论文摘要:

简易高效节能型日光温室是我国温室的典型代表，但由于各种条件的限制，目前尚缺乏坚实的理论基础。例如对各种结构参数的设计缺乏深入系统的理论分析和科学计算，依然以经验和模仿异地的结构形状为主，因此限制了光热能等环境条件的高效利用；其次，对日光温室光环境时空分布特征尚缺乏深入系统的研究，无法满足温室环境优化管理和作物栽培管理的要求。

本文主要根据目前我国日光温室建筑与生产中所存在的主要问题，对以下几个方面进行了深入系统的研究并取得进展：

（1）温室光环境由于受众多因素和条件的制约，是非常复杂的物理过程，因此在温室采光设计过程中，所进行的计算和分析过程是相当复杂的。通过建立完善的数学模型，定量描述温室光环境的动态变化过程，并在此基础上研制开发出计算机软件，是解决上述一系列疑难问题的有效途径。利用该模型，不仅首次对日光温室中太阳辐射的时空分布特征进行了研究，也首次分别对日光温室在地面、后墙面和后屋面上的太阳辐射的分布特征和能量分配关系进行了深入系统的研究；所开发研制的计算机模拟分析软件，具有通用性强，功能丰富的特点，不仅可作为温室采光计算和工程优化设计、环境管理和作物栽培管理等提供分析工具，同时也为日光温室建筑结构参数的标准化、规范化、区域化等提供有力的分析工具。 （2）通过物理模型实验和实际生产温室的实验方法，对所建立的数学模型和计算机模拟结果进行了系统的检验，结果表明，所建的数学模型和数值模拟结果是可靠和稳定的，因此具有重要的应用价值；温室中太阳辐射的测量是十分复杂的，单点或定点静态观测，很难消除因各种因素干扰所产生的随机误差，只有通过在时间上密集的（连续的）、在空间上是多测点的（多方位的）观测，所得数据才更具代表性和科学性。为了能达到本实验的要求，开发研制了微电脑多点太阳辐射数据采集系统，首次对日光温室不同部位（地面、后墙面、后屋面）上的太阳辐射的分布和能量分配关系进行了系统的测试，所取得了大量资料为温室热环境的深入分析、温室环境优化管理提供了科学依据和参考。

（3）温室内的太阳辐射在很大程度上受温室结构的影响，这些基本参数主要包括温室跨度、脊高、后墙高、后屋面投影长度和倾角、采光屋面倾角和几何形状等等，上述结构参数的优化和确定，只能建立在科学的理论分析和计算的基础之上。本文首次对上述各种结构参数与日光温室光环境之间的关系进行了深入系统的模拟分析，所得许多重要结论为温室结构参数优化设计、热环境的分析与计算提供了科学依据。 （4）进入日光温室的太阳辐射至少被温室地面、后墙面、后屋面一部分所吸收，但在不同参数结构的温室中，上述各部位上接受的太阳辐射能以及所占整个温室总量的比例是不一样的，本文首次对能量的分配比例关系进行了系统深入的研究分析。不仅为温室结构优化设计提供了科学依据，也为深入研究日光温室热环境提供了依据。

（5）实现温室生产的高效优质，不仅需要通过优化结构设计创造良好的光热条件，也需要科学的环境管理手段和栽培措施，研究日光温室光环境时空分布特征和变化规律，也是温室环境管理和作物栽培管理提出的必然要求。本研究选择实际生产温室，通过连续和多方位的观测，取得日光温室光环境变化第一手资料，一方面对温室环境管理和作物栽培管理提供了科学依据，另一方面在实际温室中对所建数学模型进一步验证，使数学模型更具可靠性和实际应用价值。 关键词：温室微气候 温室模型 计算机模拟 太阳辐射透射率 温室优化设计