采光-塑料暖棚的设计(一)
2008-9-23 14:38:00 来源: 网友评论()
阳光是猪生长发育、生产和繁殖不可缺少的条件,也是塑料暖棚的主要热源。因此,在设计建造暖棚时首先要解决好采光问题,特别是冬季,阳光弱、气温低,应最大限度地使阳光透射到暖棚内部。
1 .张圈条件分为光照时数、光照强度、光质、光照分布。塑料暖棚饲养猪时,光照条件主要指光照时数和光照强度。
各地区纬度不同,季节不同,其日照时数也不相同。就日照强度而言,暖棚外水平照度随着太阳高度角的升高和大气透明度的提高而提高。直射阳光和天空散射光的太阳辐射强度可在当地气象台查到。
塑料暖棚猪舍主要是通过自然采光来满足猪的光照需要,若不采取补光措施,棚舍内的光照时间一般与露地日照时数相同。棚舍内光照强度的衡量:一是采光系数,即有效采光面积与舍内地面面积之比,一般用1 ' X 表示。二是用自然照度系数,即舍内水平面上散射光的照度与同一时刻、舍外空旷无遮光物地点的天空散射光的水平照度的比值,用百分率表示。自然照度系数表示光照强度的相对值。2 .影响塑料暖棚采光的因素及对策暖棚内的光照强弱主要取决于纬度、季节、天气状况和建筑结构。暖棚的建造不同,暖棚的采光状况有很大的差别。
( l )暖栩的方位对采光的影响散射光是垂直人射塑料暖棚的,直射光则不同,随着时间和季 节的变化而变化。在低纬度地区由于人射角差异小,与暖棚方位关系不大。但在高纬度地区由于棚舍的方向不同,差异很大,东西延长比南北延长有利于采光。因此,在冬季为使阳光最大限度地射人棚内,我国尤其是高纬度地区应采用坐北朝南、东西延长的方位。早晨严寒和大气污染严重、阳光透射率低的地区,以偏西为好,这样可以延长午后日照时间,有利于夜间保温。早晨不太严寒、大气透明度高的地区以偏东为宜,以便于早晨采光、为了充分利用太阳能,塑料薄膜暖棚猪舍偏东和偏西角以5 ‘左右为宜,最多不超过100 。如受场地限制猪舍必须为南北走向时,舍顶部可为全拱形的塑料棚,中间为走廊,左右双排列。利用拱形塑料棚,增大透光倾斜面的角度,以最多吸收太阳能为原则。拱形棚不仅可以增加采光面积,而且可以使太阳能高度角小于或等于人射角,棚内光照充分,减少积雪,扩大舍内空间,为搞好卫生创造方便条件等。在猪舍的南面一定距离内应无高大建筑物,以不影响采光为宜。
建棚舍应在住户东南角建造坐北朝南或坐西北朝东南形式的向阳猪舍,冬季太阳高度角约为25 " ,日照率为59 写(最大70 % )。向阳棚可使太阳辐射在棚内时间比较长,可提高棚温,又避免西北风的侵袭。
在建造塑料暖棚时,可参考吉林省建筑设计院编著的《 建筑日照设计》 一书提供的我国部分地区建筑朝向表(表2 一l )。表21 我国部分地区建筑朝向
( 2 )屋面角度对采光的影响阳光照射到薄膜上以后,一部分被薄膜吸收与反射掉,剩余的光线才会透射进人棚内。将吸收、反射和透过的光线强度与人射的光线强度的比分别叫做吸收率、反射率及透过率,三者之和为100 %。对于某一种薄膜来说,它对人射光线的吸收率是一定的,因此,光线的透过率取决于反射率的大小。反射率越小,透过率越大。反射率的大小与光线的人射角(光线与法线形成的夹角)有直接联系。光线的人射角越小,反射率越小,透过率越大;反之,则反射率愈大,透过率愈小。当光线垂直人射时,透射率最大(图1 )。
实验表明,当人射角在0c 一40 “的范围内时,随着人射角
图1 太阳光照射在塑料暖棚上的各种角度1 入射角2 ,投射角3 屋面角4 .太阳高度角的加大,透光率虽略有下降,但变化不显著;当人射角处在4 。。一600 范围内时,透光率随入射角的加大而明显下降;当人射角处在6 。。~g 。。范围内时,透光率将随人射角加大急剧下降。
太阳光线与暖棚南屋面构成的角称为投射角(或称人射角),它既取决于太阳的高度角(太阳的直射光线与地平面的夹角),也取决于南屋面的倾斜角(屋面角度)。正南时的太阳高度角(H 。)可从下式求出:
太阳高度角是随着纬度、季节和时间而变化的,因此,在暖棚的采光设计中,为使暖棚尽可能多地吸收太阳光和热,暖棚屋面角度应当同太阳光线配合成比较适当的角度。通常把冬至日正午时阳光对暖棚的投射角达到50 " (即光线人射角为4 。。)时的屋面角定为合理的采光屋面角。显然,合理的采光屋面角就等于5 。。减去冬至日最大太阳高度角。根据这种采光屋面设计的塑料暖棚,在冬至前后的弱光季节里,每天达到5 。。投射角的时间很短,采光并不理想。根据冬至太阳高度角日变化规律,将合理采光屋面角加5 。~了。,以保证每天暖棚的投射角)5 。。的时间在4 小时以上,把这种采光屋面角确定为最佳值。不同纬度合理和最佳采光屋面角见表2 一3 。裘2 弓不同纬度的合理与最佳采光屋面角续表23