[发明专利]一种日光温室覆盖层直射光透射率的测定方法

说明书

本发明属于农业环境技术领域，具体涉及一种日光温室覆盖层直射光透射率的测定方法，其为：将覆盖层分成若干微小曲面作为一个微单元，将每个微单元考虑为平面计算其与地面的夹角，之后结合温室方位角、温室所处纬度在待测定时间点的太阳高度角和太阳方位角计算太阳直射光与日光温室覆盖层每一微单元法线的夹角；再计算每一微单元透射率，并进行加权，即得整个日光温室覆盖层直射光透射率，以此指导温室内的生产。本发明的方法将温室覆盖层分为多段曲面并简化为平面，分析每一平面太阳辐射直射光透射率随时间变化的规律，再综合计算整个覆盖层太阳辐射直射光随随时间变化的规律，更能精确反应覆盖材料、温室结构对太阳辐射直射光透射率的影响。

技术领域

本发明属于农业环境技术领域，具体涉及一种日光温室覆盖层直射光透射率的测定方法。

背景技术

日光温室是我国独有的一种温室结构型式，具有节能、高效、低成本等突出优点，最近20多年来在我国三北地区得到了快速发展，区域范围已扩展到北纬32°-48°地区，栽培面积从1990年的0.3万ha发展到2015年的100多万ha。合理温室结构设计是日光温室高效节能的技术基础。长期以来，由于缺乏系统的温光机理研究，日光温室设计和建造大都依靠经验，温室白天热能蓄积不足、夜间保温能力不够的现象较为普遍。

太阳辐射是日光温室能量的主要来源，其中太阳直射辐射是主要部分，对温室内的温度及植物的生长发育有着重要的影响。太阳辐射透过透光覆盖层进入温室，一部分以热量的形式存储在温室围护结构和地面土壤中，一部分通过作物光合作用被温室植物吸收。因此，最大限度地让阳光射入温室，提高温室内的热环境和光环境，是日光温室结构优化设计的目标。目前，日光温室使用的覆盖材料主要为透光性塑料棚膜，国标规定透光性塑料棚膜透光率不低于85％，中国目前很多温室光热环境计算文献中将该值乘以覆盖层的尘染系数来代表温室的透光率。在实际温室生产中，日光温室前覆盖由多种弧型屋面组合而成，而且太阳直射辐射的角度也是随时间变化的，日光温室前覆盖层直射辐射透光率是动态变化的，因此，日光温室透光覆盖层对直射辐射的透光率不能仅仅根据国标透光率来判断。

太阳辐射照射到前坡透光覆盖层后一部分被吸收，一部分被反射，一部分被透射，根据太阳光线与覆盖层法线的夹角不同，其吸收比、反射比和透射比也不相同，在一天中太阳光线角度在不断变化，覆盖层剖面也不为单一平面，而是多段弧面，因此，定量分析前坡覆盖层对太阳辐射的透射率时需考虑每一微小单元弧面对太阳辐射透射率的动态变化规律。

发明内容

为克服现有日光温室太阳辐射直射光透射率测定方法未考虑屋面弧度和太阳直射辐射角度的缺陷，本发明提供一种日光温室覆盖层直射光透射率的测定方法。

本发明提供一种日光温室覆盖层直射光透射率的测定方法，其为：将覆盖层分成若干微小曲面，每个微小曲面作为一个微单元，将微单元近似考虑为平面，计算每个微单元与地面的夹角；以微单元与地面的夹角、温室方位角、温室所处纬度在待测定时间点的太阳高度角和太阳方位角为参数，计算太阳直射光与日光温室覆盖层每一微单元法线的夹角；计算每一微单元透射率，并对每一微单元直射光透射率进行加权，即可获得整个日光温室覆盖层直射光透射率，以此指导温室内的作物生产。

本发明提供一种日光温室覆盖层直射光透射率的测定方法，具体步骤如下：

S1、将覆盖层分成n个微小曲面，每个微小曲面作为一个微单元，将微单元近似考虑为平面，某个微单元与地面的夹角记为其中n为正整数，x为1到n之间的值；

S2、按照公式(1)计算太阳直射光与日光温室覆盖层每一微单元法线的夹角i_x：

式中，γ和α_s分别为温室所处纬度在待测定时间点的太阳高度角γ和太阳方位角α_s，α_g为温室方位角α_g；