园艺设施学完整版本

园艺设施学第16页共25页课程简介《园艺设施学》是涉及园艺学、环境调控、建筑、机械与计算机学等跨多门学科领域的一门复合型学科。主要讲授园艺所用的设施、设备、建造和环境调控等方面的内容，是设施园艺学的一个分支，也是设施农业科学与工程和园艺专业学生的专业基础课。第一章：设施现状与发展趋势（4学时）第二章：设施设计与建造（8学时）第三章：设施建筑及化学材料（4学时）第四章：设施采暖与配置（4学时）第五章：设施通风换气与降温（6学时）第六章：设施灌溉与施肥设备（4学时）第七章：设施照明与配电设备（4学时）第八章：设施自动化控制（6学时）第一章国内外设施现状及发展趋势【设施园艺】指在不适宜园艺作物（菜、花、果等）生长发育的寒冷或炎热季节，利用保温、防寒或降温、防雨设施、设备，人为地创造适宜园艺作物生长发育的小气候环境，不受或少受自然季节的影响，从而延长生长季节，获得最佳产出的园艺生产方式。【园艺设施】指为园艺作物的生产提供相应的技术、建筑、材料、机械、控制以及相应的设备等。一、设施发展的意义1、原始采集、狩猎，受自然条件限制。设施农业，亦称环控农业，投入更多能量与技术，高产；即最新能源的投入形态，调节地上和地下部环境，本质是将农业从自然生态中脱离出来，产生更高的生产力。2、经济效益高。3、解决冬夏淡季菜缺，实现周年供应。4、美化环境，观光旅游。5、带动相关产业发展。二、园艺设施发展史1、原始阶段：2000年前，中国使用透明度高的桐油纸作覆盖物，建造温室。古代罗马是在地中挖成长壕或坑，上面覆盖透光性好的云母板，并使用铜烟管进行加温。2、发展阶段：二战后，以荷兰、日本为首的国家发展玻璃温室和塑料大棚，且附属设备增多。3、飞跃阶段：70年代后，大型钢架温室，自动控制室内环境，面积增加，加温、灌溉、换气等设备运用；植物工厂，人类控制作物生产。今后将向节能、高效、自动管理方向发展。◎设施类型：风障、阳畦、冷床、温床、地膜覆盖、浮面覆盖、小拱棚、中棚、塑料大棚、玻璃温室、PC板温室、植物工厂三、国内现状与展望1、设施面积:居世界第一位，达2000多万公顷(2003年统计)，但人均仅有发达国家80年代水平。2、设施园艺特点:高投入高产出；抗灾害能力强；科技含量高；需要市场推动3、技术及装配水平（1）虽以日光温室和塑料大棚为主，但设施简易；（2）人才缺乏，科技、装配、上市等水平低，抗御自然灾害能力差，市场体制不健全，经济效益低；（3）设备不配套，调控能力差，主要靠人力；（4）缺乏专用栽培品种，栽培技术不配套、不规范、产量低；（5）从国外引进存在盲目性，引进渠道单一。4、展望（1）朝着设施大型化、品种多样化、产品特色化、布局区域化方向发展；（2）因地制宜优化设施结构，建立计算机环境自动控制系统；（3）培育设施专用品种；（4）研制新型覆盖材料；（5）开发设施作物可持续发展的栽培技术、生产无污染的绿色食品，使其成为环保型农业；（6）经营管理技术现代化。四、国外现状与趋势五大区域（日本池田氏）：欧洲、美洲、中近东、亚洲和非洲。全世界温室面积超过60万公顷,其中：大型现代化的玻璃温室面积约5万多公顷，大部分建在西欧国家。荷兰、美国、以色列和日本等是世界上温室应用最广泛的国家，提出了“温室产业”的概念。荷兰：花卉60%，蔬菜40%；现有大型连栋玻璃温室面积1.2万公顷，约占世界玻璃温室的1/4，居世界第一。是世界上温室生产最发达的国家。日本：蔬菜72%，花卉15%，果树13%。以色列：花卉40%，蔬菜和香料60%；在温带切花方面实现了专业化、规模化生产。美国：盆花、观叶植物生产方面领先世界。主要国家园艺设施的主要类型主要国家园艺设施的主要类型

植物工厂（Plantfactory）：设施园艺的最高水平，指在全封闭、智能化控制条件下，实现按设计工艺流程全天候生产或周年均衡生产作物的设施。植物工厂内从播种到采收的全过程实行高度自动化、流水化作业。其面积一般为900～1500m2。目前主要生产生菜、菠菜、莴苣、番茄等。叶菜秧苗移栽后2周即可收获，一年收获20茬以上，年产量是露地数十倍。1957年世界上第一家植物工厂诞生在丹麦思考题：1．园艺设施发展的意义及特点。2．国内外设施园艺有何不同？3．我国园艺设施急待解决的问题是什么？4．目前农业高新技术园的发展，你对此有何看法？第二章园艺设施设计及建造第一节：建筑图识在建筑工程中，无论是建造工厂、学校、住宅或其他建筑物（如园艺设施建筑物等），都要根据图样施工。因为建筑物的形状、大小、构造等，都不是用语言或文字所能描述清楚的，它必须借助于一系列的图形、尺寸及必要的文字说明，按照工程制图国家标准的规定，准确而详尽地表达在图纸上，这就是建筑图样。建筑图样是建筑施工的依据，是各项建筑工程不可缺少的主要技术资料。一、投影光线照射物体时，会在地面或墙面上产生物体的影子。光线照射的角度或光源距物体间的距离不同，影子的位置、形状及大小也不同。例如灯光照射桌面时，在地面上产生的影子比桌面大；如果灯的位置在桌面的正上方，它与桌面间的距离愈远，所产生的影子愈接近桌面的实际大小。假如将灯移至无限远高度，即光线变为互相平行且与地面垂直，这时产生的影子大小就和桌面一样了。工程制图中，把表示光线的线称为投影线（或称投射线），把落影平面称为投影面，把物体产生的影子称为投影。投影分中心投影和平行投影：由一点发出的投影线所产生的投影称为中心投影；由互相平行的投影线所产生的投影称为平行投影。平行投影按照投影线与投影面是否垂直可分为斜投影和正投影：正投影法由于正投影的投影线垂直于投影面，其投影能够反映物体表面的真实形状，而且与物体距离投影面的距离大小无关，因而工程图样大多是用物体的正投影来表达。正投影法：用物体的正投影来表达物体结构形状的方法。所得到的投影图称为正投影图。利用正投影法绘制工程图样时，是将物体放置在观察者与投影面之间；用观察者的视线代替投影线，因而假想视线是互相平行且垂直于投影面。为了把物体内外表面形状都反映在投影图中，还假想投影线是可以透过物体的。正投影图既不是观察者所看到的直观图，也不是物体单纯的一个影子，而是一个将物体内外形状都表达出来的图形。物体外表面可见轮廓线画成实线，内部看不见的轮廓线画成虚线。直线投影特性1、平行于投影面的直线，其投影仍为直线，并且反映直线的实长。2、垂直于投影面的直线，其投影积聚为一点。3、倾斜于投影面的直线，其投影仍为直线，但比实长要短。4、直线上一点的投影，必在该直线的投影上。平面投影特性1、平行于投影面的平面，其投影为一平面图形，且反映该平面的实形。2、垂直于投影面的平面，其投影积聚成一条直线。3、倾斜于投影面的平面，其投影为一平面图形，但不反映该平面的实形，而是原平面图形的类似形。三面投影体系建立用一个投影面只能画出物体的一个投影，只能反映出物体一个侧面的结构形状，因而一般不能表达出物体的整体结构形状。如图所示A、B两物体，其对应部分长和高分别相等，因而在V面上投影形状大小完全相同，但实际两物体右前角形状并不相同。为了将物体整体形状和结构完整地表达出来，必须从几个方面观察并画出其投影图。在工程制图中通常采用与物体的长、宽、高相对应的三个互相垂直的投影面。其中V面称为正立投影面，简称正立面；H面称为水平投影面，简称水平面；W面称为侧立投影面，简称侧立面。投影面与投影面之间的交线OX、OY、OZ称为投影轴，它们分别表示物体长、宽、高三个度量方向。为了将物体整体形状和结构完整地表达出来，必须从几个方面观察并画出其投影图。在工程制图中通常采用与物体的长、宽、高相对应的三个互相垂直的投影面。其中V面称为正立投影面，简称正立面；H面称为水平投影面，简称水平面；W面称为侧立投影面，简称侧立面。投影面与投影面之间的交线OX、OY、OZ称为投影轴，它们分别表示物体长、宽、高三个度量方向。三面投影图的形成将物体放置三面投影体系中，使其主要表面与某一投影面平行，再用正投影法分别向V、H、W三个投影面投影，就得到了物体的三面投影图。其中V面投影称之为正面投影；H面投影称之为水平投影，W面投影称之为侧面投影。为了将物体在空间投影体系中的投影画在一个平面上，国家标准规定：保持V面不动，将H面绕OX轴向下旋转90°，将W面绕OZ轴向右旋转90°，即和V面摊平在同一个平面上。这样以来，OY轴分为两条，在H面上的标记为OYH，在W面上标记为OYW。此外，在表示物体的投影图时，投影面的大小不影响物体的投影，因而不必画出投影面的边框。三面投影图的投影规律由于物体的三面投影图是将物体放在同一位置分别向三个投影面投影而得到的。因此，各个投影图间都有一定的内在联系。正面投影反映物体的长度和高度；水平投影反映物体的长度和宽度；侧面投影反映物体的高度和宽度。换句话说：正面投影和水平投影同时反映物体的长度；正面投影和侧面投影同时反映物体的高度；水平投影和侧面投影同时反映物体的宽度，这一投影规律可概括为：1．正面投影和水平投影长对正；2．正面投影和侧面投影高平齐；3．水平投影和侧面投影宽相等。不仅物体的整体要符合上述三条规律，而且物体的每一个组成部分的三个投影也要符合这三条规律。三面投影图不仅反映了物体的长、宽、高的投影关系，而且反映了物体六个方向的方位关系，即：正面投影反映了上、下、左、右的方位；水平投影反映了前、后、左、右的方位；侧面投影反映了上、下、前、后的方位。同时由于三面投影图是按照“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律绘制的，所以投影轴不影响物体的表达，因而不必画出。由于画物体的投影图时，是用观察者的视线来代替投影线，因而物体的投影图也称视图。物体的正面投影是从前向后看物体时所画的视图，称为主视图；物体的水平投影是从上向下看物体时所画的视图，称为俯视图；物体的侧面投影是从左向右看物体时所画的视图，称为左视图。用几个投影图共同表达一个物体的形状和大小是工程制图的基本表达方法，建筑图样也是按照这种方法绘制的。如图中的屋顶平面图就是建筑物的水平投影图，南立面图是建筑物的正面投影图，西立面图是建筑物的侧面投影图。在建筑工程中，对一般形体来说，用三个投影就足可确定其结构形状。对于结构形状较为复杂的形体，例如一幢房屋的东、南、西、北立面的结构形状往往不相同，用三个投影还不能表达清楚，这时除V、H、W三个投影面外，可以再增加几个。如图所示，增加了V1和W1两个投影面，展开之后，V、V1、W、W1的投影之间仍保持高平齐关系。二、建筑图基本表示法温室建筑图同房屋建筑图一样，是表示温室或房屋内部、外部结构形状及大小的图样，有平面图、立面图、剖面图等，这些图样都是按正投影原理绘制的。1、平面图房屋建筑的平面图就是一栋房屋的水平剖视图，即假想用一水平面将房屋的窗台以上的部分剖掉，以下部分的水平投影图就叫平面图。平面图表示房屋的平面布局，反映各房间的分隔及门窗位置等。A、房屋平、立、剖面图A、房屋平、立、剖面图B、平面图的形成C、剖面图的形成2、立面图房屋建筑的立面图就是一栋房屋的立面投影图。从房屋的正面由前向后投影得到的是正立面图；从房屋的侧面由左向右（或由右向左）投影得到的是侧立面图；从房屋的背后由后向前投影得到的是背立面图。如果按照房屋的朝向，可分为东立面图、西立面图、南立面图、北立面图。立面图表示房屋的外貌，反映房屋的高度、门窗位置、屋面形式及墙面做法等内容。3、剖面图房屋建筑的剖面图是假想用一正平面（或侧平面）将房屋沿垂直方向剖开，切平面后的部分的投影图就叫剖面图。剖面图主要反映房屋沿高度方向的情况，如屋面坡度、门窗高度及位置等，同时还可以表达房屋的结构形式。★平面图、立面图、剖面图是房屋建筑图中最基本的图样，它们之间既有区别，又紧密联系。平面图可以反映房屋在水平方向的大小和位置，却无法反映其高度；立面图可以反映房屋的外部形状和长、宽、高大小，却无法反映内部构造；剖面图则仅能反映房屋内部高度方向的布置情况。因此，只有通过它们之间的互相配合，才能完整地表达一幢房屋从内到外、从水平到垂直方向的全貌。三、施工图1、施工图分类温室是按照施工图建造的，施工图按工种分类，由建筑、结构、给排水、采暖通风、电气等工种的图样组成。温室建筑施工图与房屋建筑施工图一样，通常分三类：（1）建筑施工图（简称“建施”）反映温室建筑的内外形状、大小、布局、建筑节点的构造和所用材料等情况。包括总平面图、建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图及构造详图等。（2）结构施工图（简称“结施”）反映温室的承重构件（如墙体、梁、柱、屋架等）的布置、形状、大小、材料及其构造等情况。包括基础平面图、基础剖面图、结构布置平面图及构件的结构详图等。（3）设备施工图（简称“设施”）反映各种设备、管道和线路的布置、走向、安装要求等情况。包括给水、排水、采暖、通风、电器照明等设备的平面布置图、系统图及各种详图等。2、建筑施工图（1）总平面图在画有等高线或加上座标方格网的地形图上，画上原有建筑物和拟建建筑物的外轮廓的水平投影图，即为总平面图。总平面图反映原有和拟建建筑物的平面形状、朝向、相互位置与周围地形、地物的关系。如果再画上围墙、道路及绿化等的水平投影即可成为总规划平面图。（2）建筑平面图主要用来表达建筑物的平面形状、占地大小、内部隔间、门窗洞口大小及安装位置、墙和柱的位置及厚度等。一般工程预算、施工放线、砌墙、安装门窗、室内地面处理、室外散水及斜坡做法等都要用到平面图。（3）建筑立面图主要用来表达建筑物各个立面的形状和外墙面的装修等。图所示为玻璃温室的南、北、西立面图。由图可以看出，屋面形式为南北不等边的斜坡屋面，山墙为玻璃山墙，北墙为砖墙，门M-1和窗C-1安装在北墙上。图中还用标高表示了温室的总高度为3.700米，室外地坪为-0.300米。还用文字说明勒脚装修方法。（4）建筑剖面图主要用以表示建筑物的内部结构或构造形状、分层情况和各部位间的联系、材料及其高度等。图中清楚地反映了从地面到屋面的内部构造和结构形式，如屋面结构形式、各部分之间的位置和高度等。（5）建筑详图主要用以表达建筑物的细部构造、节点连接形式及构件、配件的形状大小、材料、做法等。详图要用较大比例绘制，尺寸标注要准确齐全，文字说明要详细。为方便于施工时查阅详图，在平、立、剖面图中，常常用索引标志符号注明已画出详图的位置、详图的编号以及详图所在的图纸编号，这种表示方法称为详图索引标志。按“国标”规定，详图索引标志的标注方法如下：①索引标志用一引出线指出已画详图的地方，在线的另一端画一圆圈，其直径一般为8～10毫米。引出线应对准圆圈的中心，圆圈内过圆心画一水平线，分子数字表示该详图的编号，分母数字表示该详图所在图纸的编号。第一个标志表示第5号详图在本张图纸内。第二个标志表示第5号详图在第4张图纸上，第三个标志表示该详图采用标准详图。当所索引的详图是局部剖面的详图时，在引出线的一端（即剖面所在处）加一短粗线，表示作剖面图时的投影方向。短粗线应贯穿所切剖面的全部。局部剖面的详图索引标志的表示方法如图。②详图标志本标志表示详图的编号用双圆圈表示，外细内粗，内圈直径一般为14毫米，外圈直径一般为16毫米。第一种标志表示详图就在被索引的图纸内。第二种标志表示详图在另一张图纸上。详图①表达了屋架下端与基础的连接情况；详图②表达了侧窗与檩的连接情况；详图③表达了屋面玻璃与屋架的连接情况及密封形式；详图④表达了天窗与脊檩的连接情况；详图⑤表达了屋架上端与基础的连接情况。第二节：设施类型与结构一、园艺设施类型根据结构、规模和技术水平，园艺设施可分为四个层次：1.简易覆盖设施：包括各种温床、冷床、小拱棚、遮阳覆盖等简易设施，主要用于育苗和矮秆作物的季节性生产。2.普通保护设施：通常是指塑料棚和日光温室。多为永久性或半永久性设施，是我国现阶段主要园艺设施。3.现代温室：通常指能够进行环境条件自动控制的大型单栋或连栋温室。4.植物工厂：设施园艺的最高水平，指在全封闭、智能化控制条件下，实现按设计工艺流程全天候生产或周年均衡生产作物的设施。从播种到采收全过程实行高度自动化、流水化。二、园艺设施结构——大棚和温室根据棚顶形状分：拱圆形、屋脊形（我国塑料大棚基本形式是拱圆形）根据建筑材料分:土木结构温室、砖木结构温室、混合结构温室、钢结构温室（包括薄壁镀锌钢管）、轻质铝合金结构温室。根据栋数分：单栋、连栋根据用途分：农业生产温室、观赏展览温室、科研温室、专用温室（如检疫温室）三、日光温室合理结构参数生产实践表明：温室总体要求为采光好、保温好、成本低、易操作、高效益。合理参数归纳为：五度、四比、三材※五度◆角度——屋面角、后屋面仰角、方位角◆长度——东西山墙距离，适宜50～60◆高度——矢高、后墙高◆跨度——后墙内侧到前屋面底脚距离，适宜6～7m◆厚度——后墙厚、后屋面厚、草苫或棉被厚※四比◆前后坡比——前坡和后坡垂直投影宽度比，适宜4.5：1左右◆高跨比——高与跨度比，适宜1：2.2◆保温比——贮热面积与放热面积比◆遮阳比——前排物对已建温室的遮阳率※三材◆建筑材料——视投资状况而定◆透光材料——主要有PE、PVC、EVA等◆保温材料——墙体保温、采光面保温等第三节：园艺设施设计与建造发展方向：小型设施——大型设施单栋——连栋竹木结构——钢、钢混结构半永久式——永久式内部设施：简单——复杂原始——先进手动操作——机械化、自动化惨痛教训：原因：不懂结构力学；不懂材料力学；施工不当。要求：懂园艺作物设施栽培特点、需要理论力学、材料力学、结构力学、机械学等知识。一、园艺设施建筑特点（与工民建不同）：1、适合于作物的生长发育2、严格调控环境3、良好的生产条件4、坚固的结构5、透明覆盖材料6、建造成本不宜太高二、园艺设施结构设计评价标准：完整性；安全性；耐久性；合理性设计基本依据：荷载大小荷载：指作用于园艺设施上的所有外力，有自然荷载（风载、雪载、地震力等）和人为荷载（堆物、吊重、检修荷载等）。取值过大，结构粗大，遮阴过多，浪费材料，增加成本；取值过小，抗风雪能力小，发生损坏倒塌1、荷载类型按性质分：活载、恒载按作用力方向不同分：垂直荷载、水平荷载按作用力状态分：均布荷载、集中荷载、局部荷载《温室结构设计荷载》国家标准编号为GB／T18622—2002。此标准是由国家质量监督检验检疫总局于2002年1月16日发布，从2002年7月1日起实施。该标准共有9个部分：1.范围；2.引用标准；3.定义；4.设计要求；5.永久荷载；6.屋面均布荷载和集中荷载；7.风荷载；8.雪荷载；9.地震力。2、主要荷载分析（1）恒载（固定重量G、自重）温室结构重量：在确定设计永久荷载时，应使用主要建筑物的实际重量；在缺少实际数据时，可以从常用建筑材料比重、单位面积质量（板材和膜）等和尺寸进行计算。结构重量一般为垂直分布荷载。固定设备重量：设计永久荷载应计入所有受温室结构支撑的固定设备的重量，包括加热设备、通风降温设备、电器与照明设备、灌溉与除湿设备、遮阳与保温幕帘设备等。其它：这些设备的重量，一般可视为集中的垂直荷载，作用于设备的重心。任何长期受结构支撑的荷载，如吊篮、种植器、高架喷灌设备和一切悬挂在温室结构上，连续超过30天的重物，均计入永久荷载。（2）作物荷载（V）大致每m2按150N计算。即床面积1m2，其作物荷载为150N，架上先拉水平线再吊时，在水平线的固定处产生张力T。设计时要考虑固定处的水平力（H）。（3）雪荷载堆积在屋面上雪的重量，属垂直荷载，是最深积雪和积雪的单位体积重（比重）的乘积。积雪比重是根据气温、风速积雪深等而变化；积雪的程度不但与降雪量有关，而且与屋面的形状和坡度有关系。屋面坡度、拱度愈大，积雪愈浅，雪压愈小。但是连跨的屋面天沟处容易造成雪堆，使局部雪压增大。★（4）风荷载风吹到园艺设施上会产生一种压力，向风面为正压，背风面为负压。风压大小决定于风速。风速是经常变化的，可用两种方法表示：①一定时间内平均风速（常用）；②一定时间内瞬时风速。风速还与距离地面的高度有关，离地面越高，风速愈大。◆荷载组合在结构上往往同时作用着几种不同性质的荷载，应考虑它们总的作用和对结构产生最不利的情况，这就是荷载的组合问题。有以下几种情况，应取其最不利的情况进行设计：1、恒载+雪载；2、恒载+风载；3、恒载+活载（建筑物施工或维修时的吊重荷载）；4、恒载+作物吊重。◆荷载设计要求

①安全性设计必须能安全承受可能的全部荷载组合，任何构件危险断面的设计应力不得超过结构材料的许可应力。构件必须有足够的刚度，以抵抗纵、横向的挠曲、振动和变形。②耐久性温室金属结构零部件要采取必要的防腐及防锈措施，覆盖材料要有足够的使用寿命。③稳定性温室结构及其构件必须具有足够的稳定性，在允许荷载作用下不得发生失稳现象。④完整性必须具有足够的总体完整性。因外力作用局部损坏时，温室结构作为一个整体，应能保持稳定，不致于发生多米诺骨牌效应。⑤经济性温室结构设计，允许忽略某些出现频率很低的灾害性荷载。如非地震高发区的地震力，非台风高发区的台风荷载，大多数地区的龙卷风等，这样可使温室制造成本大幅度降低。3、园艺设施结构设计的力学结构形式（目前多用）：刚架结构；桁架结构；拱架结构外力及其简化所谓外力就是指那些作用在我们所要研究设计的构件上的力。可分为：集中力——就是力作用在结构上的面积远小于结构的表面积，可认为力是作用在结构的一点上。分布力——就是力作用在构件较大的一个范围内（一块面积或一段长度），根据力作用在构件上的均匀性，又可分为均布力和不均布力。变形和内力构件受外荷载作用时要发生形状或尺寸的改变，这种改变称为变形。在外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间就随着产生一种抵抗力，这种抵抗力就叫做内力。所以说内力是用来抵抗外力对构件的变形，并且力图使构件变形部分恢复原来的尺寸和形状的力。应力和应变应力（N/m2）：作用在单位面积上内力大小。应变：单位长度内的变形，是无量纲的量。支座的简化和支座反力无论是温室还是塑料棚或其他保护地建筑结构，都必须安置在一定的支承物上，这样才能使整个结构稳固，这类支承物均称为支座。支座类型：滚动铰链支座、固定铰链支座、固定端支座4、温室基础设计在温室工程建设中，其基础设计与民用建筑基础设计相比，要求相对不高。因此，在这方面常常得不到应有的重视，而在实际工程中，基础设计不合理的地方并不罕见，甚至因此而发生事故。现代化的温室工程投资往往较大，一旦发生地基事故，将会造成不小的经济损失。（1）地质条件工程基础设计前首先要对现场的地质情况有所了解，这在民用建筑中也是一个必不可少的步骤。但在温室工程基础设计中往往被忽略，不少温室制造商只是根据当地的大致情况来估计，有的甚至对这方面根本没有考虑，只使用自己固有的模具生产同一种规格的基础。实际上各地的基础地基承载力差别较大，即使同一地区，不同地方也有差别。比如合肥地区，普遍认为该地区地基比较薄弱，一般都取8吨／m2，事实上，上海地区16吨／m2的地基也并不少见。（2）基础类型及其设计Ⅰ条形基础一般来讲，可以把温室基础的设计类似工业厂房的点基础设计要求来考虑。在四周围护结构处用砖砌条形基础，其深度北方地区要求在冻土层以下，南方地区可浅一些。国外温室公司在南方的温室工程中，在地质条件比较好的情况下，条形基础深度只有400mm左右。当然，对土质较差的地方、玻璃温室、作物荷载较大的温室在设计上要求高一点。需在砖基础上加一圈圈梁，在圈梁现浇过程中要注意把与钢柱连接的预埋件同时布好。还有一个需要考虑的问题是，温室工程中一般长度比较长，为防止温度变形和地基沉降对基础产生破坏，要求每隔50m左右设置变形缝。在温室外的散水中也需每隔10m左右设置一个变形缝，并注意避免把变形缝设在有雨水管处。Ⅱ独立基础温室内部柱子基础使用独立基础。对高度不是很高，荷载不大，地质状况较好的，可直接使用独立基础，根据实际的设计要求，对基础高度，扩大基础的宽度进行调整。但是，由于温室柱子螺栓孔距一般在100mm左右，加上钢筋直径和必要的混凝土保护层厚度，因此基础口部长度方向不宜少于160mm。如果竖筋、螺栓直径都比较大时，要达到200mm。对于风载，或者其它荷载比较大或地质情况比较差的温室，使用杯形基础较好。这种在工业厂房结构中使用比较多的基础形式稳定性较好，但消耗的混凝土量也较大。在实际工程中，为了减少施工时间，提高施工质量，不少温室公司把基础预制好，再运往工地。在这种施工中，基础过大，给运输带来困难，且施工中，过大的基础搬动极不方便，因此杯形基础一般都是在现场浇筑的。对这两种独立基础的施工，一般要在底部布上一层碎砖或C10的混凝土。Ⅲ混合基础实际工程中，在保证强度条件满足要求的情况下，有一种比较节约成本的基础做法。即在四周应该布置圈梁的条形基础中，每一个有立柱的地方加一个独立基础。这种做法对于在一些地质条件比较好，压力强度不大的工程中应用起来既节约材料，又缩短了工期(现浇的圈梁比较费时间)。尤其在四周有围廊结构的温室中，由于围廊处荷载比较小，结构相对次要，应用起来显得更加合理。在基础设计中，考虑到独立基础的口部面积比立柱的底面积大，为了提高温室内的使用面积，一种比较可行的办法是将基础的口部做到和地面齐平。这种做法，要求立柱底部防锈保护措施做得比较好。因为室内的地面往往比较潮湿，底部在与地面基础中很容易发生锈蚀。特别是杯形基础，由于杯口比较大，如果不与地面齐平，会给温室内的操作带来不必要的麻烦，浪费使用面积。（3）基础的设计计算轴心荷载p=(N+G)／A；

G=γDA；p<f;以1m矩形基础计算，底面积S=B*1>=N／(f-γD)；对于正方形基础S=B2>=N／(f-γD)。偏心荷载作用

Pmax=(N+G)/A+M/W;Pmin=(N+G)／A-M／W；p<1.2f式中：B为底面宽度(m)，N为上部结构传到基础顶面的竖向力设计值(kN)，G为基础自重设计值和基础上的土重标准值(kN)，D为设计室外地面到基础底面的距离(米)，S为基础底面面积(m2)，γ为基础与土的平均容重(20kN／m2)，M为作用于基础地面的力矩设计值(kN•m)，W为基础底面的抵抗矩，Pmax、Pmin分别为基础底面边缘的最大和最小压力设计值(kN／m2)，f为地耐力。（4）基础材料温室基础的材料选择没有很高的要求，达到构造要求就可以了。一般来讲，条形基础的砖块采用MU7.5以上；砌筑砂浆采用M5.0；垫层混凝土采用C10或C15；基础混凝土采用C25；杯形基础中的2次浇筑的混凝土要求比第1次的高一号；钢筋一般采用一级钢筋；为了防止地上部分锈蚀，预埋螺栓要求热浸镀锌处理。（5）基础施工基础施工中，预埋螺栓的放置要求比较高。一般将螺栓固定距离后，用钢筋焊接好，再在浇筑基础时放置。在基础设计中，一般用2个螺栓，为了加强牢固性，用4个螺栓的做法是不可取的。温室受力是整体受力的，四螺栓的做法在结构上对受力没有太大的帮助，而且造成基础口部过大，浪费材料，施工起来也很不方便。在基础放线时，为保证上部结构的安装顺利，其偏差要求：长度和宽度方向柱距为±10mm，总长度为±L/3000，总宽度为±B／3000，高度±5mm(按设计高度)。总之，在温室基础设计中，一定要给予足够的重视。在实践中不断总结出更好，更简便可行的方法，以使温室基础设计、施工在安全可靠的前提下真正做到简单、方便、迅速。第三章园艺设施建筑与材料第一节：设施建筑一、设施建筑的特点1、必须适合于作物的生长和发育2、严格调控环境3、良好的生产条件4、强度高，经久耐用5、节约成本二、场地选择1.地势平坦，避风向阳。场地的东、南、西三面应无高大建筑物或树木。丘陵地区要避免在山谷风口处或窝风低洼处建棚。在只能选择坡地时，宜选用南坡。2.土壤肥沃，排水良好，选用地下水位低，富含有机质的肥沃土壤。切勿在地下水位高处建棚，否则早春地温回升慢。在稻田建棚，四周深开排水沟，降低地下水位。3.靠近水源，交通方便二、规划布局1.方位南北向，偏西，偏角在15°以内。一般南北向大棚透光量较东西向多5%-7%，且光照分布较均匀，棚内白天温度变化较平缓。2.棚间距离两棚之间保持1.5m距离；前后两排间距4m以上，以利通风、作业、开沟排水及避免相互遮荫。3.棚群布局大棚群应建在南北向主路的东西两侧，各侧大棚群体分成数个单元，单元间设有纵横道路，宽4-6m，保证双排货车能够通过。第二节：设施材料一、覆盖材料温室建筑和其他建筑的主要不同之处，就是它的屋面和墙身的外围护结构材料—覆盖材料要采用透光性能很强的材料，以满足绿色植物生长发育进行光合作用所必须的光量、光质和光分布（时间和空间）的要求。而且，这些材料的透光性能、保温性能对温室室内的环境温度和能源消耗量又起着决定性的作用。另外，覆盖材料的强度、耐久性、热物理性能以及其他机械、光学性能和价格都应在设计中加以考虑。广义来讲，温室的覆盖材料分为固定性的结构覆盖材料（又称单层覆盖材料）和暂时性的附加硬盖材料（又称二次覆盖材料）。固定性覆盖材料要承受风、雪等外荷载，它可分为玻璃和塑料两大类。暂时性的附加覆盖材料一般不承受外荷载，而仅作透光、遮光、保温或反射补光之用，它们包括：保温用的塑料薄膜、合成纤维无纺布（不织布）、外部保温用的保温被、保温草帘、保温泡沫塑料帘；遮光用的寒冷纱、遮光网、无纺布；反光用的反光塑料薄膜等。（一）玻璃玻璃一直是提供自然光照、保持作物生长适宜环境的主要覆盖材料。早期采用的玻璃是用金属圆筒法制成的薄玻璃，其厚度不均，而且容易破碎。后来发展到用吹管法制造的厚玻璃，由于略带浅绿色，有利于作物生长。到1883年，平板玻璃的问世，才使大规模采用玻璃作温室的覆盖材料成为可能。玻璃由石英砂、纯碱、长石及石灰石等在1550—1600℃高温下熔融后，经拉制或压制成形的。玻璃的品种很多，按其化学成分的不同，可分为石英玻璃、钠钙玻璃、铝镁玻璃、钾玻璃、硼硅玻璃和铅玻璃等品种。在建筑工程中，玻璃既是重要的透光材料，又是一种重要的装饰材料。它除了用来采光、透视、隔声、隔热外，还用于艺术装饰。我国生产的玻璃常用于建筑工程的有：普通平板玻璃、钢化玻璃、磨光玻璃、吸热玻璃、双层或多层中空玻璃、磨砂玻璃、夹丝玻璃、浮法高级玻璃、特厚玻璃、饰面玻璃以及防爆、防弹玻璃等。温室上用的玻璃主要要求它具有良好的透光性、保温性以及抗风、抗雪压、抗冲击等力学性能，其次是一些特殊用途温室要求的吸热、隔热性能、颜色以及安全性能等。1、玻璃的光学性能玻璃透过光辐射波范围为波长300nm以上，而对4000nm以上较大的波长辐射透过能力则很低。2.玻璃的其他特性在各种覆盖材料中，以玻璃的耐老化性、耐腐蚀性最好；防尘性能和排冷凝水滴的性能也优于其他材料；但对普通玻璃来讲，其抗冲击性能较差，破碎后易伤人，而且不好修补；此外，其比重较大，会给轻型结构温室带来较大的负担；导热系数较大，因而不得不加大厚度和采用保温性能较好的中空玻璃，或加多层覆盖。3.玻璃的力学性能及幅宽的计算其抗压性能好，抗压强度约880—930MPa，而其抗弯强度和抗冲击强度都较低。在温室上采用大块玻璃可以减少固定玻璃的密封条和边框，同时也可减少遮光面积和缝隙的热损失。但是，大块玻璃抗风压、雪压等静压以及冰雹等的冲击力能力较小，因此，选择合适的玻璃尺寸，是玻璃温室结构设计的内容之一。对普通平板玻璃，在风、雪荷载作用下，根据支承条件，可按下列公式确定玻璃长、宽和厚度。（二）塑料1、塑料薄膜——地膜、棚膜2、硬质塑料板塑料薄膜有：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚醋酸乙烯薄膜（EVA）、聚酯薄膜（PET）。中国用于温室的塑料薄膜已制订了两个国家标准：农业用聚乙烯吹塑薄膜（GB4455-84）和软聚氯乙烯压延薄膜（GB3830-83）。薄膜厚度对透过的光质几乎没影响，而对其平均透光率和长波透射率稍有影响。地膜【材料】PVC（聚氯乙烯）【规格】厚度0.006—0.015mm；幅宽40—200cm【种类】（1）无色透明地膜（2）有色地膜（黑色膜、银灰色膜）（3）耐老化长寿地膜（4）除草膜（5）特殊地膜（黑白双面膜、银色反光膜等）（6）降解膜（生物降解膜、光降解膜）等棚膜【材料】聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚醋酸乙烯薄膜（EVA）、聚酯薄膜（PET）【规格】温室厚0.08—0.12mm、大棚厚0.05—0.08mm、小棚厚0.03—0.05mm；幅宽1—6m【种类】（1）防老化膜（2）双防膜（防雾滴、防老化）（3）多功能复合膜（无滴、长寿、保温等）（4）调光膜（漫散射膜、光转换膜、人参膜、叶菜专用膜等）此外，还有镜面反光膜（反光幕）等。硬质塑料板有：聚氯乙烯膜片、丙烯树酯板（PMMA），即有机玻璃板、聚酯玻璃钢（FRP）、有机玻璃钢（FRA）、聚碳酸酯板（PC）等（三）塑料类附加覆盖材料（二次覆盖材料）1、不织布又叫无纺布，是以聚酯长纤维加合成橡胶乳胶为原料，不经纺织工序，采用热压粘合加工而成的一种纤维布状物。重量轻，结实耐用，使用期3—4年。耐水透气，操作方便。既用于浮面覆盖，也可用作棚室保温幕。【性能】其孔隙大而多，可吸水，能防止结露、降低湿度、减轻病害发生，具有遮荫调光、保温节能、防霜防冻和防虫避草等作用。【规格】目前农业使用的不织布为长纤维不织布，常用g/m2表示其规格。主要有20、30、40、50g/m2等，遮光率分别为27%、30%、35%、50%。2、泡沫塑料重量轻，热阻大，导热系数0.035W/(m•K)，保温隔热性能好，作外部和室内附加保温覆盖。厚度1-2mm，透光率45-70%。【类型】聚乙烯泡沫单层、两层薄膜中间粘合一层泡沫塑料、两层塑料纺织网中夹一层泡沫塑料（四）遮阳网遮阳网又称凉爽纱，是用PVC为原料编织而成的一种高强度、耐老化的网状覆盖材料。【规格】遮光率:有35%—50%、50%—65%、65%—80%、≥80%等4种规格宽度:有150cm、160cm、200cm、220cm不等重量:45±3g/m2（黑网）、49±3g/m2（银灰网）【类型】（1）黑色遮阳网、（2）银灰色遮阳网目前应用最多：35%—65%的黑网和65%的银灰网。黑色网的遮光和降温效果比银灰色网好，适于炎夏及对光照要求较低作物使用；银灰色网适用于初夏和早秋，同时具有避蚜作用。【性能】（1）遮光降高温（夏季）（2）防风防暴雨（3）避虫防病害（4）保温防霜冻（冬春季）等【使用方法】（1）棚室覆盖：有顶盖、棚内平盖和一网一膜（即顶膜+遮阳网）覆盖等３种方法，两侧各空出1m左右。（2）小棚覆盖：只盖顶部，两侧各空出20—30cm。（3）浮面覆盖：直接覆盖在畦面或作物上。使用寿命3—4a。（五）防虫网防虫网是以聚乙烯为主要材料编织而成的网纱，具有强度大、抗热、耐水、耐腐蚀、耐老化等特点，是南方地区无（少）农药蔬菜栽培的有效措施。【规格】宽度有100、120、150cm；目数有20、24、30、40目，以20、24常用。【种类】（1）白色防虫网；（2）银灰色遮阳网【性能】（1）防虫（如蚜虫、小菜蛾等）；（2）防暴雨；（3）顶部结合用黑色遮阳网，可遮阳降温。【使用方法】（1）大棚全封闭覆盖（2）立柱式隔离网状覆盖：用高约2m立柱，作隔离网状，其内种植叶菜。【注意事项】（1）覆盖前土壤要翻耕、晒垡，以杀死地下害虫。（2）选用适宜网目的防虫网，并注意空间高度，结合遮阳网覆盖，防止网内温度高于网外，造成热害死苗。（六）防寒保温外覆盖材料1、草帘（苫）2、纸被3、棉被4、化纤保温毯（被）二、温室骨架材料一般来说，用于普通建筑物的建筑材料都能用作温室骨架材料。实际应用中，应根据温室类型、用途、设计使用年限以及建造运营者的经济水平合理选用材料。骨架材料基本要求：在满足光照强度的前提下，断面积尽可能小，以利于减少遮光面积。初期骨架材料多为竹、木，目前钢筋和钢管骨架所占比例在迅速上升；塑料薄膜温室也称为“管棚”，其骨架多为钢管（镀锌钢管）；大型连栋温室多用各种型钢或铝合金。（一）钢材1.薄壁镀锌钢管主要用于塑料薄膜温室（管棚）和日光温室的拱架。将壁厚1.2～2.0、直径20～32的钢管采用热浸镀锌处理以防生锈，由于其镀层较厚，并可内外壁两面都镀，因此，这种骨架材料的使用年限可达8～10年以上。这种骨架采用工厂化生产，可长途运输，就地拼装。运输、安装、拆迁都比较方便。拱架受力较合理，耗钢量在3.75～4.50kg/m2之间。2.圈钢俗称钢筋，主要用于单栋大棚和日光温室的拱架以及钢筋混凝土预制件。3、型钢骨架材料常用柱、梁、桁、檩、椽等结构，刷漆防锈。其耗钢量大，采光、通风、保温等性能欠佳；材料较重，施工、操作管理不便；防锈能力差，耐久性差。现多采用以热浸镀锌冷弯薄壁型钢，采用壁厚为2~3mm的热轧带钢冷弯成型。常用有冷弯槽钢、冷弯内卷边槽钢、冷弯方形焊接钢管及冷弯矩形焊接钢管，加工成装配式后，进行热浸镀锌，直运现场拼装，常用螺栓连接，以避免破坏镀锌层。材料重量较轻，强度、刚度都能满足要求；热浸镀锌耐锈蚀能力强，使用15年以上；工厂制造、装配式安装，降低成本、保证质量。目前，各国普遍采用。(二）木材主要用于塑料薄膜大棚的支柱、纵向拉杆、小吊柱以及日光温室的立柱、柁木、檩木、拱杆以及门窗等。用作骨架的材质，要求纹理直、木结少、有一定强度、不腐朽、虫眼少、耐用性好、着钉力强。可以使用杉、落叶松、杨树、柳树等的原条（已去除皮、根及树梢，但尚未按一定尺寸加工成材的木材）和原木（已去除皮、根及树梢，并已按一定尺寸加工成规定直径和长度的木材）。（三）竹竿主要用于塑料薄膜大棚的支柱、拉杆、拱杆以及日光温室的支柱、前檩、腰檩以及拱杆等。用于温室建造的竹材种类有毛竹（又称楠竹、茅竹）、车筒竹、刚竹、淡竹、麻竹、硬头黄竹（水竹、桃花竹）、撑篙竹等。对竹类质量要求：竹材应抗拉、抗压、抗弯能力好，竹竿通直，竹壁厚而弹性好，用作拱杆的应选用劈蔑性良好的毛竹等。三、温室墙体材料墙体是温室建筑中的承重和围护结构，要求它具有足够的强度、刚度和稳定性，以抵抗作用其上的荷载（竖向荷载、水平荷载和风荷载等），不致于发生倾斜或倒塌。同时，应具有良好的保温性能，以减少温室内部热量的损失。除此以外还应综合考虑取材方便、经济合理、耐用程度等因素，一般常采用的形式有土墙、砖墙和石墙。（一）土墙利用土墙建筑温室为中国温室园艺发展历史中最古老的建筑方式，目前仍在生产中普遍采用。既经济又实用，特别是土墙的保温性能比砖墙、石墙都好。在农业生产中，多采用土打墙的方式建筑临时性土温室。春季用毕拆除，土地加以平整；夏季仍然可以种植蔬菜和其他农作物。土墙一般用土坯砌成或用土夯实，外层用草泥抹平，一般高1.6~1．8m，墙厚80~120cm。国家农业技术推广总站试验数据表明，在墙达到一定厚度后，保温效果并不明显增加。例如在山东地区土墙的厚度有80~100cm就足够了。（二）砖墙砖墙壁厚一般为50cm，墙内层用12cm红砖，外层用24cm红砖，中间夹层填充隔热材料，效果最好的是珍珠岩，其次是煤渣、锯末和玉米秸秆等，即使不填充保温材料，其保温效果也比同厚度实心砖墙要好。砖墙的优点是：耐压力强，砌筑容易，保温功能比石墙好。但砖墙内部抹白灰墙面时，高温高湿时间过久极易出现与砖墙脱离而下落，同时灰墙面上极易附生青苔，影响清洁和美观，清洗较困难。至于砖墙的结构和厚度没有统一标准，要根据当地气候条件合理确定。例如，华北地区采用比较多的一种结构形式为：温室壁厚为50cm，墙内层用12cm红砖，外层用24cm的红砖，中间夹层填充隔热材料，如泡沫板、珍珠岩、煤渣、锯末和玉米秸秆等。◎常用作砖墙的砖体特点：1.普通黏土砖：标准砖尺寸规格为240mmx115mmx53mm，其砌体每立方米需512块。2.多孔混凝土砌块：是由胶结材料（水泥、石灰、石膏、菱苦土等）、水和加气剂及泡沫混合剂混合制成的墙体材料。由于多孔、质轻、具有一定强度，耐热性及耐腐蚀性较好，故为一种较常用的保温材料。常用有①加气混凝土砌块②泡沫混凝土砌块：①是由水泥和其他活性掺料（如炉渣）、沙子、加气剂和水混合后经磨细、配料、浇铸、切割、蒸压养护等工序制成的一种轻质、多孔、保温隔热材料。如北京力汽混凝土厂产品规格有600x250x50mm等，容重500kg/m3左右，导热系数0.12W/(m·K)，抗压强度为2.94MPa左右。②主要有两种：一种是水泥砌块，由一般水泥加入泡沫剂（如松香泡沫剂）及水等经机械搅拌成型、并经养护而成。另一种是以粉煤灰或其他工业废料加入适量石灰、石膏及泡沫剂，经搅拌、成型、蒸养而成。这两种泡沫混凝土砌块都具有多孔、轻质、保温等特点。其导热系数在0.23W/(m·K)左右。第四章：设施采暖与配置一、采暖目的作物的生长发育要求在一定的温度条件下进行。在我国北方地区，自深秋至春季，为了使设施内的气温、地温保持在作物生长发育的适宜范围内，就必须进行补充加温—采暖。二、采暖方式（一）地上采暖1、热水采暖；2、蒸汽采暖；3、暖风机、热风机（燃煤、油等）采暖；4、火炉加温；5、工业废弃热；6、太阳能贮存热量（二）地下采暖1、电热线地下采暖；2、热水地下采暖◆热水式采暖系统系统组成：分热水锅炉、供热管道和散热设备三部分。工作过程：将锅炉内水加热，通过循环泵将热水通过供热管道送到温室或大棚中，均匀分配给每组散热器，通过散热器来加热空气，提高温室内温度，冷却的热水回到锅炉再重新被加热。系统型式：大多为单层布置散热器，同程式采暖居多。布置该种系统管路时，可根据实际情况来布置管路。优点：温度稳定、均匀、系统热惰性大，节能；采暖系统发生紧急故障，临时停止供暖时，2小时不会对作物造成大的影响。缺点：系统复杂，设备多，造价高，一次性投资较大。锅炉的分类：锅炉的两大基本组成是汽锅和炉子。燃料在炉子中燃烧放出的热量被气锅受热面吸收。一个放热，一个吸热。放热是最根本的，是锅炉工作的基础；作为锅炉的燃烧设备——炉子，是为燃烧提供尽可能良好的条件，使其将化学能最大限度地转化为热能；亦应兼顾炉内辐射换热的要求。鉴于燃料有固体、液体和气体三大类别，燃烧特性各有差别；再者锅炉容量有大有小，对机械化程度的要求各不相同，因此为适应和满足锅炉的需要，燃烧设备的形式很多。按组织燃烧过程的基本原理和特点，采暖锅炉所采用的燃烧设备可分三类：层燃炉——燃料被层铺在炉排上进行燃烧的炉子，也叫火床炉。它是目前国内供热锅炉中采用得最多的一种燃烧设备，常用的有手烧炉、风力——机械抛煤机炉、链条炉以及往复炉排和振动炉排等多种形式。室燃炉——燃料随空气流喷入炉室呈悬浮状燃烧的炉子，又名悬燃炉，如燃用煤粉的煤粉炉；燃用液体、气体的燃油炉和燃气炉。

沸腾炉——燃料在炉室中被由下而上送入的空气流托起，并上下翻腾而进行燃烧的炉子，是目前燃用劣质燃料颇为有效的一种燃烧方式。散热器的类型及选择计算散热器是热水采暖系统中重要的散热设备。主要有钢管散热器、热浸镀锌钢制圆翼散热器，铸铁柱型散热器、铸铁圆翼散热器。温室中多为钢管散热器和铸铁散热器。散热器布置原则是尽量保证房间温度分布均匀，热损失少，管路短，且应不防碍生产操作。钢管散热器是由钢管制作而成，一般沿温室四周布置，中柱亦布置钢管散热器。该种散热器一般按偶数布置，以便使供、回水管在同一位置，同时散热亦较均匀。沿四周布置可有效降低冷辐射，改善温室内部环境。钢管散热器散热量Q（即温室最大设计负荷）计算：Q=A·KΔt·L式中：Q—最大设计热负荷，W；A—每米长钢管的表面积，m2；K—管道的传热系数，W/m2℃；Δt—管道内热媒平均温度与室内温度之差，℃；L—所需钢管长度，m。◆蒸汽采暖与热水采暖大致相同，只是传热介质为热蒸汽而非热水。锅炉内沸水所变的蒸汽，依靠低压或高压进入放热器内。蒸汽凝结成水时，放出潜热（大约每千克蒸汽放出2090KJ的潜热）来提高室温，冷水再沿着回水管回到锅炉内，继续汽化。优点：散热量大，能使室温迅速提高，适于栽培热带植物温室用。就是在普通温室内，蒸汽比热水的加温设备—锅炉小，能够节省25%的加温设备费。同时在玻璃屋下的直铁管也细小，减少遮荫。缺点：蒸汽比热水放热器冷却快，故前者火力要强，加温技术复杂且热效率比热水采暖提高30％左右，加温费较高。一般采用70kPa以下的低温蒸汽采暖。采用蒸汽加温设备时，锅炉容量和放热管长度的计算与热水加温设备相同。◆热风式采暖系统系统组成：热源、空气换热器、风机和送风管道。工作过程：由热源提供的热水通入空气换热器，室内空气用风机强迫流过空气换热器，吸收热量，加热后进入温室，如此不断循环就加热了整个温室空气。为保证室内气温均匀性，通常将风机压出的热空气送入通风管（开孔聚乙烯薄膜制成）。优点：温度分布比较均匀，热惰性小，易于实现温度调节，设备投资少。缺点：运行费用和耗能量要高于热水采暖系统。当温室较长时，风机一侧送风压头不够，可能送不到另一端，造成温度分布不均匀。◆电热采暖系统电热采暖系统和前面两种采暖系统的区别是：其热能的制备、传输及释放均在同一设备上来完成的。通过暖风机中的电加热器加热流过的空气，实现采暖的目的；其内部风管布置同热风采暖。相对热水采暖系统而言，电热采暖一次性投资较低，但运行费用要高于热水采暖系统。◆火道采暖简单加温方式，取热源为家用取暖铸铁火炉或砖砌的炉灶，依靠烟气流过烟筒时进行热量交换，进而加热室内空气。管理不便，添煤频繁，在靠近炉体的地方可能发生烤坏作物的现象，污染较严重。◆热风炉采暖发展较快，靠能量转换来加热空气。依能源不同分：燃煤、燃油及燃气热风炉等型式。燃气式设备装置最简单，造价最低。燃油式设备也比较简单，造价也比较低、占地面积比较小，土建投资也低，但运行费用较高，相同的热值比燃煤费用高3倍。操作容易，自动化程度高，一些小型燃油热风炉完全实现电脑控制，设定好温度后，全部操作由电脑完成。燃煤相对燃油和燃气式大，管理复杂，但运行费用最低。◆电热线采暖按一定间距埋设电热线，靠电热来提高地温。通常用来育苗。电加热部分主要由电热加温线和控温仪组成。电热线铺放完毕后，将电热线接头连在控温仪引出的电源线上，通电检查无误后，再断电，沿电热线埋一薄层土，轻轻踏实，固定好电热线，然后覆煤灰或沙土做标志层，再敷土。◆工业废弃热加温设备在黑色冶金厂、发电厂、造纸厂、酒精厂、制糖厂、石油加工厂等生产过程中，常排放大量的废热。生产实践证明，每天用100t甜菜制糖所产生的废热，可供4hm2保护地之用；一个石油加工厂的废热，可供10-20hm2保护地之用，不但节省数目可观的锅炉建筑费，每年还可省去28000t的煤炭费，在冬春生产4000-5000t蔬菜。同时，废热通过保护地后变成冷却水，重新回到工厂使用，代替了冷却塔，一举两得。我国从1954年以来，在东北地区锦西、沈阳、哈尔滨、齐齐哈尔、长春等工业城市建立了废热温室温床，进行生产实验研究工作，特别是齐齐哈尔的废热温室已经大规模生产蔬菜。建立废热温室温床时，要调查工厂废热的温度、压力、流量和数量等情况。废热温度在70-80℃以上的，可作冬季温室加温用；40-45℃以上的，可作春季温室和温床加温用。一般工厂废热压力是490kPa，可通过2000-3000m长的输热管输送到较远温室内。到达调节室后，废蒸汽为294kPa、120-130℃；进入8英寸变压管，变为98-147kPa；再通过6英寸干管及温室内3英寸放热管，蒸汽散热凝结成70℃以下时，引入温床内应用；降到30℃时，即可重新回到工厂作为冷却水用。由高压逐渐变为低压，可使废热由工厂内迅速排出，防止产生“反压力”，以免减低工厂发动机功率和泵的功率，不至于影响工厂生产。工厂检修或停电，无废热供应时，必须由一般蒸汽供应，以免蔬菜遭受冻害。在工厂附近建立保护地时，必须经常擦洗，以免影响光照。齐齐哈尔废热温室生产实践优点：(1)节约燃料和锅炉设备、降低生产成本。(2)操作方便，减轻劳动强度。根据需要，可自由调节放热管开关阀栓，达到适温。操作简便，代替了火热加温繁重劳动。在热源充足、冬季外界气温不甚严寒的地区，屋面上可不盖席，既省投资，也减免拉盖席的劳力。(3)室内温度稳定，局部温差小。热源充足，外界温度变化对室内影响很小。即外界最低气温长期在-30℃~-20℃条件下，室内仍然能保持白天20-30℃，夜间16-18℃。放热管设置在栽培床四周，可使室内局部温差很小，水平、垂直温差约是火热温室50％左右。(4)扩大温室面积，便于机耕操作。热量充足，局部温差小，可扩大栽培面积，建立大型温室。三、采暖设计要求：1．采暖设备的容量应保持设施内的设定温度（地温及气温）。2．设施内空间温度分布应均匀，时间变化应平稳，要求采暖设备配置合理，调节能力高。3．遮荫少、占地少，便于操作。4．设备投资少，加温费用低。四、采暖设计基本程序（三步走）：首先，要根据设施的结构、地理位置等因素进行最大采暖负荷的计算；其次，依据设施所在地及用途等具体条件确定采暖所用热媒；最后，根据最大采暖负荷及采暖方式进行散热设备、管道及锅炉容量计算等。最大采暖负荷的计算最大采暖负荷是采暖设计的基本数据，其大小直接影响到整个设施经济性。1、能量平衡一个完整的能量平衡系统包括太阳能及其通过覆盖材料的透射、通风换热、冷风渗透热损失、与地面的热交换、作物生理生化能量的转换、长波辐射、工作人员和设备产生的热量以及加热系统的供热等。由于最大采暖负荷计算是基于冬季凌晨特定时刻（其中许多因素可以不考虑，如无太阳辐射，通风系统不工作；加热期地面温度稳定接近室内气温，地面热交换很小，作物生理生化能量转换相对而言很微弱；除采暖系统外照明或其它设备也均不运行）。因此，最大采暖负荷可简化为平衡设施通过围护结构的传热和冷风渗透两项热损失的能量需求。2、围护结构的传热耗热量各个暴露表面的传热耗热量计算：q1=k·F·(tn-tW)(1-fr)式中：q1-围护结构的传热耗热量，W；k-围护结构的传热系数，W/m2·℃；F-围护结构的面积，m2；tn-冬季室内计算温度，℃；tw-冬季室外计算温度，℃；fr-热节省率。整个设施的围护结构传热耗热量Q1等于它的围护结构各部分基本传热耗热量q1的总和，即：Q1=∑q1=∑kF(tn-tW)(1-fr)3、冷风渗透耗热量在风压和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过温室的缝隙渗入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量Q2。影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗的构造、朝向、室外风向和风速、室内外空气温度差等。对于温室等园艺设施，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。根据美国温室制造业协会的《温室设计标准》规定：冷风渗透耗热量的计算通常是基于风速小于6.7m/s。由于风速增大、围护结构的传热耗热量也将增大，所以对于风速持续超过上述基准的地区，温室的围护结构传热耗热量应乘以一个风速系数。冷风渗透耗热量按下式计算：Q2=0.00028NV(tn－tW)N为温室与外界的空气交换率，也称换气次数，以每小时的完全换气次数为单位；V为温室内部体积，m3。（N与V的乘积则是以m3/hr为单位的换气速率）。RFJ热风机●智能控制：热风机输出温度和室内温度自动控制调节。

●环保节能：采用意大利RIELLO燃烧器，燃烧效率达98～100%，热效率达90%以上，实现环保节能。

●安全可靠：设火焰探测、炉膛过热保护、风机过载保护等装置，以及不锈钢换热器的独特结构设计，安全可靠、寿命更长第五章：设施通风换气与降温第一节：设施通风一、通风原理所谓通风就是把室内污浊空气直接或经净化后排至室外，把新鲜空气经适当处理后（如净化、降温、加热等）补充进来，从而保持室内空气环境符合卫生标准和满足工艺的需要。对温室等园艺设施而言，通常只要求保持室内空气新鲜清洁，并在一定程度上改善室内气象参数（空气温度、相对湿度和气流流动速度）。其通风措施比较简单，无论对进风或排风一般都不进行复杂的处理。二、设施通风目的通风换气是调控农业设施内环境的重要技术手段。农业设施是一个相对封闭的系统，在依靠围护结构形成的与外界相对隔离的设施内部空间中，可以创造适于动植物生长的、优于室外自然环境的条件。但另一方面，在相对封闭的设施内部空间中，室外热作用和动植物的生长发育活动等对设施内温度、湿度和空气成分等环境产生的影响容易积累起来，从而产生高温、高湿和不利于动植物生长发育的空气成分环境。这时，通风换气往往是最经济有效的环境调控措施。主要作用有三个方面：①排除设施内的余热，抑制高温，使室内环境温度保持在适于植物生长的范围内。②排除余湿，降低空气湿度，使室内环境相对湿度保持在适于植物生长的范围内。③引入室外新鲜空气，调整空气成分，排去有害气体，提高室内CO2的含量，使作物生长环境良好。不同季节通风目的也不相同，夏秋季节通风主要是进行降温，靠通风消除室内余热，在盛夏余热值最大，所需的通风量也最大。冬季通风主要是调节温室的湿度和气体成分，对温室等设施冬季通风的同时也要带走大量的热，为了节约能源，仅维持最低的通风量即可。三、通风换气设计的基本要求首先，通风系统应能够提供足够的通风量，具有有效调控室内气温、湿度和气体成分的足够能力，达到满足植物正常生长发育要求的环境条件。其次，要求通风量能够根据不同需要在一定范围内有效方便地进行调节。（因植物种类、生长发育阶段、地区和季节的不同，以及一日内不同的时间、不同室外气候条件而异）再次，具有适宜的气流速度，一般应为0.3-1m/s（保证植物具有适宜的叶温和蒸腾作用强度以及有利C02扩散和吸收），高湿、高光强时气流速度可适当高一些。系统的布置应使室内气流尽量分布均匀、合理，冬季避免冷风直接吹向植物。最后，考虑经济性，设备投资费用要低、耐用、运行效率高，运行管理费用低。在使用和管理方面，要求设备运行可靠，操作控制简便，不妨碍生产管理作业及遮荫面积小。四、通风方法1、按工作动力不同分：自然通风、强制通风①自然通风：通过通风窗利用风压和热压产生的通风。*自然通风可通过调节窗户开度来调节通风量。*自然通风通风量与室外风速、风向、通风窗位置、通风窗面积及室内外温差有关。*热压是利用温度差而产生室内外空气压力差，使室外低温空气流向室内高温空气，形成热压的自然通风。*决定热压通风量大小的主要因素：温室内外温差，通风窗高度差及面积。对于温室的热压通风，室内热空气通过屋面通风窗向外排出，室外空气通过侧墙通风窗进入温室。*风压是利用室外气流吹向建筑物时，在迎风面形成正压，背风面形成负压，气流由正压区开口流入，由负压区开口排出，形成风压作用的自然通风。*风压通风量的大小主要取决于室外风速大小、风向和通风窗面积。垂直于温室侧墙方向的风，对温室迎风侧墙和温室第一跨迎风面屋面将形成正压，对温室其它围护表面均形成负压。一般正压面风压高出负压面风压约一倍。*实际运行中很少出现垂直于某个侧面的风向，大部分都与温室形成一定角度。不论哪个方向的风，对屋面的风压分布影响都不大，主要影响在于侧墙。因此，布置侧墙通风口时，要充分考虑当地主导风向。②机械通风依靠风机产生的压力强迫空气在设施内流动。2、按作用范围不同分：全面通风、局部通风①全面通风对设施内进行全面换气，以对整个设施内的温、湿度和空气成分进行调控。②局部通风范围仅限于设施的个别地点或局部区域，又分为局部排风和局部送风两种方式。局部排风是在设施内污染源附近收集空气中有害污染物，集中直接排向设施外。例如在粪坑部位排风，以防止有害气体扩散。在设施内空间较大，全面调控较困难或不经济时，可采用局部送风、局部调控植物附近区域环境。五、通风量的计算计算通风量，主要是用来确定风机的数量，进风窗、排风窗孔的面积，以满足正常生产的需求。太阳能辐射热负荷正比于温室地面面积，故单位面积通风量，即通风率可定义为在单位时间内每单位温室地面面积所交换的空气容积（单位：m3/m2.min）。适度遮荫，当室内最大太阳辐射强度在5万Lx左右时，每m2地面面积基本通风量达到2.5m3/min，即可大体上满足温室的降温需求。V1=2.5L·B（V1—基本通风量；L—温室长度；B—温室宽度）六、通风设备（一）自然通风设备1．卷膜开窗系统：用于塑料温室的侧墙和屋顶卷膜开窗。卷膜开窗是将覆盖膜卷在钢管上，通过转动钢管，将覆盖膜卷起或放下。一般卷膜钢管长度在60米左右，分手动和机动两种。要求卷膜轴不能有太大变形，卷起过程中能自锁，不能在重力作用下自行打开。带自锁功能的卷膜器，是利用齿扣在卷膜时自动锁定反方向转动，当反方向操作打开卷膜时，只要按下锁定器按钮，可使卷膜器靠重力作用反转。侧墙卷膜系统必须设卷膜限位器。2．齿条开窗系统大都为机械传动，少量用手链传动。所用电机主要有普通电机（220或380伏）和管道电机（220~240伏）。管道电机体积小、重量轻、遮光少、变速比小，应用较广。（二）强制通风设施1、换气扇的结构和安装设计目前温室内安装的换气扇是9FJ系列轴流式节能通风机，依靠风机排气来实现温室的强制通风。采用9FJ系列风机通风时，一般为负压通风，即从温室内抽空气，且和湿帘降温系统配套设计。风机数目必须满足在25.4帕空气静压下所需要的通风量，风机数目还取决于风机的大小，其大小的选择应保证温室排气侧相邻风机的间距不大于7.62米；风机排风口之间的净距或其与邻近障碍物之间的距离不小于风机直径的1.5倍。设计时最好将风机布置在下风侧或温室端墙。如果必须将风机布置在上风侧，设计通风量至少应增加10%，风机电机功率必须大于0.55kw。当设计风机数量在3台以下时，其中一台应为双速调节风机，以便满足不同通风量的需求。2、吸气口的面积和安装由于温室的强制通风是由湿帘降温和风机来共同实现的。对于吸气口也应和湿帘降温部分一并来进行考虑设计。鉴于风机低全压、大流量的特点以及温室的长度较大，空气阻力较大，进风口应较大，才能够保证温室通风系统的正常工作。一般吸气口的面积约为3倍的排风口面积。若湿帘面积不能保证进风面积时，需增加进风口，以保证通风要求。（三）换气窗的自动控制换气窗的开启与否，主要取决于温室内的温度和相对湿度。目前，主要监测室内温度对换气窗控制设定温度档分“设定点”、“启动温差”和“环境温度”三个温度区。平时运行时，旋钮拔在“环境温度”档，指示传感器的实际温度（排风窗口温度），当室内温度达到“设定点”后，通风窗电机开启运行，打开天窗，进行自然通风，使温室内温度降低到“设定温度”上限温度值以下。运行后，若温度未降到规定范围内，再次启动电机加大天窗开度，直至符合规定的温度范围。如果利用自然通风，未能达到要求，控温仪就启动遮荫系统降温，使室内温度达到要求；如果还未能达到要求，控制温仪就启动风机湿帘降温系统或喷雾降温系统，从而达到目的。这样不仅降低了温室内温度，而且使温室内空气保持清新。当温度低于“设定温度”下限值时，应先关闭风机湿帘降温系统或喷雾系统；如果还低于其下限值，则逐渐关小天窗开度。使温室内的温度升高到下限温度以上。第二节：降温设备为保证良好的经济效益，必须保证一年四季都进行生产。当室内温度超过35℃时，就不能正常生产。为维持室内气温、地温在适温范围内，需将流入室内的热量强制排除，以达到降温目的。降温方式依其利用的物理条件可分：①蒸发降温法采用室内喷雾、喷水或设置蒸发器（湿墙、湿帘），通过水分蒸发“消除”太阳辐射热能。②遮光法在屋顶以一定间隔设置遮光被覆物，可减少太阳净辐射约50%，室内平均温度约降低2℃。③通风换气法利用换气扇等人工方法进行强制换气，降低温室内空气温度。一、蒸发降温利用空气的不饱和性和水的蒸发潜热来降温，当空气中所含水分没有达到饱和时，水会蒸发变成水蒸汽进入空气中，水蒸发的同时，吸收空气的热量，降低空气的温度，而空气相对湿度提高。同时温室中植物生长需要比较高的相对湿度，当相对湿度在80~90%时，不会对植物生长造成不利影响。蒸发降温过程中必须保证温室内外空气流动，排出高温、高湿的气体，补充进新鲜空气。目前采用的蒸发降温方法有湿帘风机降温系统和喷雾降温。1、湿帘风机降温系统湿帘风机降温系统系中国农业大学的科技成果，富通公司拳头产品。被审定为国家级新产品，获农业部科技进步二等奖，国家科委科技进步三等奖。（1）组成：湿帘箱、循环水系统、轴流风机和控制系统，湿帘由箱体、湿帘、布水管和集水器组成。湿帘降温装置的效率取决于湿帘的性能及过流面积大小。通常湿帘是满墙布置，以保证室内空气均匀分布。要求湿帘的耐久性良好。湿帘材料要求主要包括：吸附水能力、通风透气性能、多孔性和耐用性；良好吸水性能使水均匀分布在湿帘上，透气性使空气流动阻力小，材料的多孔性则可提供更大的表面积，目前湿帘采用的材料有：白杨木细刨花、瓦楞纸、聚氯乙烯等。（2）工作原理：目前温室的湿帘降温系统，均采用纵向通风的方式进行设计；纵向通风是使温室内的气流方向与温室纵轴相平行，通风效率高。通常将湿帘布置在温室一个端墙，将通风机布置在另一面端墙。安装风机后对温室侧墙的日光透过率有一些影响。风机抽风时，室内产生负压、迫使室外未饱和的空气流经多孔湿润湿帘表面时，空气中大量的显热转化为潜热，从而迫使进入室内空气的干球湿度降低8~12℃并源源不断地引入室内进行防暑降温。（3）湿帘风机系统特点：①系统具有设备简单、能耗低、降温效率高、使用寿命长、阻力损失小、便于自立支撑安装、运行可靠等优点。②费用低（设备费用仅为空调的七分之一，运行费用为空调的十分之一）。③适用面积大范围广。如：空调加湿器、禽畜养殖场、纺织车间、温室、微生物培养车间等。2、喷雾降温系统是直接将水以雾状喷在温室的空中，雾粒直径非常小，只有10微米，可在空气中直接汽化。雾粒汽化时吸收热量，降低室内空气温度，其降温速度快，蒸发效率高，温度分布均匀，是蒸发降温的最好形式。（1）组成：水过滤装置、高压水泵、高压管道、旋芯式喷头（2）工作过程：水经过滤器过滤，通过水泵加压由管道通到各个喷头，以高速喷出，形成雾粒。旋芯式喷头主要参数：喷量60~100克/分，喷雾锥角大于70°，雾粒直径小于10微米。一般是间歇式工作，喷雾10~30秒，停止工作3分钟，以便雾粒汽化。喷雾降温时还必须进行强制通风，以便排出高湿气体，否则将降低雾化降温效果。喷雾降温效果好，但整个系统比较复杂，对设备要求较高，造价及运行费用都较高。（3）类型：室内细雾降温、集中雾化降温等多种方式二、屋面喷水降温是将水均匀地喷洒在玻璃温室的屋面上，来降低温室内空气的温度。其物理原理是：当水在玻璃温室屋面上流动时，水与温室屋面的玻璃换热，吸收屋面玻璃热量，进而将温室内的余热带走；当水在玻璃屋面流动时，会有部分水分蒸发，进一步降低了水的温度，强化了水与玻璃之间的换热。另外，水膜在玻璃屋面上流动，可减少进入温室的日光辐射量，当水膜厚度大于0.2毫米时，太阳辐射的能量全部被水膜吸收并带走，这一点相当于遮荫。1.组成：水泵、输水管道、喷头。2.优点：系统简单，价格低廉。但要有温度较低的水源，其降温效果与水温及水在屋面的流动情况有关，如果水在屋面上分布均匀时降温效果可达6~8℃3.缺点：耗水量大；水在屋面上结垢，影响透光率，清洗复杂。三、遮荫降温利用不透光或透光率低的材料遮住阳光，阻止多余的太阳辐射能量进入温室，保证作物能正常生长，又降低了温室内的空气温度。由于遮荫材料不同和安装方式的差异，一般可降低温度3~10℃。遮荫方法有室内遮荫、室外遮荫和屋面喷白降温。遮荫材料有苇帘、黑色遮阳网、银色遮阳网、缀铝条遮阳网、镀铝膜遮阳网、石灰水等。1、室外遮荫降温系统在温室骨架外另外安装一遮荫骨架，将遮阳网安装在骨架上，遮阳网可以用拉幕机构或卷膜机构带动，自由开闭。驱动装置可以手动或电动。使用时可根据需要进行手动控制、电动控制或与计算机控制系统联接进行自动控制。优点：降温效果好，直接将太阳能阻隔在温室外，各种遮阳网降温效果差别不大，都可以使用。缺点：骨架需要耗费一定的钢材；室外气候恶劣时，对遮阳网的强度要求较高；各种驱动设备在露天使用，要求设备对环境的适应能力较强，结构性能优良。2、室内遮荫系统将遮阳网安装在温室内，在温室骨架上拉接一些金属或塑料的网线作为支撑系统，将遮阳网安装在支撑系统上，整个系统简单轻巧，不用另制金属支架，造价较室外遮荫低。室内遮阳网一般采用电动控制或电动加手动控制。在降温理论上比室外遮荫系统复杂；室外遮荫是太阳照射在室外的遮阳网上，被网吸收或反射，都是发生在温室外，由于这部分能量没有进入温室不会对温室的温度产生影响。而室内遮荫则是在阳光进入温室后进