优化日光温室采光设计：原理与计算公式解析

日光温室采光设计是北方地区蔬菜生产中不可或缺的关键环节，本文由董福奎针对中小型塑料日光温室的建筑设计展开深入探讨。首先，温室的方位是设计的核心要素，理想的方位通常是坐北朝南，以最大化接收太阳辐射。然而，根据实际地理和气候条件，可能需要适当调整，如在早晨多雾或寒冷的地区，温室可偏向西以利用下午阳光，而在气候温和、少雾的地区则可偏向东以利用上午较好的光质。 作者提供了方位计算公式：sinα=sinφtg[(h1+h2)/2]cosα+cosφctgγtg[(h1+h2)/2]，其中α代表偏转角度，φ为当地的纬度，h1和h2分别为温室两侧的高度。此外，还有采光角的计算公式：γ=φ-3°51′，这个参数影响着光的有效利用率。 后屋面投影的设计也很关键，其公式为：后屋面投影=（脊高-1.5米）tgφ，以确保足够的光照穿透。日照间距d/H的计算涉及到ctg(63°24′-φ)，这个值决定了温室之间的合理布局，以便获取最佳的光照分布。 文章还提到，为了精确评估任意时间物体在日光下的阴影情况，引入了南北方向上阴影长度的计算公式：d/H=ctg[90°-φ+arctg(tgδ/cosh)]，这在实际设计中对避免遮挡和提高采光效率非常重要。 日光温室的采光设计不仅要考虑太阳的直射角度，还要结合地理位置、气候条件、遮挡因素以及温室结构参数，通过精确计算和科学规划，才能实现高效节能的生产环境，从而提升北方地区冬季蔬菜的产量和品质。这篇首发论文为日光温室的设计者和使用者提供了实用的参考依据。