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1、第四章 温室设施 环境调节与控制,第七节 各类园艺设施及环境特点 一、园艺设施类型 1. 塑料棚 塑料棚是在拱架上覆盖塑料薄膜而成的棚室，多为拱圆形结构。按棚内的空间大小分为塑料大棚、中拱棚、小拱棚三种类型，但三者间并无严格区分界限。 小拱棚的棚高11.5m，跨度13m，长1030m，多采用竹材、树枝条或铁丝等简易材料制作成拱圆形骨架，人不能进入棚内作业，栽培管理需揭开棚膜进行。 中拱棚的棚高1.52m，跨度37m，长10m以上，建造的骨架材料为竹木、钢筋或钢管，人勉强可以进入其中进行栽培管理作业。 塑料大棚（塑料温室）的棚高23.5m，跨度815m，长3060m，采用竹木、焊接钢筋或镀锌钢管
2、作为骨架材料，竹木骨架和部分焊接钢筋骨架的大棚需在棚内设置立柱。,2. 温室：温室可从不同角度进行分类。 温室的用途: 可分为花卉温室、蔬菜温室、育苗温室、果树温室及园林观赏温室等。 覆盖材料: 可分为玻璃温室与塑料温室二大类，其中塑料温室又可分为塑料薄膜温室与硬质塑料板温室。 温室是否加温： 可分为加温温室与不加温温室。 温室结构材料： 分为竹木结构温室、钢结构温室等。 温室的屋面形状： 可分为圆拱形屋面温室、坡屋面温室和锯齿形温室，坡屋面温室又分为单坡屋面（一面坡、立窗式、二折式、三折式等）温室和双坡屋面（对称双坡屋面、不对称双坡屋面、折线式屋面等）温室等。,图4-50 单跨温室,图4-5
3、1 连栋温室,2. 日光温室 日光温室具有比塑料棚优良的性能。尤其是在80年代中期以来，经过对建筑结构、环境调控技术全面改进而成的节能型日光温室，在我国北纬32N41N甚至43N的地区，能够在不用人工加温或仅有极少量加温的条件下，进行严寒冬季的喜温蔬菜生产。 节能型日光温室的优良特性归结于其独特的形式与构造。 南向的采光屋面具有较好的日光透过特性，其透光率一般可达60%80%； 北侧后墙参与截获太阳辐射能，使室内获得的太阳直接辐射能增加近一倍； 墙体的良好保温性能和夜间屋面采用严密的保温覆盖，最大限度地减少了夜间温室的热量损失； 厚重的后墙可在白昼有效地蓄积所吸收的太阳热能，夜间缓慢地释放回温
4、室内。,3. 加温温室与现代化温室 近年来，现代化的加温温室在我国获得迅速发展，这些温室除具有冬季加温的设备以外，还具有较为完备的遮阳、保温、通风和降温以及灌溉等系统，以实现对温室环境的有效调控和达到周年利用，有些还设有计算机自动监测和控制系统，是具有较强环境调控能力的、技术水平层次较高的园艺设施。 我国在“九五”期间，一些计算机温室自动监测与控制管理系统相继研制成功。这些自动测控系统可对温室内外的气温、湿度、光照、土壤温度和含水量以及CO2浓度等因素的数据进行采集、存储、显示或打印；通过控制温室的加温与通风降温设备、保温与遮阳幕、灌溉设备等实时控制温室内环境。控制方法由单因子控制，向多因子综
5、合环境控制的智能化方向发展。通过建立温室中光照、温度和CO2浓度与植物生长以及生产效益关系的模型，构建环境控制、生产管理决策的专家系统，依靠这种智能化的决策系统，进行优化方案的环境控制和生产管理，该方面研究正在进行之中。,三、节能型日光温室 日光温室最主要的特点就是其所需要的能量绝大部分来自于太阳光。不仅白天靠照入室内的太阳辐射来提高室温，而且夜间也主要靠白天所蓄积的热量维持室温，一般只在连续阴天或极端冷天才少量加温，其冬季加温的耗能量只占加温温室（尤其是连栋温室）的极少比例，因此称其为节能型日光温室。 日光温室坐北朝南，东西延长，南向有塑料薄膜覆盖的透明采光面，北墙、山墙和北坡为不透明且保温
6、较好的围护结构，夜间南坡用草帘等进行外覆盖以使室内温度不至降得过快，从而使作物免受冻害。,（一）日光温室的原理与主要类型 1日光温室的节能原理 日光温室之所以节能，主要原因是设置了具有蓄热、隔热功能的山墙、北墙和后坡，该围护结构不仅具有有效防止室内热量向室外传递的良好保温性能，而且在白昼有效吸收和蓄积太阳热能，在夜间又可将蓄积的太阳热能释放到温室中，以维持室内一定的气温。此外，南屋面的良好采光和夜间进行严密的覆盖保温也发挥了重要的作用。 衡量日光温室性能最重要的两个指标就是采光和保温。 一个设计合理的日光温室，应在白天尽可能多地透入阳光，保证作物生长的适宜光照和温度，墙体、地面等应尽可能多地蓄
7、热，并使所蓄积的热量在夜间向室内释放，减缓室内温度的降低，在不加温的情况下，也能保证作物所需的最低温度。,2日光温室的主要类型 随着生产的发展，各地建造了许多具有地方特色的日光温室，辽宁省是节能型日光温室的发源地。典型的类型有感王式日光温室、鞍型日光温室和辽沈型日光温室等。 （1）感王式日光温室，其跨度一般为5.5m6m，中脊高2.4m，后墙高约0.6m，厚1m以上，后坡长2.5m以上。这种温室保温性能好，材料来源广泛，造价低，缺点是后坡较长，后部弱光区面积较大。室内低矮、多柱，目前生产中已较少使用。 （2）鞍山市园艺科学所研制的室内无柱钢骨架砖墙温室，称为鞍型日光温室，在国内有较大影响。其跨
8、度6m以上，脊高2.8m，北墙高1.7m，后坡水平投影1.2m。承重骨架为钢平面桁架，墙体为两层砖墙中间夹珍珠岩等保温材料。该温室是国内出现较早的高标准日光温室，其采光与保温性能、承载能力等比竹木结构日光温室均有显著提高。,（3）由沈阳农业大学等单位研制的日光温室，是“九五”国家重大科技产业项目“工厂化高效农业示范工程”专题中，“东北型节能日光温室”课题的研究成果。其跨度为6m7.5m，脊高相应为2.9m3.5m，北墙高1.85m2.3m，后坡水平投影1.2m1.5m。优化的采光面比普通温室增加7%，实现了在北纬42地区基本不加温可越冬生产蔬菜的目标。其墙体通常为600mm厚（两层240mm厚
9、砖墙中间夹120mm厚小密度发泡聚苯板），后坡也是聚苯板为隔热层。 目前这种温室已成为辽宁省园艺设施的首选棚型。,（二）日光温室的结构及材料 下面仅以室内无柱的钢骨架砌体墙日光温室为例加以介绍,1日光温室的剖面几何参数（图4-53） 净跨度L是前底脚至北墙（后墙）内侧的水平距离，屋脊在地面的投影又将L分为L1和L2，分别为前坡（南坡）和后坡（北坡）的水平投影，北墙高为h（指骨架后支座处的高度），脊高为H，后坡仰角为，可把屋脊与前底脚连线与地面的夹角称作前坡参考角，把比值L1/L称作脊位比。上述参数中，起控制作用的是净跨度、脊位比、前坡参考角和北墙高（或后坡仰角）。,2日光温室的基本结构、构造及
10、材料 所谓基本结构，是组成日光温室本身必不可少的，在施工中一次性完成的部分。具体有承重骨架、墙体及其基础、后坡、防寒沟、覆盖薄膜、通风口、工作间（或内门斗）等。 （1）承重骨架 为提高室内无柱日光温室骨架的承载能力和节省材料，并能适应较大跨度，宜采用两铰拱式钢平面桁架的形式。据计算，当跨度为67.5m时，桁架上、下弦垂直距离可取为0.220.25m。纵向设46道系杆，与桁架焊接连接或螺栓连接。骨架间距通常取为0.85m。为防锈蚀，最好采用镀锌钢材。这种骨架的耐久年限可达1520年。,（2）墙体 墙体除起承重和围护作用外，还兼具蓄热、绝热和保温功能。为增加热阻和减少厚度，多做成多层异质复合墙体。
11、内层墙应采用容重大、导热系数大的材料（如砖、石等）砌筑，以提高其蓄热能力。外层墙除用砖、石外，还可用加气混凝土砌块等砌筑，中间的隔热层可用小密度发泡聚苯板、珍珠岩等填充。表4-18给出几种墙体的热阻值，供参考。,表4-18 几种墙体的热阻值,注：实测小密度苯板导热系数为0.0327W/（m）。,（3）基础 温室基础可用毛石或砖砌筑，基础砌体高度应不小于500mm，其下用混砂（水撼砂）填至冻深。基础宽650mm，一般可满足要求。 （4）后坡 后坡应具有承重、保温、防水的功能，其承重材料值得研究。钢筋混凝土板蓄热好，经久耐用，但自重大；用木板承重自重小，施工方便，经防腐处理后耐久性也较好，但要耗用
12、木材。有的厂家用无机材料制成空心板（内配竹筋），耐久性好，但造价较高。承重板上最好用100150mm厚发泡聚苯板（容重不小于8kg/m3）作隔热层，其上用1：5白灰炉渣找坡，再抹砂浆并上防水面层（SBS等），这样做成的后坡热阻可达到34m2/W。为降低造价，后坡也可用整捆的秸秆、稻草等保温再用塑料膜、草泥防水，但受潮腐烂后要及时更换。 （5）防寒沟 防寒沟的作用是减少地中横向传热，最好在温室四周均设，至少在前底脚通长设置。较好的作法是在前地垄墙内侧附贴一层发泡聚苯板，厚68cm，与前基础等深（或与基础砌体部分等深），即制成永久性防寒沟。,（6）覆盖薄膜 日光温室前坡覆盖的薄膜应选择透光率高、防
13、尘、流滴持效期长、保温好、耐老化的多功能长寿膜，厚度一般为0.10.15mm。目前常用的有氯乙烯（PE）膜，聚氯乙烯（PVC）膜，乙烯醋酸乙烯共聚树脂（EVA）膜等。由于所用原料及所添加的助剂不同，使薄膜具有不同的性能。适于不同作物生长的转光膜（如能使番茄、茄子等增产的紫光膜等）也多有应用。 （7）通风口 为加强夏季通风降温，温室除应适当设置北窗外，前坡覆盖薄膜应设上、下两个通风带，并在其内侧安装防虫网。寒冷地区的北窗冬季应封堵严密，用上通风带通风除湿。 （8）作业间 根据需要，可在日光温室的一端附设作业间，以防止冬季冷风直接由门吹入温室内，并可放置工具、产品或住人。在不太寒冷的地区，也可不设
14、作业间，只在门内设置门斗或张挂棉门帘。,（三）日光温室环境调控的配套设施 1外保温覆盖物 日光温室南坡的面积比北坡和北墙面积之和还要大得多，这对温室采光是必要的，但也使夜间散热量增多。南坡的散热占总散热的60%以上，因此南坡的外保温覆盖物是必不可少的，而且其热阻越大越好。但受重量、造价及卷铺方便的限制，其热阻也不可能很大，一般应不小于0.4m2/W。据研究，当北墙、北坡热阻达到一定值时，增加南坡的热阻，对提高室温的作用更显著。 目前，在北方应用最多的是稻草帘（单层或双层），因其保温好、材料来源广泛，造价低廉。为增加挡风作用并保持薄膜清洁，应在草帘下铺纸被（由4-6层牛皮纸制成）；为防水，可在纸
15、被下及草帘上再覆彩条布。这样的组合保温效果很好，且造价不高，也便于机械卷放。此外，也有一些厂家特制的保温被，由防水面料内夹化纤针刺毡等保温材料制成，其重量轻、保温好、便于机械卷放、比草帘耐用，唯造价较高。此外，在干旱少雪地区，也可用棉被覆盖。在产蒲草的地区，可用蒲草帘。,2卷帘机,用机械卷放帘比人工作业不仅极大地减轻劳动强度，而且每天可增加采光时间2小时以上，因此有条件的应尽量使用。卷帘机有多种形式，目前应用较多的是卷绳式，其次是卷轴式。 （1）卷绳式卷帘机 卷绳式卷帘机由动力部分和卷轴部分组成。动力部分包括电动机及其皮带轮、减速机及其皮带轮、皮带、手摇柄、控制开关及电路、机架等部分；卷轴部分
16、包括大轴及其支架、轴承、卷绳等（见图4-54）。,大轴支架,(b)大轴支架,(a)卷帘机架,图4-54 卷绳式卷帘机,卷绳,帘卷,电动机,减速机,机架,大轴,轴承,（2）卷轴式卷帘机,当日光温室长度较短（约40m左右），外覆盖物较轻（不超过1kg/m2），可采用卷轴式卷帘机（见图4-55）。,图4-55 卷轴式卷帘机 卷轴式卷帘机由电动机1、减速机2、卷轴3、转动支臂4及支座5等构成。,（四）日光温室区的规划 1场地选择 具有一定规模的日光温室群，在选择建设场地时，要注意以下几点：地势平坦开阔，背风向阳，避开东、西、南三面对光线的遮挡，避开明显的倒坡（南高北低）；要避开风口；地下水位低，土质疏松肥沃（无土栽培时例外）；要有水源和电源，水质要好且储量丰富；要避开污染源。 2温室方位 日光温室的方位是指其长方向的法线与正南方
