論日光溫室技術(shù)要點(diǎn)

王 娟

（酒泉市肅州區(qū)銀達(dá)鎮(zhèn)人民政府，甘肅 酒泉 735011）

1 日光溫室的概述

日光溫室即節(jié)能日光溫室的簡稱，也可稱為暖棚，由支撐骨架、覆蓋材料、兩側(cè)山墻、維護(hù)后墻體組成，通過充分利用太陽能，進(jìn)行蔬菜越冬栽培，是我國北方地區(qū)獨(dú)有的一種溫室類型。日光溫室設(shè)施簡易，前坡面為可充分利用太陽能的單坡面塑料，其他三面則是圍護(hù)墻體。夜間，前坡面需要使用保溫材料進(jìn)行覆蓋。日光溫室的主要功能是采光儲熱、防風(fēng)換氣、調(diào)溫調(diào)濕等。在設(shè)計(jì)日光溫室時(shí)，首先要考慮溫室的采光問題，使陽光能夠最大限度地透射到溫室內(nèi)。節(jié)能型日光溫室的透光率一般在60%~80%，溫度保持在21℃~25℃。

日光溫室以其節(jié)能環(huán)保、造價(jià)低、易建造、保溫性能好、冬季不需加熱、經(jīng)濟(jì)效益較高等特點(diǎn)，受到廣大農(nóng)民的普遍認(rèn)可，尤其適用于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)。

2 日光溫室的結(jié)構(gòu)

日光溫室主要由前屋面、后屋面、圍護(hù)墻體3部分組成，其結(jié)構(gòu)主要還包括中柱、柱腳石、墻基、不透明覆蓋物、防寒溝等。

墻體作為日光溫室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是溫室防寒保溫的重要屏障，將墻內(nèi)側(cè)涂成白色，可使光照強(qiáng)度提高10%；后屋面的作用是阻止溫室的熱量散失、防寒保溫，其仰角角度非常重要，仰角過大，則不利保溫；仰角過小，則不利作物的生長。前屋面必須有足夠的強(qiáng)度，不能變形或倒塌，以抵御大風(fēng)雪的重壓荷載。溫室前角度影響透光率，角度應(yīng)確保在20.5°~31.5°，底角地面處的切線角度應(yīng)保證在60°~68°。南北方向的絕對間距為日光溫室的跨度，一般以6~7 m為宜?；顒?dòng)保溫覆蓋物是溫室保溫防寒的重要組成部分，以柔韌的毛氈、草簾、棉被等為主要材料。防寒溝用于阻隔溫室土壤溫度橫向傳導(dǎo)，以便溫室地溫保持穩(wěn)定。中柱、柱腳石、墻基等主要用于保障溫室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

我國日光溫室的結(jié)構(gòu)材料具有地域性特征，各地有所不同，分類方法亦不盡相同。各地區(qū)多以當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況就地取材、因地制宜。其主體結(jié)構(gòu)可分為懸索結(jié)構(gòu)、竹木結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)、全鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、全鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和熱鍍鋅鋼管裝配結(jié)構(gòu)等。墻體的建筑結(jié)構(gòu)大致可分為磚石結(jié)構(gòu)溫室、干打壘土溫室、復(fù)合結(jié)構(gòu)溫室等。溫室前屋面形態(tài)一般包括二折式、三折式或微拱式、拱圓式等形式。后屋面的長度也有著長后坡與短后坡的區(qū)別等。

3 日光溫室的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 日光溫室的方位

日光溫室主要應(yīng)用于冬季、春季、秋季。北方冬季日出在東南方，太陽高度較低，日落在西南，故而日光溫室多采用坐北朝南的方位；以東西延長，溫室的長度通常以50~60 m為宜；偏西5°~10°較好，有利于延長陽光透射時(shí)間以及夜間的保溫，最大限度地保障光照目的。

3.2 屋面角采光角度

日光的透射角度影響透明材料的透光率。通常情況下，光線入射角為0°~40°影響最小，且光量的反射損失率較低；光線入射角為40°~60°時(shí)，透光率與入射角呈反比例顯著下降趨勢；當(dāng)光線入射角大于60°時(shí)，透光率急劇下降。由此可見，光線入射角在40°~50°為影響透光率的臨界點(diǎn)。通常，以冬至日陽光對溫室采光面最大投射角度達(dá)50°時(shí)，設(shè)定為日光溫室最合理屋面角采光角度。

3.3 保溫性能設(shè)計(jì)

日光溫室的保溫性能是由溫室前屋面活動(dòng)保溫部分及其圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)部分來實(shí)現(xiàn)。

（1）以塑膜作為前屋面透光材料，具有低成本、高效、節(jié)能等特點(diǎn)，在室外溫度不低于-25℃時(shí)，可保持溫室內(nèi)溫度超過5℃。前坡面的外層覆蓋的活動(dòng)保溫層，保溫材料的選用主要考慮其柔性、質(zhì)量、耐老化、防水性、便于機(jī)械化作業(yè)、成本等要求因素。陽光充足的采光時(shí)段，前屋面打開活動(dòng)保溫層，以便采光蓄熱；當(dāng)光照減弱，要及時(shí)覆蓋活動(dòng)保溫層，以輔助溫室保溫。

（2）山墻和后墻可采用異質(zhì)復(fù)合板做墻體。內(nèi)墻易選用磚或石頭等吸熱性能強(qiáng)的材質(zhì)，以增強(qiáng)墻體的載熱能力，實(shí)現(xiàn)白天吸熱、蓄溫，夜間釋放熱量；外墻宜采取夾心墻或使用空心磚等隔熱性能好且導(dǎo)熱系數(shù)小的材料；內(nèi)外墻以黏土磚砌筑，中間以珍珠巖或爐渣填充，以達(dá)到預(yù)期的保溫效果。

（3）日光溫室的保溫設(shè)計(jì)還需注重減少地中橫向傳導(dǎo)散熱的問題。溫室前底角下的橫向傳導(dǎo)散熱是熱量散失的主要因素。減少地中橫向傳導(dǎo)散熱的有效措施，可在前底角外挖出寬30 cm、深40 cm的防寒溝，再襯上薄膜，裝入雜草將其包嚴(yán)，最后蓋土踩實(shí)。高緯度地區(qū)可根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)增加防寒溝的寬度和深度，在有條件的情況下，最好在前底角下埋設(shè)泡沫板，會大大增加其保溫性能。

（4）注意減少縫隙散熱。嚴(yán)冬季節(jié)，日光溫室的內(nèi)外溫差較大，即使很小的縫隙也會形成強(qiáng)烈對流，導(dǎo)致熱能散失。設(shè)置作業(yè)間及在靠門處用薄膜隔出緩沖帶，可有效減少縫隙散熱。另外還要避免后屋面墻體建造無縫隙；草泥垛墻應(yīng)避免分段構(gòu)筑，采取斜接，適當(dāng)增加其厚度；前屋面覆蓋薄膜不用穿孔方法；空心磚黏土磚筑墻，墻面需要摸灰，嚴(yán)防縫隙散熱。

4 日光溫室的應(yīng)用價(jià)值

日光溫室產(chǎn)業(yè)作為我國設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的主體，省時(shí)省力的同時(shí)，大大提高了農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)量和效益；促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，解決長期困擾我國北方地區(qū)冬季的蔬菜淡季供應(yīng)，增加農(nóng)民收入；節(jié)約能源，避免溫室效應(yīng)造成的環(huán)境污染，對提高城鄉(xiāng)居民的生活水平具有重要作用。

5 結(jié)語

綜上所述，日光溫室作為當(dāng)下科技農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要形態(tài)之一，其設(shè)計(jì)理念主要體現(xiàn)為節(jié)能、環(huán)保、高效。日光溫室的建設(shè)主要考慮其基本構(gòu)造及性能要求，重點(diǎn)在于采光結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、場地及布局、主體建造要求、覆蓋物等方面。鑒于甘肅地區(qū)年平均氣溫在0℃~14℃，具有光照充足、太陽輻射強(qiáng)的特質(zhì)，發(fā)揮其獨(dú)特的自然資源優(yōu)勢，建設(shè)日光溫室產(chǎn)業(yè)化蔬菜育苗基地，是滿足現(xiàn)代蔬菜種植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)效益的提高，以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)的首選，值得西部地區(qū)大力推廣應(yīng)用。