天津捷尔泰节能材料研究所www.faguangshicai
概述
温室又称为暖房，是一种以玻璃或塑料薄膜等材料作为屋面，用土、砖做成围墙， 或者全部以透光材料做为屋面和围墙的房屋，具有充分采光、防寒保温能力。温室内可设置一 些加热、 降温、补光、遮光设备，使其具有较灵活的调节控制室内光照、空气和土壤的温湿度、二氧 化碳浓度等蔬菜作物生长所需环境条件的能力，成为当今蔬菜保护地设施之一。 日光温室是一种在室内不加热的温室，即使在最寒冷的季节，也只依靠太阳光来维持室内一定的温度水平，以满足蔬菜作物生长的需要。 由于塑料工业的发展，加之玻璃易破损，农村日光温室大多以塑膜为屋面材料。特别是我国 北方在土温室基础上兴起的塑料日光温室，具有明显的高效、节能、低成本的特点，深受菜 农 及消费者的欢迎，是发展高产、优质、高效农业的有效措施之一，将会得到更快的发展。
实践证明，凡室外最低温度不低于－25℃的，利用塑料日光温室的特殊结构性能，可使室 内保持5℃以上的温度时，均可获得满意结果。
我国日光温室及栽培技术独具特，在发展中国家处领先水平。其工艺路线与发达国家没有 可比性，发达国家以钢结构、大型日光温室为主，我国以中小型为主；发达国家覆面材料 以 聚酯为基材的透光材料为主，我国以塑膜(聚乙烯膜和多功能膜、无滴PVC棚膜)为主要覆面 材料。我国日光温室投资回收期短，竹木结构的当年可收回投资，钢结构的投资回收期一般 为2～4年。我国日光温室的调控手段落后于发达国家。
日光温室是四位一体生态型大棚模式的重要组成部分之一。它的建造是在沼气池、猪舍及厕 所建造的基础上进行的。所以，沼气池要先建，猪舍与温室同步进行。当然，若将现有日光 温室改建成“模式”也是可以的，在日光温室的一端建造沼气池和猪舍即可。因此，对沼气 池、厕所、猪舍、日光温室的建造顺序也需根据具体条件灵活掌握。
日光温室的类型
日光温室通常坐北朝南，东西延长，东、西、北三面筑墙，设有不透明的后屋面， 前屋面用塑料薄膜覆盖，作为采光屋面。
日光温室从前屋面的构型来看，基本分为一斜一立式和半拱式。由于后坡长短、后墙高矮不 同，又可分为长后坡矮后墙温室、高后墙短后坡温室、无后坡温室(俗称半拉瓢)。从建材上又可分为竹木结构温室、早强水泥结构温室、钢铁水泥砖石结构温室、钢竹混合结构温室 。
决定温室性能的关键在于采光和保温，至于采用什么建材主要由经济条件和生产效 益决定，比较常用的温室有一斜一立式温室和半拱式温室。“模式”日光温室一般采用带有后墙及后 坡的半拱式日光温室，这种温室既能充分利用太阳能，又具有较强的棚膜抗摔打能力。因此 ，温室结构设计及建造以半拱式为好。
一斜一立式温室
一斜一立式温室是由一斜一立式玻璃温室演变而来的。70年代以来，由于玻璃的短缺，塑料 工业的兴起，塑膜代替玻璃覆盖一斜一立式日光温室最初在辽宁省瓦房店市发展起来。现在 已辐射到山东、河北、河南等地区。
如图4.1所示，温室跨度7米左右，脊高3～3.2米，前立窗高80～90厘米，后墙高2.1～2.3米。后屋面水平投影1.2～1.3米。前屋面采光角达到23°左右。
一斜一立式温室多数为竹结构，前屋面每3米设一横梁，由立柱支撑。
一斜一立式温室
这种温室空间较大，弱光带较小，在北纬40°以南地区应用效果较好。但前屋面压膜线压 不紧，只能用竹竿或木杆压膜，既增加造价又遮光。
玻璃丝包线
80年代中期以来，辽宁省瓦房市改进了温室屋面的结构，创造了琴弦式日光温室。 前屋面每 3米设一桁架，桁架用木杆或用25英寸钢管、用直径为14毫米钢筋作下弦，用直径10毫米钢 筋 作拉花。在桁架上按30～40厘米间距，东西拉8号铁线，铁线东西两端固定在山墙外基部 ，以提高前屋面强度，铁线上拱架间每隔75厘米固定一道细竹竿，上面覆盖薄膜，膜上再压 细竹竿，与膜下细竹竿用细铁丝捆绑在一起。盖双层草苫。跨度7.0～7.1米，高2.8～3.1米，后墙高1.8～2.3米，用土或石头垒墙加培土制成，经济条件好的地区以砖砌墙。 近年来温室垒墙又出现了用使用过的编织袋装土块速垒墙的作法。
琴弦式温室如图4.2所示。
琴弦式日光温室(单位：米)
近两年来一斜一立式或琴弦式温室又发展成前屋面向上拱起，以便更好地压膜和减轻棚膜的 摔打现象。
半拱式温室
半拱式温室是从一面坡温室和北京改良温室演变而来。70年代木材和玻璃短缺，前屋面改松 木棱为竹竿、竹片作拱杆，以塑料薄膜代替玻璃，屋面构型改一面坡和两折式为半拱型。温 室跨度多为6～6.5米，脊高2.5～2.8米，后屋面水平投影1.3～1.4米。这种温室在北 纬4℃以上地区最普遍。1苯基1丙酮
半拱式温室(单位：毫米)
日光温室中无柱钢竹结构如图所示，矮后墙长后坡竹木结构日光温室、高后墙矮后坡竹 木结构日光温室如。
无柱钢竹结构日光温室(单位：毫米)
矮后墙长后坡竹木结构日光温室(单位：毫米)
从太阳能利用效果、塑膜棚面在有风时减弱棚膜摔打现象和抗风雪载荷的强度出发，半拱式 温室优于
高后墙矮后坡竹木结构日光温室(单位:毫米)
一斜一立式温室。故优化的日光温室设计是以半拱式为前提的。
4.3 成官宝日光温室的结构设计与建造
4.3.1 日光温室的几何尺寸
日光温室的几何尺寸见图4.7所示。
(1)跨度(L) 后墙内侧至前屋面骨架基础内侧的距离；
(2)后墙高(h) 基准地面至后坡与后墙内侧交点
(3)温室高度(H) 基准地面至屋脊骨架上侧的距离；
日光温室几何尺寸定义图
(4)后坡仰角(а) 后墙内侧斜面与水平面夹角；
(5)温室长度(M) 两山墙内侧距离；
(6)温室面积 温室跨度L与长度M的乘积。
日光温室建筑设计原则
tsf过载保护(1)温室方位 日光温室要尽量减少后墙遮荫。一般应座北朝南，但对高纬度(40°以北) 和晨雾大、气温低的地区，冬季日光温室不能日出即揭帘受光，这样，方位可适当偏西。偏 离角应根据当地纬度和揭帘时间确定，一般不宜大于10°。温室方位的确定尚应考虑当地 冬季主导风向，避免强风吹袭前屋面。
(2)温室间距 间距的确定应以前栋不影响后栋采光为前提。丘陵地区可采用阶梯式 建造；平原地区，也应使冬至日上午10时阳光能照射到温室的前沿，即使土地资源非常宝 贵的地区，也应保证冬至日中午阳光能照射到温室前防寒沟。
太阳能手电筒
(3)温室总体尺寸 主要指剖面尺寸。一般根据温室的跨度和高度，组成标准温室，而后墙 高度和后坡仰角应根据操作空间要求和当地气候条件确定。有关温室总体尺寸的确定将在后 面加以介绍。
为了便于操作，温室长度不宜大于100米，温室面积以小于667平方米(1亩)为宜。
4.3.3 温室构造
(1)温室周围或一侧应设置防寒沟，深度一般应为0.5米，宽度宜0.3～0.5米，内填保温材料 。保温材料热阻应接近或达到后墙热阻，并应保持干燥，防水防潮。防寒沟可设在温室内、外，但室内效果更佳。
(2)冬季以北风或偏北风为主导风向的地区，温室北侧应设风障。
(3)为了方便操作，温室前屋面骨架在距温室前沿0.5米水平距离处的高度不应低于0.7米 ，宜在0.7～0.8米。
(4)为适应目前草苫的规格和便于压膜线固膜，温室骨架间距应在0.6～1.2米，推荐在0.75～1.0米。
(5)山墙上应设置上人台阶，高于2米的山墙和后墙应设安全防护栏，栏高不低于0.9米。
4.3.4 塑膜覆盖日光温室结构设计与建造
(1)塑膜对直射光光线透过率特性 不同投射角射光对塑膜的透过率如图4.8所示。由图4.8可知塑膜光线透过率与直射阳光的投射角不呈单调的线性关系。当投射角在0°～40° 时，直射光的透过率变化不大，能保证透过率大于80%，只有投射角大于45°时，透过率才明显减小，大于60°时，急剧减小，故直射光线对棚面的投射角在40°以内时，即能获得较 好的光线透过效果。
(2)日光温室断面形状 日光温室断面尺寸如图4.9所示。日光温室跨度L、后墙高h、后坡仰角а、高度H、南屋面角度а0是决定日光温室结构的主要参数。
(3)南屋面角度а0研究表明，采光总量的多寡与采光屋面形状无关，而是由透明屋面最高点到其前棚着
不同投射角直接光对塑膜的透过率
日光温室断面尺寸图
地点处的直线与水平地面夹角а0来决定。由于不同地区接收 的太阳辐射能 不同，经理论推导，在北纬33°～43°地区南屋面角度а0优化值如表4.1所示。
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