談現代溫室主要結構系統

趙萍+郝磊

隨著我國農業產業結構的不斷調整,經濟作物和果蔬等農產品種植大幅度增長,溫室大棚在我國農村迅速發展起來。溫室生產相比大地生產最大的優勢在于溫室能夠在不適宜植物生長的季節進行生產，因此溫室內的環境條件，如溫度、光照、濕度、水分和氣體等因素，就需要進行人工調控，而溫室環境調控功能的實現，則是建立在多個結構系統基礎上進行的。溫室結構不僅要滿足透光率高、能量消耗低、通風良好的要求，而且要具有足夠的結構強度和良好的機械力學性能，降低建造和運行成本，實現最大的經濟效益。根據各地溫室的情況，將溫室主要結構系統敘述如下。

1.骨架系統

骨架結構是溫室的基礎，由許多結構材料連接、組裝在一起而形成。溫室骨架的結構材料一般為鋼管和槽鋼，具有良好的承重能力和抗壓能力，同時這些材料都經過熱浸鍍鋅防腐蝕處理，具有很好的防銹能力。生產者在保證產品品質的同時，必須考慮控制成本支出。同一類產品，在不同的地方種植，需要的溫室類型也不一樣。在北方寒冷地區，保溫節能和防止雪害是溫室面臨的主要問題。屋架和屋蓋是溫室承重的主要部件，屋蓋結構主要承受縱向作用的載荷，是承擔溫室大部分外界作用的部件；屋面梁與立柱一起，組成溫室結構的主要承力系統。屋面梁結構形式多樣，如桁架式、組合梁式和門式等，而桁架式是目前溫室結構中最為常見的形式（常用的主要有文洛式、拱形等），其結構形式對其承載能力至關重要。

按造型和布局方式分類：

（1） 平鋪式造型是最佳布局方案，尤其適合于連棟大規模溫室。

（2） 斜面造型適用于尖頂大跨度聚酯板型溫室。

（3） 立面造型主要用于溫室端面和側面遮陽。

（4） 曲面造型是按溫室沿棟寬方向的不同截面而設計的布局方案， 適用于日光溫室、大尖頂溫室及各種非標溫室。

2.覆蓋系統

骨架結構只是溫室的一個整體框架，它還需要有覆蓋系統的配合，才能使溫室具備與外界環境相對隔絕的栽培條件。覆蓋系統由多種覆蓋材料組成，常見的三種覆蓋材料有塑料薄膜、PC板和玻璃。不同的覆蓋材料在性能、價格上有所差異，但都必須具備一定的透光性、耐溫性和耐候性和抗沖擊性。

3.通風系統

通風系統可分為自然通風和機械通風兩種形式。塑料大棚多采用揭開棚膜的方法進行自然通風。大型連棟溫室一般設置頂、側開窗來實現自然通風系統，并往往在運行管理中優先啟用。大型連棟溫室的室內面積大、空間大、環境調控要求高，僅靠自然通風不能完全滿足生產要求，并且其通風效果受溫室所處地理位置、地勢和室外氣候條件等因素的影響。為了滿足作物的生長需求須結合機械通風來滿足通風需求。溫室的機械通風系統多采用負壓排風方式，即采用側開窗和低壓大流量軸流式風機，可分組控制開停，以保證各種條件下不同通風量要求。

4.苗床系統

主要用于溫室大棚花卉栽培、蔬菜育苗、水稻育苗等，是現代農業中不可缺少的設備之一。苗床系統從移動方式講可分為固定式苗床(床面結構為固定不動的)和移動式苗床(床面結構可左右平移，在任意兩個苗床之間可產生600～700 mm的作業通道)。從邊框材質可分為熱鍍鋅邊框和鋁合金邊框兩種。苗床網片由直徑為Φ30～Φ40 mm鐵絲焊接成長方形網狀結構熱浸鍍鋅而成。使用苗床可以改善溫室內部的層次結構，大大提高溫室空間使用率，另外抬高了作物和地面之間的距離，有效地避免和降低了作物病蟲害的發生。

5.遮陽系統

遮陽作為一種夏季放熱的手段控制太陽輻射和直射陽光對室內環境的影響程度運用到很多地方。遮陽系統是溫室降溫的重要設施，分為內、外遮陽系統兩種，兩種都是由驅動系統和遮陽網組成，其中驅動系統有齒輪齒條驅動和鋼索驅動兩種。

（1）內遮陽系統

內遮陽是在溫室內部、作物上部安裝的遮陽系統，除了可以進行夏季降溫外，還可以在冬季起到節能保溫的作用。這種安裝在室內的遮陽系統并不能真正降低室內溫度，只是有效地防止了太陽光直射，防止灼傷作物。通常內遮陽系統配合外遮陽系統使用。

（2）外遮陽系統

外遮陽主要是指在溫室外部覆蓋遮陽網，用于溫室的夏季降溫，可以從多方面來改善作物的生長環境，保障陽光的合理作用。使陽光以漫射方式進入溫室，避免作物強光灼傷。這樣可以有效降低溫室內溫度5°~7°。同時，外遮陽系統最好能活動，以便陰雨天氣提供足夠的太陽光。但外遮陽系統需要安裝相應的抗風雨系統等，對外界荷載有一定的承受能力。

6.降溫系統

溫室是一個相對隔絕的建筑設施，內部與外界環境之間的水分、氣體和熱量交換由于受到了覆蓋材料的阻隔，在自然狀態下很難正常進行。在夏秋高溫季節，溫室內的溫度和濕度會非常高，就像一個大蒸籠，因此必須具備降溫系統給室內環境進行強制降溫、除濕，才能讓植物有一個適宜的生長環境。降溫系統的設備主要由循環風機和水簾組成。

7.內循環系統

溫室內水分、氣體、熱量這三大環境條件的調控，除了使用降溫系統外，還需要內循環系統的緊密配合。當降溫系統停止運轉時，內循環系統能促進溫室內空氣的流通，維持溫室內環境的穩定。內循環系統由多臺內循環風機組成。

8.加溫系統

溫室本身不是能給自己加溫嗎，為什么還需要加溫系統呢？這是因為溫室是通過陽光來給自身加溫的，但如果陽光不夠充足，或是通過陽光所增加的溫度無法維持植物正常生長的情況下（比如在寒冷的冬季），就必須使用人工加溫的辦法提高室內溫度。加溫系統有多種類型，主要分為5種：熱風機、熱水加熱系統、蒸汽加熱系統、輻射加熱系統與電阻加熱系統。

9.環境控制系統

溫室環境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、CO2濃度及營養液等內容。溫室環境控制就是指對這些環境要素進行控制和管理，為作物創造適宜的生長發育環境，以達到提高作物品質及產量、控制作物成熟(開花)期等目的，從而獲得良好的經濟效益；而不是簡單的抵御低溫凍害、遮風擋雨。溫室的幾大系統并非獨立運作就能夠調控室內的環境條件，而是需要科學的配合才能達到合理調控環境的目的，這就需要有一個控制系統根據溫室內具體的環境狀況，來協調其它各個系統的運行，比如根據光照的強度開啟或關閉內、外遮陽系統的，或根據溫室內的溫度高低開啟或關閉降溫系統、內循環系統等等?？刂葡到y有較簡單的手動控制器，也有更為現代化的自動控制系統。

總之，發展溫室種植，是中國農業現代化的一種有效途徑，對于提高經濟效益，提高農業生態環境，具有十分重要的意義。溫室結構設計受當地氣候、技術和經濟條件的約束以及基本功能和現場地域條件的限制，不僅要降低投資成本，適合栽培者的經濟水平，而且要實現內部環境因子的最優控制，提高溫室生產力，使栽培者獲得更大的市場效益，促進中國設施農業的發展。（04）

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