关于符合运城市气候特征智能温室的设计研讨
2024-04-25 02:26:33   来源:设施农业教学部    点击:

研讨人:王泽国、葛红林、王量、秦佳、薛相、董晓勇、徐焕琴、高晓莹、马红米、马颖、张曼可、张建峰、李科峰、李娇娇、宋娇

设计一个符合山西省运城市气候特征的智能温室,需要充分考虑运城市的地理位置、气候条件、种植需求以及经济可行性等因素。以下是针对运城市设计智能温室的具体建议:

一、运城市气候特征分析

运城市位于山西省西南部,属于暖温带半湿润大陆性季风气候区,具有以下主要气候特征:冬季寒冷干燥,夏季炎热多雨,春秋两季温和,气温年较差较大。年平均日照时数较长,有利于植物光合作用。降水量主要集中在夏季,且有较强降雨强度,可能导致短时洪涝。冬季低温冬季气温较低,常有霜冻现象,对不耐寒作物构成威胁。春季多大风天气,易伴随沙尘,影响温室透光及空气质量。

二、智能温室设计要点

基于以上气候特征,设计运城市智能温室应着重关注以下几个方面:

1. 温室结构选择与优化

考虑到冬季可能遭遇的低温、冰雪及强风天气,温室结构应采用高强度、耐腐蚀的材料(如热镀锌钢材或铝合金),确保其有足够的承载力和抗风雪能力。温室的骨架设计应遵循相关规范,确保结构安全。鉴于运城市充足的光照条件,选择透光性能优异的覆盖材料至关重要。可选用低铁超白玻璃或高透光率的聚碳酸酯板(PC板),以最大化利用自然光,降低人工补光需求。为应对春季风沙问题,温室四周可增设防风裙边,顶部设计合理的开闭角度以减少风压。同时,可考虑安装空气过滤系统,以净化进入温室的空气,保护作物免受沙尘侵害。

2. 环境调控系统设计

由于冬季气温较低,温室应配备高效的保温系统,如双层充气膜、内保温幕等。同时,安装可靠的加热设备(如水暖、热风炉、地热线等),确保在严寒期能够迅速提升室内温度,防止作物冻害。夏季高温时,温室需配备湿帘-风机降温系统,通过蒸发吸热原理有效降低室内温度。此外,应合理设计通风口位置和面积,实现自然通风与强制通风的有效结合,保证空气流通,降低湿度,预防病害。鉴于夏季光照强烈,应安装外遮阳网或电动遮阳幕,根据光照强度自动调节遮阳程度,防止过强光照导致作物晒伤。同时,可根据作物生长需求考虑内遮阳系统,以精细化调控光照分布和强度。

3. 智能化管理系统

部署温湿度、光照、CO2浓度、土壤EC/PH等多参数传感器,实时监测温室内部环境,为精准调控提供数据支持。基于物联网技术,构建基于云端或本地的智能控制系统,根据预设规则或AI算法自动调整加热、降温、通风、遮阳、灌溉等设备的工作状态,实现环境参数的精准控制。开发用户友好的手机APP或网页端界面,使管理者能够远程查看温室环境参数、设备运行状态,接收异常情况报警,并进行远程操作。利用大数据分析技术,对历史数据进行深度挖掘,为作物生长模型建立、病虫害预警、肥料与灌溉策略优化等提供科学依据。

4. 节能与资源利用

优先选用节能型设备,如高效保温材料、低能耗LED补光灯、变频驱动的通风设备等。合理设计温室朝向与坡度,优化采光效果,减少人工补光需求。考虑在条件允许的情况下,集成太阳能光伏系统为温室供电,或利用太阳能集热器为温室供暖,降低能源消耗。采用滴灌、喷灌、潮汐灌溉等节水灌溉技术,结合土壤湿度传感器,实现精准灌溉,减少水资源浪费。

三、种植方案与设施配套

根据运城市气候特点和市场需求,选择适宜当地生长、市场前景好的作物种类,如瓜果蔬菜、花卉、药材等。配置移动苗床、立体栽培架、悬挂式栽培系统等,提高土地利用率,便于作物管理和机械化作业。集成生物防治、物理防治(如粘虫板、性诱剂等)以及精准施药设备,形成绿色防控体系。设计营养液配制与输送系统,实现精准施肥,促进作物健康生长。

通过上述设计,可以构建一座适应运城市气候特征、高效节能、智能管控的温室,为当地农业现代化与可持续发展提供有力支持。

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