节能型高档日光温室

2005年1月21日

                                                         作者：冯广和　　

    日光温室是我国独有技术，具有鲜明的中国特色，采用简易设施，充分利用太阳光热资源，基本不加温或少量加温，在寒冷季节能越冬生产喜温果菜，为世人所瞩目。日光温室是一种节能型生产设施，其突出的优点是采光、保温性能好，投资较小，运行费用低，符合当前我国国情。
    从20世纪80年代中后期以来，日光温室逐步成为我国北方地区设施园艺的主流设施，为我国北方地区冬春季节的蔬菜生产供应和实现“菜篮子”工程计划，使目前蔬菜生产达到阶段性供需平衡，起到重要作用。
    但是，日光温室也存在着致命的弱点：设施简陋，抗御自然灾害的能力差；内部环境条件差，调控能力不强；夏季降温困难，无法周年利用；土地利用率低等等。
    为了充分发挥日光温室的突出优势和克服其存在的主要问题，提高日光温室的设施水平和调控能力，相关院校、科技单位和温室企业都在进行着试验研究和探索，日光温室的研究和产业化示范被列入“九五”，“十五”国家科技攻关项目，也取得了较大进展。
    北京本特温室公司经过试验研究和设计，于2001年，在北京市丰台区农林局原种场建造了6栋节能型高档日光温室，既继承了日光温室采光、保温性能好的传统节能优势，又引入了现代大型温室制作规范、配置必要的调控设备，提高了温室的档次。几年来一直进行火鹤、蝴蝶兰、一品红等高档盆花生产，周年利用，节能运行，取得较好的应用效果。

温室主体结构

主要结构参数
    一面坡（单屋面）结构型式，座北朝南偏西5°。
    跨度：8.0m 长度：60m
    脊高：3.4m 后墙高：2.5 m
    后室面仰角：39°

温室骨架
    温室骨架由拱梁和纵梁组成网状钢结构，配合墙体作用，以保证温室总体的承载能力和稳定性。
    温室拱梁由前后拱杆、水平梁、腹杆等构成，其构件为60×40×2.5型钢，每4m为一个开间；温室纵梁构件为30×30×2型钢构成，每栋温室5道纵梁；所有构件均在工厂加工后整体热镀锌防腐处理，现场组装，耐用年限为30年。
    温室骨架设计荷载，风荷载0.5KN/m2，雪荷载0.3KN/m2。

温室墙体
    温室的北后墙和东西侧墙均为异质复合墙体，以增强其保温性能。内外墙体分别采用240mm和370mm的砖墙；或采用中空填加保温材料（聚苯板），墙体总厚度要在800mm以内。温室后屋面采用预制水泥板，并作防水、保温处理。

透光覆盖材料
    温室前层面采用单层0.8mm厚波浪形防结露聚碳酸酯(PC)板，专用自攻钉紧固，使用寿命10年。

主要配置
通风窗
    在温室前屋面底部200mm和屋脊处分别设1700mm宽通长通风窗，采用减速电机、齿轮齿条开窗机构。利用单层波浪形板可在一定范围弯曲的特点，无需设置窗框，而是靠单层波浪形板的弯曲变形直接开闭通风窗，这样就减少了窗框的铝合金型材的用量，也就降低了温室的造价。
    这样设置了通风窗，在温室需要通风的大部分时间段里，应优先采用开启通风窗利用热压差的原理，进行自然通风，达到通风换气和通风降温的目的，且能尽可能减少通风过程特别是通风降温过程运行的能源消耗，维持夏季的低能耗运行。
外覆盖保温
    温室外覆盖保温是采用在温室前屋面覆盖10mm厚防水保温被，其保温效果优于草苫覆盖；保温被的卷放采用电机和驱动轴驱动的机械卷放机构，运行可靠、卷放灵活、使用方便。

外遮阳系统
    外遮阳系统的骨架采用热镀锌钢结构，立柱为100×60×2.5型钢，高4m辅以斜支撑，抗风能力强；采用电机驱动轴驱动的托拉幕系统，运行可靠；在遮阳系统前主柱外侧设立面遮阳网，采用手动卷膜机构启闭遮阳网，对于午后遮档阳光斜射到温室内的遮阳降温效果显著。

内遮阳系统
    在温室内设置遮阳系统。采用具有遮阳和保温双重功能的遮阳网；遮阳网分两段布置，靠温室后部，在水平梁下水平布置，靠温室前部，在弯曲拱梁下斜着布置；内遮阳系统采用人工手动，通过倒链轮和驱动轴带动托拉幕系统，两段遮阳网同步启闭，能紧密结合。
    内遮阳系统的功能是：白天闭合后，具有遮阳和遮阳降温的功能；夜间闭合后，具有保温的功能(减小空气流动和阻隔红外线等带来的保温功能)。
风机——湿帘降温系统
    在温室的东西侧墙各设置2台1250型风机，北墙中部设置15m×1.5m湿帘及其配套的水泵、淋水装置，构成风机——湿帘降温系统。
当外界温度很高，采用遮阳、自然通风无法达到降温的使用要求时，可以分别或同时启动风机或风机、湿帘系统，以达到强制通风或强制通风加湿帘淋水降温。在内外遮阳和风机——湿帘系统的共同作用下，其综合降温效果显著，在北京地区高温季节的高温时段，室内温度可控制在30℃左右。
    在冬季，湿帘墙的内外侧用5cm厚聚苯板封堵，外侧再用塑料膜封死，以保证其密封性和保温性。
活动苗床
    由于温室的主要用途是栽培高档盆花，在温室内配置了活动苗床。活动苗床南北方向设置，其规格为6.5m×1.7m×0.8m，整栋温室只留一条横向作业走道。
由于作业走道占地面积小，充分利用了温室地面面积，其利用率80%以上；栽培盆置于活动苗床上，减少了病虫害，且作物根部透气性改善，生长良好。

灌溉系统
    由于栽培盆花，则采用了滴箭式滴灌系统，其灌水时间和灌水量均可控制。

加温系统
    由于栽培的作物对温度要求较高，则采用了热水循环加温系统，其散热器采用圆翼形铸铁散热器，分布于四周。其优点是所占空间小，热效率较高，热稳定性好，投资和运行费用较低。

补光装置
    由于冬季日照时间短，且为了加强保温，在傍晚要及早覆盖外保温被，就保证不了所种植盆花的光照时间，因此采取了补光措施，加设了补光灯。补光灯采用农用钠灯，由于主要是补光周期，平均补150Lx就可收到较好效果，能源消耗不大。

控制系统
    在温室的操作间设置控制箱(柜)通过人工按动电纽开关，控制通风窗、外保温被、外遮阳网、风机——湿帘降温、灌溉、补光等系统的自动启、闭。基本上是各系统单因子独立启、闭，对于外保温被和补光灯、风机和湿帘淋水等可实现联动。
    温室的内遮阳系统和外遮阳前立面的遮阳网，采用人工手动启、闭。
    这套控制系统的优点是，设备简单，造价低，使用、维修方便。

主要特点
■  沿用了日光温室的基本结构型式，具有节能型日光温室采光、保温性能好的突出优势；采用热镀锌钢结构和配置必要的调控设备，这些都是现代大型温室的基本作法，从而提高了温室的整体水平。
■  配有自然通风和风机——湿帘强制通风降温系统，克服了日光温室夏季温度过高无法使用的弊端，再配以内外遮阳降温系统，在北京及华北地区高温季节的高温时段，温室内气温可控制在30℃左右，基本达到对现代温室夏季的使用要求。
■  以相对较低的投资，既保持了日光温室采光、保温性好的节能效果，又达到了室内环境可控和改善室内环境，基本相当于现代温室的应用效果。
■  采用异质复合墙体，增强了保温性能，减小了墙体占地面积；由于栽培盆花，采用活动苗床，提高了温室地面利用率，总体上使温室的土地利用率有所提高。
目前乃至今后一个时期，日光温室的仍将是我国北方地区的主流园艺设施，采取上述措施将是改善、提高日光温室设施水平的有效途径之一。