日光温室不同厚度土墙体蓄放热特性研究

史宇亮 王秀峰 魏 珉,3 李天华 王少杰

(1.青岛农业大学园艺学院， 青岛 266109； 2.山东农业大学园艺科学与工程学院， 泰安 271018；3.农业部黄淮海设施农业工程科学观测实验站， 泰安 271018； 4.山东农业大学机械与电子工程学院， 泰安 271018；5.山东农业大学水利与土木工程学院， 泰安 271018)

日光温室不同厚度土墙体蓄放热特性研究

史宇亮1王秀峰2魏 珉2,3李天华4王少杰5

(1.青岛农业大学园艺学院， 青岛 266109； 2.山东农业大学园艺科学与工程学院， 泰安 271018；3.农业部黄淮海设施农业工程科学观测实验站， 泰安 271018； 4.山东农业大学机械与电子工程学院， 泰安 271018；5.山东农业大学水利与土木工程学院， 泰安 271018)

为实现土墙日光温室结构优化及温室土墙体轻简化，以泰安市不同厚度土墙日光温室为研究对象，利用在两温室(1号墙体较厚、2号墙体较薄)北墙体的不同高度上布置的温度传感器采集的数据，比较分析了在不同天气状况条件下两温室不同厚度土墙体的蓄放热特性。结果表明，晴好天气时，1号温室土墙体的蓄热量和放热量略高于2号温室，二者差值很小，分别为82.3、45.0 kJ。连阴天时墙体全天放热，测试3 d的平均放热量，1号温室明显高于2号温室，厚墙体与薄墙体的放热量有明显差异，其二者差值为615.9 kJ，但两温室距离墙体内表面0.1 m处的平均气温相差仅0.6℃。从距墙体内表面0.6 m以外的墙体温度相对稳定部分的温度分析表明，厚墙体温室(1号温室)温度相对稳定层的范围较薄墙体温室的大，蓄积热量也较多，应采取有效的换热设备或材料，将厚墙体内温度相对稳定层蓄积的热量释放到温室内部，用于进一步提高温室气温，以充分发挥厚墙体的节能效果。

日光温室； 土墙体厚度； 蓄放热特性

引言

土墙日光温室以其取土方便、施工简单被中国大部分地区广泛应用。近年来，国内外学者相继研究替代日光温室土质墙体的其他新型墙体材料，WANG等[1]对空心混凝土砖墙温室热性能进行仿真分析，结果表明0.6 m厚粘土砖加0.1 m厚聚苯乙烯板的温室墙体热性能优于0.6 m厚空心混凝土砖墙体；ZIAPOUR等[2]对温室后坡采用相变材料收集太阳能装置的优化，使太阳能装置集热效率显著提高；陈超等[3]对相变材料在温室中的应用进行了试验研究，结果表明与普通温室相比，维持温室内相同温度时，耗电节能率约为8%；王宏丽等[4]进行的日光温室相变蓄热砌块墙体试验研究，也取得了较好的节能效果；王宇欣等[5-6]进行的日光温室根区热环境相变调控系统设计与性能试验，并对温室蓄热微胶囊相变材料制备筛选与性能表征进行了研究，该系统能够实现太阳能量的高效收集和温室热环境控制。近年来，为进一步改善日光温室越冬期间的室内热环境状况，与其相关的地源热泵系统、生物质气供暖及太阳能辅助供暖系统的研究工作也在开展，如BENLI[7]对采用相变材料作为储能材料的地源热泵温室供暖系统进行了试验验证；TIWARI等[8]对生物质气日光温室供暖系统进行仿真研究；ZHANG等[9]研制的太阳能燃池热水土壤供暖系统可使温室土壤平均温度提高5～6℃；佟雪姣等[10]对冬季日光温室太阳能水循环系统试验结果表明，系统日蓄热量为159.8 MJ，温室夜间可提高3～5℃。上述研究均使日光温室室内热环境得到了不同程度的改善，但多因初期投资、运行管理成本高或施工技术复杂等因素的影响，并没有在大面积范围内得到应用推广。

目前，我国土墙日光温室较多，且土墙的厚薄差异较大，甚至有很大一部分为超厚土墙[11]。为实现土墙温室的轻简化，日光温室土墙体的蓄放热特性及与厚度相关的研究也已成为行业的热点。彭东玲等[12]认为3 m厚土墙在晴天的有效蓄热层为0.26～0.45 m；杨建军等[13]对西北地区日光温室优化结果建议甘肃白银地区土墙体以1.3 m为宜；张林华等[14]和何芬等[15]分别对温室内及温室地面进行了三维和二维温度场模拟，并获得了较好的模拟精度；李明等[16]开发了基于一维差分法蓄热层计算方法；史宇亮等[17]评价日光温室土墙的蓄放热效率约为43%。可以看出，上述研究为特定地区、基于单一栋日光温室的观测分析得出的结论，或是基于数学理论的模拟推论，在同一地区对日光温室不同厚度土墙的蓄放热特性比较研究还鲜有报道。

本文以在泰安市(东经116°20′～117°59′、北纬35°38′～36°28′)建造的2栋不同土墙厚度的日光温室为研究对象，采用温室建造时预埋设温度传感器及自动数字信息采集系统获取数据，研究不同厚度的墙体在不同天气状况下的蓄放热特性及其差异性比较，以期为日光温室土墙体的厚度设计及轻简化建造提供理论指导。

1 试验温室与测试点设置

1.1 试验温室

选取山东省泰安市山东农业大学南校区试验基地内2栋土墙厚度不同的日光温室作为试验对象，温室均为下挖式，下挖深度为0.5 m。1号温室后墙底宽6.0 m，墙体顶宽2.0 m；2号温室后墙底宽3.0 m，墙体顶宽1.3 m。温室长度均为50.0 m。试验温室北墙厚度及剖面分层结构如图1所示。

图1 2个试验温室北墙剖面图(注：·表示温度测点)Fig.1 Sectional views of two experiment greenhouse

1.2 测试点设置

为更准确地了解后墙不同高度墙体的蓄放热特性，1号和2号温室的北墙体设计时均分为5个测试层(图1)，每个测试层间距均为0.9 m。墙体建造时，在每个测试层水平方向由室内墙体表面开始(为第一个测点，墙体表面温度的测点被埋置墙体表面下，无裸露)向墙体内(朝室外方向)，以0.1 m间距布置各温度传感器测试点。由此得到2栋温室各层的温度测点数，1号温室：第1层28个，第2层36个，第3层44个，第4层53个，第5层61个。2号温室：第1层15个，第2层19个，第3层23个，第4层27个，第5层31个。同时，在每个测试层第1个测点向室内水平方向0.1 m处(离开墙体内表面0.1 m)设1个温度传感器测定温室内空气温度。试验中采用DS18B20型温度传感器(北京昆仑中科传感器封装技术有限公司)，其温度测量阈值为-55～125℃，测量精度为±0.5℃；温度数据采集时间间隔为30 min。太阳辐射采用JTR05型太阳辐射测试仪测量，最大误差±2%，灵敏度0.2 kW/(m2·mV)，采集时间间隔为10 min。

1.3 温室管理

1号和2号试验温室均种植黄瓜，小高畦地膜覆盖滴灌栽培。数据采集期间，温室每天9:00揭开保温被，16:30放下保温被。

图2 晴天和阴天时室外气温及太阳辐射照度Fig.2 Outdoor air temperature and solar radiation in sunny and cloudy days

2 结果与分析

该研究的数据采集是以泰安地区一般年份的最冷时节(12月末和1月初)为代表期间，选取2015年12月20日—2016年1月20日期间自动数字采集系统记录的2栋温室墙体及室内外温度参数，从中选取晴天(2015年12月30日—2016年1月2日)和晴天后的阴天(2016年1月4—6日)的数据，分别对1号和2号试验温室的蓄放热特点进行了比较分析。

2.1 室外气象条件

泰安市2015年12月30日—2016年1月2日为晴天，2016年1月4—6日为阴天，2个时段的室外温度及太阳辐射照度如图2所示。可以看出，在连续几个晴天时，白天的太阳辐射照度较强，气温也较高，最高气温达到8℃以上；夜间的散热也较快，气温降至-2～-6℃，昼夜间温差较大。在晴天之后进入阴天时，最初2 d太阳辐射照度急剧减弱，但气温下降较慢，昼夜间温差较小，气温在2℃以上；阴的第3天太阳辐射很弱，昼夜间气温急剧下降，很快降到-5℃甚至更低。

2.2 晴天不同厚度土墙体蓄放热特性比较

2.2.1连续晴天温室气温及墙体各测点温度变化

据前期研究可知，日光温室土墙体内表面至墙内0.6 m厚的墙体部分为温室的蓄放热层，0.7 m以外至御冷层的中间墙体部分为温室的温度相对稳定层[17]，本文仅列出各测试层从墙体内表面至墙内0.6 m处各测点的数据及墙体附近(距墙体表面0.1 m处)室内气温，如图3所示，图中表示的距离为测试点与温室墙体内表面的距离；温室气温为墙体内侧距表面0.1 m处气温。

图3 1号和2号日光温室土墙各层测点温度变化(2015年12月30日—2016年1月2日)Fig.3 Temperature distributions of each testing layer in greenhouses No.1 and No.2 from December 30th, 2015 to January 2th, 2016

由图3可得知，2栋温室气温(离室内墙表面0.1 m处，4个晴天的平均值)，白天(9:00—16:30)各测试层对应的温室气温基本相同，夜间(17:00—8:30)各测试层对应的温室气温有明显的差异，随层次的下移温室墙体附近的气温逐渐升高。1号温室与2号温室相比较，两温室相同的测试层对应的温室气温也有明显的差异，1号温室各层对应的温室气温都比2号温室的高：第1层高0.43℃，第2层高0.64℃，第3层高0.69℃，第4层高0.97℃，第5层高0.78℃，5个测试层平均温度高0.70℃。

由图3可以看出，在观测期间，1号(墙体较厚)和2号(墙体较薄)温室从第1到第5个测试层的墙体表面温度(墙体的第1个测点)和墙体内0.1～0.6 m处测点温度均随温室气温变化呈周期性的变化，随着测点向墙体内延伸(即：墙体表面→0.1 m→0.2 m…)，各测点的最高最低温差(波动幅值)逐渐减小；从相对应的各层来看，随墙体层次的下移，1号温室各测点的温差变小速率比2号温室快，即1号温室各测点的温度随时间的变化比2号温室更趋于平稳，且相对应各层测点的温度1号温室比2号温室明显增高，表明1号(厚墙体)和2号(薄墙体)温室的蓄放热层厚度基本相同，但1号温室蓄放热层温度幅值衰减较2号温室快。

为更好分析墙体内温度分布特性，均选取1号和2号温室第5测试层(1号和2号温室均为墙体最厚部位。因温度测点均表现在图中，图形较乱，选取每隔0.3 m的测点作图)0.7、1.0、1.3、1.6 m、1.9、2.2 m处测点作图，其温度分布如图4所示，图4a中线较密集，为表示清楚，选中一部分图进行放大(图中矩形框)，放大部分显示在图形下方。

图4 1号和2号日光温室第5测试层墙体内0.7～2.2 m处温度变化(2015年12月30日—2016年1月2日)Fig.4 Temperature variance of testing point in 0.7～2.2 m for fifth layer of greenhouses No.1 and No.2 from December 30th, 2015 to January 2th, 2016

根据图4数据得1号和2号温室第5测试层各测试点的温度平均值如表1所示。

表1 第5测试层墙体内0.7～2.2 m处测点温度平均值Tab.1 Temperature average of the fifthlayer in 0.7～2.2 m ℃

由图4和表1中可看出，1号温室(墙厚度6 m)0.7～1.9 m处测点温度逐渐升高，2.2 m处测点温度开始下降。而2号温室(墙厚度3 m)在1.0 m处测点温度已经开始下降。因此，在御冷层厚度相同的情况下，1号温室比2号温室墙体温度相对稳定层(温度相对稳定层=墙体厚度-蓄放热层厚度-御冷层厚度)厚度增加较大，蓄积热量也较多，但因温室土墙体自然导热特性决定了温度相对稳定层内蓄积的热量很难在短时间内释放到温室内部。

2.2.2晴天墙体蓄放热特性分析

温室墙体日间吸收的太阳辐射能量使其墙体内能增加，增加的内能即为墙体蓄热量qxr，其可以通过监测墙体内温度变化计算得到。参照文献[17]，本文将0.6 m厚的墙体离散成12块，每块墙体的厚度为0.05 m。同时，通过0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 m处试验测得的墙体温度，利用一维非稳态导热体内各内节点温度数值解法，计算出0.05、0.15、0.25、0.35、0.45、0.55 m处(图5中▲)的温度，其一维非稳态导热体内各内节点温度数值方程为[18]

(1)

式中a——热扩散率，m2/s

λ——墙体导热系数，W/(m·K)

ρ——土墙体密度，kg/m3

c——土墙比热容，J/(kg·K)

tn——某时刻的温度，℃

Δτ——时间间隔，min

Δx——每块墙体的厚度，m

图5 墙体内节点分布Fig.5 Distribution of nodes in wall

每一块墙体根据数值解法可以看作沿墙体厚度方向的一维稳态导热，蓄热量可表示为

(2)

(3)

式(3)代入式(2)整理得

(4)

离散后的12块墙体蓄热量计算式为

(5)

式中qk——每块墙体的蓄热量，J

V——墙体体积，m3

t——墙体内各层温度，℃

j——墙体内部每一个温度节点各时刻的温度采集时间顺序(一般在晴天，j=1，为9:00时的采集值，j=2，为9:30时的采集值，各值间隔30 min，以此类推)

k——离散后的墙体块数

日光温室墙体的放热一般发生在放下保温被后，观测期间每天的放热时段为16:30到翌日9:00。因夜间温室墙体与温室薄膜、温室地面及其他墙体间辐射换热量可以忽略，其墙体的放热量仅取决于墙体与温室空气的对流换热量qfr，计算式可以表示为

(6)

其中

hfj=1.86|tqj-tfj|0.33

式中hfj——温室空气与墙体表面的对流换热系数，W/(m2·K)

tqj——墙体表面温度，℃

tfj——距离墙体表面0.1 m处温室内空气温度，℃

A——墙体表面面积，m2

图6 晴天1号和2号温室土墙蓄放热量对比(2015年12月30日—2016年1月2日)Fig.6 Comparison of heat storage and release in sunny day for greenhouses No.1 and No.2 from December 30th, 2015 to January 2th, 2016

根据图3中1号和2号温室各测试层温度数据(2015年12月30日—2016年1月2日)，利用式(4)～(6)，对日光温室各测点1 m宽度范围计算2个温室各测试层(每个温室5个测试层)的蓄放热量，并将4 d的各测试层的蓄放热量取平均值，即为4 d每个测试层的平均蓄放热量，1号和2号温室5个测试层蓄放热量对比如图6所示。数值计算用墙体的物理特性参数[19-20]为：墙体密度2 000 kg/m3，导热系数1.5 W/(m·K)，比热容1 010 J/(kg·K-1)。

由图6可看出，1号和2号温室各测试层蓄放热分布规律基本一致。在图6a中，4个连续晴天期间，1 号和2号温室的各测试层平均蓄热量，第2层最大，第1、3和4层相差不大，第5层最小。据此分析，第2测试层位于温室的中上部，无作物和温室围护结构遮挡，接受太阳辐射最大；第1测试层比较靠近温室后屋面，随太阳高度角变化，存在一定程度的遮挡；另外，由于测试期间温室种植作物为黄瓜，作物对第3、4、5测试层具有不同程度的遮挡，且第5测试层遮挡最大，导致蓄热量最小。从图6b两温室的平均放热量来看，随着层次数值的增加(层次下移)其放热量逐渐增加，且1 号温室各层的放热量都比2号温室的大，第5层更明显。

对比图6a和图6b，第2测试层白天蓄积的热量最多，而夜间向室内放出的热量却仅比第1测试层多。据此分析，第1、2测试层位于梯形墙体上部，相对于第3、4、5测试层是热量向室外散失的主要部位。第5测试层虽白天蓄积的热量较少，但该层墙体最厚，热阻最大，夜间向室外耗散的热量最少，故向室内提供的热量较多。

将图6a和图6b中5个测试层的蓄热量和放热量加和后取平均定义为温室总平均蓄热量和放热量，即每个温室的总平均蓄热量和放热量。计算公式可表示为

(7)

Qm——第m层平均蓄热量/放热量，J

基于图6a、6b中各测试层的蓄热量和放热量数据，根据式(7)计算得到1号温室的总平均蓄放热量分别为1 971.2、808.1 kJ，2号温室的总平均蓄放热量分别为1 888.9、763.1 kJ，2个温室的总平均蓄放热量数值差异很小。为更好地分析温室的蓄放热关系特性，分别对1号和2号温室的放热效率(放热量与蓄热量的百分比)进行分析，其1号和2号温室的放热效率分别为41.0%和40.4%，两者基本相同。据此分析，因厚薄墙体蓄放热层厚度相同，晴天时，薄墙体与厚墙体温室的蓄热量基本接近，对改善温室内热环境的效果基本相同。因此，薄墙体温室能够满足温室生产需求，从节约土地的角度考虑，较薄墙体更具有优势。

2.3 阴天墙体放热特性对比分析

图7 阴天1号和2号温室墙体各测试层内表面温度与其附近(0.1 m处)气温的变化(2016年1月4—6日)Fig.7 Temperature comparisons between surface wall and greenhouse air in cloudy day for greenhouses No.1 and No.2 from January 4th-6th, 2016

2016年1月4—6日为连阴天气，鉴于连阴天气日光温室昼间的太阳辐射量很小，墙体蓄热量甚微，本文仅对连阴天时1号和2号温室墙体的放热量特性进行对比分析。温室墙体的放热主要由温室墙体表面与其附近(0.1 m处)空气之间的温差产生对流换热，因此从温室墙体表面温度及气温的变化即可直观了解两温室墙体放热的差异。1号和2号温室墙体表面温度及气温的变化如图7所示。

由图7中可以看出，在阴天开始的第1天云层较薄，有少量的散射光，两温室墙体附近的气温有明显的升高，墙体表面温度也稍有升高，此时气温高于墙体表面温度，还未进入墙体的放热过程；此后两温室墙体附近的气温和墙体表面温度则是持续的下降，逐渐变为气温低于墙体表面温度，此时墙体表面开始放热。在第2天和第3天的昼间仍有一定量的散射光，可以看出2个温室气温的微小变化，墙体表面的温度变化更小；两温室内继续保持着墙体附近气温低于墙体表面温度的趋势持续地下降，并且随着测试层的下移和阴天时间的延长，两者的温度差值逐渐变大；阴天第3天墙体附近气温下降速度加快，表明墙体放热量对于温室散热量的补充能力在变小。

从表3墙体内表面平均温度与温室平均气温之间的温差可以看出，1号和2号温室从第1测试层至第5测试层的温差均为逐渐增大，且1号温室各层的温差都比2号温室相对应层高。表明连阴天时，温室墙体的放热量由高层至低层是逐渐增加的，且1号温室墙体放热好于2号温室。

表3 阴天墙体内表面平均温度与温室平均气温之间的温差Tab.3 Temperature difference between surface wall andgreenhouse air in cloudy day ℃

由图7可以看出，连阴天时，墙体表面温度基本都高于温室气温，仅有很少时段低于温室气温，基本为全天放热。因此仅对连阴天时放热量进行分析。利用式(6)计算阴天(1月4—6日)1号和2号温室各测试层墙体的放热量(墙体表面温度高于温室气温的时段)，并将3 d的各测试层的放热量取平均值，即3 d每个测试层的平均放热量如图8所示。

图8 连阴天气1号和2号温室土墙各测试层放热量比较(2016年1月4—6日的均值)Fig.8 Comparison of every testing layer heat release in cloudy day for greenhouses No.1 and No.2 from January 4th-6th, 2016

由图8可看出，两温室各测试层墙体的放热量从第1层至第5层逐渐升高，平均放热量分别为1 551.4、935.5 kJ，两温室差值为615.9 kJ，1号温室的放热量明显高于2号温室，表明温室较厚墙体(1号)的放热量明显高于温室较薄墙体(2号)的放热量。

将图7中1号和2号温室5个测试层的气温分别取均值，得到2个温室的平均温度如图9所示。

图9 阴天1 号和2号温室平均气温对比 (2016年1月4—6日)Fig.9 Air temperature comparison of the greenhouses No.1 and No.2 in cloudy day from January 4th-6th, 2016

由图9中可以看出，随着持续的阴天，1号和2号温室平均气温均持续不断的下降。在1号温室的放热量明显高于2号温室放热量(图8)的情况下，实际上1月4—6日1号温室平均气温(距离墙体内表面0.1 m处)只比2号温室高0.6℃。本文也对连阴天情况下，1号和2号温室墙体内温度相对稳定层温度进行了监测，测试结果与图4规律相同，即1号温室(厚墙体温室)墙体温度相对稳定层较厚，蓄积热量较多。

据厚薄墙体蓄放热特性分析表明，在晴天情况下，厚薄墙体蓄放热量值相差很小。在阴天时，厚墙体的放热量明显高于薄墙体，但对改善温室内热环境效果有限。从土地利用和温室轻简化设计角度考虑，薄墙体温室即可满足生产需要又能节约土地。从厚薄墙体温度相对稳定层分析可知，厚墙体内温度相对稳定层的温度较高，蓄积热量较多，如采取有效措施提取这部分热量用以改善温室内热环境，厚墙体将具较好的节能优势。

3 结论

(1)晴天及阴天时1号(厚墙体温室)和2号温室(薄墙体温室)的5个测试层的放热量均为从第1层至第5层逐渐升高，两温室土墙体各层次的温度变化趋势相同。

(2)晴天时，1号和2号温室各测试层蓄放热分布规律基本一致，且2个温室蓄放热量数值相差很小，墙体第2测试层无遮挡蓄热量最大。因第1、2测试层位于梯形墙体上部，为墙体向室外散热的主要部位，其夜间向室内的放热量仅高于第1测试层，与第3层相近，小于第4、5测试层；阴天时，2个温室各测试层放热规律与晴天时相似，梯形墙体从上至下，随墙体厚度增加，墙体热阻增大，第1～5测试层向室内放热量依次增加，且1号厚墙体温室放热量明显高于2号薄墙体温室。

(3)在晴天时，夜间墙体释放的热量翌日昼间即可得到蓄热补充，温室墙体的厚薄对于室内平均温度高低的影响差异不明显，薄墙体温室即可满足温室生产要求。连阴天时墙体基本上无蓄热只有放热，厚墙体温室放热量明显高于薄墙体温室，距离墙体内表面0.1 m处的平均气温仅差0.6℃。但从1号温室(厚墙体温室)和2号温室(薄墙体温室)墙体内温度相对稳定层分析表明，厚墙体温室温度相对稳定层较厚，蓄积热量较多，仅依靠墙体蓄放热层的导热还不能将温度相对稳定层内蓄积的热量在短时间内释放到温室内。因此，为更好地发挥厚土墙温室的节能效果，建议采取土墙体内相变材料的混用或墙体内增加盘管式水循环换热装置等方式，将温度相对稳定层内热量传递到温室内部以进一步提高室内温度的研究值得商榷。

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ComparisonofHeatStorageandReleaseCharacteristicsofDifferentThicknessesSoilWallSolarGreenhouse

SHI Yuliang1WANG Xiufeng2WEI Min2,3LI Tianhua4WANG Shaojie5

(1.CollegeofHorticulture,QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao266109,China2.CollegeofHorticultureScienceandEngineering,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018,China3.ScientificObservingandExperimentalStationofEnvironmentControlledAgriculturalEngineeringinHuang-Huai-HaiRegion,MinistryofAgriculture,Tai’an271018,China4.CollegeofMechanicalandElectronicEngineering,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018,China5.CollegeofWaterConservancyandCivilEngineering,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018,China)

The solar greenhouse is only greenhouse type for China. Indoor thermal environment of solar greenhouse is improved via the heat storage and heat release of wall body. The soil wall body, which has good characteristic of heat storage and heat release, is applied to solar greenhouse extensively in China. The thickness of soil wall body is determined by the builder’s experience due to lack construction standards. At present, the study on the heat release characteristic of different thicknesses soil wall is hot spot, which can provide the theoretical basis for the simplification and thickness optimization of soil wall body. The solar greenhouse No.1 (the top and bottom width of the soil wall body was 2.0 m and 6.0 m, respectively) and solar greenhouse No.2 (the top and bottom width of the soil wall body was 1.3 m and 3.0 m, respectively) were chosen as research object in Tai’an, Shandong Province, China. The greenhouse No.1 and No.2 had the same length (50.0 m) and width (10.0 m). Five testing layers of temperature at the same height of the north wall of both greenhouses were arranged. The testing period was from Dec. 20th, 2015 to Jan. 20th, 2016. The outdoor weather conditions, indoor air temperature and interior wall temperature in the sunny day (from Dec. 30th, 2015 to Jan. 2th, 2016) and cloudy day (Jan. 4-6th, 2016) were used to analyze the temperature distribution and the heat release characteristic of each testing layer in the greenhouses No.1 and No.2. The results showed that during the sunny day, the heat storage and release quantity of the greenhouse No.1 was higher than that of the greenhouse No.2, but the difference was little, which was 82.3 kJ and 45.0 kJ, respectively. For the three cloudy days, the heat release characteristic of wall body of the solar greenhouses No.1 and No.2 was analyzed based on the data of the wall body temperature and indoor temperature. The results showed that the heat release quantity of greenhouse No.1 was higher than that of the greenhouse No.2, the difference was 615.9 kJ, but the air temperature of the greenhouse No.1 was only 0.6℃ higher than that of the greenhouse No.2 during the cloudy day. The analysis of relative temperature stability part of wall showed that the heat storage of the greenhouse No.1 was very higher than that of the greenhouse No.2. This heat relative temperature stability part for the thick wall greenhouse should be used via efficient heat exchange equipment to improve the thermal environment of greenhouse.

solar greenhouses; soil wall thickness; heat storage and release characteristic

10.6041/j.issn.1000-1298.2017.11.044

S625.5； S625.1

A

1000-1298(2017)11-0359-09

2017-07-21

2017-08-28

国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-25)、青岛市民生科技计划项目(16-6-2-43-nsh)和青岛市园艺植物遗传改良与育种重点实验室项目

史宇亮(1981—)，女，讲师,主要从事设施环境工程与调控研究，E-mail： shiyuliang1981@126.com

王秀峰(1957—)，男，教授，博士生导师,主要从事设施环境工程与调控研究，E-mail： xfwang@sdau.edu.cn