日光温室的建造及新技术应用

日光温室的建造及新技术应用

摘要：北方地区冬季食用的蔬菜大部分是南调，成本高、质量无保障。日光温室生产蔬菜为解决北方地区蔬菜市场供应方面发挥了重要作用。因而对日光温室的建造技术和新材料的开发应用也有了更高的要求。

关键词：北方日光温室；建造相变蓄热材料；四位一体

在我们北方，日光温室是近年来发展起来的保护地设施，它为实现我国“菜篮子”工程，特别是在解决北方地区蔬菜市场供应方面发挥了重要作用。是一种在室内不加热的温室，即使在最寒冷的季节，也只依靠太阳光来维持室内一定的温度水平，以满足蔬菜作物生长的需要。温室内可设置一些加热、降温、补光、遮光设备，使其具有较灵活的调节控制室内光照、空气和土壤的温湿度、二氧化碳浓度等蔬菜作物生长所需环境条件的能力，成为当今蔬菜保护地设施之一。我国以中小型为主，以塑膜(聚乙烯膜和多功能膜、无滴PVC棚膜)为主要覆面材料。我国日光温室投资回收期短，竹木结构的当年可收回投资，钢结构的投资回收期一般为2-4年。是农业增效、农民增收的重要途径，特别是在我国自然资源丰富、区位优势明显、劳动力资源充足的条件下、发展日光温室蔬菜生产对强农、富民有重要战略意义[1]。

1 选地

建造温室应选择避风、向阳、地势平坦、水源充足、排水良好、土质肥沃、周围无高大树木和建筑物遮荫的地方，并且近十几年内不列入市、县城市建设规划之内的地块。

2 建造日光温室方位的选择

温室的方位是指温室屋脊的走向。一般都是座北朝南、东西延长，东、西、北三面筑墙，设有不透明的后屋面，前屋面用塑料薄膜覆盖，作为采光屋面。采光面朝正南以充分接受阳光。我们河北省冬季气温低，温室不能在日出后立即揭帘受光，所以要选择正确建造温室的方位。具体做法是可用罗盘测定方位，在没有仪器的条件下，也可以用立杆法测出温室的朝向方位。即在温室定位点立一垂直于地面的木杆，在上午10点到下午2点每隔10分钟测一次木杆的影长和位置，其中木杆最短的阴影线标记好方向，并做出该线的垂直线，此垂直线的走向就是温室正东西方向线，也就是温室后墙方向的基准线走向。温室走向可以适当向南偏西倾斜，以提高温室内的温度，但应控制在10°之内，否则对其他季节采光产生不利影响。

3 采光面形状的设计

冬季采光面倾角需增大。目前以圆～抛物线组合型应用的最多。在距离前屋面底角0.5-1米处需要足够的空间，便于人员操作，适于高科作物生长。综合考虑以上因素采光面应建成以4米为半径的弧形，即温室以拱圆形或抛物线形屋面效果好。

4 后屋面的仰角和宽度

后屋面的仰角应达到冬至前后白昼最短三个月的正午太阳光线能直接照射到温室后

墙及后屋面内屋面，增加后墙及后屋面的热量，有利热量的储蓄，一般应在25°-40°之间。后屋面应保持适当的宽度。后屋面太宽，遮光面积很大，减少进入室内的太阳辐射能量；后屋面太宰，对保温不利。因此要兼顾采光和保温两个方面来考虑后屋面的宽窄。根据实践经验，后屋面地面垂直投影约为温室跨度的0.2倍时，温室的热效应最大。

5 温室的后墙、山墙的建造

日光温室后墙高度一般为1.8-2.2米，不宜低于1.6米。后墙要距房屋3-4米外，沿着温室延长方向划线。后墙、山墙按建筑材料可分为泥垛、砖石两种。无论是用泥还是用砖，基础最好是用砖或石头砌0.5米高，这样可有效地抗伏雨淋冲水泡，延长温室的使用寿命。墙体若用砖砌，内层砖墙24厘米，中间保温夹层12厘米，外层砖墙厚12厘米。保温夹层可填充珍珠岩、炉灰碴等。若用泥垛，要用扬脚泥垛，底宽1米、顶宽0.8米。后墙可培土，以便增强保温效果。目前我国已发现新的廉价保温材料相变蓄热材料，将相变蓄热材料用于日光温室墙体可有效提高温室的生产能力，是温室蓄热保温的新途径[2]。

6 温室的高度和跨度

跨度是指温室后墙内侧到前屋面内侧间的距离。温室的高度与跨度：温室的高度与跨度是密切相关的。目前“模式”中的温室设计普遍是高度矮、跨度增大。它带来的弊端有许多人已认识到了，而在实际做的时候绝大多数人又把它忽视了。这是人们希望温室内可播种面积越大越好，而导致跨度增大，温室跨度的大小决定温室的采光和保温，同时也决定作物栽培和人工作业空间。日光温室的跨度应根据当地最低温度而定，河北省温室内跨度6.5m,长度不小于50m温室脊高2.73m，北纬38°以北地区，往北移1°，后墙高度相应提高12cm，后前外高2.2-2.5m[3]。

7 温室的结构比及风雪荷载

想要提高温室的透光率就必须降低温室的结构比，即温室骨架材料面积与采光面面积之比。日光温室前屋面建筑材料断面面积大小对温室采光有明显的影响，断面面积越大，遮光面积愈大。现有建材中，钢筋骨架断面最小，遮光最少，建议采用钢筋骨架，主体钢骨架材料均需要采用热镀锌防腐处理，温室雨槽高度以3 m 为宜，过高不利于温室保温，过矮不利于室内作业。北方地区建造温室，应该充分考虑温室的风、雪荷载指标。最近几年，

气候反常，冬季暴风雪常常不约而至，有的地方达到三十年一遇甚至五十年一遇的规模。为安全生产，也考虑到温室自身具备一定的化雪功能，华北地区建造温室风、雪荷载指标应该分别不低于0.5 kN/m2 和0.3kN/m2，东北地区雪载指标建议达到0.4kN/m2[4]。

8 相邻温室的间距确定

相邻温室的间距是指南北两栋相邻的温室距离。自南栋温室后墙根至北栋温室采光面底脚应不小于当地冬至前后正午时温室后墙阴影距离。一般前后栋温室之间的合理距离为前栋温室脊高的2.5-3倍。

9 温室长度与采光面覆盖

温室适当长些，可以减少两个山墙遮光面积的比例。但是如果温室过长将影响管理，通风不好，一般温室长以60-80米为宜。为了便于操作，温室长度不宜大于100米，温室面积以小于667平方米(1亩)为宜。采光面覆盖物塑料薄膜的选择十分重要。在薄膜的选择上要强调无滴性和保温性，目前主要应用的薄膜有聚氯乙烯无滴膜、聚乙烯长寿无滴膜、聚乙烯紫光膜为首选。

10 前屋面角与防寒沟

温室采光屋面与地平面构成的夹角，一般以23°-25°较适宜。日光温室的东西侧及

南侧，应沿墙设置防寒沟，深度一般为500 mm，宽度为300～500 mm，内填保温材料。防

寒沟应防水防潮，保证防寒沟内保温材料的干燥。防寒沟设置在温室的内部，保温效果较好，但减少内部土地利用率，有时也把防寒沟设置在温室外侧[5]。

11 新模式的推广

目前北方地区有推广“四位一体”日光温室的特点是以种植业为基础，以养殖业为主干，以沼气为纽带，以庭院为依托，组成物质良性循环利用的生态农业系统。“四位一体”日光温室已成为推动当地农业生产结构调整，提高农产品质量、改善生态环境，促进绿色食品和无公害农产品发展，实现农业增效、农民增收一项重要技术措施[6-7]。

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