射是室内太阳辐射最直接的来源,直接决定温室内的内环境,室外太阳辐射量的确定是光环境建模至关重要的一步。