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冬季日光温室内光照强度弱，光照时间短，夜间温度低，易导致作物光合速率低下，生长缓慢，对作物开花、座果以及果实的发育造成严重影响。因此，改善光照条件，提高室内气温尤其是夜间室内气温，是促进作物生长，提高产量的关键。
日光温室的光热性能受主体结构参数、前屋面覆盖材料、保温被性能、墙体结构等多个因子影响，需在设计、建造、环境调节等方面进行技术攻关和技术集成才能得到有效改善。在2013年，“西北非耕地温室结构与建造技术”项目组根据最新的理论研究成果，在孙家滩国家农业科技园区建设了一栋适宜于非耕地地区的示范日光温室[1]。为检验课题组技术创新对示范温室光热环境的改善效果，笔者在2014年冬季对示范温室的光热环境进行了测试，以期为未来研究提供参考。
示范温室结构及装备
示范温室位于宁夏孙家滩示范基地，该温室南北宽9 m，东西长50 m，脊高4.4 m，前屋面角和后屋面角分别为28.5 °和45 °，后屋面在地面水平投影长度为1 m[2]。温室种植地面下沉0.6 m，走道布置于前屋面脚处，宽1.2 m。前屋面采用灌浆膜覆盖，后屋面为聚苯乙烯彩钢板，北墙为装0.92 m厚装配式复合墙体[3]。温室结构如图1所示，温室实景图见图2。
在装备方面，温室保温被材料为无胶棉[4]，用于夜间覆盖前屋面，减少温室热量损失；内部装有温室内配置有多折内遮阳保温系统，用于加强温室保温性能[5]；北墙上装有主动蓄放热系统来改善温室的储放热性能[6]；温室前屋面顶部装有顶通风装置，用于在室内气温较高的时候，打开顶部通风口进行自然通风[7]。
测试方法
室内外太阳辐射使用太阳辐射仪测量。室外、室内中心、前走道和内保温幕上方的气温采用空气温湿度记录仪测量。前、后屋面温度和热流量密度分别采用T型热电偶和热通量板测量，各测点布置位置见图1。
测试期间，示范温室用于栽培黄瓜。保温被、内拉幕系统的揭开和闭合时间分别为9：00和17：00。主动蓄放热系统全天运行。测试内容有日光温室透光率、室内气温、内拉幕系统和前屋面保温性能。选取典型晴天2014年12月4日9：00～5日9：00所收集的数据对示范温室进行分析和评价。
测试结果
透光率
示范温室表观透光率定义为室内太阳辐射与室外太阳辐射之比的百分数。根据测试数据，示范温室表观透光率达到了76.8%。由于覆盖材料自身透光率较低，加之经过一年多的使用后，膜表面灰尘较多严重影响了温室采光，导致温室透光率降低，使得透光率低于80%的设计目标[2]。下一步工作中应着重开发除尘装备，减轻灰尘对温室透光率的不利影响。
室内气温变化
测试期间，室外气温在-14.1～0 ℃之间变化，最低点出现在5日4：30。保温被和内保温幕揭开之后，室内气温迅速升高。当室内气温较高时，顶通风装置打开，进行自然通风，防止室内温度过高而对作物生长造成影响。在保温被和内保温幕揭开期间，室内气温为23.7±6.2 ℃。
在保温被和内保温幕闭合之后，示范温室通过种植面以及主动蓄放热系统来供给热量，通过墙体、后屋面、保温被和内保温幕来减少室内热量流失。根据设计要求，装配式墙体的储放热性能不劣于厚土墙，具有较高的保温蓄热性能[3]。但示范温室的装配式墙体处装有主动蓄放热系统，墙体的储放热路径被切断。所以，示范温室的墙体仅用于隔断室内热量向室外流失。在上述维护结构及装备的共同作用下，室内在保温被闭合之后，室内气温缓慢下降，最低点为11.3 ℃，出现在05日8：00。该期间室内外温差可达25.1±0.7 ℃。因此，示范温室具有较强的保温蓄热性能，能满足喜温作物的生长要求。
内拉幕对室内气温的影响
在保温被和内保温幕闭合期间，室内中心气温较前走道和内保温幕上方气温分别高4.4±0.5和3.4±0.4 ℃。该结果表明内保温幕能有效减少室内热量流失，将热量更多的保存在由保温幕和后墙所围合而成的密闭小空间内，从而保持较高的室内中心气温。
保温被热阻测算
前屋面是日光温室最大的散热区域，在夜间需要覆盖保温被来减少室内热量损失。在保温被和内保温幕闭合期间，前屋面保温被的温度为6.0±1.2 ℃，较内保温幕上方气温低3.5±0.4 ℃，较室外气温高16.7±0.8 ℃。该期间通过保温被流向室外的热流量密度为45.5±2.0 W/m2。该结果表明有大量热量从室内通过保温被向室外流失。根据以上数据测算，保温被的热阻为0.43±0.03 m2·℃/W，较使用前有较大幅度的下降。这是由于保温被经过一年多的卷放使用之后，其内部蓬松的无胶棉被碾压挤实，内部空隙减小，使得保温被保温性能下降[8]。
结论
通过在冬季典型晴天对示范温室光热环境的测试，可得出以下结论：
示范温室透光率为76.9%；
当室外气温为-14.1～0℃时，示范温室夜间室内最低气温为11.3℃，室内外温差可达25.1±0.7℃；可满足喜温作物的生长要求；
内保温幕系统可使室内中心与前走道和内保温幕上方的温差分别达到4.4±0.5和3.4±0.4℃可，从而有效提高室内中心气温；
由于长时间使用，保温被无胶棉被压实，保温性能有所下降，其热阻约为0.43±0.03 m2·℃/W。（执笔人：李 明，魏晓明，杨子强，田兴武）
【参考文献】
[1] 丁小明，吕艳. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（1）[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（1）：32-33.
[2] 魏晓明，曹楠. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（2）非耕地日光温室的建筑设计[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（2）：36-37.
[3] 阎俊月，李明，张秋生，等. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（4）轻简化装配式后墙[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（4）：62-63.
[4] 王平智，马承伟，赵淑梅. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（10）温室覆盖材料保温性能测试台改进及保温被选型[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（10）：26，28，30.
[5] 任宇辉，蔡峰，蔺建凯. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（6）多折内遮阳保温系统[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（6）：32，34.
[6] 方慧，张义，杨其长，等. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（10）日光温室主动蓄放热装置[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（7）：32，34.
[7] 尹义蕾，潘守江. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（9）日光温室屋脊智能通风装置[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（9）：26-27.
[8] 周长吉. 合理选用日光温室保温被[N]. 中国花卉报，2011-02-26（004）.
日光温室的光热性能受主体结构参数、前屋面覆盖材料、保温被性能、墙体结构等多个因子影响，需在设计、建造、环境调节等方面进行技术攻关和技术集成才能得到有效改善。在2013年，“西北非耕地温室结构与建造技术”项目组根据最新的理论研究成果，在孙家滩国家农业科技园区建设了一栋适宜于非耕地地区的示范日光温室[1]。为检验课题组技术创新对示范温室光热环境的改善效果，笔者在2014年冬季对示范温室的光热环境进行了测试，以期为未来研究提供参考。
示范温室结构及装备
示范温室位于宁夏孙家滩示范基地，该温室南北宽9 m，东西长50 m，脊高4.4 m，前屋面角和后屋面角分别为28.5 °和45 °，后屋面在地面水平投影长度为1 m[2]。温室种植地面下沉0.6 m，走道布置于前屋面脚处，宽1.2 m。前屋面采用灌浆膜覆盖，后屋面为聚苯乙烯彩钢板，北墙为装0.92 m厚装配式复合墙体[3]。温室结构如图1所示，温室实景图见图2。
在装备方面，温室保温被材料为无胶棉[4]，用于夜间覆盖前屋面，减少温室热量损失；内部装有温室内配置有多折内遮阳保温系统，用于加强温室保温性能[5]；北墙上装有主动蓄放热系统来改善温室的储放热性能[6]；温室前屋面顶部装有顶通风装置，用于在室内气温较高的时候，打开顶部通风口进行自然通风[7]。
测试方法
室内外太阳辐射使用太阳辐射仪测量。室外、室内中心、前走道和内保温幕上方的气温采用空气温湿度记录仪测量。前、后屋面温度和热流量密度分别采用T型热电偶和热通量板测量，各测点布置位置见图1。
测试期间，示范温室用于栽培黄瓜。保温被、内拉幕系统的揭开和闭合时间分别为9：00和17：00。主动蓄放热系统全天运行。测试内容有日光温室透光率、室内气温、内拉幕系统和前屋面保温性能。选取典型晴天2014年12月4日9：00～5日9：00所收集的数据对示范温室进行分析和评价。
测试结果
透光率
示范温室表观透光率定义为室内太阳辐射与室外太阳辐射之比的百分数。根据测试数据，示范温室表观透光率达到了76.8%。由于覆盖材料自身透光率较低，加之经过一年多的使用后，膜表面灰尘较多严重影响了温室采光，导致温室透光率降低，使得透光率低于80%的设计目标[2]。下一步工作中应着重开发除尘装备，减轻灰尘对温室透光率的不利影响。
室内气温变化
测试期间，室外气温在-14.1～0 ℃之间变化，最低点出现在5日4：30。保温被和内保温幕揭开之后，室内气温迅速升高。当室内气温较高时，顶通风装置打开，进行自然通风，防止室内温度过高而对作物生长造成影响。在保温被和内保温幕揭开期间，室内气温为23.7±6.2 ℃。
在保温被和内保温幕闭合之后，示范温室通过种植面以及主动蓄放热系统来供给热量，通过墙体、后屋面、保温被和内保温幕来减少室内热量流失。根据设计要求，装配式墙体的储放热性能不劣于厚土墙，具有较高的保温蓄热性能[3]。但示范温室的装配式墙体处装有主动蓄放热系统，墙体的储放热路径被切断。所以，示范温室的墙体仅用于隔断室内热量向室外流失。在上述维护结构及装备的共同作用下，室内在保温被闭合之后，室内气温缓慢下降，最低点为11.3 ℃，出现在05日8：00。该期间室内外温差可达25.1±0.7 ℃。因此，示范温室具有较强的保温蓄热性能，能满足喜温作物的生长要求。
内拉幕对室内气温的影响
在保温被和内保温幕闭合期间，室内中心气温较前走道和内保温幕上方气温分别高4.4±0.5和3.4±0.4 ℃。该结果表明内保温幕能有效减少室内热量流失，将热量更多的保存在由保温幕和后墙所围合而成的密闭小空间内，从而保持较高的室内中心气温。
保温被热阻测算
前屋面是日光温室最大的散热区域，在夜间需要覆盖保温被来减少室内热量损失。在保温被和内保温幕闭合期间，前屋面保温被的温度为6.0±1.2 ℃，较内保温幕上方气温低3.5±0.4 ℃，较室外气温高16.7±0.8 ℃。该期间通过保温被流向室外的热流量密度为45.5±2.0 W/m2。该结果表明有大量热量从室内通过保温被向室外流失。根据以上数据测算，保温被的热阻为0.43±0.03 m2·℃/W，较使用前有较大幅度的下降。这是由于保温被经过一年多的卷放使用之后，其内部蓬松的无胶棉被碾压挤实，内部空隙减小，使得保温被保温性能下降[8]。
结论
通过在冬季典型晴天对示范温室光热环境的测试，可得出以下结论：
示范温室透光率为76.9%；
当室外气温为-14.1～0℃时，示范温室夜间室内最低气温为11.3℃，室内外温差可达25.1±0.7℃；可满足喜温作物的生长要求；
内保温幕系统可使室内中心与前走道和内保温幕上方的温差分别达到4.4±0.5和3.4±0.4℃可，从而有效提高室内中心气温；
由于长时间使用，保温被无胶棉被压实，保温性能有所下降，其热阻约为0.43±0.03 m2·℃/W。（执笔人：李 明，魏晓明，杨子强，田兴武）
【参考文献】
[1] 丁小明，吕艳. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（1）[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（1）：32-33.
[2] 魏晓明，曹楠. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（2）非耕地日光温室的建筑设计[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（2）：36-37.
[3] 阎俊月，李明，张秋生，等. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（4）轻简化装配式后墙[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（4）：62-63.
[4] 王平智，马承伟，赵淑梅. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（10）温室覆盖材料保温性能测试台改进及保温被选型[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（10）：26，28，30.
[5] 任宇辉，蔡峰，蔺建凯. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（6）多折内遮阳保温系统[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（6）：32，34.
[6] 方慧，张义，杨其长，等. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（10）日光温室主动蓄放热装置[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（7）：32，34.
[7] 尹义蕾，潘守江. “西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报（9）日光温室屋脊智能通风装置[J]. 农业工程技术：温室园艺，2014（9）：26-27.
[8] 周长吉. 合理选用日光温室保温被[N]. 中国花卉报，2011-02-26（004）.