淮北地區(qū)新型材料日光溫室設(shè)計(jì)與使用技術(shù)

李明

摘要 20世紀(jì)80年代我國(guó)日光溫室誕生于遼寧省，進(jìn)入90年代后，開(kāi)始大規(guī)模推廣。近幾年，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)企業(yè)資金不斷注入以及政府扶持力度不斷加大，各地開(kāi)始建造大量塑鋼日光溫室。而傳統(tǒng)日光溫室因建造成本低、保溫效果好，仍然很受廣大菜農(nóng)的喜愛(ài)。本文介紹了淮北地區(qū)日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用技術(shù)，探討了新型材料在日光溫室中的應(yīng)用，以期為日光溫室建造和應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 日光溫室；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；新型材料應(yīng)用；安徽淮北

中圖分類(lèi)號(hào) S625.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）13-0162-01

1 日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為提高日光溫室的采光、保溫性能，必須要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，如日光溫室的方位、跨度和脊高、采光面、后屋面、緩沖間等。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證其在嚴(yán)冬季節(jié)能夠最大限度地采光、保溫，滿(mǎn)足農(nóng)作物對(duì)光照和溫度的需求。

1.1 方位設(shè)計(jì)

日光溫室的方位主要是溫室屋脊的走向。通常在設(shè)計(jì)溫室時(shí)，為了利于其充分采光，要坐北朝南、東西延長(zhǎng)。在具體的日光溫室方位設(shè)計(jì)中，必須要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。在淮北地區(qū)建造日光溫室時(shí)，由于該地區(qū)光照早，最佳方位為正南偏東5°左右。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意溫室間距，以確保前棟溫室不影響后棟溫室的采光。

1.2 跨度和脊高

1.2.1 跨度。跨度指日光溫室采光面底腳到后墻內(nèi)側(cè)的距離，直接影響日光溫室的采光和保溫效果。如果跨度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致前屋面角度變小，既不利于白天采光，也增加了散熱面積，不利于夜間保溫；如果跨度過(guò)小，雖然保證了采光和保溫效果，但降低了土地利用率[1]。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，淮北地區(qū)日光溫室跨度要根據(jù)當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁卮_定?；幢钡貐^(qū)最低溫度為-9 ℃，溫室最佳跨度為7～8 m。

1.2.2 脊高。脊高俗稱(chēng)高度，是指日光溫室從屋脊到地面的垂直距離。在日光溫室跨度一定的情況下，脊高如果過(guò)低，就會(huì)相應(yīng)減小溫室前屋面的角度、吸熱面積和溫室空間，不利于日光溫室的采光和保溫，無(wú)法滿(mǎn)足農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育的需要；如果脊高過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致散熱面積增大，影響保溫效果，同時(shí)還會(huì)增加溫室的建造成本。因此，在設(shè)計(jì)日光溫室脊高時(shí)，要根據(jù)溫室的跨度進(jìn)行確定。當(dāng)跨度為6.5 m時(shí)，最佳脊高為2.8 m；當(dāng)跨度為7.0 m時(shí)，最佳脊高為3.0 m；當(dāng)跨度為8.0 m時(shí)，最佳脊高為3.4 m，……以此類(lèi)推，確定日光溫室的脊高。

1.3 采光面

在設(shè)計(jì)日光溫室的過(guò)程中，最大限度地提高其采光率是日光溫室設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在對(duì)日光溫室進(jìn)行采光面設(shè)計(jì)的研究中發(fā)現(xiàn)，日光溫室前屋面以平面最佳，不僅采光量大，且采光均勻。但在實(shí)際應(yīng)用中，這種類(lèi)型的日光溫室前端操作空間有限，且結(jié)構(gòu)受力較差[2]。因此，必須要對(duì)日光溫室采光面進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，以當(dāng)?shù)卦谡麄€(gè)冬季室內(nèi)所獲得的最大太陽(yáng)輻射量作為研究依據(jù)，依次確定采光屋面的性狀、傾斜角度?？傮w來(lái)說(shuō)，在淮北地區(qū)，日光溫室采光面最佳的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)為：采光面角保持22～23°，前屋面的坡度和弧度為上沿12～14°、中部22～23°、前坡26～30°、下沿70～80°。

1.4 后屋面

日光溫室后屋面可放一部分草氈，以起到儲(chǔ)熱、保溫的效果。同時(shí)，日光溫室后屋面也是保溫、采光設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，尤其是后屋面的仰角設(shè)計(jì)。為了最大限度地保證日光溫室的采光量，必須要合理設(shè)計(jì)其仰角，仰角過(guò)小會(huì)影響采光。通常，在對(duì)日光溫室后屋面的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要保證其仰角大于當(dāng)?shù)?2月22日正午太陽(yáng)高度角5～8°，以保證在冬季時(shí)陽(yáng)光能充分照滿(mǎn)日光溫室的整個(gè)后墻，增加溫室采光量。

1.5 緩沖間

在設(shè)計(jì)日光溫室時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)緩沖間的設(shè)計(jì)。通常要在日光溫室的一端內(nèi)設(shè)計(jì)4 m×6 m的緩沖間，以避免工作人員在出入溫室的過(guò)程中，外界冷空氣對(duì)溫室內(nèi)蔬菜等農(nóng)作物造成不良影響。同時(shí)，緩沖間還能方便工作人員休息，也可用于放置所需要的農(nóng)具。

2 日光溫室中新型材料的應(yīng)用

2.1 采光面外覆蓋物

我國(guó)傳統(tǒng)的日光溫室采光面覆蓋物為草苫，其具有一定的保溫效果，但并不理想，大致范圍為4～6 ℃，最高保溫為10 ℃，雖然具有一定的經(jīng)濟(jì)性，但在使用過(guò)程中草苫極容易吸水、重量大、不耐久、污染棚膜。近年來(lái)，隨著新型材料的出現(xiàn)，如利用紙被+草苫、雙層充氣膜+保溫被，可進(jìn)一步提高日光溫室的保溫效果[3]。并且這種新型保溫材料在應(yīng)用過(guò)程中除了具有良好的保溫效果外，還具有質(zhì)輕、成本低、經(jīng)久耐用、工廠化生產(chǎn)等特點(diǎn)。

2.2 日光溫室墻體

日光溫室墻體主要包括山墻和后墻，是溫室的結(jié)構(gòu)承力部件和夜間保溫的關(guān)鍵。通常，日常溫室墻體結(jié)構(gòu)主要包括干打壘、堆土、磚、替代磚、符合異質(zhì)墻體等。結(jié)合淮北地區(qū)的氣候特點(diǎn)，日光溫室墻體的電熱阻>1.5 m2·k/W，荷載滿(mǎn)足于650 Pa風(fēng)壓、294 Pa雪壓、140 mm/h排雨量和0.15 kN/m2。在研究中發(fā)現(xiàn)，如果采用磚砌墻，要保證厚度為70～80 cm，并用土將中間填實(shí)；若采用土墻，其厚度就要保持在80～100 cm之間；而采用鋼結(jié)構(gòu)架新型保溫材料制成的墻體則具有最大的優(yōu)勢(shì)，不僅滿(mǎn)足所有的荷載要求，還具有極好

的保溫效果[4]。

2.3 室內(nèi)覆蓋物

在日光溫室內(nèi)，地膜、無(wú)紡布、小拱棚、中棚、反光膜等都具有一定的保溫效果。研究發(fā)現(xiàn)，使用3層覆蓋膜較2層覆蓋膜增溫3 ℃左右，2層覆蓋膜較單層覆蓋膜增溫2.5 ℃左右。并且日光溫室在保溫的過(guò)程中，單用保溫幕、浮動(dòng)覆蓋，具有較好的整體保溫效果；單用地膜、小拱棚、中棚時(shí)，局部保溫效果較好。

2.4 防寒溝

在日光溫室的東、西、南側(cè)應(yīng)增置防寒溝，并在溫室外側(cè)加貼1排泡沫塑料板，使其厚度保持在10 cm之內(nèi)，以有效阻斷溫室與外界進(jìn)行地中傳熱，達(dá)到保溫效果。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為最大限度地提高日光溫室的采光效果和保溫效果，滿(mǎn)足蔬菜生產(chǎn)和發(fā)育需求，必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蚝凸庹諚l件不斷優(yōu)化日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)新型材料的應(yīng)用，提高日光溫室的保溫效果。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 樊平聲，馮偉民，苗彩霞，等.淮北地區(qū)新型材料日光溫室設(shè)計(jì)及使用技術(shù)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（11）：382-384.

[2] 李南南.大跨度日光溫室新型材料的應(yīng)用及研究[J].黑龍江科技信息，2011（20）：261.

[3] 張立蕓，徐剛毅，馬承偉，等.日光溫室新型墻體結(jié)構(gòu)性能分析[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（3）：459-462.

[4] 尚和玉.日光溫室的新型材料骨架[J].農(nóng)村實(shí)用工程技術(shù)，1994（6）：8.