什么?日光温室还能用复合稻草当后墙，保温性能竟一点也不差！
不同复合稻草墙体对组装式温室保温性能的影响
为了研究组装式日光温室墙体材料对温室环境的影响，选取了3种不同稻草墙体组合的组装式日光温室进行试验，以普通土墙日光温室为对照，结果表明：1月份复合稻草墙组装日光温室最低温度较土墙对照温室低2.88~6.31℃，组装温室之间最低温度相差3.43℃，组装温室由于墙体蓄热能力差，表现出升温快、降温也快的特点；晚间复合稻草墙日光温室墙体温度向外逐层降低，均表现为向外持续放热；复合稻草墙温室在墙体厚度基本相同的情况下，墙体热稳定性越好，温室的保温性能越好；在组装温室的设计建造时，应合理进行墙体材料的搭配组合，才能起到良好的保温蓄热效果。
引言
日光温室建造基本都采用土质后墙体，土质墙体热性能稳定，具有良好的保温蓄热性能，但是土质墙体日光温室普遍存在土地利用率低和建造费时费力等诸多问题。近年来科研和生产单位进行了组装式日光温室的研究与设计，这些组装式日光温室的设计主要还是改变后墙体的建筑材料，采用热阻大、容易组装的绝热材料作为后墙体的保温材料，以此实现日光温室的整体式组装和标准化建造。
甘肃省近年来引进建造了稻草墙组装式日光温室，这种结构的组装温室因建造方便，建造成本较低，所以得到一定的推广应用。在实际建造过程中，为了提高温室的保温性能，温室墙体采用稻草帘再复合不同保温材料组成，本试验通过对这些复合稻草墙组装式日光温室的性能观测，摸清稻草墙组装式日光温室的环境性能，墙体不同材料组合对温室环境的影响，为生产应用提供技术支持。
材料与方法
试验地点和温室结构
试验温室位于甘肃靖远大坝农业高科技示范园区（N36.63º，E104.71º），试验选择参数相同的3栋组装式试验温室，温室骨架为70mm×30mm椭圆型钢管，间距0.9m，跨度8.1m，长度60m，高度3.9m。前屋面保温被芯层为针刺毛毡，外层包裹防水布，总厚度2cm。通风方式采用顶部卷膜通风，通风口宽度1.2m。组装温室后屋面和墙体材料为相同结构的保温材料，三种试验组装温室的不同点是温室墙体和后屋面保温材料结构不同，具体墙体结构如表1。对照温室选用当地普通日光温室，墙体为干打垒土墙体，平均厚度1.5m，后屋面结构为竹胶板+5cm草苫+20cm麦草+15cm草泥，其他结构参数和覆盖材料与试验组装式温室基本相同（图1）。
观测项目及方法
◆观测仪器和测点布置
温室温湿度和太阳辐射观测点位于温室内中部1.5m高处，墙体温度观测探头放置于墙体稻草帘的内表面、各层墙体保温材料之间以及墙体外表面，高度1.5m，对照温室温湿度探头和太阳辐射观测仪器放置于温室内部正中1.5m高处。外界温度探头和太阳辐射观测仪器放置于温室外1.5m高不遮阳处（图2~3）。温湿度观测选用HOBOU23-001温湿度自动记录仪，温度观测选用HOBOU23-003型温度自动记录仪，使用WatchDog1200光照辐射测量仪观测太阳辐射值。
◆测试内容
2018年1~4月连续观测，观测数据每30min记录1次。测试内容为不同稻草复合墙体组装式温室的保温性能，主要测试指标为空气温度、最低温度、太阳辐射值、空气相对湿度和墙体不同材料表面温度等。
结果与分析
室内外太阳辐射分析
太阳辐射是日光温室最主要的热量来源，选取1月17~18日光照数据分析，云天时，各组装温室平均太阳辐射值290W/m2左右，室外388W/m2，各组装温室透光率为76.23%~77.13%，对照土墙温室273.5W/m2，透光率70.45%。晴天时，各组装温室平均太阳辐射值336W/m2左右，室外396W/m2，组装温室透光率为83.02%~85.02%，对照土墙温室310.13W/m2，透光率78.3%，晴天温室的透光率要高于云天（图4）。组装温室由于前屋面结构参数和棚膜完全一样，室内光照辐射照度基本相同，所以因太阳辐射对试验温室环境造成的差异很小。
试验温室保温能力分析
◆日温度变化
选取典型晴天（2017年1月18日）试验温室日温度变化分析（图5），4种温室日温度变化趋势基本一致，但日温度变化幅度有差异。各温室最低温度出现在揭帘时间，最低温度表现为CK>ZWSⅡ>ZWSⅢ>ZWSⅠ，随太阳辐射量的增加，室内温度上升，ZWSⅠ、ZWSⅡ、ZWSⅢ和CK的升温速度分别为8.87、9.77、11.63、5.97℃/h（考虑到揭帘和通风的影响，统计时间为9:00~11:00），ZWSⅢ升温最快，ZWSⅡ次之，对照温室（CK）升温速度最慢。午后随太阳辐射减小，室内温度下降较快，盖帘后室内温度随外界气温降低而缓慢下降，ZWSⅠ、ZWSⅡ、ZWSⅢ和CK的降温速度分别为2.42、2.27、1.28、2.14℃/h，组装温室降温速度普遍高于土墙对照温室。组装温室气温表现出升温快、降温也快的变化特点。
◆最低温度变化比较
从各试验温室1~3月室内平均最低温度分析（表2），各复合稻草墙组装温室的最低温度均低于对照土墙温室，外界气温越低，各温室最低温度差别越大。1月份土墙温室最低温度较ZWSⅠ、ZWSⅡ、ZWSⅢ分别高6.31、2.88、4.28℃，组装温室之间差3.43℃。而3月份分别高2.02、1.30、1.46℃，组装温室之间差0.72℃。3个月平均最低温度分析，组装温室中ZWSⅡ保温性能最好，其次为ZWSⅢ，ZWSⅠ保温性能最差。
进入4月份以后，由于外界气温升高，各温室保温被揭放逐渐粗放，造成各试验温室数据误差较大，所以不予分析。
墙体保温蓄性能分析
试验选取的3种组装式日光温室墙体最内层均为8cm厚的稻草帘，稻草帘外层复盖不同材质和厚度的保温材料（墙体结构见表1）。通过对稻草帘内外表面和墙体外表面温度变化的研究，可以分析不同保温材料组合的保温蓄热性能，选取晴天（2018年1月18日）和阴天（2018年1月27日）2种天气情况对墙体温度变化进行分析。
◆晴天墙体温度变化
晴天各组装温室墙体温度变化见图6，墙体内表面和8cm深度最低温度均表现为CK>ZWSⅡ>ZWSⅢ>ZWSⅠ，ZWSⅠ、ZWSⅡ、ZWSⅢ和CK墙体内表面温度变化幅度为42.13、40.13、34.93、23.40℃，8cm深度温度变化幅度为19.79、17.66、20.64、7.05℃，外表面温度变化幅度为19.27、17.21、17.20、13.56℃。从以上晴天墙体不同层面温度变化分析，晚间CK土墙体内层温度最高，8cm深度墙体温度高于墙体外表面温度，说明墙体内层在持续向温室内放热，墙体各层温度变化幅度最小，说明蓄热保温性能最好。对3种组装式温室进行分析，晚间各组装温室的墙体温度均表现为逐层降低，墙体基本是向外放热。其中ZWSⅠ墙体内外表面最低温度最低，温度变化最大，墙体外表面温度最高，说明墙体传热快，保温隔热性能最差。ZWSⅡ墙体内表面和8cm深度最低温度高于其他组装温室，温度变化小，说明其蓄热保温性能优于其他组装温室。ZWSⅢ墙体外表面最低温度最低，温度变化最小，而8cm深度最低温度低于ZWSⅡ，温度变化最大，说明其隔热性能较好，但蓄热性能不如ZWSⅡ。
◆阴天墙体温度变化
阴天墙体温度变化见图7，揭帘后各温室墙体表面温度有明显的下降过程，中午由于散射光的作用，墙体温度略有回升，随后下降，盖帘后墙体温度再次回升后下降。土墙对照温室墙体仍然表现最好，墙体表现出持续放热性能。组装式温室中，0、8cm处温度均为ZWSⅡ最高，ZWSⅢ次之，ZWSⅠ最低，而外表面最低温度表现为ZWSⅠ＞ZWSⅡ＞ZWSⅢ＞CK，温度变化ZWSⅡ幅度最大，ZWSⅢ次之，ZWSⅠ最低。从阴天墙体不同深度温度变化分析，仍然表现为ZWSⅡ蓄热保温性能最好，ZWSⅢ墙体隔热性能较好，而ZWSⅠ保温性能最差的特点。
墙体材料热工性能分析
对各试验温室墙体的热工性能分析（表3），ZWSⅠ、ZWSⅡ、ZWSⅢ和CK的墙体总热阻分别为1.51、1.86、2.15、1.61（m2·℃）/W，除ZWSⅠ墙体热阻值小于土墙温室外，其余组装温室墙体热阻均大于土墙温室。而土墙温室的蓄热系数和热惰性指标最大，热稳定较好，具有良好的蓄热性能，所以温室的温度条件表现最好。ZWSⅡ墙体组合虽然热阻小于ZWSⅢ，但ZWSⅡ墙体材料组合的热稳定性优于ZWSⅢ墙体组合，保温被的蓄热系数和热惰性指标均高于聚苯板，ZWSⅢ聚苯板放置于墙体芯层时，反而阻碍了墙体的有效蓄热，在墙体厚度基本相同的情况下，ZWSⅡ墙体热稳定性能优于ZWSⅢ，表现出ZWSⅡ的温度条件优于ZWSⅢ。而ZWSⅠ的热阻最小，且墙体结构较薄，保温隔热性能差，温度条件表现最差。
结论与讨论
文章对不同复合稻草墙日光温室的环境性能和墙体保温性能进行了研究和分析，通过试验得出以下结论：
（1）复合稻草墙组装日光温室冬季保温性能均低于土墙温室，1月份最低温度较土墙对照温室低2.88~6.31℃，3月份组装日光温室最低温度低于普通土墙温室1.30~2.02℃。外界气温越低，各温室保温性能差别越大。
（2）复合稻草墙组装温室升温速度高于土墙对照温室2.90~5.68℃/h，其中ZWSⅢ的墙体热阻最大，升温速度最快，主要由于组装温室墙体蓄热能力差，墙体蓄热量少，室温上升明显高于土墙温室。组装温室降温速度高于对照温室0.14~0.28℃/h，因为墙体蓄热能力差，晚间又表现出降温也快的特点。
（3）对照温室由于土墙体蓄热系数和热惰性指标最大，热稳定较好，具有良好的蓄热性能，晚间墙体表现出向温室内持续放热的特点，所以温室的温度条件表现最好。复合稻草墙日光温室墙体温度向外逐层降低，均表现出向外持续放热，所以保温性能较土墙温室差。
（4）3种复合稻草墙组装温室由于结构不同，保温隔热性能差异较大，墙体热阻小、厚度较薄的组装温室，温度条件明显较差。组装温室墙体材料，不仅要考虑隔热能力，还需考虑墙体材料组合的蓄热性能，在墙体厚度基本相同的情况下，墙体热稳定性越好，温室的保温性能越好。在组装温室建造进，应将蓄热能力强、热稳定性好的材料放置于墙体内层，隔热性能好的绝热材料放置于墙体外层，才能起到良好的保温蓄热效果，保障日光温室冬季正常生产。
作者：宋明军，赵鹏（甘肃省农业科学院蔬菜研究所）
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