河北省永清縣日光溫室創新技術巡禮

周長吉

2016年3月29日～4月1日，借《永清縣“十三五”農業農村發展規劃》調研的機會，筆者走訪了河北省永清縣全縣的設施農業園區和基地，看到了永清縣在日光溫室多方面的技術創新。現匯總成稿，供業內交流。

日光溫室結構革新

廊坊40型溫室

廊坊40型日光溫室結構（圖1）是在學習借鑒山東壽光五代溫室的基礎上發展而來的。溫室墻體結構沿用了山東壽光下挖式機打土墻的形式，由于機打后墻用土，溫室自然為半地下室建筑，室內外地面標高相差500～800 mm，墻體厚度為下部5～6 m，上部2～3 m。溫室的總體尺寸和壽光溫室相差無幾，跨度9～10 m，脊高3.5～4.0 m。與壽光溫室不同的是溫室前屋面沒有采用“琴弦式”結構，直接用主拱架支撐屋面，室內無立柱，僅在緊靠后墻的位置設置一道鋼筋混凝土立柱支撐后屋面。由于取消了室內立柱，在溫室內的生產操作更加方便。根據當地人員的介紹，此類溫室之所以稱為“廊坊40型”，一是該溫室在北緯40°區域建設，冬季不加溫可越冬生產果菜；二是為了宣傳廊坊。

為解決下挖式日光溫室前部采光不足的問題，有些園區采用了室內外同高程的建設方案。溫室墻體用土不僅從溫室地面取得，也從溫室室外地面取得，使日光溫室之間的露地地面形成臺地或平地（圖2）。其中在臺地上還種植了果樹（葡萄），使溫室之間的露地得到有效利用。總體來講，由于建造墻體取土，使溫室的地面標高低于路面標高，溫室場區設計中應重視溫室區的排水問題，否則，夏季暴雨天氣時溫室區很容易形成積水，影響溫室的生產和結構安全。

“幾”字形屋面骨架

“幾”字形屋面骨架在很多地方的日光溫室中都有推廣應用，但這里的“幾”字形屋面骨架是一位當地的年輕人自己琢磨出來的，并自己建設了生產加工線，用鍍鋅鋼帶通過組合滾輪一次成型（圖3）。屋面拱架采用幾字形單管結構（圖4），拱架的縱向連接采用了專用的連接件（圖5），為增強單管結構的整體承載能力，設計中在屋脊部位增設了一道拉桿（圖6）。溫室室內無立柱，空間開闊，便于作業；全部鋼結構熱浸鍍鋅，防腐性能好；完全組裝式，安裝方便，施工周期短。

新型墻體結構溫室

傳統的土墻結構日光溫室雖然可就地取材，建造費用低，但占地面積大，對土層的破壞嚴重，外觀不美觀，所以，永清的園區企業已經意識到這個問題，并積極創新尋找別樣的日光溫室墻體建造技術。圖7是用磚墻外貼聚苯保溫板的新型日光溫室墻體結構。墻體厚度控制在500 mm左右，較傳統的土墻結構溫室墻體占地面積減少4.5～5.6 m，露地土地利用率提高1倍以上，且外觀整潔，是永久性日光溫室建設未來發展的方向。

溫室加溫技術

為保證室內溫度，育苗用日光溫室大都配置加溫系統。在永清考察期間看到2種形式的溫室加溫系統：一是熱水風機加溫系統；二是熱風爐加溫系統。

熱水風機加溫系統

熱水加溫系統是在溫室外設熱水鍋爐（圖8a、圖8c），每2棟日光溫室共用1臺鍋爐。鍋爐產生的熱水通過管道送入溫室，在溫室的后墻上安裝供回水管，在供回水管之間間隔安裝熱風機，供水管的熱水接入熱風機的進水口，并在熱風機的盤管中流動，最后流出熱風機的出水口，匯入溫室加溫系統的回水管（圖8b）。熱風機的背面安裝有風扇（圖9），當熱水進入風機盤管后，開啟風機吹風，將熱水盤管中熱水攜帶的熱量轉換為溫室空氣的熱量，并通過風機吹送到溫室，實現熱水向熱風的換熱。事實上，溫室供回水系統的管道也是熱風機的支架（圖10），這樣可省去熱風機的安裝支架，節約投資。

由圖8也可以看出，為了增強溫室的保溫性能，減少能耗，溫室采用了室內二道幕和地面小拱棚雙重保溫的措施，在溫室內前屋面底腳進風口還附加了一層保溫膜，與室內二道幕保溫膜形成封閉的保溫系統。再加上溫室前屋面室外保溫被，應該說這種溫室的保溫系統已經做到了極致，對地面育苗，甚至苗床育苗都有借鑒和推廣的價值。

熱風爐加溫系統

熱風爐加溫系統是將熱風爐直接放置在溫室內，風機與加熱爐為一體結構。加熱爐使用原煤為燃料，也可以使用型煤或生物質燃料。燃料加熱爐膛內換熱管，尾氣從煙筒中排出室外；風機向爐膛內送風，并將爐膛內熱量通過空氣帶出，輸送到連接在加熱爐出風口的送風管道，送風管道沿溫室長度方向布置，管道上開有出風孔，可將熱空氣均勻送到溫室的各個部位（圖11）。為了減少排放尾氣帶走的熱量，溫室中的排煙筒應盡量加長。

相比熱水風機加溫系統，熱風鍋爐加溫系統：①需要占用溫室室內面積；②夜間給鍋爐添加燃煤需要進入溫室，操作不方便；③室內燃燒有發生一氧化碳泄漏的危險。但熱風鍋爐加溫系統投資小，安裝方便、快捷。

溫室通風技術

前屋面開洞通風

廊坊40型溫室除了在屋脊部位的通風口外，其他部位沒有通風口。這種形式的通風口設置在冬季寒冷時節對提高溫室的保溫性能非常有利，但到了春夏季節，僅靠屋脊通風口通風換氣，將難以滿足溫室的降溫需要。為此，當地的農民到了春季室外溫度穩定后用剪刀在前屋面距離地面0.5～1 m高的位置均勻地裁出圓洞通風口，直徑一般在20 cm左右（圖12）。該通風口結合屋脊通風口可顯著增強溫室的通風降溫能力。隨著室外溫度的不斷升高，一可以加密通風洞，二可以加大通風洞的直徑，由此可進一步增強溫室的通風能力。但由于該通風口沒有閉合措施，在下雨和刮風的天氣，無法控制向室內的灌水和倒風，所以，是一種不盡完善的通風方式。由于通風口剪開后無法封閉，所以，塑料薄膜一般也只能使用一季，到了秋季就必須更換塑料薄膜。這樣做，雖然浪費了塑料薄膜（在塑料薄膜的選用上可選擇厚度較薄的薄膜，在一定程度上也能節約投資），但可以保持塑料薄膜的透光性和流滴性，有利于溫室的采光和保溫，應該是一種值得提倡的做法。此外，溫室前屋面通風無需增加任何設備，日常管理也不需要任何操作，盡管有環境控制不精準的缺陷，對于粗放的日光溫室管理，基本能夠滿足生產需要，是一種廉價、簡便的生產模式。

屋脊通風口設支撐網

在永清看到的屋脊通風和其他地區的沒有多大差別，均是在接近溫室屋脊位置沿溫室長度方向設置。屋脊通風口的啟閉有手扒縫方式和室內手動拉繩啟閉兩種方式。值得一提的是，為了避免溫室屋脊通風口處積水，在通風口處專門設置了支撐網（圖13）。這種做法可有效避免屋面通風口處塑料薄膜形成水兜，對保護塑料薄膜的使用壽命和保障溫室結構的強度具有重要意義。對溫室類似通風方式應大力推廣應用。

溫室濕簾風機降溫系統

在連棟溫室和磚墻結構的日光溫室中為了越夏生產經常安裝風機-濕簾降溫系統，但在機打土墻結構日光溫室上安裝風機濕簾降溫系統，筆者還是第一次看到（圖14）。該溫室在東部山墻安裝了1臺風機，在西部山墻安裝了約1 m2的濕簾。看似已經組成了1套完整的風機-濕簾降溫系統，但由于溫室的長度將近100 m，不僅濕簾面積不足，而且風機的壓力也不夠，實際上，這套降溫系統很難達到溫室降溫的目的。溫室的管理者也證實了筆者的判斷。建議在日光溫室中設置風機-濕簾降溫系統，一是要保證濕簾與風機之間的距離不宜超過50 m；二是濕簾的面積與溫室的降溫熱負荷相匹配；三是風機的流量和壓力要與濕簾的面積相匹配。只有做到以上3點，風機-濕簾降溫系統方能正常工作，否則，形式上安裝的設備，只能是浪費錢財。

屋面自清潔

日光溫室冬季運行在北方地區由于降水量少、風沙多，表面塵土沉積較多，直接影響溫室透光覆蓋材料的透光率。人工定期清掃，不僅占用大量勞動力，而且操作也很不方便。在永清看到一種飄帶除塵技術，值得大家學習和推廣。這種技術，就是在溫室前屋面上間隔設置一定數量兩端分別固定在屋脊和前底腳的布帶，布帶的寬度10 cm左右，長度比溫室前屋面弧長增加10%左右，間距以布帶圍繞上下固定點形成的弧形能相互重疊搭接為宜。在風力的作用下，飄帶通過左右的運動而彈除溫室塑料薄膜表面的塵土（圖15）。這種方法不用人工作業，雖然可能會阻擋一定的溫室采光，但通過增加溫室全屋面的透光率，完全能夠彌補飄帶自身的遮光，而且飄帶經常處在運動狀態，不會在溫室內形成固定的陰影。

日光溫室建筑結構某些細節處理技術

細節決定成敗，日光溫室建設也是如此。延長日光溫室的使用壽命、提高日光溫室操作的便利性等都需要從細節做起。永清的一些做法很值得大家學習和推廣。

土墻保護技術

土墻結構日光溫室由于機打土墻的壓實密度低，在長期的風吹雨淋中很容易風化、松軟，由此造成日光溫室結構坍塌的事故在全國范圍內不乏實例。在考察永清縣日光溫室的過程中看到了幾種土墻保護方法，值得學習和推廣。

一種是用廢舊塑料薄膜覆蓋后墻，既充分利用了廢舊棚膜，又防護了后墻被雨水淋洗，是一種資源節約、生態環保的有效措施。第二種是用無紡布覆蓋溫室山墻和后墻（圖8a），這種措施容許少量降雨滲入墻體，但不會在墻體表面形成徑流，從而保證了墻體表面不致風化和水土流失。無紡布覆蓋墻面，可不用平整墻體表面，施工速度快，造價低。第三種是在墻體表面砌磚，形成永久性的墻體保護層（圖16），這種措施雖然一次性投資較高，但一勞永逸，堅固耐用，外觀美觀，在一些永久建筑的示范園區內可推廣應用。

日光溫室上屋面臺階和坡道

安裝和檢修卷簾機、保溫被和塑料薄膜，以及手動扒縫屋脊通風口的日常管理和操作等都需要溫室管理者經常上到溫室屋面，為此，在溫室上設置屋面上人臺階或爬梯是日光溫室的基本設計要求。大部分的日光溫室屋面上人臺階設置在溫室靠近門斗的山墻上，利用山墻的坡度通過調整臺階的寬度和高度，可實現山墻和臺階的有機統一。但對于溫室前部較陡，或塑料薄膜包裹山墻的溫室，從山墻上屋面將很不方便，為此，從后墻上屋面就成為了另一種選擇。在永清看到2種屋面上人臺階的做法比較別樣，圖16是土墻溫室利用后墻磚護坡做屋面上人臺階的一種做法，圖17是新型磚墻溫室在溫室后墻外側通過坡道過度到臺階的一種做法。

日光溫室鋼骨架底部保護技術

日光溫室鋼骨架在后墻和前底腳基礎上的固定多采用和基礎圈梁上預埋件焊接的方法，或直接將鋼管埋入混凝土圈梁中的做法。這種做法簡單、方便，但對鍍鋅鋼構件的表面防護造成破壞，不利于延長鋼構件的使用壽命，由此造成鋼構件端部腐蝕引起溫室結構失效的事例屢見不鮮。為了避免由于鋼構件焊接而破壞其表面鍍鋅層的問題，在永清看到了一種用鋼筋混凝土短柱基礎替代基礎圈梁的方法（圖18）。這種方法是將鍍鋅鋼結構拱架直接連接到安插在土壤中的鋼筋混凝土基礎短柱上，鋼構件既不和土壤接觸，也不與短柱焊接，完整保留了鋼構件表面的鍍鋅防護層，而且也避免了土壤鹽分對鋼構件的日常腐蝕。這種做法在竹木結構的塑料大棚和日光溫室中經常使用，但在鋼結構的日光溫室中卻鮮有所見。值得注意的是這種做法鋼結構拱架與混凝土短柱之間的連接必須確保牢固，否則可能會引起結構的變形甚至倒塌。

草裙保溫技術

日光溫室在冬季寒冷季節由于前屋面底腳處塑料薄膜密封不嚴，室內濕熱空氣通過塑料薄膜底腳縫隙不斷滲出溫室。當夜間保溫被閉合后，透過塑料薄膜底腳縫隙滲出的濕熱空氣在受到保溫被阻擋后濕空氣中的水分大量凝結在保溫被表面（對一些不防水的保溫被可能會直接滲入保溫被的保溫芯），在與外界冷空氣接觸后很快會再結冰，致使日光溫室保溫被在第二天早晨無法按時卷起，或者在卷起過程中過多地增加電機減速機的動力、或者保溫被表面冰碴會折斷保溫被的表面面材或芯材，不僅影響卷簾機、保溫被的使用壽命，而且也影響溫室及時采光。為此，增強溫室前底腳的密封性和保溫性，避免大量室內濕冷空氣外溢形成保溫被卷被軸與保溫被凍結，在日光溫室的實際生產中具有非常重要的作用。在永清考察期間看到一種使用草簾覆蓋日光溫室前底腳的保溫技術（圖19），該草簾白天平鋪在溫室室外地面，到了夜間，待保溫被覆蓋后，將草簾從地面拉起覆蓋到保溫被的外側，可有效增強溫室前屋面底腳的保溫性能，避免保溫被凍結。

盒栽蔬菜

當前日光溫室蔬菜種植普遍存在效益下滑的問題。如何提高日光溫室的生產效益，已經成為了影響未來日光溫室能否可持續發展的重大課題。觀光采摘和旅游農業的興起，為破解這一難題提供了一條途徑。讓游客在學習農業科普知識和享受游覽觀光采摘的樂趣后，能繼續親手體驗農業生產的過程和成果，將溫室園區的現場游覽體驗進一步延伸到日常的家庭生活中，是一些游覽者的訴求和期待。在永清的一個園區中看到了采用塑料盒種植葉菜的生產模式（圖20），據介紹，這就是專門為滿足這類游客而創新的栽培模式，種植盒內以草炭、蛭石、珍珠巖等做基質，游客在游覽采摘完畢后，可以將整盒的還在生長中的蔬菜帶回家繼續種植，既干凈，又衛生，游客可在家隨時采摘、隨時品嘗，還能全過程了解蔬菜的生產工藝和生長要求，既學到了知識，又收獲了產品，一舉兩得。