فناوری مهندسی کشاورزی باغبانی گلخانه‌ای، 2022-12-02، ساعت 17:30، منتشر شده در پکن

توسعه گلخانه‌های خورشیدی در مناطق غیرکشاورزی مانند بیابان، گبی و زمین‌های شنی، به طور موثری تضاد بین رقابت غذا و سبزیجات برای زمین را حل کرده است. این یکی از عوامل محیطی تعیین‌کننده برای رشد و توسعه محصولات دمایی است که اغلب موفقیت یا شکست تولید محصولات گلخانه‌ای را تعیین می‌کند. بنابراین، برای توسعه گلخانه‌های خورشیدی در مناطق غیرکشاورزی، ابتدا باید مشکل دمای محیطی گلخانه‌ها را حل کنیم. در این مقاله، روش‌های کنترل دما که در سال‌های اخیر در گلخانه‌های زمین‌های غیرکشاورزی استفاده شده است، خلاصه شده است و مشکلات موجود و جهت توسعه دما و حفاظت از محیط زیست در گلخانه‌های خورشیدی زمین‌های غیرکشاورزی مورد تجزیه و تحلیل و خلاصه قرار گرفته است.

چین جمعیت زیادی دارد و منابع زمینی کمتری در دسترس است. بیش از ۸۵٪ از منابع زمینی، منابع زمینی غیرکشاورزی هستند که عمدتاً در شمال غربی چین متمرکز شده‌اند. سند شماره ۱ کمیته مرکزی در سال ۲۰۲۲ اشاره کرد که توسعه کشاورزی تأسیساتی باید تسریع شود و بر اساس حفاظت از محیط زیست، زمین‌های خالی و بایر قابل بهره‌برداری باید برای توسعه کشاورزی تأسیساتی مورد بررسی قرار گیرند. شمال غربی چین سرشار از منابع زمینی بیابانی، گبی، بایر و سایر منابع زمینی غیرکشاورزی و منابع نور و گرمای طبیعی است که برای توسعه کشاورزی تأسیساتی مناسب هستند. بنابراین، توسعه و بهره‌برداری از منابع زمینی غیرکشاورزی برای توسعه گلخانه‌های زمین غیرکشاورزی از اهمیت استراتژیک زیادی برای تضمین امنیت غذایی ملی و کاهش اختلافات در استفاده از زمین برخوردار است.

در حال حاضر، گلخانه خورشیدی غیرکشاورزی، شکل اصلی توسعه کشاورزی با راندمان بالا در زمین‌های غیرکشاورزی است. در شمال غربی چین، اختلاف دما بین روز و شب زیاد است و دمای شب در زمستان کم است که اغلب منجر به این پدیده می‌شود که حداقل دمای داخلی کمتر از دمای مورد نیاز برای رشد و نمو طبیعی محصولات کشاورزی است. دما یکی از عوامل محیطی ضروری برای رشد و نمو محصولات کشاورزی است. دمای خیلی پایین، واکنش فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی محصولات کشاورزی را کند کرده و رشد و نمو آنها را کند می‌کند. هنگامی که دما کمتر از حد تحمل محصولات کشاورزی باشد، حتی منجر به آسیب یخ‌زدگی نیز می‌شود. بنابراین، اطمینان از دمای مورد نیاز برای رشد و نمو طبیعی محصولات کشاورزی بسیار مهم است. برای حفظ دمای مناسب گلخانه خورشیدی، یک اقدام واحد وجود ندارد که بتوان آن را حل کرد. این امر باید از جنبه‌های طراحی گلخانه، ساخت، انتخاب مواد، تنظیم و مدیریت روزانه تضمین شود. بنابراین، این مقاله خلاصه‌ای از وضعیت تحقیقات و پیشرفت کنترل دمای گلخانه‌های غیرکشت‌شده در چین در سال‌های اخیر از جنبه‌های طراحی و ساخت گلخانه، اقدامات حفظ گرما و گرمایش و مدیریت محیط زیست ارائه می‌دهد تا مرجعی سیستماتیک برای طراحی و مدیریت منطقی گلخانه‌های غیرکشت‌شده فراهم کند.

سازه و مصالح گلخانه

محیط حرارتی گلخانه عمدتاً به ظرفیت انتقال، جذب و ذخیره‌سازی تابش خورشیدی گلخانه بستگی دارد که به طراحی معقول جهت گلخانه، شکل و جنس سطح انتقال نور، ساختار و جنس دیوار و سقف پشتی، عایق‌بندی فونداسیون، اندازه گلخانه، حالت عایق‌بندی شبانه و جنس سقف جلویی و غیره مربوط می‌شود و همچنین به این موضوع مربوط می‌شود که آیا فرآیند ساخت و ساز گلخانه می‌تواند تحقق مؤثر الزامات طراحی را تضمین کند یا خیر.

ظرفیت انتقال نور سقف جلو

انرژی اصلی گلخانه از خورشید تأمین می‌شود. افزایش ظرفیت انتقال نور سقف جلویی برای گلخانه مفید است تا گرمای بیشتری به دست آورد و همچنین پایه و اساس مهمی برای اطمینان از دمای محیط گلخانه در زمستان است. در حال حاضر، سه روش اصلی برای افزایش ظرفیت انتقال نور و زمان دریافت نور سقف جلویی گلخانه وجود دارد.

01 طراحی جهت گیری و آزیموت معقول گلخانه

جهت گلخانه بر عملکرد روشنایی گلخانه و ظرفیت ذخیره‌سازی گرما تأثیر می‌گذارد. بنابراین، برای ذخیره بیشتر گرما در گلخانه، جهت گلخانه‌های غیرکشاورزی در شمال غربی چین رو به جنوب است. برای آزیموت خاص گلخانه، هنگام انتخاب جنوب به شرق، "گرفتن خورشید" مفید است و دمای داخل گلخانه در صبح به سرعت افزایش می‌یابد. وقتی جنوب به غرب انتخاب می‌شود، استفاده از نور بعد از ظهر برای گلخانه مفید است. جهت جنوب، حد وسط بین دو حالت فوق است. طبق دانش ژئوفیزیک، زمین در یک روز 360 درجه می‌چرخد و آزیموت خورشید هر 4 دقیقه حدود 1 درجه حرکت می‌کند. بنابراین، هر بار که آزیموت گلخانه 1 درجه تغییر کند، زمان تابش مستقیم نور خورشید حدود 4 دقیقه متفاوت خواهد بود، یعنی آزیموت گلخانه بر زمانی که گلخانه در صبح و عصر نور می‌بیند تأثیر می‌گذارد.

وقتی ساعات نور صبح و بعد از ظهر برابر باشند و شرق یا غرب در زاویه یکسانی قرار داشته باشند، گلخانه ساعات نور یکسانی را دریافت خواهد کرد. با این حال، برای منطقه شمال عرض جغرافیایی ۳۷ درجه شمالی، دما در صبح پایین است و زمان برداشتن پوشش دیر است، در حالی که دما در بعد از ظهر و عصر نسبتاً بالا است، بنابراین مناسب است که زمان بستن پوشش عایق حرارتی را به تأخیر بیندازید. بنابراین، این مناطق باید جهت جنوب به غرب را انتخاب کنند و از نور بعد از ظهر به طور کامل استفاده کنند. برای مناطقی با عرض جغرافیایی ۳۰ تا ۳۵ درجه شمالی، به دلیل شرایط نوری بهتر در صبح، زمان حفظ گرما و برداشتن پوشش را نیز می‌توان جلوتر برد. بنابراین، این مناطق باید جهت جنوب به شرق را انتخاب کنند تا تابش خورشیدی صبحگاهی بیشتری برای گلخانه فراهم شود. با این حال، در منطقه ۳۵ تا ۳۷ درجه شمالی، تفاوت کمی در تابش خورشیدی در صبح و بعد از ظهر وجود دارد، بنابراین بهتر است جهت جنوب را انتخاب کنید. چه در جهت جنوب شرقی و چه در جهت جنوب غربی، زاویه انحراف معمولاً ۵ تا ۸ درجه است و حداکثر نباید از ۱۰ درجه تجاوز کند. شمال غربی چین در محدوده عرض جغرافیایی ۳۷ تا ۵۰ درجه شمالی قرار دارد، بنابراین زاویه آزیموت گلخانه معمولاً از جنوب به غرب است. با توجه به این موضوع، گلخانه خورشیدی طراحی شده توسط ژانگ جینگشه و غیره در منطقه تای‌یوان، جهت ۵ درجه به سمت غرب جنوب را انتخاب کرده است، گلخانه خورشیدی ساخته شده توسط چانگ میمی و غیره در منطقه گبی از کریدور هکسی، جهت ۵ تا ۱۰ درجه به سمت غرب جنوب را اتخاذ کرده است و گلخانه خورشیدی ساخته شده توسط ما ژیگویی و غیره در شمال سین ​​کیانگ، جهت ۸ درجه به سمت غرب جنوب را اتخاذ کرده است.

02 طراحی شکل و زاویه شیب معقول سقف جلو

شکل و شیب سقف جلویی، زاویه تابش پرتوهای خورشید را تعیین می‌کند. هرچه زاویه تابش کوچکتر باشد، میزان عبور نور بیشتر است. سان جورن معتقد است که شکل سقف جلویی عمدتاً با نسبت طول سطح روشنایی اصلی و شیب عقب تعیین می‌شود. شیب بلند جلو و شیب کوتاه عقب برای روشنایی و حفظ حرارت سقف جلویی مفید هستند. چن وی-چیان و دیگران فکر می‌کنند که سقف روشنایی اصلی گلخانه خورشیدی مورد استفاده در منطقه گبی، یک قوس دایره‌ای با شعاع ۴.۵ متر دارد که می‌تواند به طور مؤثر در برابر سرما مقاومت کند. ژانگ جینگشه و دیگران فکر می‌کنند که استفاده از قوس نیم دایره‌ای در سقف جلویی گلخانه در مناطق کوهستانی و عرض جغرافیایی بالا مناسب‌تر است. در مورد زاویه شیب سقف جلویی، با توجه به ویژگی‌های انتقال نور فیلم پلاستیکی، وقتی زاویه تابش ۰ تا ۴۰ درجه باشد، بازتاب سقف جلویی به نور خورشید کم است و وقتی از ۴۰ درجه بیشتر شود، بازتاب به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. بنابراین، زاویه تابش ۴۰ درجه به عنوان حداکثر زاویه تابش برای محاسبه زاویه شیب سقف جلویی در نظر گرفته می‌شود، به طوری که حتی در انقلاب زمستانی، تابش خورشیدی می‌تواند تا حداکثر میزان وارد گلخانه شود. بنابراین، هنگام طراحی یک گلخانه خورشیدی مناسب برای مناطق غیرکشاورزی در ووهای، مغولستان داخلی، هه بین و دیگران زاویه تابش سقف جلویی را با زاویه تابش ۴۰ درجه محاسبه کردند و فکر کردند که تا زمانی که این زاویه بیشتر از ۳۰ درجه باشد، می‌تواند الزامات روشنایی گلخانه و حفظ گرما را برآورده کند. ژانگ کایهونگ و دیگران فکر می‌کنند که هنگام ساخت گلخانه در مناطق غیرکشاورزی سین کیانگ، زاویه شیب سقف جلویی گلخانه‌ها در جنوب سین کیانگ ۳۱ درجه است، در حالی که این زاویه در شمال سین ​​کیانگ ۳۲ تا ۳۳.۵ درجه است.

03 مواد پوشش شفاف مناسب را انتخاب کنید.

علاوه بر تأثیر شرایط تابش خورشیدی در فضای باز، جنس و ویژگی‌های انتقال نور فیلم گلخانه‌ای نیز از عوامل مهم مؤثر بر محیط نور و گرمای گلخانه هستند. در حال حاضر، انتقال نور فیلم‌های پلاستیکی مانند PE، PVC، EVA و PO به دلیل مواد و ضخامت‌های مختلف فیلم متفاوت است. به طور کلی، می‌توان تضمین کرد که انتقال نور فیلم‌هایی که به مدت ۱ تا ۳ سال استفاده شده‌اند، در کل بالای ۸۸٪ باشد که باید با توجه به نیاز محصولات به نور و دما انتخاب شود. علاوه بر این، علاوه بر انتقال نور در گلخانه، توزیع محیط نور در گلخانه نیز عاملی است که مردم بیشتر و بیشتر به آن توجه می‌کنند. بنابراین، در سال‌های اخیر، مواد پوشاننده انتقال نور با نور پراکنده افزایش یافته، به ویژه در مناطقی با تابش شدید خورشید در شمال غربی چین، توسط صنعت بسیار مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از فیلم نوری پراکنده افزایش یافته، اثر سایه اندازی را در بالا و پایین سایبان محصول کاهش داده، نور را در قسمت‌های میانی و پایینی سایبان محصول افزایش داده، ویژگی‌های فتوسنتزی کل محصول را بهبود بخشیده و تأثیر خوبی در تقویت رشد و افزایش تولید نشان داده است.

طراحی معقول اندازه گلخانه

طول گلخانه خیلی بلند یا خیلی کوتاه است که بر کنترل دمای داخلی تأثیر می‌گذارد. وقتی طول گلخانه خیلی کوتاه باشد، قبل از طلوع و غروب خورشید، مساحت سایه‌دار شده توسط شیروانی‌های شرقی و غربی زیاد است که برای گرم شدن گلخانه مناسب نیست و به دلیل حجم کم آن، بر جذب و آزادسازی گرما توسط خاک و دیوار داخلی تأثیر می‌گذارد. وقتی طول گلخانه خیلی بزرگ باشد، کنترل دمای داخلی دشوار است و بر استحکام سازه گلخانه و پیکربندی مکانیزم رول کردن لحاف برای حفظ گرما تأثیر می‌گذارد. ارتفاع و دهانه گلخانه مستقیماً بر میزان روشنایی سقف جلویی، اندازه فضای گلخانه و نسبت عایق تأثیر می‌گذارد. وقتی دهانه و طول گلخانه ثابت باشد، افزایش ارتفاع گلخانه می‌تواند زاویه روشنایی سقف جلویی را از منظر محیط نوری افزایش دهد که برای انتقال نور مفید است. از نظر محیط حرارتی، ارتفاع دیوار افزایش می‌یابد و مساحت ذخیره‌سازی گرما در دیوار پشتی افزایش می‌یابد که برای ذخیره‌سازی گرما و آزادسازی گرما در دیوار پشتی مفید است. علاوه بر این، فضای گلخانه بزرگ است، نرخ ظرفیت گرمایی نیز زیاد است و محیط حرارتی گلخانه پایدارتر است. البته افزایش ارتفاع گلخانه هزینه گلخانه را افزایش می‌دهد که نیاز به بررسی جامع دارد. بنابراین، هنگام طراحی گلخانه، باید طول، دهانه و ارتفاع معقولی را با توجه به شرایط محلی انتخاب کنیم. به عنوان مثال، ژانگ کای‌هونگ و دیگران معتقدند که در شمال سین‌کیانگ، طول گلخانه 50 تا 80 متر، دهانه 7 متر و ارتفاع گلخانه 3.9 متر است، در حالی که در جنوب سین‌کیانگ، طول گلخانه 50 تا 80 متر، دهانه 8 متر و ارتفاع گلخانه 3.6 تا 4.0 متر است. همچنین در نظر گرفته می‌شود که دهانه گلخانه نباید کمتر از 7 متر باشد و وقتی دهانه 8 متر باشد، بهترین اثر حفظ گرما را دارد. علاوه بر این، چن ویچیان و دیگران معتقدند که طول، دهانه و ارتفاع گلخانه خورشیدی که در منطقه گبی جیوکوان، گانسو ساخته می‌شود، باید به ترتیب ۸۰ متر، ۸ تا ۱۰ متر و ۳.۸ تا ۴.۲ متر باشد.

افزایش ظرفیت ذخیره سازی گرما و عایق بندی دیوار

در طول روز، دیوار با جذب تابش خورشیدی و گرمای مقداری از هوای داخل، گرما را جمع می‌کند. در شب، هنگامی که دمای داخل کمتر از دمای دیوار است، دیوار به صورت غیرفعال گرما را برای گرم کردن گلخانه آزاد می‌کند. دیوار به عنوان بدنه اصلی ذخیره گرما در گلخانه، می‌تواند با بهبود ظرفیت ذخیره گرما، دمای محیط شب داخل را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. در عین حال، عملکرد عایق حرارتی دیوار اساس پایداری محیط حرارتی گلخانه است. در حال حاضر، روش‌های مختلفی برای بهبود ذخیره گرما و ظرفیت عایق دیوارها وجود دارد.

01 طراحی ساختار دیوار معقول

عملکرد دیوار عمدتاً شامل ذخیره‌سازی و حفظ گرما است و در عین حال، بیشتر دیوارهای گلخانه به عنوان اعضای باربر برای پشتیبانی از خرپای سقف نیز عمل می‌کنند. از نقطه نظر دستیابی به یک محیط حرارتی خوب، یک ساختار دیوار معقول باید ظرفیت ذخیره‌سازی گرمای کافی در سمت داخلی و ظرفیت حفظ گرمای کافی در سمت خارجی داشته باشد، در حالی که پل‌های سرد غیرضروری را کاهش می‌دهد. در تحقیق در مورد ذخیره‌سازی و عایق‌بندی دیوار، بائو انکای و دیگران دیوار ذخیره‌سازی گرمای غیرفعال ماسه‌ای جامد شده را در منطقه بیابانی ووهای، مغولستان داخلی طراحی کردند. آجر متخلخل به عنوان لایه عایق در قسمت بیرونی و ماسه جامد شده به عنوان لایه ذخیره‌سازی گرما در داخل استفاده شد. آزمایش نشان داد که دمای داخل می‌تواند در روزهای آفتابی به ۱۳.۷ درجه سانتیگراد برسد. ما یوئه هونگ و غیره یک دیوار کامپوزیتی از بلوک ملات پوسته گندم در شمال سین ​​کیانگ طراحی کردند که در آن آهک زنده به عنوان لایه ذخیره‌سازی گرما در بلوک‌های ملات پر شده و کیسه‌های سرباره به عنوان لایه عایق در فضای باز چیده می‌شوند. دیوار بلوک توخالی طراحی شده توسط ژائو پنگ و غیره در منطقه گبی استان گانسو، از تخته بنزن به ضخامت ۱۰۰ میلی‌متر به عنوان لایه عایق در قسمت بیرونی و از شن و آجر بلوک توخالی به عنوان لایه ذخیره گرما در قسمت داخلی استفاده می‌کند. آزمایش نشان می‌دهد که میانگین دما در زمستان در شب بالای ۱۰ درجه سانتیگراد است و شرکت Chai Regeneration و غیره نیز از شن و ماسه به عنوان لایه عایق و لایه ذخیره گرما در دیوار در منطقه گبی استان گانسو استفاده می‌کنند. در زمینه کاهش پل‌های سرد، یان جونیو و غیره یک دیوار پشتی مونتاژ شده سبک و ساده طراحی کردند که نه تنها مقاومت حرارتی دیوار را بهبود بخشید، بلکه با چسباندن تخته پلی استایرن در قسمت بیرونی دیوار پشتی، خاصیت آب‌بندی دیوار را نیز بهبود بخشید. وو لتیان و غیره تیر حلقه‌ای بتن مسلح را بالای فونداسیون دیوار گلخانه قرار دادند و از مهر آجری ذوزنقه‌ای درست بالای تیر حلقه‌ای برای پشتیبانی از سقف پشتی استفاده کردند که مشکل ترک خوردن و نشست فونداسیون را که به راحتی در گلخانه‌های هوتیان، سین کیانگ رخ می‌دهد و در نتیجه بر عایق حرارتی گلخانه‌ها تأثیر می‌گذارد، حل کرد.

02 مواد مناسب برای ذخیره گرما و عایق را انتخاب کنید.

ذخیره سازی گرما و اثر عایق دیوار در درجه اول به انتخاب مواد بستگی دارد. در بیابان شمال غربی، گبی، زمین‌های شنی و سایر مناطق، با توجه به شرایط محل، محققان با استفاده از مواد محلی و تلاش‌های جسورانه‌ای برای طراحی انواع مختلف دیوارهای پشتی گلخانه‌های خورشیدی اقدام کردند. به عنوان مثال، هنگامی که ژانگ گوسن و دیگران گلخانه‌هایی را در مزارع شن و ماسه در گانسو ساختند، از شن و ماسه به عنوان لایه‌های ذخیره سازی گرما و عایق دیوارها استفاده شد. با توجه به ویژگی‌های گبی و بیابان در شمال غربی چین، ژائو پنگ نوعی دیوار بلوک توخالی با ماسه سنگ و بلوک توخالی به عنوان مصالح طراحی کرد. آزمایش نشان می‌دهد که میانگین دمای شبانه داخل ساختمان بالای 10 درجه سانتیگراد است. با توجه به کمبود مصالح ساختمانی مانند آجر و خاک رس در منطقه گبی در شمال غربی چین، ژو چانگجی و دیگران هنگام بررسی گلخانه‌های خورشیدی در منطقه گبی در کیزیلسو کیرگیز، سین کیانگ، دریافتند که گلخانه‌های محلی معمولاً از سنگریزه به عنوان مصالح دیوار استفاده می‌کنند. با توجه به عملکرد حرارتی و مقاومت مکانیکی سنگریزه، گلخانه ساخته شده با سنگریزه از نظر حفظ گرما، ذخیره‌سازی گرما و تحمل بار عملکرد خوبی دارد. به طور مشابه، ژانگ یونگ و غیره نیز از سنگریزه به عنوان ماده اصلی دیوار استفاده می‌کنند و یک دیوار پشتی سنگریزه ذخیره‌سازی گرمای مستقل در شانشی و سایر مناطق طراحی کرده‌اند. آزمایش نشان می‌دهد که اثر ذخیره‌سازی گرما خوب است. ژانگ و غیره نوعی دیوار ماسه‌سنگی را مطابق با ویژگی‌های منطقه شمال غربی گبی طراحی کردند که می‌تواند دمای داخل ساختمان را تا 2.5 درجه سانتیگراد افزایش دهد. علاوه بر این، ما یوئه‌هونگ و دیگران ظرفیت ذخیره‌سازی گرمای دیوار شنی پر شده با بلوک، دیوار بلوکی و دیوار آجری را در هوتیان، سین کیانگ آزمایش کردند. نتایج نشان داد که دیوار شنی پر شده با بلوک بیشترین ظرفیت ذخیره‌سازی گرما را دارد. علاوه بر این، به منظور بهبود عملکرد ذخیره‌سازی گرما در دیوار، محققان به طور فعال مواد و فناوری‌های جدید ذخیره‌سازی گرما را توسعه می‌دهند. به عنوان مثال، بائو انکای یک ماده عامل پخت تغییر فاز دهنده را پیشنهاد کرد که می‌تواند برای بهبود ظرفیت ذخیره‌سازی گرما در دیوار پشتی گلخانه خورشیدی در مناطق غیرکشاورزی شمال غربی استفاده شود. به عنوان اکتشاف مصالح محلی، از کاه، سرباره، تخته بنزن و کاه نیز به عنوان مصالح دیوار استفاده می‌شود، اما این مصالح معمولاً فقط عملکرد حفظ گرما را دارند و ظرفیت ذخیره‌سازی گرما ندارند. به طور کلی، دیوارهای پر شده با شن و بلوک از ظرفیت ذخیره‌سازی و عایق‌بندی خوبی برخوردارند.

03 ضخامت دیواره را به طور مناسب افزایش دهید

معمولاً مقاومت حرارتی یک شاخص مهم برای اندازه‌گیری عملکرد عایق حرارتی دیوار است و عاملی که بر مقاومت حرارتی تأثیر می‌گذارد، علاوه بر رسانایی حرارتی ماده، ضخامت لایه ماده نیز هست. بنابراین، بر اساس انتخاب مواد عایق حرارتی مناسب، افزایش مناسب ضخامت دیوار می‌تواند مقاومت حرارتی کلی دیوار را افزایش داده و اتلاف گرما را از طریق دیوار کاهش دهد، در نتیجه عایق حرارتی و ظرفیت ذخیره‌سازی حرارت دیوار و کل گلخانه افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، در گانسو و مناطق دیگر، ضخامت متوسط ​​دیوار کیسه‌ای شن در شهر ژانگیه 2.6 متر است، در حالی که ضخامت دیوار بنایی ملات در شهر جیوکوان 3.7 متر است. هرچه دیوار ضخیم‌تر باشد، عایق حرارتی و ظرفیت ذخیره‌سازی حرارت آن بیشتر است. با این حال، دیوارهای خیلی ضخیم باعث افزایش اشغال زمین و هزینه ساخت گلخانه می‌شوند. بنابراین، از منظر بهبود ظرفیت عایق حرارتی، باید به انتخاب مواد عایق حرارتی بالا با رسانایی حرارتی پایین، مانند پلی استایرن، پلی اورتان و سایر مواد نیز اولویت دهیم و سپس ضخامت را به طور مناسب افزایش دهیم.

طراحی معقول سقف عقب

برای طراحی سقف عقب، نکته اصلی عدم ایجاد سایه و بهبود ظرفیت عایق حرارتی است. به منظور کاهش تأثیر سایه بر سقف عقب، تنظیم زاویه شیب آن عمدتاً بر این اساس است که سقف عقب بتواند در طول روز که محصولات کاشته و تولید می‌شوند، نور مستقیم خورشید را دریافت کند. بنابراین، زاویه ارتفاع سقف عقب عموماً بهتر از زاویه ارتفاع خورشیدی محلی انقلاب زمستانی 7 تا 8 درجه انتخاب می‌شود. به عنوان مثال، ژانگ کایهونگ و دیگران معتقدند که هنگام ساخت گلخانه‌های خورشیدی در گبی و مناطق شور-قلیایی در سین کیانگ، طول پیش‌بینی شده سقف عقب 1.6 متر است، بنابراین زاویه شیب سقف عقب در جنوب سین کیانگ 40 درجه و در شمال سین ​​کیانگ 45 درجه است. چن وی-چیان و دیگران معتقدند که سقف عقب گلخانه خورشیدی در منطقه جیوکوان گبی باید 40 درجه شیب داشته باشد. برای عایق‌بندی حرارتی سقف عقب، ظرفیت عایق‌بندی حرارتی باید عمدتاً در انتخاب مواد عایق حرارتی، طراحی ضخامت لازم و اتصال روی هم قرار گرفتن معقول مواد عایق حرارتی در حین ساخت و ساز تضمین شود.

کاهش اتلاف حرارت خاک

در طول شب زمستان، به دلیل اینکه دمای خاک داخل ساختمان بالاتر از خاک بیرون است، گرمای خاک داخل ساختمان از طریق رسانش گرمایی به بیرون منتقل می‌شود و باعث اتلاف گرمای گلخانه می‌شود. روش‌های مختلفی برای کاهش اتلاف گرمای خاک وجود دارد.

عایق خاک 01

زمین به درستی فرو می‌رود و از لایه خاک یخ‌زده جلوگیری می‌کند و از خاک برای حفظ گرما استفاده می‌کند. به عنوان مثال، گلخانه خورشیدی "1448 سه ماده-یک بدنه" که توسط Chai Regeneration و سایر زمین‌های غیرکشاورزی در Hexi Corridor توسعه یافته است، با حفاری 1 متری ساخته شده است که به طور مؤثر از لایه خاک یخ‌زده جلوگیری می‌کند. با توجه به اینکه عمق خاک یخ‌زده در منطقه تورپان 0.8 متر است، وانگ هوامین و دیگران پیشنهاد حفاری 0.8 متری را برای بهبود ظرفیت عایق حرارتی گلخانه دادند. هنگامی که ژانگ گوسن و دیگران دیوار پشتی گلخانه خورشیدی دو لایه دو قوسی را در زمین‌های غیرکشاورزی ساختند، عمق حفاری 1 متر بود. آزمایش نشان داد که کمترین دما در شب در مقایسه با گلخانه خورشیدی سنتی نسل دوم 2 تا 3 درجه سانتیگراد افزایش یافته است.

02 کرم پودر محافظ در برابر سرما

روش اصلی حفر یک گودال ضد سرما در امتداد قسمت فونداسیون سقف جلویی، پر کردن آن با مواد عایق حرارتی یا دفن مداوم مواد عایق حرارتی در زیر زمین در امتداد قسمت دیوار فونداسیون است که هدف همه آنها کاهش اتلاف حرارت ناشی از انتقال حرارت از طریق خاک در قسمت مرزی گلخانه است. مواد عایق حرارتی مورد استفاده عمدتاً بر اساس شرایط محلی در شمال غربی چین هستند و می‌توان آنها را به صورت محلی تهیه کرد، مانند یونجه، سرباره، پشم سنگ، تخته پلی استایرن، کاه ذرت، کود اسب، برگ‌های افتاده، علف‌های شکسته، خاک اره، علف‌های هرز، کاه و غیره.

03 فیلم مالچ

با پوشاندن فیلم پلاستیکی، نور خورشید می‌تواند در طول روز از طریق فیلم پلاستیکی به خاک برسد و خاک گرمای خورشید را جذب کرده و گرم می‌شود. علاوه بر این، فیلم پلاستیکی می‌تواند تابش موج بلند منعکس شده توسط خاک را مسدود کند، در نتیجه اتلاف تابش خاک را کاهش داده و ذخیره گرمای خاک را افزایش می‌دهد. در شب، فیلم پلاستیکی می‌تواند مانع تبادل گرمای همرفتی بین خاک و هوای داخلی شود و در نتیجه اتلاف گرمای خاک را کاهش دهد. در عین حال، فیلم پلاستیکی می‌تواند اتلاف گرمای نهان ناشی از تبخیر آب خاک را نیز کاهش دهد. وی ونشیانگ گلخانه را با فیلم پلاستیکی در فلات چینگهای پوشاند و آزمایش نشان داد که دمای زمین می‌تواند حدود ۱ درجه سانتیگراد افزایش یابد.

تقویت عملکرد عایق حرارتی سقف جلو

سقف جلویی گلخانه سطح اصلی اتلاف گرما است و گرمای از دست رفته بیش از 75٪ از کل تلفات گرما در گلخانه را تشکیل می‌دهد. بنابراین، تقویت ظرفیت عایق حرارتی سقف جلویی گلخانه می‌تواند به طور موثری تلفات از طریق سقف جلویی را کاهش داده و دمای محیط زمستانی گلخانه را بهبود بخشد. در حال حاضر، سه اقدام اصلی برای بهبود ظرفیت عایق حرارتی سقف جلویی وجود دارد.

01 پوشش شفاف چند لایه اتخاذ شده است.

از نظر ساختاری، استفاده از فیلم دو لایه یا فیلم سه لایه به عنوان سطح انتقال دهنده نور گلخانه می‌تواند به طور موثری عملکرد عایق حرارتی گلخانه را بهبود بخشد. به عنوان مثال، ژانگ گوسن و دیگران یک گلخانه خورشیدی از نوع حفرکننده دو لایه با قوس دوگانه در منطقه گبی شهر جیوکوان طراحی کردند. قسمت بیرونی سقف جلویی گلخانه از فیلم EVA و قسمت داخلی گلخانه از فیلم ضد پیری بدون چکه PVC ساخته شده است. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که در مقایسه با گلخانه خورشیدی سنتی نسل دوم، اثر عایق حرارتی فوق‌العاده است و کمترین دما در شب به طور متوسط ​​2 تا 3 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد. به طور مشابه، ژانگ جینگشه و دیگران نیز یک گلخانه خورشیدی با پوشش فیلم دوگانه برای ویژگی‌های آب و هوایی مناطق با عرض جغرافیایی بالا و سرمای شدید طراحی کردند که عایق حرارتی گلخانه را به طور قابل توجهی بهبود بخشید. در مقایسه با گلخانه کنترل، دمای شب 3 درجه سانتیگراد افزایش یافت. علاوه بر این، وو لتیان و دیگران سعی کردند از سه لایه فیلم EVA با ضخامت 0.1 میلی‌متر در سقف جلویی گلخانه خورشیدی طراحی شده در منطقه بیابانی هتیان، سین کیانگ استفاده کنند. فیلم چند لایه می‌تواند به طور موثری اتلاف حرارت سقف جلویی را کاهش دهد، اما از آنجا که میزان عبور نور از فیلم تک لایه اساساً حدود ۹۰٪ است، فیلم چند لایه به طور طبیعی منجر به تضعیف عبور نور می‌شود. بنابراین، هنگام انتخاب پوشش چند لایه با قابلیت عبور نور، لازم است شرایط نوری و الزامات روشنایی گلخانه‌ها در نظر گرفته شود.

02 عایق شب سقف جلو را تقویت کنید

در طول روز از فیلم پلاستیکی روی سقف جلویی برای افزایش انتقال نور استفاده می‌شود و در شب به ضعیف‌ترین نقطه در کل گلخانه تبدیل می‌شود. بنابراین، پوشاندن سطح بیرونی سقف جلویی با لحاف عایق حرارتی کامپوزیت ضخیم، یک اقدام عایق حرارتی ضروری برای گلخانه‌های خورشیدی است. به عنوان مثال، در منطقه کوهستانی چینگهای، لیو یانجی و دیگران از پرده‌های حصیری و کاغذ کرافت به عنوان لحاف عایق حرارتی برای آزمایش‌ها استفاده کردند. نتایج آزمایش نشان داد که کمترین دمای داخلی گلخانه در شب می‌تواند به بالای 7.7 درجه سانتیگراد برسد. علاوه بر این، وی ونشیانگ معتقد است که با استفاده از پرده‌های چمنی دوتایی یا کاغذ کرافت در خارج از پرده‌های چمنی برای عایق حرارتی در این منطقه، می‌توان اتلاف حرارت گلخانه را بیش از 90 درصد کاهش داد. علاوه بر این، زو پینگ و غیره از لحاف عایق حرارتی نمدی سوزنی الیاف بازیافتی در گلخانه خورشیدی در منطقه گبی سین کیانگ و چانگ میمی و غیره از لحاف عایق حرارتی پنبه‌ای ساندویچی در گلخانه خورشیدی در منطقه گبی هکسی کریدور استفاده کردند. در حال حاضر، انواع مختلفی از لحاف‌های عایق حرارتی در گلخانه‌های خورشیدی استفاده می‌شود، اما اکثر آنها از نمد سوزنی، پنبه چسب‌پاشی شده، پنبه مرواریدی و غیره ساخته شده‌اند که دارای لایه‌های سطحی ضد آب یا ضد پیری در هر دو طرف هستند. طبق مکانیسم عایق حرارتی لحاف عایق حرارتی، برای بهبود عملکرد عایق حرارتی آن، باید با بهبود مقاومت حرارتی آن و کاهش ضریب انتقال حرارت آن شروع کنیم و اقدامات اصلی کاهش رسانایی حرارتی مواد، افزایش ضخامت لایه‌های مواد یا افزایش تعداد لایه‌های مواد و غیره است. بنابراین، در حال حاضر، ماده اصلی لحاف عایق حرارتی با عملکرد عایق حرارتی بالا اغلب از مواد کامپوزیتی چند لایه ساخته می‌شود. طبق آزمایش، ضریب انتقال حرارت لحاف عایق حرارتی با عملکرد عایق حرارتی بالا در حال حاضر می‌تواند به 0.5 وات بر (متر مربع) برسد که تضمین بهتری برای عایق حرارتی گلخانه‌ها در مناطق سردسیر در زمستان فراهم می‌کند. البته، منطقه شمال غربی بادخیز و غبارآلود است و تابش فرابنفش قوی است، بنابراین لایه سطحی عایق حرارتی باید عملکرد ضد پیری خوبی داشته باشد.

۰۳ یک پرده عایق حرارتی داخلی اضافه کنید.

اگرچه سقف جلویی گلخانه خورشیدی در شب با یک لحاف عایق حرارتی خارجی پوشانده شده است، اما در مقایسه با سایر سازه‌های کل گلخانه، سقف جلویی هنوز هم برای کل گلخانه در شب مکان ضعیفی است. بنابراین، تیم پروژه "ساختار و فناوری ساخت گلخانه در زمین‌های غیرمزرعه شمال غربی" یک سیستم رول‌آپ عایق حرارتی داخلی ساده (شکل 1) طراحی کرد که ساختار آن شامل یک پرده عایق حرارتی داخلی ثابت در پایه جلویی و یک پرده عایق حرارتی داخلی متحرک در فضای بالایی است. پرده عایق حرارتی متحرک بالایی در طول روز در دیوار پشتی گلخانه باز و تا می‌شود که بر روشنایی گلخانه تأثیری ندارد. لحاف عایق حرارتی ثابت در پایین نقش آب‌بندی را در شب ایفا می‌کند. طراحی عایق داخلی مرتب و آسان است و همچنین می‌تواند نقش سایه‌افکنی و خنک‌سازی را در تابستان ایفا کند.

فناوری گرمایش فعال

به دلیل دمای پایین زمستان در شمال غربی چین، اگر فقط به حفظ گرما و ذخیره گرما در گلخانه‌ها تکیه کنیم، هنوز نمی‌توانیم نیازهای تولید محصولات زمستانی را در برخی از هوای سرد برآورده کنیم، بنابراین برخی اقدامات گرمایشی فعال نیز نگران‌کننده هستند.

سیستم ذخیره انرژی خورشیدی و آزادسازی گرما

دلیل مهمی که دیوار وظایف حفظ گرما، ذخیره‌سازی گرما و تحمل بار را بر عهده دارد، هزینه بالای ساخت و میزان استفاده از زمین کم برای گلخانه‌های خورشیدی است. بنابراین، ساده‌سازی و مونتاژ گلخانه‌های خورشیدی قطعاً یک جهت توسعه مهم در آینده خواهد بود. در میان آنها، ساده‌سازی عملکرد دیوار، آزادسازی عملکرد ذخیره‌سازی و آزادسازی گرما از دیوار است، به طوری که دیوار پشتی فقط عملکرد حفظ گرما را بر عهده دارد که راهی مؤثر برای ساده‌سازی توسعه است. به عنوان مثال، سیستم ذخیره‌سازی و آزادسازی گرمای فعال فانگ هوی (شکل 2) به طور گسترده در مناطق غیرکشاورزی مانند گانسو، نینگشیا و سین کیانگ استفاده می‌شود. دستگاه جمع‌آوری گرمای آن بر روی دیوار شمالی آویزان است. در طول روز، گرمای جمع‌آوری شده توسط دستگاه جمع‌آوری گرما از طریق گردش محیط ذخیره‌سازی گرما در بدنه ذخیره‌سازی گرما ذخیره می‌شود و در شب، گرما با گردش محیط ذخیره‌سازی گرما آزاد و گرم می‌شود و در نتیجه انتقال گرما در زمان و مکان محقق می‌شود. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که با استفاده از این دستگاه می‌توان حداقل دمای گلخانه را ۳ تا ۵ درجه سانتیگراد افزایش داد. وانگ ژیوی و همکارانش یک سیستم گرمایش پرده آبی برای گلخانه خورشیدی در منطقه بیابانی سین کیانگ جنوبی ارائه داده‌اند که می‌تواند دمای گلخانه را در شب ۲.۱ درجه سانتیگراد افزایش دهد.

علاوه بر این، بائو انکای و غیره یک سیستم گردش ذخیره سازی فعال گرما برای دیوار شمالی طراحی کردند. در طول روز، از طریق گردش فن‌های محوری، هوای گرم داخلی از طریق مجرای انتقال حرارت تعبیه شده در دیوار شمالی جریان می‌یابد و مجرای انتقال حرارت، گرما را با لایه ذخیره سازی گرما در داخل دیوار تبادل می‌کند که به طور قابل توجهی ظرفیت ذخیره سازی گرما در دیوار را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، سیستم ذخیره سازی گرمای تغییر فاز خورشیدی طراحی شده توسط یان یانتائو و غیره، گرما را در طول روز از طریق کلکتورهای خورشیدی در مواد تغییر فاز ذخیره می‌کند و سپس گرما را از طریق گردش هوا در شب به هوای داخلی منتقل می‌کند که می‌تواند میانگین دما را در شب 2.0 درجه سانتیگراد افزایش دهد. فناوری‌ها و تجهیزات استفاده از انرژی خورشیدی فوق دارای ویژگی‌های اقتصادی، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کربن کم هستند. پس از بهینه‌سازی و بهبود، باید چشم‌انداز کاربردی خوبی در مناطقی با منابع انرژی خورشیدی فراوان در شمال غربی چین داشته باشند.

سایر فناوری‌های گرمایش کمکی

گرمایش با انرژی زیست توده ۰۱

بستر، کاه، کود گاو، کود گوسفند و کود مرغی با باکتری‌های بیولوژیکی مخلوط شده و در خاک گلخانه دفن می‌شوند. در طول فرآیند تخمیر، گرمای زیادی تولید می‌شود و گونه‌های مفید، مواد آلی و CO2 زیادی در طول فرآیند تخمیر تولید می‌شوند. گونه‌های مفید می‌توانند انواع میکروب‌ها را مهار و از بین ببرند و می‌توانند بروز بیماری‌ها و آفات گلخانه‌ای را کاهش دهند. مواد آلی می‌توانند به کود برای محصولات تبدیل شوند. CO2 تولید شده می‌تواند فتوسنتز محصولات را افزایش دهد. به عنوان مثال، وی ونشیانگ کودهای آلی داغ مانند کود اسب، کود گاو و کود گوسفند را در خاک داخلی گلخانه خورشیدی در فلات چینگهای دفن کرد که به طور موثری دمای زمین را افزایش داد. در گلخانه خورشیدی در منطقه بیابانی گانسو، ژو ژیلونگ از کاه و کود آلی برای تخمیر بین محصولات استفاده کرد. آزمایش نشان داد که دمای گلخانه می‌تواند 2 تا 3 درجه سانتیگراد افزایش یابد.

گرمایش زغال سنگ 02

اجاق گاز مصنوعی، آبگرمکن کم‌مصرف و سیستم گرمایشی وجود دارد. به عنوان مثال، وی ونشیانگ پس از بررسی در فلات چینگهای دریافت که گرمایش مصنوعی کوره عمدتاً به صورت محلی استفاده می‌شود. این روش گرمایشی مزایای گرمایش سریع‌تر و اثر گرمایشی آشکار را دارد. با این حال، گازهای مضری مانند SO2، CO و H2S در فرآیند سوزاندن زغال سنگ تولید می‌شوند، بنابراین لازم است که تخلیه گازهای مضر به خوبی انجام شود.

۰۳ گرمایش الکتریکی

برای گرم کردن سقف جلویی گلخانه از سیم گرمایش الکتریکی یا بخاری برقی استفاده کنید. اثر گرمایش قابل توجه است، استفاده از آن ایمن است، هیچ آلاینده‌ای در گلخانه تولید نمی‌شود و کنترل تجهیزات گرمایشی آسان است. چن ویکیان و دیگران فکر می‌کنند که مشکل آسیب یخ‌زدگی در زمستان در منطقه جیوکوان مانع توسعه کشاورزی محلی گبی می‌شود و می‌توان از المنت‌های گرمایش الکتریکی برای گرم کردن گلخانه استفاده کرد. با این حال، به دلیل استفاده از منابع انرژی الکتریکی با کیفیت بالا، مصرف انرژی بالا و هزینه آن بالا است. پیشنهاد می‌شود که از آن به عنوان وسیله‌ای موقت برای گرمایش اضطراری در هوای بسیار سرد استفاده شود.

اقدامات مدیریت زیست‌محیطی

در فرآیند تولید و استفاده از گلخانه، تجهیزات کامل و عملکرد عادی نمی‌توانند به طور مؤثر تضمین کنند که محیط حرارتی آن الزامات طراحی را برآورده می‌کند. در واقع، استفاده و مدیریت تجهیزات اغلب نقش کلیدی در شکل‌گیری و نگهداری محیط حرارتی ایفا می‌کند که مهم‌ترین آن مدیریت روزانه لحاف عایق حرارتی و دریچه است.

مدیریت لحاف عایق حرارتی

لحاف عایق حرارتی کلید عایق حرارتی شبانه سقف جلویی است، بنابراین اصلاح مدیریت و نگهداری روزانه آن بسیار مهم است، به ویژه باید به مشکلات زیر توجه شود:① زمان مناسب باز و بسته شدن لحاف عایق حرارتی را انتخاب کنید. زمان باز و بسته شدن لحاف عایق حرارتی نه تنها بر زمان روشنایی گلخانه تأثیر می‌گذارد، بلکه بر فرآیند گرمایش در گلخانه نیز تأثیر می‌گذارد. باز و بسته کردن خیلی زود یا خیلی دیر لحاف عایق حرارتی برای جمع‌آوری گرما مفید نیست. در صبح، اگر لحاف خیلی زود برداشته شود، دمای داخل به دلیل دمای پایین بیرون و نور ضعیف، بیش از حد کاهش می‌یابد. برعکس، اگر زمان برداشتن لحاف خیلی دیر باشد، زمان دریافت نور در گلخانه کوتاه می‌شود و زمان افزایش دمای داخل به تأخیر می‌افتد. در بعد از ظهر، اگر لحاف عایق حرارتی خیلی زود خاموش شود، زمان قرار گرفتن در معرض نور داخل کوتاه می‌شود و ذخیره گرمای خاک و دیوارهای داخلی کاهش می‌یابد. برعکس، اگر سیستم حفظ گرما خیلی دیر خاموش شود، اتلاف گرمای گلخانه به دلیل دمای پایین فضای باز و نور ضعیف افزایش می‌یابد. بنابراین، به طور کلی، وقتی لحاف عایق حرارتی در صبح روشن می‌شود، توصیه می‌شود دما پس از افت ۱ تا ۲ درجه سانتیگراد افزایش یابد، در حالی که وقتی لحاف عایق حرارتی خاموش می‌شود، توصیه می‌شود دما پس از افت ۱ تا ۲ درجه سانتیگراد افزایش یابد. ② هنگام بستن لحاف عایق حرارتی، توجه داشته باشید که آیا لحاف عایق حرارتی تمام سقف‌های جلویی را محکم پوشانده است یا خیر و در صورت وجود شکاف، آنها را به موقع تنظیم کنید. ③ پس از اینکه لحاف عایق حرارتی به طور کامل پایین آورده شد، بررسی کنید که آیا قسمت پایینی فشرده شده است یا خیر تا از افزایش اثر حفظ گرما توسط باد در شب جلوگیری شود. ④ لحاف عایق حرارتی را به موقع بررسی و نگهداری کنید، به خصوص هنگامی که لحاف عایق حرارتی آسیب دیده است، آن را به موقع تعمیر یا تعویض کنید. ⑤ به شرایط آب و هوایی به موقع توجه کنید. وقتی باران یا برف می‌بارد، لحاف عایق حرارتی را به موقع بپوشانید و برف را به موقع پاک کنید.

مدیریت دریچه‌ها

هدف از تهویه در زمستان، تنظیم دمای هوا برای جلوگیری از افزایش بیش از حد دما در حوالی ظهر است؛ دوم، از بین بردن رطوبت داخل ساختمان، کاهش رطوبت هوا در گلخانه و کنترل آفات و بیماری‌ها است؛ سوم، افزایش غلظت CO2 داخل ساختمان و افزایش رشد محصول است. با این حال، تهویه و حفظ گرما متناقض هستند. اگر تهویه به درستی مدیریت نشود، احتمالاً منجر به مشکلات دمای پایین خواهد شد. بنابراین، زمان و مدت زمان باز کردن دریچه‌ها باید به صورت پویا با توجه به شرایط محیطی گلخانه در هر زمان تنظیم شود. در مناطق غیرکشاورزی شمال غربی، مدیریت دریچه‌های گلخانه عمدتاً به دو روش تقسیم می‌شود: عملکرد دستی و تهویه مکانیکی ساده. با این حال، زمان باز شدن و زمان تهویه دریچه‌ها عمدتاً بر اساس قضاوت ذهنی افراد است، بنابراین ممکن است دریچه‌ها خیلی زود یا خیلی دیر باز شوند. برای حل مشکلات فوق، یین ییلی و غیره یک دستگاه تهویه هوشمند سقفی طراحی کردند که می‌تواند زمان باز شدن و اندازه باز و بسته شدن سوراخ‌های تهویه را با توجه به تغییرات محیط داخلی تعیین کند. با تعمیق تحقیقات در مورد قانون تغییرات محیطی و تقاضای محصولات کشاورزی، و همچنین عمومی‌سازی و پیشرفت فناوری‌ها و تجهیزاتی مانند درک محیطی، جمع‌آوری اطلاعات، تجزیه و تحلیل و کنترل، اتوماسیون مدیریت تهویه در گلخانه‌های خورشیدی باید یک جهت توسعه مهم در آینده باشد.

سایر اقدامات مدیریتی

در فرآیند استفاده از انواع مختلف فیلم‌های گلخانه‌ای، ظرفیت انتقال نور آنها به تدریج ضعیف می‌شود و سرعت تضعیف نه تنها به خواص فیزیکی خود آنها، بلکه به محیط اطراف و مدیریت در حین استفاده نیز مربوط می‌شود. در فرآیند استفاده، مهمترین عاملی که منجر به کاهش عملکرد انتقال نور می‌شود، آلودگی سطح فیلم است. بنابراین، انجام نظافت و تمیز کردن منظم در صورت امکان بسیار مهم است. علاوه بر این، ساختار محفظه گلخانه باید به طور منظم بررسی شود. در صورت وجود نشتی در دیوار و سقف جلویی، باید به موقع تعمیر شود تا از نفوذ هوای سرد به گلخانه جلوگیری شود.

مشکلات موجود و مسیر توسعه

محققان سال‌هاست که فناوری حفظ و ذخیره‌سازی گرما، فناوری مدیریت و روش‌های گرمایش گلخانه‌ها در مناطق غیرکشاورزی شمال غربی را بررسی و مطالعه کرده‌اند که اساساً به تولید سبزیجات زمستان‌گذران، بهبود قابل توجه توانایی گلخانه در مقاومت در برابر آسیب سرمازدگی در دمای پایین و تولید سبزیجات زمستان‌گذران منجر شده است. این امر سهم تاریخی در کاهش تضاد بین رقابت غذا و سبزیجات برای زمین در چین داشته است. با این حال، هنوز مشکلات زیر در فناوری تضمین دما در شمال غربی چین وجود دارد.

انواع گلخانه‌هایی که باید ارتقا داده شوند

در حال حاضر، انواع گلخانه‌ها هنوز همان گلخانه‌های رایجی هستند که در اواخر قرن بیستم و اوایل قرن حاضر ساخته شده‌اند، با ساختار ساده، طراحی غیرمنطقی، توانایی ضعیف در حفظ محیط حرارتی گلخانه و مقاومت در برابر بلایای طبیعی و عدم استانداردسازی. بنابراین، در طراحی گلخانه‌های آینده، شکل و شیب سقف جلویی، زاویه آزیموت گلخانه، ارتفاع دیوار پشتی، عمق فرورفتگی گلخانه و غیره باید با ترکیب کامل عرض جغرافیایی محلی و ویژگی‌های اقلیمی استاندارد شوند. در عین حال، تا حد امکان می‌توان فقط یک محصول را در گلخانه کاشت، به طوری که تطبیق استاندارد گلخانه با توجه به نیازهای نوری و دمایی محصولات کاشته شده انجام شود.

مقیاس گلخانه نسبتاً کوچک است.

اگر مقیاس گلخانه خیلی کوچک باشد، بر پایداری محیط حرارتی گلخانه و توسعه مکانیزاسیون تأثیر خواهد گذاشت. با افزایش تدریجی هزینه نیروی کار، توسعه مکانیزاسیون یک جهت مهم در آینده است. بنابراین، در آینده، باید خود را بر اساس سطح توسعه محلی بنا کنیم، نیازهای توسعه مکانیزاسیون را در نظر بگیریم، فضای داخلی و چیدمان گلخانه‌ها را به طور منطقی طراحی کنیم، تحقیق و توسعه تجهیزات کشاورزی مناسب برای مناطق محلی را سرعت بخشیم و نرخ مکانیزاسیون تولید گلخانه را بهبود بخشیم. در عین حال، با توجه به نیازهای محصولات و الگوهای کشت، تجهیزات مربوطه باید با استانداردها مطابقت داشته باشند و تحقیق و توسعه یکپارچه، نوآوری و عمومی‌سازی تهویه، کاهش رطوبت، حفظ حرارت و تجهیزات گرمایشی باید ترویج شود.

ضخامت دیوارها مانند شن و بلوک های توخالی هنوز ضخیم است.

اگر دیوار خیلی ضخیم باشد، اگرچه اثر عایق‌بندی خوب است، اما میزان استفاده از خاک را کاهش می‌دهد، هزینه و دشواری ساخت را افزایش می‌دهد. بنابراین، در توسعه آینده، از یک سو، می‌توان ضخامت دیوار را با توجه به شرایط آب و هوایی محلی به صورت علمی بهینه کرد. از سوی دیگر، باید توسعه سبک و ساده دیوار پشتی را ارتقا دهیم، به طوری که دیوار پشتی گلخانه فقط عملکرد حفظ گرما را حفظ کند و از کلکتورهای خورشیدی و سایر تجهیزات برای جایگزینی ذخیره و آزادسازی گرما از دیوار استفاده کنیم. کلکتورهای خورشیدی دارای ویژگی‌های راندمان بالای جمع‌آوری گرما، ظرفیت بالای جمع‌آوری گرما، صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کربن کم و غیره هستند و اکثر آنها می‌توانند تنظیم و کنترل فعال را انجام دهند و می‌توانند گرمایش گرمازای هدفمند را مطابق با الزامات محیطی گلخانه در شب، با راندمان بالاتر استفاده از گرما، انجام دهند.

لازم است لحاف عایق حرارتی ویژه‌ای توسعه داده شود.

سقف جلویی، بدنه اصلی اتلاف گرما در گلخانه است و عملکرد عایق حرارتی لحاف عایق حرارتی مستقیماً بر محیط حرارتی داخلی تأثیر می‌گذارد. در حال حاضر، دمای محیط گلخانه در برخی مناطق خوب نیست، بخشی از آن به دلیل نازک بودن لحاف عایق حرارتی و عملکرد عایق حرارتی ناکافی مواد است. در عین حال، لحاف عایق حرارتی هنوز مشکلاتی مانند قابلیت ضد آب و اسکی ضعیف، پیری آسان مواد سطح و هسته و غیره دارد. بنابراین، در آینده، مواد عایق حرارتی مناسب باید به صورت علمی و با توجه به ویژگی‌ها و الزامات اقلیمی محلی انتخاب شوند و محصولات لحاف عایق حرارتی ویژه مناسب برای استفاده محلی و عمومی‌سازی طراحی و توسعه داده شوند.

پایان

اطلاعات ذکر شده

لو گانلیانگ، چنگ جی‌یو، وانگ پینگ‌ژی و غیره. وضعیت تحقیقات در مورد فناوری تضمین دمای محیط گلخانه خورشیدی در زمین‌های غیرکشت‌شده شمال غربی [J]. Agricultural Engineering Technology، 2022، 42(28):12-20.