河北省高效節能蔬菜日光溫室設計與建造要點

孫劍虹　李青云

摘要 本文針對河北省氣候特點和蔬菜生產實際，提出了適宜河北省越冬生產果菜類蔬菜的高效節能溫室設計原則、適宜的結構參數和建造要點，為河北省及相關氣候區科學建設日光溫室提供技術參考。

關鍵詞 日光溫室；設計；結構；建造

中圖分類號 S625.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）08-0189-02

近年來，河北省新建了很多厚土墻日光溫室用于冬季黃瓜、番茄等喜溫蔬菜生產，由于各地在建造過程中簡單照搬山東厚土墻半地下式日光溫室模式，沒有充分考慮當地的光照、溫度、土層結構等自然條件和栽培作物的種類以及種植茬口，導致部分日光溫室的性能無法滿足喜溫蔬菜生產的要求。筆者根據多年的蔬菜生產經驗，針對河北省氣候特點，提出了以下日光溫室設計和建造參數。

1 結構特點

冬用型日光溫室是指保溫性好、能進行喜溫性蔬菜越冬生產的溫室。這類溫室的墻體多為土墻（中南部地區采用高效蓄熱保溫材料的復合磚墻溫室也可進行越冬生產）。這類溫室的優點主要有以下2個方面：一是可以適應多種喜溫蔬菜的越冬生產，如番茄、黃瓜、辣椒、茄子等。二是建造成本較低，如10 m跨度全鋼架結構溫室造價在120萬～150萬元/hm2，適于普通農戶建造使用。近3年來，這種溫室在全省范圍內大面積推廣，雖然提高了生產效率，但也暴露出了一些問題，一是墻體普遍過厚，土地利用率較低，一般在40%以下。二是結構穩定性較差，抗災能力較弱。三是下挖過深，影響了溫室南部作物生長，且極易造成澇害。

2 優化原則

優化和建造冬季使用的日光溫室，應該遵循的原則主要有以下幾項：一是合理采光原則。采光是日光溫室建造過程中的重要參數[1-4]，是影響作物種植的重要因素。要根據溫室建造地區的地理位置和氣候特點，以采光理論為指導，合理科學地確定溫室的高跨比參數。二是節省土地原則。在保證墻體蓄熱保溫性能的基礎上盡量縮減氣體的厚度，減少建筑設施的占地面積，提高土地的利用率。三是穩定抗災高效原則。在建造溫室的過程中，采用優質骨架材料和施工工藝，盡量不下挖或者少下挖，讓溫室的穩固性和抗災能力增強，節約成本、提高效益。四是采取多項措施，增強溫室的保溫效果。如選用防霧流滴塑料膜、保溫被等高性能保溫覆蓋物，并進行多層覆蓋。

3 結構參數

3.1 走向及下挖深度

溫室的朝向為坐北朝南，東西延長，方向正南或南偏西5°；長度60～120 m；冀北以外的地區為了提高冬季溫室的溫度，栽培床的深度可以適當增加0.5～0.8 m。當栽培床下挖時，必須配備相關的防洪排澇系統，以避免雨水倒灌，保證棚室的安全。栽培床下挖在地下水位較高、鹽堿嚴重的地區不能進行，土墻主要采用客土建造，禁止為取土建造土墻而整體下挖。

3.2 跨度和脊高

溫室的跨度和脊高根據地區不同也不同。冀北地區，溫室的跨度不能小于7.5 m，不能超過8.0 m，脊高范圍為3～4 m；冀中南地區，溫室內跨度9～10 m，脊高3.6 ～5.0 m；冀東唐秦沿海地區，溫室內跨度8～9 m，脊高3.3～4.5 m。溫室棚面角度要合理，前屋面底角60°～70°，中部屋面角30°～40°，頂部屋面角10°～15°。

當溫室的主要作用為育苗時，一般適當增大高度，以提高溫高性能。不同骨架溫室的高度以及相應的跨度指標可以參考氣候相近地區，栽培床下挖的溫室應選擇該跨度相應的脊高上限值，原則上要保證骨架牢固、棚面不易積水。

3.3 墻體

3.3.1 墻體類型和結構。墻體的作用主要為承重、蓄熱和隔熱。墻體種類為夯實土墻和復合墻體。墻體最窄處的厚度最后超過當地凍土層1 m。一般夯土墻：頂部厚度不低于1.5 m，底部厚度不低于4 m，土墻內部傾角15°左右。冀北、冀東唐秦沿海地區，土墻上寬2.0～2.5 m，下寬4.5～5.0 m；冀中南地區，土墻上寬1.5～2.0 m，下寬3.5～4.5 m。在確保墻體蓄熱保溫性能和穩固性的基礎上，盡量減少墻體占地、增大種植面積，提高土地利用率。溫室土墻外部應有毛氈、薄膜等防雨保護層，應使用具有一定黏性的土壤或草泥建造土墻溫室，并保證土墻碾壓質量。在有經濟實力的地區盡量建造磚土復合墻體，磚土復合墻體結構為內外24 cm厚磚墻，中間填充1.0～1.2 m厚夯實干土；蓄熱泡沫磚墻體結構為外側24 cm厚泡沫磚墻，內側貼50 cm厚干土蓄熱層。

3.3.2 建造時間。土墻在河北中部和南部于當地雨季過后至上凍前20 d建造，在河北北部春季開始建造。墻體均應在上凍時干透。復合墻體建造應避開雨季和土壤凍結期。

3.4 前后排溫室間距

溫室間距與各地的地理緯度有關，前后排溫室完全不遮光的間距計算公式如下：溫室間距=溫室地上脊高×當地冬至日9：00的遮光率（其中保定為2.63）-后坡水平投影-后墻底寬由于冬至前后溫室短時間少量遮光對溫度影響較小，因此在間距設計上可適當放寬限制，一般前排溫室最高點的水平投影與后排溫室前緣的距離，以不低于最高點高度的2.3～2.5倍為宜，中南部取下限，北部取上限。

3.5 后坡

后坡具有一定的蓄熱保溫作用。各地后坡長度范圍為1.5～2.0 m。建議在冬季寒冷的冀北地區，后坡水平投影長度為0.8～1.2 m。后坡仰角冀北地區30°～35°，冀中和冀南地區40°～45 °。

3.6 溫室骨架

溫室建造過程中，骨架可以選用全鋼骨架、鋼竹混合骨架、優質鋼筋水泥預制骨架。在選用全鋼骨架或者鋼竹混合骨架時，要用鋼管拉桿或者鋼絲橫向進行固定。無論是鋼結構還是水泥結構的骨架，在后坡、脊高處必須加設1～2排立柱，還可設置可移動的立柱，以增強溫室的抗載能力。

3.6.1 骨架的荷載設計。骨架應承受草苫或保溫被重量、卷簾機重量等恒載，雪荷載、操作荷載、作物荷載等活載。

3.6.2 常用骨架類型和規格。一是材料。鋼管鋼筋片架、鋼架竹竿混合骨架。二是規格。鋼管上弦：6〞鋼管或寸管；鋼管下弦：Ф12 、Ф14鋼筋或4〞鋼管；鋼筋腹桿：Ф8～ 12鋼筋或4〞鋼管；鋼管拉桿：4〞鋼管或Ф2.7 mm熱鍍鋅鋼絲；鋼架連接方式：傳統方式多為焊接式，但焊點容易破壞鍍鋅層，無法避免生銹，最好的采用裝配式卡具連接；拱桿間距：全鋼骨架的鋼架間距85～90 cm；鋼竹混合骨架的鋼架間距2.4～3.0 m，竹竿間距50 cm左右。

3.7 出入口

在靠近溫室后墻的一側山墻上留門作為固定出入口，門口寬度80～100 cm，高度1.6～1.8 m，土墻溫室的門口內側應用混凝土或磚等建筑材料加固。

在靠近溫室一側山墻的前屋面底角處，留活動出入口供機械進出，出入口寬度2 m左右，高度1.6～1.8 m。

3.8 工作間

在溫室山墻門口外側加蓋一間房子作為工作間，以減緩低溫季節開關門口引起的棚溫下降，還可用來存放工具、產品等。工作間規格多為6～10 m2。

3.9 排水系統

前后2排溫室之間及棚區道路兩側應建有排水溝。排水溝采用明溝，下面進行防水處理。建議按照當地20年一遇的降雨量，科學設計排水溝的寬度、深度、坡降以及各級排水溝的間距，防止雨季田間積水、損毀棚室。

4 參考文獻

[1] 魏瑞江.日光溫室低溫寡照災害指標[J].氣象科技，2003（1）：50-53.

[2] 李天來.我國日光溫室產業發展現狀與前景[J].沈陽農業大學學報，2005（2）：131-138.

[3] 張亞紅.日光溫室空氣濕度環境及除濕技術研究[J].寧夏農學院學報，2000（1）：32-36.

[4] 王靜，崔慶法，林茂茲.不同結構日光溫室光環境及補光研究[J].農業工程學報，2002（4）：86-89.