于紅燕 王新峰 曹玉龍

【摘 要】本文系統(tǒng)介紹了國(guó)內(nèi)外venlo溫室的發(fā)展，對(duì)venlo溫室結(jié)構(gòu)的發(fā)展做了詳細(xì)介紹，分析了venlo溫室在荷蘭的發(fā)展歷史，以及在我國(guó)的適應(yīng)性，對(duì)溫室未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)探討。

【關(guān)鍵詞】venlo溫室；跨度；通風(fēng)量；采暖。

1引言

溫室建筑由于外觀輕盈，造型新穎，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，從最初的滿足生產(chǎn)性需要向休閑娛樂(lè)餐飲一體化發(fā)展。大型商業(yè)化溫室在滿足通風(fēng)采光需要的同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性提出更高的要求，且最重要的是需要有足夠大的空間可以滿足靈活布置的需求。在現(xiàn)有溫室類型中，大型連棟溫室比較適用于商業(yè)化需求。其中venlo溫室是應(yīng)用最廣泛的商業(yè)型溫室。

2 venlo溫室在荷蘭的發(fā)展

1967年Venlo溫室首創(chuàng)于荷蘭[1]。荷蘭的溫室最初的溫室是簡(jiǎn)易的溫床，只能幫助植物越冬，接著發(fā)展為一面坡簡(jiǎn)易溫室和雙坡面簡(jiǎn)易溫室?，F(xiàn)在的Venlo式溫室最初的模型便是雙坡面玻璃溫室。Venlo式溫室是荷蘭人創(chuàng)新得來(lái)，很適合荷蘭地區(qū)的氣候。Venlo式溫室采光率很高，可以彌補(bǔ)荷蘭冬季光照弱的缺點(diǎn)。Venlo式溫室保暖通風(fēng)性比較差，但是荷蘭地區(qū)溫度不會(huì)過(guò)冷過(guò)熱，風(fēng)量比較大，這種溫室可以滿足荷蘭地區(qū)農(nóng)作物及花卉的生長(zhǎng)需要。再者，Venlo式溫室構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便，在荷蘭地區(qū)發(fā)展成熟，現(xiàn)在已經(jīng)被世界各地廣泛采用。

早期溫室跨度為6.4米，開(kāi)間4.0米，屋檐高4.0米，屋脊高4.8米。目前單個(gè)Venlo溫室屋面跨度主要是3.2m和4.0m。多個(gè)單屋面組合成連棟屋面，跨度相應(yīng)為6.4m、9.6m、12.8m、8.0m、12.0m。天溝離地面的高度由4m提高為5m以上，相應(yīng)脊高也增加為6.0m以上。天溝寬度從22cm降為17cm。在1970s荷蘭就已經(jīng)針對(duì)Venlo溫室制訂了相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)NEN3859、施工安裝標(biāo)準(zhǔn)NPR3860、檢測(cè)與驗(yàn)證規(guī)范NEN3859等來(lái)保證溫室的強(qiáng)度。2000年開(kāi)始?xì)W盟統(tǒng)一接手規(guī)范編制，頒布了EN13031：2001《溫室設(shè)計(jì)和建造第一部分商業(yè)生產(chǎn)溫室》。荷蘭在此基礎(chǔ)上根據(jù)自己技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展在2012年又頒布了高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范NEN3859：2001《溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求》[2]。目前Venlo溫室已經(jīng)成為荷蘭標(biāo)志性溫室被其他國(guó)家引進(jìn)。

3venlo溫室在國(guó)內(nèi)的發(fā)展

目前我國(guó)溫室結(jié)構(gòu)中最常用的大型連棟溫室結(jié)構(gòu)為Venlo型結(jié)構(gòu)[3]。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)Venlo型溫室跨度6.4m，開(kāi)間4.0m；常用的Venlo型溫室跨度可以為6.4m，8.0m，9.6m，12m，一般開(kāi)間是4.0m。這與Venlo溫室在荷蘭的形式一樣，屋面由桁架支撐，按照設(shè)計(jì)要求可以將幾個(gè)小屋面連起來(lái)，組成一個(gè)大的屋面。

我國(guó)北方從荷蘭引進(jìn)的Venlo溫室能承擔(dān)的風(fēng)荷載超出需要，所能承擔(dān)的雪荷載偏小。在通風(fēng)降溫方面，由于荷蘭夏季風(fēng)量比較足，溫度比較低，標(biāo)準(zhǔn)Venlo型溫室頂窗沿屋脊間隔布置[4][5]，通風(fēng)口面積與總面積之比僅8.5%～10.5%[6]，靠自然通風(fēng)就能使溫室達(dá)到降溫的效果。北京夏季炎熱無(wú)風(fēng)，室外溫度有時(shí)達(dá)到40度以上，在這種情況下采用Venlo型溫室后，不僅通風(fēng)量不夠，室內(nèi)溫度至少達(dá)45度，對(duì)于植物的生長(zhǎng)是致命的，更不適于人們?cè)诶锩嫘蓍e或工作。在冬季保溫方面，Venlo型溫室的維護(hù)材料主要為玻璃和PC板，保溫性能差。荷蘭冬季氣溫比起北京要溫暖很多，仍需要采暖設(shè)備。北京冬季受到西伯利亞寒流，冷風(fēng)滲透，采暖時(shí)間長(zhǎng)，北京的采暖消耗量要比荷蘭高一倍。在采光方面，venlo溫室天溝形成的陰影面積約占全部覆蓋材料的5%，荷蘭的緯度比北京高，太陽(yáng)照射的高度角比較低，設(shè)計(jì)的Venlo型溫室透光率可達(dá)60%以上[7]。北京的光照在冬季是足量的，在夏季是過(guò)剩的，還要采用遮陰設(shè)備。

4venlo溫室優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 Venlo型溫室的優(yōu)點(diǎn)

1、Venlo型溫室屋蓋結(jié)構(gòu)由縱橫向平面桁架組成的一級(jí)骨架，以及屋面龍骨和天溝組成的二級(jí)結(jié)構(gòu)組成空間受力體系。維護(hù)體系一般主要由屋面檁條、PC板組成。支撐體系控制平面桁架的穩(wěn)定性、傳遞荷載及增加空間性能。

2、Venlo溫室的桁架跨度小，不超過(guò)12米，可以在工廠加工好直接運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。桁架間的連接、屋架與天溝的連接、屋架檁條間的連接采用螺栓連接，在施工現(xiàn)場(chǎng)直接組裝使用。安裝速度快，周期短，節(jié)約時(shí)間和安裝成本。拆卸方便，可回收利用。

3、Venlo型溫室結(jié)構(gòu)輕。主要是因?yàn)闇厥业娜切挝菁堋⑽菝鏅_條、天溝等都是采用的薄壁型鋼，屋面維護(hù)材料用的是PC板，這種材料本身的密度就比鋼板小，因而Venlo型溫室的桁架及柱子等的負(fù)荷小，鋼用量也比較小。

4、溫室現(xiàn)在的觀賞性越來(lái)越大，帶有透明玻璃或PC板的Venlo溫室結(jié)構(gòu)可以滿足這一要求。透明的材料配合輕盈的鋼材，使得Venlo型溫室很適合作為大型展覽廳和新興休閑娛樂(lè)之地，是適合發(fā)展的商業(yè)建筑。

5、Venlo型溫室結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺寸小，可以節(jié)約建筑空間。同時(shí)Venlo桁架維護(hù)費(fèi)用比較少，造價(jià)比較低，擴(kuò)建比較容易。

在這些方面的優(yōu)勢(shì)使得Venlo溫室成為現(xiàn)代溫室類公共建筑中發(fā)展最快最主流的建筑類型。

4.2 Venlo型溫室結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題

1、 Venlo溫室桁架構(gòu)件規(guī)格類型少，方便加工安裝也造成部分桿件浪費(fèi)。桁架中弦桿受力兩端應(yīng)力集中，中間稍??；跨中腹桿受力很小，兩端腹桿受力大，而弦桿是通長(zhǎng)設(shè)計(jì)的，每榀桁架腹桿的類型只有一種，受力后部分構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)應(yīng)力，部分構(gòu)件應(yīng)力很小，造成鋼材被浪費(fèi)，安全性也不能保證[8]。

2、Venlo溫室不太適合我國(guó)北方氣候。由于我國(guó)北方地區(qū)氣候與荷蘭有很大不同，Venlo型溫室在我國(guó)的應(yīng)用時(shí)，需要配有大量夏季降溫通風(fēng)設(shè)施和冬季取暖設(shè)施，否則不能起到很好的效果，經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)比較低。

3、Venlo型溫室在我國(guó)沒(méi)有專門的設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)建造時(shí)容易產(chǎn)生缺陷。溫室類公共建筑的興起，有關(guān)溫室倒塌傷人事件的報(bào)導(dǎo)，引起人們對(duì)溫室安全性能的考慮。但現(xiàn)在有關(guān)溫室類公共建筑結(jié)構(gòu)安全性能的專門研究還比較少，尚沒(méi)有專門的Venlo溫室指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工的規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)，造成施工方法不對(duì)，設(shè)計(jì)存在缺陷，引發(fā)安全事故。

4、Venlo型溫室屋蓋二級(jí)骨架是平面桁架架結(jié)構(gòu)，桁架在平面內(nèi)剛度比平面外剛度要大很多。這種溫室空間穩(wěn)定性差，跨度不能太大。由于大跨度時(shí)支撐結(jié)構(gòu)消耗材料較多，桁架高度增加后桿件強(qiáng)度不能得到充分發(fā)揮。

5、Venlo型溫室結(jié)構(gòu)的空間作用很小，整體性差，抵抗超載和不均勻荷載能力差。

5結(jié)論

要想使溫室獲得更好的空間作用，適應(yīng)溫室商業(yè)化發(fā)展，可對(duì)傳統(tǒng)Venlo型溫室結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。桁架連接處的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)也需要引起重視，可靠地節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)能增加溫室的安全性，尤其當(dāng)桁架跨度比較大時(shí)，節(jié)點(diǎn)需要設(shè)計(jì)成可拆卸式的。要解決這些問(wèn)題，不能只在Venlo式平面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做出局部改變，需要進(jìn)行大的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，做更多的理論研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 溫室系列基礎(chǔ)知識(shí)講座.現(xiàn)代溫室的起源及發(fā)展[J]. 云南農(nóng)業(yè)，2009，01：21.

[2] 曹新偉，吳樂(lè)天，史慧鋒，肖林剛. 淺談荷蘭溫室結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)[J]. 新疆農(nóng)機(jī)化，2015，03：36-38.

[3] 趙萍，郝磊. 談現(xiàn)代溫室主要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)[J]. 農(nóng)機(jī)使用與維修，2014，05：95-96.

[4] 李永欣，李保明，李真，丁濤. Venlo型溫室夏季自然通風(fēng)降溫的CFD數(shù)值模擬[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，06：44-48.

[5] 王會(huì)廣. 屋頂全開(kāi)型玻璃溫室夏季空氣溫度時(shí)間序列模型研究及評(píng)價(jià)[D].上海交通大學(xué)，2010.

[6] 劉霓紅. 基于文洛（Venlo）型溫室結(jié)構(gòu)的溫室通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用與改進(jìn)[J]. 農(nóng)村實(shí)用工程技術(shù)（溫室園藝），2004，07：24-26

[7] 周長(zhǎng)吉. 我國(guó)目前使用的主要溫室類型及性能[J]. 農(nóng)村實(shí)用工程技術(shù)，2000，01：8-9.

[8] 陳國(guó)輝，郭艷玲，宋文龍. 溫室發(fā)展現(xiàn)狀及我國(guó)溫室需要解決的主要問(wèn)題[J]. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2004，02：11-12