温室作为一种用来栽培植物的生产设施,在农业生产中能改善农作物生长条件、使作物生长环境得到优化。屋顶全开窗型温室作为结构特殊的新型温室,其优点是顶窗可全部打开,对于增加通风面积、最大化利用自然通风为夏季温室进行降温具有重要意义。通风率和温度等作为影响屋顶全开窗型温室环境的重要因子,对其展开研究能为温室调控提供理论依据。本研究以夏季屋顶全开窗型温室为研究对象,基于不稳定状态下的质能平衡方程,建立温室通风率计算模型与温室内空气温度与温室覆盖层温度动态模型,通过试验对多元线性回归、BP神经网络的温度预测与温度动态模型预测对比,依据试验数据计算温室通风率,并对相关影响因素进行讨论分析,完成部分温室监测系统设计,为温室进一步调控提供理论依据,主要的研究内容和结果如下:(1)基于简单质能平衡方程对屋顶全开型温室通风率进行理论分析,从温室单位区域净太阳能辐射、土壤传导热、与温室外界的对流热及温室内净热能辐射分别进行理论推导,得出夏季低风速状态下屋顶全开型温室的自然通风通风率模型与温室温度动态模型。通过温室内外能量交换建立温室温度预测模型。对屋顶全开窗型温室监测系统的MCGS组态软件部分进行了相应设计,针对通风量下限与温度上限设置了双重报警。(2)以上海金山中华村玻璃温室为研究对象,采用温湿度传感器对温室内空气温、湿度、温室土壤表层温度、温室覆盖层温度进行数据采集;采用环境记录仪对室外空气温、湿度,室外风速以及室外辐射进行数据采集;在通风率试验期间,由于遮阳网收起,温室内空气温度最大值为61.1℃,相对湿度的最小值为21%。温室地面温度低于温室覆盖层温度和温室内空气温度,温室覆盖层温度高于室外空气温度,低于室内空气温度;在温室温度模拟预测试验期间,遮阳展开。室外辐射最大值出现时间段为12:00-14:00,其值为940 W/m2,此时温室内温度也处于最大值。试验期间,温室外风速变化无明显规律,风速最大值为2m/s,平均风速1.1m/s。(3)依据试验数据,以测量的环境因子数值作为输入,使用温室动态模型预测温室内空气温度与温室覆盖层温度;建立多元线性回归方程,预测温室内空气温度与温室覆盖层温度;依据测量环境因子数值作为输入,构建BP神经网络,经过训练、验证与检测,确定神经网络模型,预测温室内空气温度与温室覆盖层温度。结果表明,三种预测模型对温室空气温度与温室覆盖层温度都有一定的预测效果,温室动态模型对温室空气以及温室覆盖层的温度模拟效果要好于多元线性回归的预测效果,与神经网络预测值相比更接近温度实测值。(4)依照通风率模型与试验数据,对温室通风率进行计算,计算得出温室内最大通风率数值为0.0920 kg·s-1·m-2,平均通风率数值为0.0752 kg·s-1·m-2。对比其他模型,本文所推导通风率模型更适合屋顶全开窗型温室夏季低风速条件下的实际使用情况;分析了温室通风率与室内外温度差之间的关系,推导出理论方程。