冬季热带植物园的热环境控制

冬季热带植物园的热环境控制

关键词：热环,环境,境热,热风,风采,采暖,暖燃,燃气,气辐,辐射

介绍了热带植物园内的环境要求，如空气温度、湿度、气流速度、光照等诸参数的最佳范围值。探讨了我国北方热带植物园内，为了满足冬季热带植物生长要求而采用的温热环境控制方法和具体措施。通过在最冷的月份对采暖空间的各环境参数的验测、与基本要求对比得出结论：热带植物园内采用，用于冬季热带植物的生长是完全可行的，有较好的应用前景。

关键词：热环境 热风采暖 燃气辐射采暖 热环境控制

1 引言

热带植物园的热环境是空气温度、湿度、气流速度等因素的综合［1］。它与外界的气象因素有直接关系。在寒冷的北方，热环境中起决定作用的因素是空气温度，它受室外气温变化影响，也受室内人员散热、围护结构散热、通风换热等直接影响。室内的绝对湿度通过喷蒸汽直接加湿，相对湿度又受室温的影响，随着室温下降其相对湿度就要增高。

展览温室环境控制的目的就是尽可能地创造植物生长的原生环境，即“以植物为本”，在植物生态要求不适合的季节或地带进行植物的异地栽培。本文通过在北方最冷的月份对热带植物园的热环境参数监测，对热风采暖＋燃气辐射采暖的封闭空间热环境控制方法和设施进行了探讨和评价。

2 热带植物生长的热环境要求

植物的生长与周围的环境有着密不可分的关系、如其中的一项不适合植物生长的自然规律，那么它有可能衰败和死亡。与植物生长最密切的环境因素就是温度、光照和湿度。

2.1 温度［2］［3］

温度是影响植物生长发育最重要的环境条件之一。各种花卉对温度有最低温度、最高温度和最适温度的要求。如果超过其极限温度，植物的生长发育将会受挫。如生长在热带的扶桑、米兰、一叶兰、一品红等，最适宜的生长温度为22—26℃．最低温度不低于10℃．最高不易超过34℃；椰子、八角等最适宜的生长温度为23—24℃．最低温度不低于7℃．最高不易超过32℃。总的来说，植物最适宜的生长温度在15—26℃左右，在最适温度之间，花木的生长随温度的升高而加快。超过一定的温度，生长便会减慢。每种花卉都有自己生长的最适温度。园林植物要在了解所养花木的生长习性的基础上，根据其生长发育需要，创造合适的生长温度。

2.2 光照［3］

植物的全部生命活动主要是光合作用，光合作用的能量来源就是光能。因此．光照对植物的生长发育起着非常重要的作用。但是，由于各种植物原产地气候条件的不同，而养成了植物对光照强度的要求不同，如把阳性植物扶桑、米兰、白兰花、天竺葵、仙客来等放置在长年背阴的地方，将会开花不好或花香不浓。但如果把阴性植物吊兰、龟背竹、文竹、君子兰等放在强光下照射，同样会造成叶片发黄和干枯。因此，要根据植物的喜光习性，分别掌握。

2.3 湿度［3］

不同的植物及相同植物不同的生长发育时期对空气湿度的要求也不一样。如原产于热带的植物，不仅需要较高的温度，而且更喜欢较大的湿度。一般喜欢高温的植物，所要求的空气湿度需要达到70％—80％，而喜欢低温的植物空气湿度也不应低60％。

3 热带植物园的热环境控制方法和设施

热带植物园的植物生长环境是由设备专业人员将植物学、生态学、园艺学的概念转变成对空气环境、土壤环境和水环境的认识与处理。植物园的建筑设计，园内植物的分布，也会对植物的生长环境产生影响，在这里笔者主要阐述设备系统对园内热环境的控制：最大限度的接收太阳辐射热能，同时加强保温、隔热，加强防寒管理是控制室温的重要措施。热带植物园的热环境控制措施包括：

3.1 温度控制

热风供暖＋燃气辐射采暖系统为像热带植物园这类高大空间供暖，有其自身的优势。对于低矮植物以热风采暖为主，燃气辐射采暖为辅；对于像椰子、佛肚树等高大植物则应主要依靠燃气辐射采暖。

冬季空气处理机组提供热风循环、送风口设于建筑物周围，回风口用道路地面风口或与景观结合，如风倒木的断口等。燃气辐射采暖系统的应用，在很大程度上解决了高大空间的热空气分层及植物烧尖现象。

3.2 湿度控制［4］

3.2.1基础加湿：出空气处理机内设的高压喷雾加湿膜对热风进行加湿。

3.2.2直接加湿：采用高压喷雾加湿器(或汽水混合加湿器)对室内空间直接加湿，雾粒≯10mm,喷头采用不锈钢制。

3.2.3景观加湿：

设置瀑布、水池调节环境湿度。

 在瀑布、叠水或塑山上设置超声波或高压微雾设备以增加景观效果。  热带雨林展区设置人工降雨区域以模拟自然、增加参观的趣味性。 

3.3 采光控制

整个金字塔建筑采用全玻璃钢架结构，白天太阳光穿过玻璃，射入植物园内。既保证园内光照，又对园内加温。因此全玻璃暖房的设置，保证舍内光照时间与外界相同，夜晚放下保温卷帘保温。

4 植物园内热环境参数测量

在热带植物园内，采用上述增温、保温、加湿的措施，通过有1个月的运行，对植物园的热环境参数进行测量，并向植物园内的技术人员了解植物的生长情况。结果证明上述的热环境控制措施满足了热带植物冬季生长的要求

4.1 室外干球温度的测量；

选取最冷的12月，1月份某天24小时的室外干球温度进行测量，测量结果见图1。

4.2 室内热环境的测量

同样测出该日植物园内各测点的温度、湿度，测量结果见图2、图3和表1。这里需要说明的是，由于园内植物的布置以植物园内的环形路径为分界，所以测点沿园内主要路径均匀布置。图4给出了某点在垂直方向上的温度梯度。以下数据仅为与分析有关的典型数据，其余众多数据不再赘述。

5 热带植物园热环境控制设施评价

⑴从图2，图3中可以看出在12月最冷的季节，舍内湿度稍低于要求值，而温度处于最佳范围内，说明舍内温热环境基本满足育热带植物生长的需要。 ⑵由温度梯度曲线看出园内温度梯度较小。从表1看到，早晨墙内表面与园中央温差3℃，而其余时间温差均较小。墙壁附近(0.05m)与园中央之差小于2℃。测试结果表明植物园内温度分布满足要求。

⑶图1和图2所提供的数据表明，在中午接收太阳辐射能使植物园内温度明显增高。而早晚无太阳辐射的时候，园外温度低于园内温度，为了园内保温可放下保温卷帘。

6 结论

针对北方冬季严寒的气候条件，采用采用的已为人们所接受并正在推广。利用燃气辐射采暖系统辅以采光棚和蒸汽加湿等一系列热环境控制设施来控制热带植物园的热环境是廉价而可行的：应用于冬季暖房类人工环境，可以获得很好的效果，并能够最大限度的节约能源，很有推广前景。

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笔者在测试过程中还了解到，热风采暖＋燃气辐射采暖系统的采用保证了在临时的恶劣气候及天气条件下能满足热带植物生长的基本条件，比如在供暖期之前来临的严寒天气，此时可以单独采用燃气辐射采暖供暖。但应该看到，单独采用燃气辐射采暖只是在特殊情况下的一种应急措施，由于热带植物园内多高大植物，这些植物对热辐射有遮挡和吸收的作用，完全采用燃气辐射采暖对生长在底层的植物不利。所以在植物园等暖房类人工环境的设计中应充分理解植物的不同需要，采用适当的热环境控制方法和设施。

参考文献

1 [匈] L.巴赫基著.傅忠诚译.房间的热微气候.北京：中国建筑工业出版社，1985

2 许再富，编.热带植物资源持续发展的理论与实践。北京：科学出版社，1986

3 毛春英，编.园林植物栽培技术.北京：中国林业出版社，1998 4 张杰.洪凯峰.展览温室人工环境设计.建筑创作.2000(2).-30-33