西藏日光溫室及塑料大棚設計與建造探析

張 瑛

西藏自治區農業技術推廣服務中心，西藏拉薩 850000

設施栽培是指在不適宜露地種植的季節或地區，利用溫室、塑料大棚等保護設施栽培蔬菜、果樹、花卉等園藝作物的生產方式。就蔬菜而言，設施栽培已在東北、華北、西北“三北 ”地區以及黃淮地區得到了廣泛的應用，各地也已經得出了一套適宜的技術參數及模式。但由于西藏全年氣溫較低，設施蔬菜起步較晚，溫室大棚建造各項系數指標不規范，因此，建立一套技術參數體系對于當地蔬菜產業發展具有重要意義。

1 西藏設施蔬菜發展現狀

西藏地處我國西南邊疆，總面積120 多萬平方公里，北緯26°50′-36°53′，東經78°25′-90°06′，其地形復雜多樣，主要分為藏北高原、藏南谷地、藏東高山峽谷及喜馬拉雅山地區，由于地形條件復雜，藏南谷地和藏北高原氣候差異很大，藏南溫和多雨，藏北寒冷干燥。藏南以拉薩為例，年均氣溫7.1℃，極端最低氣溫-16.5℃，極端最高氣溫為29.4℃，5～9 月為雨季。藏北為大陸性氣候，年平均氣溫零攝氏度一下，冰凍期半年，最高氣溫不超過10℃。當地蔬菜生產場所一般都處在海拔3000m～4000m 的河谷地帶，蔬菜栽培主要在溫室和大棚中，露地栽培的蔬菜很少。從西藏農業的發展現狀可以看出，蔬菜生產逐漸成為農業生產的優勢產業，據統計，2012 年全區蔬菜種植面積占農作物播種面積的9.4%達到了22.61 千公頃（其中設施蔬菜面積達3200 公頃），比1996 年第一次農業普查時的5.76 千公頃增長了3.93 倍，2012 年全區蔬菜產量達到73 萬噸(含馬鈴薯產量)，蔬菜人均占有量由1985 年的30.2kg，提高到200kg 以上。目前，全區參與蔬菜種植的農牧民達6.8 萬多人。特別是設施蔬菜生產發展勢頭強勁，新技術、新材料的推廣應用，為蔬菜生產發展提供了支撐和條件；生產基地基礎設施的建設，則大大提高了蔬菜的生產能力。蔬菜的品種也在日漸豐富，由原來的白菜、蘿卜、土豆為主的十幾個品種，增加到了目前的75 個品種；拉薩等主要城鎮居民夏秋兩季蔬菜自給率達80%左右，冬春兩季自給率也達55%以上，基本達到自給自足，邊緣和高海拔地區城鎮居民吃菜難問題也隨設施溫棚的建設得到相應緩解。

2 設施分類及建設原則

目前日光溫室分類方法較多，按墻體材料分：干打壘土溫室，磚石結構溫室，復合結構溫室等。按后屋面長度分：長后坡溫室和短后坡溫室；按前屋面形式分：二析式、三析式、拱圓式、微拱式等。按結構分：竹木結構、鋼木結構、鋼筋混凝土結構、全鋼結構、全鋼筋混凝土結構、懸索結構、熱鍍鋅鋼管裝配結構等。

塑料大棚按棚頂性狀可分為：拱圓形大棚、屋脊形大棚等；按骨架材料的不同分為竹木結構大棚、鋼筋大棚、鋼筋混凝土大棚和鍍鋅鋼管骨架大棚，此外還有懸索結構大棚，但用量很少。按連接方式可分為：單棟大棚、連棟大棚。具體形式和規格可根據實際生產需要而定。

西藏溫室及塑料大棚設計建造應遵循以下幾個原則：1）合理的比例和規格尺寸；2）良好的保溫采光性能；3）合理的抗風雪荷載能力；4）合理的土地利用。

3 設施結構參數與性能指標

根據西藏的地理環境特征，日光溫室適宜采用磚石鋼筋結構，考慮到適宜種植蔬菜的區域主要集中在緯度27°～32°之間，西藏地區的日光溫室主要參數為：東西走向，座北朝南，溫室方位角南偏西5°～7°；合理采光屋面角25°～28°之間，不同區域合理屋面采光角如表1 所示；跨度為7m～8m；長度為60m～70m；后墻墻高2.3m-2.6m，墻體一般可選用異質復合型墻體，多采用夾心墻體結構（如下圖1 所示），保溫效果據試驗測定，A ＞B ＞C ＞D ＞E；溫室脊高2.9m～3.2m，后屋面仰角30°～35°，后屋面投影1.2 米左右，后屋面上鋪設5cm 厚的水泥預制板，預制板上鋪30cm～40cm 爐渣或草泥作保溫層。溫室前后屋面中部不設立柱；前屋面拱架下建防寒墻；溫室間距以當地最冷月（通常為1 月份）上午揭苫時前棟溫室不影響陽光能直接照射到后棟溫室的前底角為最好。

圖2 所示為跨度8m，合理采光屋面角25°脊高2.9m，后墻高度2.3m 的異質復合型日光溫室截面圖，僅供參考。

圖1 不同永久性異質復合墻體

溫室性能指標要求：1）透光率。指透進溫室內的光照量（前屋面向室內距地面1 m 處）與室外光照量得百分比。日光溫室要求在70%以上；2）溫度。在冬春寒冷季節溫室內溫度適宜茄果類等喜溫蔬菜生長，如遇十天左右的連陰天，在不加溫的情況下，室內最低氣溫在8℃以上；3）整體穩定性。抗荷載能力達30kg/m2 以上，一般鋼結構要求設計風雪荷載用25 年一遇最大荷載，竹木結構簡易溫室設計風雪荷載用15 年一遇最大荷載；4）使用壽命。除塑料、保溫被等材料外，其余各種材料及溫室主體結構壽命在15 年以上，竹木結構建議溫室使用壽命5～10 年。

4 塑料大棚設計原則、結構參數與性能指標

西藏塑料大棚建造可采用簡易或焊接式鋼架拱圓形單棟大棚。主要參數為：跨度8m～14m，矢高2.5m～3.5m（簡易大棚相對較矮、鋼架大棚相對較高），高跨比維持在0.25～0.3，長度不超過60m～100m，單棚面積1～2 畝。簡易大棚通常橫向每隔2.0m～2.5m 立一排圓木柱或水泥預制柱，縱向每隔3m～4m 設一列圓木柱或水泥預制柱，橫縱交錯，連為一體。鋼架大棚一般棚內不設立柱，每隔1m～1.2m 設一拱形桁架，桁架上弦用6′厚壁鋼管、下弦用Φ14-16 的圓鋼，用Φ10圓鋼作拉花連接連接上下弦。

下圖所示跨度為10 m，矢高3 m 的焊接式鋼架大棚橫截面圖，僅供參考。

塑料大棚具體設計時應遵循合理軸線方程科學設計其弧面曲線。合理軸線方程式如下：

上式中的Y 為塑料大棚弧線某點的高度，L 為塑料大棚的跨度，X 為塑料大棚弧線某點到一側底角的水平距離，F 為塑料大棚的矢高，J 為塑料大棚的肩高。

大棚性能指標要求：1）透光率。要求在60%以上；2）溫度。適宜春提早、秋延后的栽培。溫度比室外溫度提升5℃～10℃；3）整體穩定性及使用壽命。同日光溫室。

5 設施建造要點

溫室大棚建造前期，需根據地塊的大小和形狀，以及當地的緯度和冬季氣候條件，科學設計日光溫室及塑料大棚的五度（長度、跨度、角度、高度、厚度）三材（透明覆蓋材料、保溫覆蓋材料、建筑材料），以及操作間和放風口，合理確定田間布局，編制好施工方案。

溫室大棚建造時間，因氣候條件和當年的種植茬口而異，種植冬春茬果菜的設施，須在早霜來臨之前建成并扣膜蓄熱。種植早春茬果菜的設施，須在上凍前建成并扣膜蓄熱 。

建造步驟主要包括：1）日光溫室：選定位置——設定方案——定位放線——構筑墻體——立屋架——鋪蓋后屋面——前屋面扣膜——設置放風口——挖防寒溝——建立作業間——設置機械卷簾設施——設置防寒裙膜；

2）塑料大棚：（1）簡易型塑料大棚：選定位置——設定方案——定位放線——建材加工——埋設立柱固定懸梁、吊柱——架設拱桿——埋設地錨——搭建棚頭——開壓膜溝——扣棚膜——上壓膜線——安門；（2）鋼架塑料大棚：定位置——設定方案——定位放線——加工成型骨架——構筑拱腳基礎——安裝骨架埋設地錨——搭建棚頭——開壓膜溝——扣棚膜——上壓膜線——安門。

6 結論

從上世紀90 年代開始，西藏開始發展蔬菜保護地生產，也經歷了幾個發展時期，設施溫室大棚蔬菜種植目前已經逐漸在西藏各個地區推廣，設施溫室大棚的建造正趨于規范化，良好的標準及規范的設施建造，配合合理的種植技術措施，可實現反季節生產，保障西藏地區蔬菜供應，改善當地群眾的生活水平。

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