日光温室建造应遵循如下原则.doc

日光温室构设计建造应遵循如下原则：1、 在寒冷季节随员大限度地利用阳光采光蓄热，保温性能良好。2、 有合适的规格和适当的规模。3、 有足够的强度，坚固耐久，能抗风雪。4、 具有按不同作物、不同生育阶段的需求，合理调控温、光、水、气等环境条件的能力5、 建筑材料尽量就地选取，以减少投资适合农村推广应用。(1) 日光温室的采光设计 阳光是绿色植物进行光合作用不可缺少的能源也是日光温室的主要热源。因此，设计日光温室时、首先要解决好温室的采光问题，最大限度地使阳光透射到温室内部。 日光温室光照的强弱，主要取决于地理纬度、栽培季节、天气状况和建筑结构前三者是自然因素，不是人力所能控制的，而最后一个则可由人掌握。日光温室的结构不同，光照状况也有差别。1方位与采光 我国北方地区的日光温室主要是在冬、春、秋三季使用。冬季太阳高度角低，日出在东南，日落在西北。因此，为了冬季最大限度地利用阳光日光温室多采用座北朝南、东西延长的方位。 实践证明，往北纬40度以北的中高纬度地区、冬季早晨外界气温很低偏东温室在早晨提前揭开草帘后，室内温度往往明显下降，实践意义不大。不过，早晨外界温度不很低的地区，温室方位偏东也是可行的。在严寒地区，日光温室的方位以偏西为好，这样有利于延长午后的光照时间和夜间保温。但无论偏东还是偏西均以5度为宜，不宜超过10度。2前屋面角度与采光 当光线入射角由0度增大到40度时对透明材料的透光率影响不大光量的反射损失率只有几个百分点；当入射角在40度一60度内变化时，透光率随入射角增大呈显著下降趋势；入射角大于60度时，透光率呈急剧下降趋势。所以，40度的入射角或50度的投射角是影响透明材料透光率大小的临界点。在日光温室发展初期，便把冬至日太阳对温室采光面的最大投射角达到50度的采光屋面角度定为合理采光屋面角。如辽宁省大连市瓦房店(大约北纬40度)一斜一立式日光温室，地窗为80度一90度，天窗为23.5度；鞍山市(大约北纬41度)半圆拱式日光温室采光屋面角下段为60度一40度，中段为40度一20度，上段为20度一10度。据此推算在北纬34度的地区，一斜一立式日光温室的天窗采光角度达到17.50即可。实践中凡按此采光设计建造的日光温室，温室效应都很差根本无法进行喜温蔬菜的反季节栽培。因为这种日光温室的采光角度在冬至前后的低温弱光季节里，每天达到50度投射角只有真子午时前后很短的时间，采光和保温的交汇点没有达到最佳值，不能最大限度地获取太阳历射能。其实，太阳员度在一天中是不断变化的，根据公式，可以计算出任意地点、任意时刻的太阳高度角。 3采光屋面形状与采光 目前各地日光温室采光屋面的水平投影长度占温室跨度的比例为2367，很不一致。短后坡、采光屋面所占比例大的温室采光较好。而长后坡、采光屋面所占比例小的，虽然在中、高纬度地区冬至前后采光比较充分，但随着太阳高度角的不断升高，温室北部的弱光区日益扩大，该处因缺少直射阳光，难以种植作物，大大降低了室内的土地利用率。4 骨架材料与采光 骨架材料断面越大，采光面光透过率越小。现有建筑材料中，钢管做骨架的断面最小，遮光率少；木框次之，水泥预制件最差。前檀(马杠)和前柱对光照有明显影响，因此要尽量减小其断面面积，或不设前檀和前柱。竹木结构的日光温室，由于骨架材料强度低，因此材料的截面积往往较大，造成较多的遮荫。特别是由于必须设置支柱、横粱等建材，因而更加大了遮荫面积，减少了透光。因此，在日光温室设计中，应尽量使用强度大，截面积小的建材，特别是应尽量避免使用像腰檀等较粗大的东西向建材。5塑料薄膜与采光 我国北方地区的日光温室，基本上都是采用塑料薄膜作为采光屋面的透明覆盖材料。选择和使用好的塑料簿膜对日光温室的采光有直接的影响。塑料薄膜的透光率因其所用树脂原料、助剂种类、质量、数量、厚薄及其均匀程度、是否具有无滴性等情况而有很大差别。目前我国北方地区日光温室使用的塑料薄膜厚度为0.08一0.1 2毫米，多数为0.1一0.12毫米。聚乙烯膜多为无色透明，聚氯乙烯膜则常在制作时加入少量颜料而略呈蓝色。聚氯乙烯簿膜的优点是远红外线透过率低，保温性能好，一般比聚乙烯薄膜提高12。缺点是吸尘性强，透光率下降快(覆盖23个月后透光率就会由90下降到55)。另外，密度大，同等重量、同等厚度覆盖的面积要比聚乙烯薄膜少24。聚乙烯薄膜的优点是吸尘性弱，透光率下降慢，成本低，缺点是远红外线透过率高不如聚氯乙烯保温效果好。 6张挂反光募与采光 日光温室张挂镀铝薄膜反光幕是辽宁省熊岳农、吴国兴等人研究推广的一项增温补光新技术，实践证明，是我国北方冬季日光温室蔬菜生产上一项投入少、见效快、方法简便、节能、无污染、能显著增加蔬菜产量、提自效益的有效措施。悬挂在温室中柱处东西向的铁丝上太阳辐射光照到反光幕上以后，可以被反射到蔬菜植株或地面上。靠反光幕南侧越近，增光越多，距反光幕南侧越远，增光越弱。反光幕的增光范围一般为距反光幕南侧3米以内，地面增光率为9.2一40o，0.6米高处增光率为7.8一43.0。反光幕在不同季节的增光效果也不同，冬季太阳高度角小，室内光照弱，增光效果高于春季。由于反光幕改善了光照条件，使地面吸收更多的太阳辐射，因而地温也随之升离，一般提高0.53.0(2) 日光温室的保温设计1 温度条件与日光温室蔬菜生产 (1)温度和光合作用 番茄、辣椒茄子等喜温蔬菜，在10左右的低温条件下不能进行光合作用，但温度高到一定程度时，由于呼吸作用增强，光合强度下降光合产物积累减少。日光温室内的高温，尤其是持续长时间的高温，对光合产物的形成有负作用，温度越高，时间越长，光合作用下降越严重，而且再回到适温条件下，恢复正常光合强度所需的时间也越长。夜间的低温对第二天白天的光合作用也有不良影响。同样也是温度越低，持续时间越长，对以后的光合作用影响越大。如黄瓜夜间叶片最低温度为10C时，次日白天光合作用就有所下降。2)温度和光合产物的运转 白天，叶片中的光合产物尽量多而迅速向产品器官运转十分重耍。果菜类蔬菜叶片中的淀粉转化为糖，通过筛管流向根、茎和果实。番茄的光合产物白天的运转量占2334，夜间占13一I4。光合产物的运转受温度的影响，高夜温(18)时，从叶片向果实、根系的运转速度快：低夜温(8度)时，则到次日早晨仍有相当数量的光合产物未能完成运转，致使第二天的光合作用受到不良影响。如果这种情况持续几天则叶片变厚且呈紫色，茎停止生长，表现为碳水化合物过剩症状。 (3)温度和作物呼吸 温度高，作物呼吸旺盛。在高夜温条件下，白天形成的光合产物被作为基质用于呼吸作用而消耗掉，从而使光合产物的积累减少。因此，日光温室蔬菜生产前半夜应保持较高的温度以确保光合产物的运转后半夜给以低温，以降低呼吸消耗这就是变温管理。 (4)地温的作用 地温主要是通过根系的生长及活性影响养分和水分的吸收，同时对土壤微生物的活动发生作用。温室生产的果莱类蔬菜所需适宜地温相差不多，一般在1525之间，最高温度在3538，最低温度在12以上。地温低抑制养分的吸收，特别是温度在12以下，磷的吸收明显受阻，10以下则钾和硝态氮的吸收显著减少，但铵态氮、钙和镁的吸收受影响较小。另外土壤中硝酸菌的活动在10以下受抑制。在低地温条件下，施用的铵态氮素化肥，由于缺少硝酸菌的活动而不能转化为硝态氮。另外低地温条件下，黄瓜蔓割病等病害严重，番茄下部花序的畸形果增多。 (5)生育适温和温度管理 日光温室蔬菜生产中，为了避免高温危害，许多作物都应注意适时通风换气以保证生育适温。为了防止低温危害，应特别注意加强日光温室夜间的保温，不仅作物覆受连续几天的最低界限温度。否则，轻者作物生长发育受到抑制，果实畸形，产量下降重者引起叶片坏死甚至整个植株死亡。 2日光温室的保温结构及保温措施 建造日光温室时，必须注意保温结构的合理设计，尽量减少热量损失。日光温室的热量支出，主要是温室覆盟(维护)表面的贯流放热、室内土壤的地中传热和通过缝隙或通风的缝隙放热三条途径。要提高日光温室的保温性能就必须尽量减少这三项热量支出，特别要减少贯流放热量。（1）前屋面 前屋面是日光温室的采光部位，也是主要的散热部位，因此，夜间要选择保温性能好的材料进行覆盖。目前主要是用草帘和纸被覆盖。草帘由蒲草或稻草编成，一般宽1.2一1.5米，长57米。编得紧实的稻草帘比蒲草帘保温效果好。加盖1层草帘要比只覆盖薄膜的温室增加温度10左右。纸被是由46层牛皮纸或展开的旧水泥袋纸缝合而成一般宽1.5米，长57米。在放草帘前先放纸被，保温效果进一步提高，比只盖草帘的温室增加温度7左右。冬季温暖多雨地区，纸被易被雨水淋湿，可不用纸被，以双层草帘代替。为防止雨雪将草帘淋湿影喧保温效果，有的地区雨天在草帘上边盖一层薄膜，效果很好。也有的菜农用碎稻草进行外保温，即每天盖草帘前先将碎稻草由下向上盖到前坡1.5米处(厚度10厘米左右），第二天揭帘后再撤下来，保温效果很好，温室整个冬季不加温也能维持在5以上。(2)后墙及山墙 这是寒风侵袭的主要部位，因此墙体不仅要起承重作用，还要有蓄热隔热的保温作用。目前建墙材料主要是粘土、砖或石头。用土筑墙，可就地取材，降低成本，保温性能也好。石头砌墙，保温性能不好但在墙后培土仍可解决保温问题。从各地经验看，墙体加防寒土的总厚度，北纬35度地区50一60厘米为宜，北纬3840度的地区在100150厘米左右。在城市近郊经济发达地区，墙体多用砖砌成，为提高保温效果，应砌成空心墙，内填隔热材料。据试验，在内墙12厘米厚红砖中间12厘米空心层外墙24厦米厚红砖的空心墙中，空心层填充珍珠岩作隔热材料，蓄热保温性能最好。这种墙体每天下午15时到次日8时(揭帘前)内墙面温度都高于室内气温可以向室内放热。为了提高墙体保温效果，有的地区在墙外立风障并在墙和风障之间填充稻草等。(3) 后屋面 也是寒风侵袭的部位，也应该用导热系数小的材料构成复合结构的保温层。在北纬40度的地区后坡保温层由下列材料和层次构成；第一层用玉米秸、高梁秸或稻草铺垫在棅木上做房箔，第二层，拌两遍草泥，中间夹一层地膜或旧棚膜，并与后墙连成一体防止透风，第三层堆放30一40厘米厚乱草，第四层，铺整捆玉米秸或高粱秸。这样的后坡几乎是绝热层，严冬季节保温效果很好。但在中低纬度地区，由于冬季较温曝，后坡防寒层就不必这样厚了。(4)防寒沟 即在温室南屋面底脚下挖一条宽30一40厘米深40一60厘米的沟，内填于草或密封隔寒。这是防止地中传热的主要措施一般可使温室内近沟处的地温提高23度。防寒沟顶部要压一层15厘米厚的粘土，并向南储斜，以防雨水流入沟内。(5)温室内设保温天幂成小拱棚 这是内保温的主要措施。保温天幕最好是用无纺布，既能保温，又能搭湿，白天揭，夜间盖，早晨温室内气温可以提高23。在此基础上，地面再扣小拱棚温度又可提高34。(6)在温室一头设作业间 这样做既可以存放农具和便利休息，又可在寒冷季节防止冷风直接吹入温室，起缓冲作用。另外，严寒季节应注意堵塞各处缝隙，尽置减少缝隙放热。(三)日光温室总体设计及建筑材料选择日光温室的总体设计应在保证良好采光和保温的前提下进行，必须着重处理好跨度、高度、前后屋面角度、墙体和后屋面的厚度及前后屋面的水平投影长度比等五项参数，同时应选择好骨架材料、墙体和后屋面等维护结构材料和透明、不透明保温覆盖材料。 1日光温室的总体设计 (1)跨度 是指自温室南侧底脚起至北墙内侧之间的宽度一般为67米。生产实践证明这样的跨度配之以一定的屋脊高度，可以保证前屋面有较为合理的采光角度，保证蔬菜作物有较大的生长空间和较便利的作业条件，同时也便于建筑材料的选择和夜间的覆盖保温管理。如果跨度再加大而不相应地加大屋脊高度，势必使前屋顶角度变小而不利于采光，也会给揭盖草帘等作业带来不便。如果也相应地加大屋脊高度，又会使温室的空间过大使保温比(室内水平面积覆盖表面积)变小，不利于保温，而且使造价提高。从各地经验来看在北纬43度以北或冬季最低温度经常在一20以下的地区，跨度以6米为宜，北纬40度以南、冬季气温较高地区跨度以7米为宜。 (2)高度 是指屋脊至地面的高度，也叫脊高或矢高。不是指中柱高，因为中柱不在柁头处柁的粗细也不一样一般中柱面度比脊高低。跨度相等的温室，高度不同将直接影响温室内空间大小和保温比。高度大可增加前屋面采光角度，有利于白天采光并且空间大热容量也大。但高度过大，会使保温比变小，散热面积增加，不利于保温。高度低矮，首先是使前屋面角度变小，减少了太阳辐射的入射量，虽然保温比加大了，但权衡起来，弊大于利。各地的经验证明，在加强温室保温能力的前提下，6米跨度的日光温室，高度在2.72.8米为宜，7米跨度的温室高度以3.1米为宜。 (3)前后屋面角度 前屋面角是指前屋面(即塑料薄膜屋面)与地平面的夹角。前屋面角度是否合理，对于日光温室采光量大小具有重要意义。前屋面角度越大，冬季温室接受太阳辐射越多。前屋面角度随纬度升高而加大，也就是高纬度地区冬季利用的日光温室要增大前屋面角度，以便接受更多的太阳光线。当然，前屋面角度也并非愈大愈好要结合温室整体结构、造型以及使用面积、空间合理与否来加以考虑。一般来说在北纬40度以南地区，一斜一立式的日光温室前屋面角度应保持在2325度，北纬40度以北地区应保持在25度以上。拱圆形温室的前屋面底脚处的切线角应达到60度左右；拱架中段南段起点处的切线角应达到30度，拱架上段南墙起点处的切线角应达到20度左右。日光温室后屋面角即后屋面与地乎面的夹角，决定于屋脊与后墙的高差和后屋面的水平投影长度。若脊高和后屋面的水平投影长度已定，则后墙愈矮的，后屋面角度愈大，反之则愈小。后屋面角度大于当地冬至太阳高度角时，可使它在冬至前后中午接受直射阳光。这样的后屋面，既可吸收、贮存热量。又可向温室北部地面和作物上反射光线，增加该处的光照。为了能够在冬至前后有较长时间起到这种作用后屋面的仰角最好大于当地冬至太阳高度角78度。这样，就可使后屋面在11月上旬(立冬)至次年2月上旬(立春)之间中午前后接受到直射阳光。(4)墙体和后屋面的厚度 普通型日光温室墙体和后屋面保温蓄热能力差，冬季夜间室内外最低温度差只有l0一15。而高效节能型日光温室由于加强了墙体和后屋面的保温蓄热性能白天得到的热量只有一少部分透过墙体和后屋面散失到室外，大部分热量则蓄积在地中、墙体和后屋面，到夜间再传递到室内，使室内外最低温度的差值达到2530度。 为了增加墙体和后屋面的保温蓄热能力，一是内层要选择蓄热系数大、外层选择导热率小的建筑材料，二是要加大墙体和后屋面的厚度。目前，各地主要还是根据当地冬季的外界气温状况来确定墙体和后屋面的结构和厚度。在北纬35度左右的地区，土墙厚度以0.81米(包括防寒土)为宜；北纬40度左右的地区，墙体厚度以11.5米厚为宜。保温能力不够时可在墙外培桔秆、乱草等。至于后屋面的厚度，由于各地使用的建筑材料不相同，差别较大。对于高效节能型日光温室来说，若采用保温性能好的秸秆、草泥、稻壳、高梁壳、玉米外皮及稻草等组成后屋面，则其总厚度可在40一70厘米之间，低纬度地区可以薄一些，高纬度地区则必须厚一些。(5) 后屋面水平投影长度 在温室跨度已定的条件下，后屋面水平投影长度大小实质上就决定了前后屋面投影宽度的比例。目前生产中的高效节能日光温室后屋面大体有二种类型：一种是长后坡式，前后屋面的投影长度比约为2：1，第二种是短后坡式，前后屋面的投影长度比为4到5：1。进行冬季生产的高效节能型日光温室，保温良好的后屋面是必须要有的。由于后屋面的传热系数远比前屋面小，因此长后坡的温室白天升温较慢，但夜间降温也慢，清晨揭帘前温度稍高些。反之短后坡的温室，白天升很快，晚间降温也快，揭帘前温度稍低些。因此，北纬40度以北地区，6米跨度的日光温室，后屋面不宜太短，其水乎投影长度以1.41.5米为宜；北纬40度以南的地区，7米跨度的日光温室，后屋面水平投影长度不宜小于1.2米。为了既有利于温室严冬季节保温，又利于春秋时采光，冬季严寒地区可在温室中脊处设置一段活动后坡。当太阳高度角增大，天气转暖，温室后部出现弱光带时再将这段活动后坡拆掉。这样，既加强了冬季的保温效果，又不影响春秋的采光，有利于蔬菜作物的生长。(6)温室的长度 一栋温室长度太短(20米以下)，山墙遮荫面积占温室总面积比重大，对作物生长和产量的不利影响大，而且单位面积造价提高。温室过长(比如l00米)，不仅温度不易控制，室内管理不便，温室的维护也比较困难，产品、生产资料运输等作业也不方便。因此，温室长度以50一60米为宜，也就是1520间为一栋。(7)防寒沟 是在日光温室前底脚外侧挖的一条地沟，内填干草、马粪或细碎秸秆等导热率低的材料。沟深一般40到60厘米，宽30一40厘米防寒沟四周铺上旧薄膜，再填满干草或炉渣后，顶上应从温室前底脚处开始压上15厘米厚向南倾斜成坡状的粘上层，以防薄膜切面流下的雨水渗入沟内，降低防寒效果。 (8)通风口 通风换气是日光温室蔬菜生产中重要而又经常性的一项管理工作主要作用是降温、排湿，补充二氧化碳，有时还利用通风换气排除有害气体。通风换气主要依靠在温室前屋面上开通风口进行自然通风，即借助热力(热空气比重轻因而向上流动)或风力达到室内外空气交换的目的。通常分上下两排，上排设在屋脊处，排气能力最强，主要是向外排出湿热空气，但开张较大时，也可由此渗入部分冷空气，如果温度过低，可能使接近通风口的作物遭受冷害。下排通风口主要起进气作用，为了防止贴地冷空气(扫地风)直接进入温室内，下排通风口不可设置得太低，多设在距地面约1米高处。通风口的开设方法、一种是在家近脊处隔3米左右在薄膜上设一直径约30一40厘米、高约50厘米的塑料薄膜通风简。用放风筒放风，通风量较小，外界气温高的季节，降温效果较差。另一种方法是扒缝放风。上排通风口是在放风时将屋脊处的薄膜扒开不通风时拉严。下排透气口是在覆盖薄膜前先将薄膜粘接或接合成上下两大片，下片宽约1.0一1.5米，在扣膜时上片叠压在下片上边约20厘米，然后再在膜上压好压膜线，使两片薄膜之间平时没有缝隙，需要放风时，从两块薄膜搭缝处用手扒开变成一条通风道。这种放风方法薄膜不易受损，风量大小可通过扒缝大小来调节，通风作业速度快，是一种较好的通风方法。通风口也可分三个位置开设，第一道是顶风口，设在温室脊部，可用通风筒，也可用扒缝放风法，是冬季及早春就开始使用的通风口。第二个是肩部约1米多处的扒缝放风口天气转暖需要放大风时开启使用。第三个是底风口，是在温室前屋面底脚处将薄膜扒开撩起放风。底风口必须在外界夜间最低温度稳定在15以上时使用肩风口也不要启用太早，以免带人病原菌和遭受低温危害。(9)进出口 面积较大的日光温室应在其一端设一作业间，并在山墙上开门，作为出人口。作业间既可供作业之用，又可避免冷空气直接进入温室。 (10)卷帘机械 每天早晚揭盖草帘是日光温室管理中既繁重又费劳力的一项工作而且草帘一块一块地揖放，往拄要缩短温室内全天日照时数0.51小时。现在各地已有些菜农创造了电动或手动的卷帘机械，可大大加快卷帘速度、延长温室内光照时间，同时节省劳动力。2 日光温室建筑材料、覆盖材料和保温材料的选择 日光温室设计建造要以就地取材、着重实效、降低成本、增加效益为原则，摘好骨架材料、墙体和后屋面材料及透明和夜间保温覆盖材料的选择。1)骨架材料 竹木骨架：包括前屋面的前柱、横梁和拱秆，后屋面下的中柱、柁木、檩木。除拱杆用的是粗毛竹劈成的竹片外，其余构件均为粗细适度的圆木。竹本骨架因有较多支柱，作业不方便，又因所用材料要有较大的截面积，因此遮光较为严重但是，竹木骨架取材容易，施工方便，造价较低因此，在生产中应用最为普遍。钢筋混凝上预制件与竹拱杆混合骨架：钢筋混凝土预制件主要包括柱、柁、檩，拱架则仍用竹片。这种混合骨架比竹木结构更为耐用，但施工技术要求高，成本也较高，在经济较发达地区应用较多。钢筋或钢管骨架：用钢筋或钢管焊接成双弦或拱架，可直接架在屋脊上，一般每70一80厘米一道东西向再用34道拉杆连接固定。这样一般可不设前柱，但仍需在后屋面下设立中往，故只能建成少柱式温室。若将双弦式拱架后部延长并弯成与后屋面一致的角度将其直接架在后墙上井用拉秆连结各个拱架，则可建成无中柱式温室。琴弦式日光温室：后屋面的中柱、柁、檩等可用圆木，也可用钢筋混凝土预制件；前屋面的结构是自屋脊到前脚立柱上的横粱每隔3米设置根木头斜粱；再在斜梁上每隔3540厘米拉一道镀锌8号铁丝，铁丝固定在编粱和山墙外的地锚上，再在铁丝上每隔70厘米绑一根南北向的细竹竿，上面覆盖薄膜。这种琴弦式的前屋面重量轻，材料细，承载力强，造价也较低。(2)墙体和后屋面材料 墙体材料：目前生产上建造日光温室墙体材料以就地取土为主，有的用土掺草和泥垛墙，有的用土填入两块木板之间夯实，做成土打的墙。土墙最好以粘土或亚粘土为主要原料。为了提高土墙强度增强耐水性和减少干缩裂缝，可加入适量的掺料如掺入l0一15的石灰能提高强度和耐水性；掺入碎稻草或麦秸可减少干缩裂缝；掺入适量的砂于、石屑、炉渣等既可增加强度又能减少干裂。利用夯土板分层夯实的土墙，应注意夯土的密实度，一般夯实后的容重应不小于1600公斤米立方。砖墙保温能