周長吉 李 艷 牛曼麗 雷喜紅

（1 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 100125；2 北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 100029）

在調(diào)研北京市平谷區(qū)30 個設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)的基礎(chǔ)上，分析平谷區(qū)日光溫室建筑結(jié)構(gòu)及設(shè)備配置的現(xiàn)狀和存在的問題。針對平谷區(qū)老舊溫室改造任務(wù)重、時間緊以及平谷區(qū)建設(shè)“農(nóng)業(yè)中關(guān)村”的現(xiàn)實需要，提出了結(jié)構(gòu)上8 m 跨溫室原地改造和加大跨度提升性能的建設(shè)途徑和方案；設(shè)備配置上向自動化、物聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展的思路；政策創(chuàng)制上應(yīng)綜合利用建設(shè)指標、合并使用補貼資金、打破原有建筑平面局限綜合開發(fā)設(shè)施用地的改革路徑。

2021 年北京市《關(guān)于全面推進鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的實施方案》，明確提出“把農(nóng)業(yè)科技納入北京國際科技創(chuàng)新中心建設(shè)戰(zhàn)略”“打造‘農(nóng)業(yè)中關(guān)村’，大力推進平谷區(qū)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)”。平谷區(qū)提出要立足建設(shè)一流農(nóng)業(yè)中關(guān)村、打造硬核農(nóng)業(yè)中國芯，全力建設(shè)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新示范區(qū)，并將設(shè)施農(nóng)業(yè)列入未來平谷區(qū)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新示范區(qū)重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一。

平谷區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)起步于20 世紀90 年代，經(jīng)過30 多年的建設(shè)發(fā)展，形成一定規(guī)模，并積累了一些經(jīng)驗，但與建設(shè)一流農(nóng)業(yè)中關(guān)村的目標還有很大的差距，尤其10 年前、甚至20 年前建設(shè)的日光溫室大都成了老舊溫室或高危溫室，這些老舊日光溫室的改造和升級任務(wù)艱巨。

為了摸清平谷區(qū)日光溫室發(fā)展現(xiàn)狀，為平谷區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)的提升發(fā)展提供基礎(chǔ)資料，2022 年3—5月，筆者組織團隊對平谷區(qū)11 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的30 個園區(qū)進行了實地調(diào)研。

1 基本情況

1.1 平谷區(qū)基本情況

平谷區(qū)位于北京市的東北部，西距北京市區(qū)70 km，東距天津市區(qū)90 km，是連接兩大城市的紐帶。地理坐標為116°55′E～117°24′E，40°1′N～40°22′N，總面積948.24 km。平谷區(qū)東南北三面環(huán)山，山前呈環(huán)帶狀淺山丘陵，中部、南部為沖擊、洪積平原，總體呈東北高，西南低。山區(qū)、半山區(qū)約占總面積的2/3（圖1）。

圖1 平谷區(qū)地形

平谷區(qū)位于北京市氣候分區(qū)的第二級溫度帶（圖2），屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明，冬季最長、夏季次之，春、秋短促；年平均氣溫為11.7 ℃，1 月最冷，平均氣溫為-5.4 ℃，7 月最熱，平均氣溫為26.1 ℃；年降水量為629.4 mm，主要集中在夏季，為453.0 mm，占全年降水量的72%；年平均日照時數(shù)為2 519.0 小時；是北京市蔬菜夏季補淡、冬季保穩(wěn)的重要生產(chǎn)和供應(yīng)區(qū)域。

圖2 北京市年平均氣溫分布圖

1.2 平谷區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展基本情況

截至2020 年底，平谷區(qū)共有種植設(shè)施12 697棟、建筑面積733.3 hm，以日光溫室和塑料大棚為主，其中日光溫室10 106 棟、建筑面積543.20 hm。設(shè)施主要集中在東高村、馬坊、夏各莊、馬昌營和山東莊5 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，農(nóng)業(yè)設(shè)施共526.30 hm，占全區(qū)的76%。設(shè)施內(nèi)主要種植番茄、草莓、果樹等。

1.3 調(diào)研基本情況

調(diào)研的30 個園區(qū)共有日光溫室2 840 棟，總建筑面積155.31 hm，占平谷區(qū)日光溫室總面積約1/3。調(diào)研溫室跨越了從20 世紀90 年代直到2022 年最新建設(shè)的溫室。其中2004—2022 年間經(jīng)過改造的溫室（稱為改造溫室）1 192 棟，占本次調(diào)研的41.97%；建設(shè)使用10～20 年的日光溫室（稱為老舊溫室）833 棟，占29.33%；建設(shè)使用超過20 年的日光溫室（稱為高危溫室）523棟，占18.42%。從生產(chǎn)安全看，老舊溫室存在不同程度的結(jié)構(gòu)安全隱患，高危溫室更是亟待更新改造。

同一園區(qū)內(nèi)日光溫室的結(jié)構(gòu)形式大體一致，但也有同一園區(qū)不同年代建設(shè)的溫室結(jié)構(gòu)存在差異。本次調(diào)研的30 個園區(qū)共有45 種不同形式的日光溫室。

2 溫室建筑

2.1 溫室建筑幾何尺寸

日光溫室的建筑幾何尺寸主要包括跨度、脊高、后墻高度和后屋面水平投影寬度，其中最重要的尺寸為溫室跨度和脊高。

從跨度看，本次調(diào)研的45 種不同規(guī)格日光溫室跨度為6～18 m 不等（表1）。其中，8.0 m 跨溫室占比86.41%，是平谷區(qū)日光溫室的主流；7 m跨次之，占比7.82%，7～12 m 跨溫室占比超過99%。

表1 不同溫室跨度及其占比

對照機械行業(yè)標準JB/T 10286—2013《日光溫室技術(shù)條件》，北緯35°～40°地區(qū)，溫室跨度宜為7～8 m；北緯40°以北地區(qū)，宜為5～7 m。平谷地處北緯40°以北邊沿，選擇7 m 和8 m 跨為主流溫室，符合該標準。但對照新近的農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 3223—2018《日光溫室設(shè)計規(guī)范》，北緯39°～45°地區(qū)，溫室跨度宜為8～10 m，平谷區(qū)主流溫室跨度偏小。

從建設(shè)時間看（圖3），2010 年前建設(shè)的日光溫室跨度均在8 m 以內(nèi)，2010—2020 年建設(shè)的日光溫室跨度不超過12 m，但2022 年新建溫室跨度能夠達到12、16、16.5 m 和18 m。從時間軸看，增大跨度是日光溫室的發(fā)展趨勢，這也是提高溫室作業(yè)機械化水平的時代要求，但是否需要增大到16 m 以上值得研究。

圖3 不同跨度溫室建設(shè)時間分布

從溫室的脊高看，以8 m 跨溫室為例，28 棟溫室脊高及前屋面角分布見圖4。由圖可見，8 m跨日光溫室，脊高在2.7～3.7 m 之間，前屋面角在23°～35°范圍內(nèi)。依據(jù)JB/T 10286—2013《日光溫室技術(shù)條件》，北緯40°地區(qū)日光溫室前屋面角應(yīng)大于28°26′；而10 年前建設(shè)的日光溫室多數(shù)較低矮，脊高低，前屋面角較?。?3°～28°），采光和生產(chǎn)條件較差，不滿足該規(guī)范對前屋面角的規(guī)定。近年來，通過對這些溫室進行改造，提高了溫室脊高，前屋面采光角加大到了28°～34°，可滿足該規(guī)范對前屋面角的規(guī)定。按照NY/T 3223—2018《日光溫室設(shè)計規(guī)范》，北緯40°地區(qū)8 m 跨日光溫室的脊高應(yīng)達到4.15 m，前屋面采光角應(yīng)達到31°，由此可見，平谷區(qū)現(xiàn)有溫室的高度還不夠，未來發(fā)展尚需要進一步提高溫室高度。

圖4 8 m 跨日光溫室脊高及前屋面角分布

2.2 溫室建筑做法

建筑做法指建筑用材及材料構(gòu)造。日光溫室的建筑做法主要包括后墻做法和后屋面做法。

2.2.1 后墻做法 平谷區(qū)日光溫室后墻做法主要分為磚墻和土墻兩類。其中，土墻又分為干打壘土墻和機打土墻；磚墻分為外貼保溫板磚墻和夾芯保溫板磚墻。由表2 可見，不同類型墻體中，磚墻占比為94.36%，遠大于土墻的5.64%；磚墻溫室中夾芯保溫板磚墻占比為68.94%，遠大于外貼保溫板磚墻的25.42%。從墻體的熱阻看，土墻熱阻在0.85～6.15 m·℃·W，隨墻體厚度不同而變化，磚墻熱阻在2.58～5.01 m·℃·W，隨墻體和保溫板厚度不同而變化。按照NY/T 3223—2018《日光溫室設(shè)計規(guī)范》的要求，根據(jù)平谷地區(qū)的室外溫度，單質(zhì)土墻的熱阻應(yīng)達到2.0 m·℃·W，由此判斷0.8 m 厚的干打壘土墻厚度不夠，而3.0 m 以上的機打土墻又過于厚重，適宜的土墻厚度應(yīng)在2.0 m左右；外貼或內(nèi)夾聚苯板的異質(zhì)復合磚墻熱阻應(yīng)達到4.3 m·℃·W，而實際的240 mm 磚墻外貼100 mm 厚聚苯板的熱阻未達到標準要求，但雙層240 mm 磚墻和雙層100 mm 厚聚苯板的復合墻熱阻又超標，對照標準要求，240 mm 厚磚墻外貼聚苯板的厚度應(yīng)在180 mm 左右。

表2 不同類型溫室后墻熱阻及占比

2.2.2 后屋面做法 平谷區(qū)日光溫室后屋面做法主要分為草簾+土、聚苯板、金屬夾芯板和針刺氈保溫被四類（圖5）。草簾+土、聚苯板和金屬夾芯板3 類后屋面溫室占比基本相當，針刺氈保溫被做后屋面的溫室較少，占比僅為0.18%。

圖5 平谷區(qū)日光溫室后屋面主要做法

老舊和高危日光溫室以及機打土墻日光溫室采用草簾+土后屋面，具體做法有多種，例如3 膜（塑料膜）2 草（草簾）+覆土、無紡布+塑料膜+草簾+覆土+無紡布、竹竿+草簾+塑料膜+草簾 +60 mm 砼。做法雖然不盡相同，但是基本原理相似，塑料膜用于防水，草簾和覆土用于保溫，砼主要是增加后屋面強度，便于上人作業(yè)。這類后屋面較重，對鋼結(jié)構(gòu)骨架承載要求較高，骨架均采用鋼桁架，不采用單管。

改造日光溫室后屋面多采用金屬夾芯板和聚苯板。由于金屬夾芯板表面抗銹蝕能力不足，部分日光溫室采用聚苯板替代了金屬夾芯板。聚苯板的內(nèi)外表面均設(shè)有保護層，內(nèi)表面保護有菱苦土板、膠合板、麥稈，菱苦土板和麥稈均有一定濕度調(diào)節(jié)能力；外表面保護有砂漿、砼、保溫被等，砼主要是為了滿足后屋面上人的需求。

近年發(fā)展的裝配式日光溫室，后屋面采用保溫被，安裝方便，施工快捷。從未來發(fā)展看，剛性保溫板和柔性保溫被將是溫室后屋面的主要用材。

以上溫室后屋面的保溫熱阻在0.67～2.28 m·℃·W，后屋面保溫性能相差3 倍多。對照NY/T 3223—2018《日光溫室設(shè)計規(guī)范》的要求，平谷地區(qū)日光溫室屋面熱阻應(yīng)達到3.5 m·℃·W。由此來看，平谷日光溫室的后屋面保溫性能基本都未達到規(guī)范要求。按照該規(guī)范，采用聚苯板保溫材料時厚度至少應(yīng)達到160 mm。

3 溫室結(jié)構(gòu)

骨架是溫室的承力結(jié)構(gòu)，是溫室安全生產(chǎn)的第一保證。調(diào)查溫室的結(jié)構(gòu)主要分為4類：桁架結(jié)構(gòu)、單管結(jié)構(gòu)、琴弦結(jié)構(gòu)和柱梁結(jié)構(gòu)。其中桁架結(jié)構(gòu)中3 棟為柱梁結(jié)構(gòu)，單管結(jié)構(gòu)中2 棟是柱梁結(jié)構(gòu)。平谷區(qū)日光溫室結(jié)構(gòu)以桁架結(jié)構(gòu)為主，達1 819 棟，占比為63.94%；單管結(jié)構(gòu)溫室1 014 棟，占比為35.64%；柱梁結(jié)構(gòu)和琴弦結(jié)構(gòu)溫室較少，分別為5棟和7 棟，占比分別為0.18%和0.25%。

4 溫室裝備

溫室裝備主要包括通風、保溫、灌溉施肥、加溫及降溫5 大系統(tǒng)的裝備。本次調(diào)研的2 840 棟日光溫室中2 棟在建溫室尚未安裝裝備，其余2 838棟日光溫室都不同程度地配備了相關(guān)系統(tǒng)裝備。

4.1 通風系統(tǒng)

通風口按設(shè)置位置分為前底腳通風口、屋脊通風口、后墻通風口和后屋面通風口4 類。各類通風口及其開啟方式占比見表3。

表3 通風口及其開啟方式占比

4.1.1 通風口設(shè)置 調(diào)研日光溫室全部設(shè)置有屋脊通風口，是日光溫室的基本配置，但42.95%的溫室未設(shè)前底腳通風口。

后墻設(shè)通風口的溫室占13.74%。通風口多為圓孔，直徑300 mm，間距2～6 m，冬季用柔性保溫材料填塞或用磚、泥漿等封堵。

后屋面設(shè)通風口的溫室僅有3.06%，主要設(shè)置在草簾覆土的后屋面溫室上。通風口直徑300 mm，間距6～10 m，直接用瓦管直插在溫室后屋面形成。這種通風口因通風量小，主要用于寒冷季節(jié)通風，由于其傳熱“冷橋”、屋面防水以及操作管理等因素，直接影響了其應(yīng)用占比。

4.1.2 通風口開啟方式 調(diào)研發(fā)現(xiàn)，平谷區(qū)日光溫室前底腳通風口開啟方式主要為手動扒縫和手動卷膜，占比分別為41.30%和15.75%。屋脊通風口有手動拉膜開窗、電動拉膜開窗和手動卷膜開窗3 種開啟方式，占比分別為71.95%、27.52%和0.53%。平谷區(qū)日光溫室還主要依靠人工開窗通風，少量的自動化控制也因控制功能不完善而處于手動控制模式。總體看，平谷區(qū)日光溫室通風的自動化控制水平還很低，設(shè)備配置的需求量很大。

4.2 保溫系統(tǒng)

日光溫室的保溫系統(tǒng)主要指前屋面的夜間保溫，包括保溫被材料及其卷放設(shè)備兩部分。

4.2.1 保溫被材料 本次調(diào)研日光溫室中，315 棟使用草簾，占比為11.10%，2 523 棟使用針刺氈保溫被，占比為88.90%。兩種保溫被都不具有防水性能，遇雨雪天不僅增加保溫被質(zhì)量而且影響保溫性能。建議更換為防水、保溫、耐久性更好的保溫被材料，例如淋膜面層、鍍鋁面層、橡塑保溫材料等。

4.2.2 保溫被卷被方式 從卷簾機安裝位置看，中卷占比最高，為82.88%；從卷簾機的形式看，二連桿卷簾機占比最高，為87.07%（表4）。

表4 日光溫室保溫被卷被系統(tǒng)分類及占比

對卷簾機的控制，目前基本采用人工手動控制，自動控制幾乎處于空白。

4.3 灌溉及施肥系統(tǒng)

調(diào)研平谷區(qū)日光溫室中使用的灌溉及施肥系統(tǒng)主要包括移動噴灌機、水肥一體機、水管漫灌和滴管+文丘里吸肥4 類。其中移動噴灌機主要用于育苗溫室，僅有3 棟溫室使用；水肥一體機主要用于管理水平較高的園區(qū)，共211 棟溫室使用，占比不大，為7.43%，但技術(shù)含量高，設(shè)備由電氣控制箱、主控界面、主水泵、注肥泵、流量計、壓力表、接線端子、減壓閥和壓力、溫度、pH、EC 傳感器等部件構(gòu)成，有時間控制、流量控制、基質(zhì)濕度控制、光照控制4 種自動控制模式，通過EC 和pH 自動控制灌溉施肥；文丘里施肥器是主導產(chǎn)品，調(diào)研溫室中有2 217 棟使用，占比為78.12%，該系統(tǒng)安裝方便、操作簡單、價格低廉，但化肥用量大，灌溉決策不科學；有14.34%的溫室（407 棟）還在使用水管漫灌，沒有做到節(jié)水灌溉。

4.4 加溫和降溫系統(tǒng)

本次調(diào)研2 838 棟日光溫室中，配備加溫系統(tǒng)的日光溫室共43 棟，占比較小，為1.51%。加熱設(shè)備分為空調(diào)、太陽能集熱器、電熱風爐和空氣源熱泵4 類，配備的溫室分別有20、3、15、5 棟。配備降溫系統(tǒng)的日光溫室共7 棟，其中6 棟為風機濕簾降溫系統(tǒng)，1 棟為高壓微霧降溫系統(tǒng)。

5 溫室改造

平谷區(qū)日光溫室改造主要針對8 m 跨日光溫室，改造內(nèi)容包括：更換鋼骨架、后墻加固加高、外加保溫層、更換后屋面及改造工具間。

5.1 改造鋼骨架

5.1.1 跨度不變（8 m），桁架變單管骨架 調(diào)研1 194 棟改造溫室中有1 010 棟溫室是在不改跨度的情況下，用橢圓管替代了原屋面桁架，占比為84.6%，其中以8 m 跨溫室為主。改造溫室主要是摒棄了沉重的保溫后屋面，改為輕質(zhì)保溫的金屬夾芯板，由此大大減輕了溫室的屋面荷載。改造橢圓管的截面尺寸以30 mm × 60 mm 和30 mm × 80 mm為主。改造前后溫室如圖6。

圖6 溫室改造鋼骨架（8 m 跨不變）

5.1.2 加大跨度（從8 m 至9 m），改桁架為單管骨架 本次調(diào)研的同一園區(qū)內(nèi)2 棟日光溫室于2021年將8 m 跨增至9 m 跨。改造方案為拆除原有鋼骨架，僅保留原后墻，在原后墻外立柱，后墻和后屋面覆蓋柔性保溫被，形成完全組裝結(jié)構(gòu)溫室。保留原后墻是為了保留原溫室后墻被動儲放熱的功能，同時為了越夏生產(chǎn)，還增設(shè)了外遮陽系統(tǒng)和風機濕簾系統(tǒng)。改造后溫室如圖7。

圖7 8 m 跨增至9 m 跨改造溫室剖面及實景

5.1.3 加大跨度（從8 m 至10 m），更新桁架結(jié)構(gòu) 調(diào)研的園區(qū)于2010 年改造了29 棟溫室。改造溫室更新了屋面桁架，同時將原來8 m 跨度加大到了10 m。改造后前后棟溫室之間的間距為8 m，使用12 年來運行正常，并未發(fā)現(xiàn)前排溫室對后排溫室遮擋采光，同時也提高了土地利用率，值得借鑒。

5.2 改造后墻

5.2.1 加固后墻 平谷區(qū)日光溫室后墻以夾芯保溫板磚墻為主（表2），內(nèi)外兩層墻體沒有連接，外層墻體有倒塌的傾向，故一些園區(qū)選擇加固后墻。加固方式包括后墻內(nèi)外表面由長螺栓固定角鋼框架和后墻外砌筑墻垛兩種形式（圖8）。

圖8 日光溫室加固后墻

5.2.2 外貼保溫板 為了增加溫室的保溫性，可在后墻外側(cè)貼保溫層。調(diào)研也發(fā)現(xiàn)部分日光溫室在后墻室內(nèi)貼保溫層會影響后墻的蓄熱性，應(yīng)避免這種做法。

5.3 改造后屋面

老舊及高危日光溫室后屋面多為草簾+爐渣 +砂漿、木板+爐渣+砂漿等較厚重材料，改造部分采用金屬夾心板，部分采用聚苯板。共同優(yōu)點是荷載較小，但金屬夾心板表面易銹蝕，后屋面上人較難；而聚苯板由于內(nèi)外表面設(shè)有保護層，更適合溫室后屋面新建和改造用材。

6 溫室種植

平谷區(qū)日光溫室種植作物類型主要有果菜、葉菜、草莓和果樹（包括桃樹、葡萄等），如表5 所示，種植果菜的溫室約占60%，其中以一年一茬種植模式為主，占比達44.71%，通常9 月定植，翌年5 月拉秧，果菜對溫度要求較高，多為保溫性較好的溫室種植。其余不到40%的溫室種植草莓、果樹和葉菜等對溫度要求不高的作物，這也是大部分溫室保溫性能不達標（果菜標準）的原因。少量溫室用于育苗，冬季配套了加溫系統(tǒng)。

表5 日光溫室種植結(jié)構(gòu)及占比

除了傳統(tǒng)的種植番茄、草莓和果樹外，調(diào)研中發(fā)現(xiàn)一些提高土地利用率和收益的套種模式值得推廣：①葡萄套種葉菜或草莓，冬季葡萄落葉種植蔬菜，夏季葡萄架下種植葉菜。② 高秧作物壟間種植葉菜。③走道靠后墻部位種植一壟作物，可以是葉菜，也可以是果菜。④ 后墻上多層立體種植葉菜或草莓。⑤ 溫室前部低矮空間種植葉菜。⑥ 在2 棟溫室間建設(shè)塑料大棚進行春提早和秋延后作物種植。

7 存在問題

通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)平谷區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)存在如下3 大問題。

7.1 老舊溫室量大面廣，改造提升任務(wù)艱巨

本次調(diào)研發(fā)現(xiàn)，建設(shè)使用10～20 年的老舊溫室833 棟，建設(shè)超過20 年的高危溫室523 棟，合計約占本次調(diào)研溫室的1/2。園區(qū)大量使用老舊和高危溫室進行生產(chǎn)，溫室低矮，生產(chǎn)條件差，結(jié)構(gòu)安全堪憂。

老舊溫室結(jié)構(gòu)安全性差主要表現(xiàn)在：①墻體破損嚴重，有的甚至出現(xiàn)局部倒塌。② 后屋面破損嚴重，尤其以保溫被為主體保溫材料的多層復合結(jié)構(gòu)厚重屋面，材料老化、防水失效、保溫能力嚴重下降。③骨架承載力下降，竹木結(jié)構(gòu)大都腐爛，鋼結(jié)構(gòu)銹蝕嚴重，尤其與墻體和基礎(chǔ)連接的骨架端部幾乎失去承載能力。

7.2 溫室裝備水平較低，機械化、自動化任重道遠

本次調(diào)研發(fā)現(xiàn)42.95%的溫室未設(shè)前底腳通風口，41.30%的溫室前底腳通風口采用手扒縫，15.75%的溫室采用手動卷膜；71.95%的溫室屋脊通風口采用手動拉膜?？梢姡瑴厥业耐L設(shè)備，一是配備不齊；二是基本采用手動控制，自動化控制水平很低。

調(diào)研中11.10%的日光溫室保溫被仍采用草簾，其余均為針刺氈保溫被。這些材料防水性能差，遇水后保溫性能嚴重下降，而且自重顯著增加，給溫室結(jié)構(gòu)的安全性帶來隱患。具有自防水、耐老化、高保溫的保溫被材料幾乎沒有應(yīng)用。從保溫被的卷放看，1.76%的溫室仍采用人工卷放草簾，95%以上的卷簾機采用手動控制。

調(diào)研中14.34%的溫室還在大水漫灌，78.17%的溫室采用文丘里施肥器進行水肥一體化灌溉。節(jié)水、節(jié)肥以及灌溉系統(tǒng)科學決策與管理的理念幾乎處于空白。

綜上，平谷區(qū)日光溫室裝備水平總體處于較低水平。

7.3 改造和新建溫室仍存在弊病

本次調(diào)研中，改造溫室1 192 棟，新建溫室8棟，二者合計占總調(diào)研溫室的42.25%。不論新建還是改造溫室，或多或少都延續(xù)了老舊溫室的弊病，距離現(xiàn)代日光溫室還有較大差距。

新建溫室，一是盲目擴大跨度；二是仍然采用機打土墻這種破壞耕地的建造模式。

改造溫室，一是沒有按照國家和行業(yè)規(guī)范設(shè)計，前屋面兜水和作業(yè)空間不足的問題依然存在；二是有些溫室原地原樣改造，沒有提升溫室的溫光性能；三是鋼骨架與基礎(chǔ)和墻體的連接點防腐措施不到位，運行1～3 年即出現(xiàn)局部銹蝕；四是保溫層位置設(shè)置不合理，有的設(shè)置在磚墻內(nèi)側(cè)，有的設(shè)置在磚墻夾心墻的外側(cè)，與當前被動儲放熱理論有駁；五是門斗不與溫室連接，失去其對進入溫室冷空氣的緩沖功能，還占用了建設(shè)用地。

8 發(fā)展建議

針對平谷區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題，提出以下發(fā)展建議。

8.1 改造和新建溫室應(yīng)全面提升整體性能

日光溫室的整體性能包括溫光性能、結(jié)構(gòu)的承載能力以及作業(yè)的機械化和自動化水平。

溫室的采光性能主要取決于溫室的建筑幾何尺寸。溫室跨度應(yīng)在8 m 的基礎(chǔ)上向9、10、12 m方向發(fā)展，但過大的跨度由于室內(nèi)多立柱、屋面多桁架，室內(nèi)遮光多、作業(yè)不方便，應(yīng)嚴控。溫室的脊高和后屋面投影寬度等幾何尺寸應(yīng)按照平谷區(qū)的地理緯度和室內(nèi)作物種植高度，依據(jù)NY/T 3223—2018《日光溫室設(shè)計規(guī)范》的要求確定。

溫室的熱工性能在建筑幾何尺寸確定后主要取決于溫室墻體和后屋面材料及其構(gòu)造方法。未來發(fā)展應(yīng)響應(yīng)國家政策，摒棄或限制發(fā)展土墻溫室。磚墻承載并被動儲放熱的日光溫室墻體構(gòu)造，建議改用內(nèi)墻外貼保溫板或保溫被的雙層結(jié)構(gòu)墻體，各層功能明確、建筑占地面積小；受土地政策限制不能采用磚墻結(jié)構(gòu)時，可采用剛性或柔性保溫材料的單層結(jié)構(gòu)墻體，墻體內(nèi)側(cè)配置主動儲放熱系統(tǒng)或配置臨時加溫系統(tǒng)。

溫室外保溫被的保溫性能直接影響溫室夜間的溫度高低。應(yīng)選擇導熱系數(shù)小、自防水、耐老化、密封嚴密的新型保溫被材。

對于輕型后屋面和保溫被的日光溫室，在跨度小于12 m 時，不論是改造溫室還是新建溫室應(yīng)優(yōu)先采用單管橢圓管拱架；跨度在8 m 或9 m 的磚墻承重溫室，屋面拱架可采用60 mm × 30 mm橢圓管；其他情況下應(yīng)采用80 mm × 30 mm 橢圓管，骨架間距在1.0 m 以內(nèi)。骨架應(yīng)熱浸鍍鋅、用專用卡具連接。這種骨架結(jié)構(gòu)輕盈、安裝方便、室內(nèi)空間大、遮光少。

為提高日光溫室宜機化性能，一是要求室內(nèi)無立柱；二是要求在山墻設(shè)專門的農(nóng)機作業(yè)門，并與日常作業(yè)門相區(qū)別。

8.2 設(shè)備配置應(yīng)提升自動化控制水平

日光溫室配套設(shè)備主要包括控制通風口啟閉的通風機、控制保溫被卷放的卷簾機和控制灌溉施肥的水肥機。

溫室通風口設(shè)置應(yīng)摒棄獨立、分散設(shè)置完全手動控制的后墻通風口和后屋面通風口。為增強溫室的通風能力，應(yīng)在保留屋脊通風口的基礎(chǔ)上盡量設(shè)置前屋面底腳通風口。通風口應(yīng)設(shè)置防蟲網(wǎng)，屋脊通風口應(yīng)設(shè)置防兜水網(wǎng)?？刂仆L口啟閉的設(shè)備可采用電動拉膜機或電動卷膜機，通風口的啟閉應(yīng)根據(jù)室內(nèi)外溫度和種植作物的適宜生長溫度，結(jié)合排濕和補充CO要求采用自動化、智能化模型方法控制，并向遠程網(wǎng)絡(luò)控制方向發(fā)展。

控制保溫被卷放的卷簾機應(yīng)摒棄故障率較高的卷繩式卷簾機，對長度超過60 m 的溫室應(yīng)優(yōu)先選擇中卷二連桿卷簾機，卷簾機機頭下密封用保溫被應(yīng)與機頭兩側(cè)保溫被同時卷放。卷簾機控制應(yīng)設(shè)置防過卷擋桿和限位控制開關(guān)，在目前全自動控制技術(shù)尚不成熟的條件下應(yīng)爭取向人工遙控方向發(fā)展。

溫室灌溉應(yīng)摒棄大水漫灌，根據(jù)種植作物的需求可選用滴灌管、滴灌帶或滴箭滴灌的方式，有條件的盡量采用膜下滴灌模式。目前大量使用的粗放式文丘里灌溉施肥機應(yīng)向著根據(jù)土壤水分、光強累積等智能傳感和以pH 和EC 值為控制指標的精準化水肥一體機方向更新，從源頭減少水肥和農(nóng)藥使用量，保證食品安全生產(chǎn)并節(jié)約資源和生產(chǎn)成本。

8.3 探索新政策，扶持產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展

目前國家對保護耕地和促進設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展都提出了一系列政策，其中制約設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展最主要的規(guī)定有以下三點：一是設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)不得破壞耕作層；二是上圖入庫的溫室設(shè)施改造不得超越原有建筑基礎(chǔ)紅線；三是日光溫室門斗建筑面積不得超過22.5 m。

如何在現(xiàn)有政策框架下，利用北京市對平谷區(qū)“農(nóng)業(yè)中關(guān)村”的定位，試點創(chuàng)新、突破約束、創(chuàng)制新政，走出一條促進設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的新模式、新路徑，結(jié)合本次調(diào)研結(jié)果提出如下建議。

8.3.1 探索溫室改造“三改二”政策 在保持原溫室生產(chǎn)基地總面積不變的條件下，對7 m 和8 m 跨溫室采用3 棟并2 棟的改造方案。以8 m 跨溫室為例，以3 棟溫室為一個單元，拆除中間1 棟，前棟溫室后延4 m，后棟溫室前擴4 m，形成2 棟12 m跨溫室，2 棟溫室之間空地16 m，可布置1 棟8 m跨塑料大棚，也可夏季進行露地種植（圖9），不僅溫室增大了空間，而且露地種植也更集約，如果建設(shè)塑料大棚還能有效增加設(shè)施面積。這種改造方案保持了溫室總面積不變，但卻大大提升了溫室的作業(yè)空間和溫光性能，從土地利用的角度看，是在占補平衡的原則下置換了土地，還節(jié)省了1 個溫室的墻體和門斗的建筑面積。

圖9 “三改二”溫室改造方案（單位：m）

8.3.2 探索門斗建設(shè)指標合并使用政策 調(diào)研發(fā)現(xiàn)有多個園區(qū)的溫室不設(shè)門斗，或者將門斗獨立于溫室之外設(shè)置，實質(zhì)上也失去了門斗的基本功能，新近建設(shè)的全組裝柔性保溫墻體溫室基本都在山墻開設(shè)作業(yè)門。鑒于此，建議對規(guī)?；?jīng)營園區(qū)，可整合門斗建設(shè)指標，集中建設(shè)生產(chǎn)輔助用房，包括生產(chǎn)資料庫、水肥調(diào)配間、蔬菜分級包裝車間、冷藏庫等，更符合生產(chǎn)實際需求。

8.3.3 整合設(shè)施補貼資金，分類制定設(shè)施補貼政策 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部對農(nóng)業(yè)設(shè)施補貼按照農(nóng)機補貼模式分別對骨架、卷簾機、水肥機等以單機為單元進行補貼，申報、審查、驗收工序多，管理繁瑣。建議北京市利用農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)農(nóng)機補貼政策試點的機會，同時結(jié)合北京市、平谷區(qū)對設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的支持資金，統(tǒng)籌調(diào)整補貼方式，研究溫室改造和新建分部工程建設(shè)模式和工程造價，新建溫室按標準預算價進行補貼；改造溫室按骨架、通風機、卷簾機、施肥機、保溫被等改造內(nèi)容合并預算，一次補貼。

8.4 加強溫室工程建設(shè)的全過程監(jiān)管

平谷區(qū)日光溫室應(yīng)根據(jù)當?shù)氐牡乩砦恢?、氣候條件以及種植作物的要求進行專項研究，形成標準圖紙和工程預算造價。

工程建設(shè)應(yīng)在標準設(shè)計圖紙的指導下施工和驗收，對非標的建設(shè)工程應(yīng)建立圖紙審核流程，避免新建和改造溫室性能得不到提升，甚至錯誤的設(shè)計造成“先天帶病”溫室。

溫室工程施工過程中應(yīng)聘請有資質(zhì)的監(jiān)理單位，監(jiān)督施工過程，確保施工質(zhì)量。建設(shè)驗收的溫室應(yīng)及時上圖入庫，并跟蹤監(jiān)督溫室的運行狀態(tài)，建立用戶主動上報和由農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門在技術(shù)指導的過程中隨機抽查和上報的機制，保證建設(shè)溫室健康運營。