日光温室的设计与建造

43型高效节能日光温室的发明及背景 重要参数： 地理纬度、海拔高度、太阳高度角、当地 磁偏角、冬季气象资料、冬季土壤冻层、 极限低温、太阳视赤纬、障碍性天气（大 风级数、绛雪厚度、连续阴天天数）等。
温室的功能定位
发展趋势： 1、温室的大型化 2、温室的现代化 3、花卉生产工厂化
4．透明覆盖物的选择 当代先进国家的防雾滴棚膜性能优良，流滴持效期可达 1～8年，基本上与防老化寿命同步，且既防滴又防雾。而 国产聚乙烯双防膜的流滴持效期只有2～4个月，聚乙烯多 功能复合膜的流滴持效期为4～6个月，乙烯一醋酸乙烯多 功能复合膜的流滴持效期也不过6～8个月，所有国产防雾 滴膜都存在防滴不防雾的问题。由于我国防雾滴膜的流滴 持效期短，且常有雾气产生，致使覆盖防雾滴膜的棚室内 易发生和蔓延病害。
日光温室的设计与建造
温室在农业生产中的作用
1．温室是增加农民收入的有效途径 2．温室是顺利实施菜篮子工程的有力保证 3．温室生产推动农业产业结构调整 4．设施农业加快了农业高新技术的应用步伐
如何根据中国各地气候特点发展设施生产， 必须深入研究，不能照搬国外的经验，节 能是中国设施园艺生产的重要课题。中国 应以多样化的设施生产模式，适应各地的 气候条件和特点。
二 日光温室设计原理基础及建造
1、日光温室的采光设计 温室设计上，应使温室在冬季获得最大 光量为目标，同时兼顾温室光照分布的 均一性。主要包括温室方位、前屋面采 光角度和形状、后屋面的坡长和仰角、 材料的透光性能等。
太阳辐射的特点 太阳光一般称为太阳辐 射或日射。到达地面的太阳辐射波长范 围为0.3～2.0微米，而以0.5微米处能量 最高。太阳辐射中，波长0.38微米以下的 称为紫外线，0.38～0.76微米的叫可见光， 0.76微米以上的是红外线，也称为长波辐 射或热辐射。另外，波长0.4～0.7微米的 部分是植物光合作用主要吸收利用的能 量，称为光合有效辐射，0.7～0.76微米 的部分称为远红光，它对植物的光形态 形成中起重要作用。
日光温室的墙体结构 土筑结构
砖石结构
复合墙体
复合墙体是由不同墙体材料组成，并复合上保温 材料，以达到既具有支撑作用又具有保温防寒功 能。
隔热效果优劣排序如下：苯板、珍珠岩、炉渣、 木屑、中空
四
日光温室的建造
我国温室蔬菜生产发展迅速，已经从分散零星生 产走向集中连片大规模生产。以设施蔬菜为支柱 产业的县、乡(镇)和村迅猛增加，一些大企业和 公司也对设施蔬菜生产投入巨资，以设施(温室) 为主的蔬菜科技园区、无公害 蔬菜生产园区、农 业高新技术园区与日俱增。在这种情况 下，合理 选择日光温室的建筑场地，认真做好规划，才能 最大限度地发挥温室的功能，取得较大的经济效 益和社会效益。
2．温室群的规划与布局 场地规划 场地选择好后，要进行合理规划，规划工 作包括温室方位、间距、田间道路和排灌沟，以及附属建 筑。 温室方位和间距的确定 规划园区首先应确定温室的方位 和间距。冬季东西栋连栋温室直射光日总量床面的平均透 光率比南北栋连栋温室高5％～25％。春季和秋季东西栋 和南北栋透光率相差约5％。夏季，南北栋比东西栋平均 透光率还要高一些。南北栋连栋温室光照分布比较均匀， 而东西栋温室直射光透光率分布极不均匀，有明显的固定 的弱光带。这个弱光带主要是受排水天沟和屋脊等的遮光 影响。因此，连栋温室屋脊的走向应为正南北，这样光照 分布均匀。日光温室的方位为东西走向,朝阳30-50。

日光温室间距决定于温室与温室之间的遮阳情况， 而遮阳主要与温室高度、太阳高度角、方位角有 关，而太阳高度角、方位角又随着季节和一天中 时刻不同而变化。在冬季太阳最低日的冬至，以 前排温室不对后排温室造成遮阳为准，以使后排 温室在冬至前后日照最短的季节里，每天也能保 证6小时以上的光照时间。即在9时至15时，前排 温室不对后排温室构成遮光。
5、日光温室的保温设计 日光温室的热平衡
墙体和后屋面的保温设计
在传统的温室设计理论中，墙体和后屋面的作 用主要是承重和隔热。而日光温室的墙体和后 屋面则要求既能承重、隔热，又能载热，即白 天蓄热，夜间放热。为增加墙体和后屋面的保 温蓄热能力，一是要设计异质复合墙体，内层 要选择蓄热系数大的建筑材料，外层要选择导 热率小的建筑材料；二是要加大厚度，要视建 材和外界温度状况以及作物需要的适温而定
2．日光温室前屋面采光角度的设计

温室角度=23.5 0+(地区纬度-40 0)*0.5

温室倾角=23.50 +(地区纬度-400)*0.618
1991年林维申提出第三代日光温室倾角公式， 即: 温室倾角=300+(地区纬度-400)*0.2 这一研究结果，在内蒙古等高寒高海拔地区得到 广泛应用。也有人认为日光温室前屋面采光角度 等于地理纬度减去6.50。
3．日光温室后屋面角度
日光温室后屋面的角度是指后屋面与地平面的夹角，它 取决于屋脊与后墙的高差和后屋面的水平投影长度。如 果屋脊高度和后屋面水平投影长度已定，则后墙愈矮的 后屋面角度愈大，反之则愈小。已有的研究表明，日光 温室后屋面不但具有保温、吸收储存热量，还可以增加 反射光线，因此后屋面的角度、厚薄及组成对于日光温 室的保温意义重大。为了使冬至前后中午太阳光能直射 后屋面内部，后屋面的仰角应该大于当地冬至太阳高度 角70～80 %。这样就可以使后屋面在11月上旬至翌年2 月上旬之间中午前后接受到太阳直射光。
土壤加温 温室冬季地温低是影响蔬菜正常生长发育的主要 障碍。提高地温常见的有三种：酿热物加温、电 热加温和水暖加温。 降温的方法 夏季温室内温度过高，利用自然通风 换气降温，很难达到蔬菜生长要求的温度。为了 使温室内气温下 降到室外气温以下，通常采用以 下几种降温方法。 遮光降温法、屋顶面流水降温法 、通风等
前屋面的保温设计 草苫(帘)
纸被
保温被 多采用棉布(或包装用布)和棉絮(可用等外花或短绒棉)缝 制而成。保温性能好，其保温能力在高寒地区约为10℃， 高于草苫、纸被的保温能力。但棉被造价高，一次性投资 大，防水性差，保温能力尚不够高。近几年，各地各有关 部门为寻找可替代草苫的外覆盖材料做了多方面的探索， 已经研制出一些价格适中、保温性能优良、适于电动卷被 的保温被。
实施温室标准化的紧迫性
小节
温室是我国蔬菜栽培设施的重要类型，尤其
是日光温室，它在北方冬淡季的蔬菜供应中
占有举足轻重的地位。我国蔬菜温室的应用 历史源远流长，但是高效节能日光温室的发 展历史并不长。改革开放以来，随着我国农 村经济体制改革的不断深入，高效节能日光 温室开始用于蔬菜生产 。
高效节能日光温室以其显著的温光性能、较高的
1、温室场地的选择
选作建筑日光温室群的地块，要同时具备以下条件：
(1)地形和地势 地形开阔、地势高燥，东、西、南三面 无高大树木、建筑物和山岗遮阳。要避开风口、风道、河 谷、山川等。因为在这些地方修建温室，不但易受风害， 而且会加大温室的散热量，使室内温度难以维持。最好的 地块是北部有山岗、林带作天然风障。全部生产基地最好 规划成南北较长的格局，这样有利于防风。在山区建设最 好建在阳坡，坡向以北高南低较好，坡度最好在2％以上。
至于后屋面的厚度，由于各地使用的建筑材料不 同，差别较大。对于高效节能日光温室来说，若 采用保温性能好的秸秆、草泥、稻壳、高粱壳、 玉米 皮及稻草组成的异质复合后屋面，则其总厚 度可在40～70 厘米之间，低纬度地区可以薄些， 高纬度地区必须厚些。由于后屋面的传热系数远 比前屋面小，所以长后坡的温室白天升温较慢， 但夜间降温也慢，清晨揭草苫前温度稍高些。反 之，短后坡的温室，白天升温快，晚间降温也快， 揭草苫前温度稍低些。
2)．建造维修日光温室的季节和时间 蔬菜生产用日光温室一部分是砖石结构，多数是简易的土 筑结构日光温室。这种温室一般是夏秋建或修复，建造的 时间一般是从当地雨季过后开始，到上冻前半月结束。高 寒地区最好在春季开始建造，在夏季的7月前建成，这样 不耽误秋延后的生产，可以提高土地利用率，增加收入。 如果春季不能建造而必须在秋季建造时，一定要在上冻前 15天结束，以免因墙体不干冬季受冻，来年春季墙体解冻 而倒塌或墙皮掉落。高效节能日光温室的建造时间宜早不 宜迟。
日光温室的内覆盖保温 在温室内部均设置了自动或半自动的内覆 盖装置，覆盖材料为塑料薄膜、无纺布、 遮阳网等。温室内设置保温幕容易实现自 动化操作，不损伤薄膜
日光温室温度的人工调节 日光温室蔬菜生产所面临的主要问题还是深冬季的 持续低温，如果是生产喜温蔬菜，遇长期连阴雪天， 将对蔬菜生产造成严重影响。因此，为增强日光温 室抵御自然灾害的能力，必须设臵临时补温措施。 增温措施 温室使用的加温方式有：地炉煤火加热， 热风、热水、蒸汽采暖以及热水(蒸汽)热交换热风 采暖，蒸汽热交换热水采暖、电热采暖、辐射采暖、 太阳能蓄热采暖等
目前，我国棚膜的防老化水平较低，使用寿命偏短。普通 棚膜的防老化寿命一般只能达到连续覆盖4～6个月，聚氯 乙烯防老化膜和双防膜由于易析出，特别是在高温强光下， 增塑剂向表面迁移速度加快，导致透光率大幅度下降，故 不易作越夏连续覆盖栽培，多行秋扣棚连续覆盖到初夏， 使用寿命8—10个月，而且由于添加了紫外线吸收剂，会 阻碍植物花青素的合成，不宜用于覆盖紫茄子；聚乙烯防 老化膜和双防膜无增塑剂析出问题，可作越夏连续覆盖栽 培，但防老化寿命也只能达到连续使用12～18个月，即只 能一个夏季。
(2)土地条件 温室生产要求土地周年使用，为此， 土壤一般要求地下水位要低、土质疏松肥沃、无 盐渍化和其他污染。一般要求为壤土或沙壤土， 最好在3～5年内未种过瓜类和茄果类蔬菜，以减 少病虫害发生。
(3)社会经济条件 要有水源和电源，水质要好， 有良好的排灌条件。 (4)交通方便 靠近公路，便于产品的运销和减少 运输费用。
建造日光温室所需材料 在建造日光温室前，应充 分了解建造日光温室所需要的各种建筑材料。立 足于就地取材、降低成本、增加产出和注重实效 为原则，选择好温室骨架用材、墙体和后屋面材 料以及塑料薄膜和温室外保温覆盖材料。
图示说明 1、毛石基础宽100cm，高40cm，中间仍为空心，为 20cm。靠里37墙，附8cm笨板，另4cm空，用锯木屑填 实。 2、后墙为双层墙，里为37cm，后为24cm，中间为 20cm空心，里侧附8cm笨板，后面用锯木屑填实。 3、后双层墙每隔壁2-3m设一拉带，以便加固。37墙在地 平面上为3.0m，24墙为3.4m，砖墙为水泥沙浆，水泥沟。 4、钢骨架上弦为6分钢管，下弦为14圆钢，中间拉筋为 12圆钢。 5、钢骨架后坡为角钢，与钢管连接处必须用厚角钢处理 好。 6、钢骨架每隔1.0m设一道。 7、棚骨架要焊两道纵向拉筋。
3、温室的建造与施工 1)．温室的规模和规格
高效节能日光温室每栋的规模要适当。生产实践表明，每 栋日光温室规模不宜过大或过小，过小温室增温效果差， 对温度的缓冲能力低；温室过大造价高，采收外运不便。 从生产实践来看，每栋日光温室面积以300—800米2为宜。 日光温室东西延长50～100米，跨度6～8米，脊高2.7— 3.5米。
经济效益和较低的投入，成为北方设施蔬菜栽培
的主力，并被国内外学者公认为是具有中国特色 设施园艺的重要组成部分。它的出现从根本上改 变了北方冬淡季市场蔬菜供应紧张局面，极大丰 富了城乡居民的菜篮子，提高了城乡居民的生活
质量。
但是， 目前在蔬菜温室建造和管理上还存 在一些问题，诸如全国尚无日光温室的建 造规范，使得各地日光温室蔬菜生产的经 济效益存在较大差异，温室的性能也不能 充分发挥。在温室蔬菜管理上，存在着对 温室环境因子管理精确度差、栽培技术随 意性较大等问题。