[发明专利]一种适合中、低纬度地区使用的农作物温室

说明书

技术领域

本发明属于农业生产技术领域，是一种农作物温室。

背景技术

地球的中、低纬度地区冬季都比较寒冷，以北半球为例，冬至日，正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，北半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值，太阳辐射最弱。所以在北半球的室外这个季节一般不适合种植农作物。为了进行农业生产，农民采用搭建温室的方法，在温室内种植蔬菜、瓜果花卉等作物，温室主要由透光保温的棚体、地面和后山墙围建构成，地面与水平面平行，后山墙与地面垂直。由于冬季正午太阳照射角（学术上称为正午太阳高度）比较小，地面吸收阳光的热量低，即使有棚体保暖，在最冷的月份温室内温度也很难达到植物生长要求，一般还要对温室内进行人工加热，并且纬度越高的地区需要人工加温越多，中高纬度地区温室种植的生产成本极高，所以不适合大面积生产，因此这些地区冬季蔬菜生产量很小，满足不了居民的生活用菜需求。居民消费的蔬菜多数从低纬度地区贩运而来。蔬菜价格高而不新鲜。

发明内容

本发明要解决的技术问题是公开一种能够有效提高太阳能热效率的适合中、低纬度地区使用的农作物温室。

本发明的设计思路是针对太阳辐射最弱的冬至日的正午太阳高度角做为设计依据，也可以以温度最低的一月份作为设计依据，温室内地面的设计是让地面抬升，与正午太阳照射的方向形成较大的夹角（如角C2），使该地地面与正午12点（指的是当地的地方时，比如在中国，不一定是北京时间的正午12点，如果是新疆就是午后的14时左右了）时的阳光夹角增大，从而增大太阳辐射，最大限度的利用太阳能，在低纬度地区这样设计就能满足蔬菜花卉等作物的温度需求。在中纬度地区，还需将后山墙建造成大角度斜坡，使冬至日正午与阳光形成直角，从而获得最多的热量，白天这些热量散发到温室内一部分，另一部分被墙内的土层吸收，夜里热量源源不断地散发到温室内，这面墙犹如一个巨大的暖气片，使温室内的温度升高，使温室内的温度不至于很低，满足作物生长的需要。

本发明解决技术问题的方案是采用棚体、地面和后山墙制成适合中、低纬度地区使用的农作物温室，地面制成斜面，与水平面呈5-40度角，朝向太阳的一端低于靠近后山墙端。这样地面能够更好地吸收太阳能。理论上也可以做成大于角40度的，但如果棚内地面与水平面之间的夹角大于40度则对种植带来不便。如果坡度达到40度，温室内的温度会比坡度20度的温室高很多。

对于中纬度地区，后山墙制成斜面，后山墙顶部为远离太阳的方向，后山墙与水平面夹角在54-85度之间，这个角度能使冬至日正午阳光正好直射后山墙面，具体根据当地地理纬度决定。也可以根据自己的喜好适当增减几度设计。

后山墙的斜度与水平面垂直时，种植面积大，但正午太阳不能与后山墙直射，后山墙吸收的太阳能没有达到最大值。低纬度地区可以采用这种方法建设。

高纬度地区也可以参照中纬度地区建造温室的方法建造，可以作为夏季用温室的需要。

其中地面与水平面的最佳耕作角度为10度到30度。

后山墙与水平面的最佳角度在60-85度之间。

实际操作过程中，如果地面与水平面呈30度以上的夹角，为了防止土块滚落，就需要每隔1-2米加装一个挡土板或挡土墙。

在图中，我们可以看出当地冬至日的正午太阳高度角是角B2，我们通过建坡，把温室地面抬升了角A2的角度，这时温室内的正午太阳高度角是角C2，角C2等于角A2和角B2的和。我们通过抬升地面，使太阳高度角增大了角A2的值，从而增大了太阳辐射值。

近日点时，日地距离是1.471亿千米，而远日点时，为1.521亿千米，两者的差距是500万千米，近日点分别是春分和秋分，远日点分别是冬至和夏至，所以地球表面获得的热量多少和太阳与地球的距离没有关系。和正午太阳高度角关系密切。赤道附近，全年的太阳高度角都大，所以获得的热量就多，气温就高，高纬度地区全年的太阳高度角都小，所以获得的热量就少，形成极寒天气。以北半球为例，夏至日太阳直射北回归线，北回归线及其以北的北半球达到太阳辐射的最大值，北回归线及其以北的北半球温度就高。

高纬度地区，以北半球的冬季为例，大部分地区会出现极夜现象，多日见不到太阳，所以，这个地区冬季做不了温室，但是在春夏秋季节还是可以用的，这个地区的温室设计可以参照中纬度地区温室建造，也可以达到正常作物生长的温度。