教你设计日光温室 教你设计日光温室 PAGE / NUMPAGES 教你设计日光温室 教你设计日光温室 日光温室建筑规划设计中包含场所的选择、场所的布局以及温室各部位的尺寸、选材等。日光温室各部位的尺寸即是日光温室建筑规划设计参数，主要包含温室方向、温室跨度、 高度、前后屋面角度、 墙体和后屋面厚度、 后屋面水平投影、御寒沟尺寸和温室长度等。在确立日光温室建筑参数时应重 点考虑采光、保温、作物生育和作业空间等问题。 因为日光温室的基本能源来自太阳，又需要在严隆冬季使用，所以特别要重申充分采光，严实保温，白日让尽可能多的太阳光能进入室内，并积蓄起来；夜间尽可能减少室内热量逸出温室，使室内保持必定的温度水平。所以除了牢固之外，充分采光和严实保温是日光温室设计的基础要求，同时也应试虑作物生育和人工作业空间等问题。 一、方向 温室的方向是指温室屋脊的走向。日光温室仅靠朝阳面采光，东西山墙和后墙都不透光，所以一般都是坐北朝南，东西延伸，采光面朝向正南以充分采光。在生产实践中，某些地域如东北、西北清晨比夜晚寒冷得多，或早 晨多雾的地域， 方向可偏西 5 度－ 10 度，以便更充分地利用下午的光照，这叫“抢阴” 。在冬季其实不寒冷，且大雾不多 的地域，如北京，温室方向能够偏东 5 度 -10 度，以充分的利用上午的阳光，又防止西北北风的侵袭，上午的光质比午后 的好，有益于作物的光合作用，这叫“抢阳” 。 二、跨度 是指温室后墙内侧至采光面底脚间的距离。温室跨度的大小，对于温室采光、保温、作物生长发育和作业都有很大的影响。在温室高度和后屋面高度必定的状况下，温室跨度大其采光面的角度必然减小，因此不利于白日 采光增温 ;同时又增添了散热面积， 不利于夜间保温。 但跨度小，土地利用率低。所以应兼备上述几个维度来确立。一般 来说第一要知足采光和保温的要求，依据当地室外设定的最低温度（表 1）来确立温室的跨度。 当室外设定温度为 -12℃时，选择跨度 7.0－8.0m；当室外设定温度为 -15℃－ -18℃时， 选择跨度 6.5－7.5m；当室外设定温度为 -18℃时，选择跨度 5.5－ 6.5m。当前一般以为日光温室的跨度以 6－ 8 m 为宜，若生产喜温的园艺作物，北纬 40－41 度以北地域 7－ 8m,40 度以南地域 8m 为宜。 三、脊高 也称温室高度，是指温室屋脊至地面的垂直 距离。跨度同样的温室，降低温室的脊高，温室过于低矮， 会减小温室的采光屋面的角度、吸热面积和温室空间，不利 于采光、 增平和作物生育； 适合增添脊高， 有益于温室采光、 增温、作物生育和人工操作；但如若脊过高温室过高，会增 加建筑温室的成本，并且还会因散热面积过大而影响保温。 所以温室的脊高和温室的跨度应有一个适合的比率，能够根 据跨度来确立脊高。表 2 为不一样跨度下可选择的脊高，供读 者参照。 四、温室长度 温室适合长一些，可减少两山墙遮光面 积的比率。但如温室过长， 影响通风，一般温室长以 50－ 60m 为宜。 五、相邻温室的间距 指南北两栋温室的间距，自南栋温室后墙根至北栋温室采光面底脚应不小于当地冬至前后 正中午暗影距离。比如在北京地域，南北两排温室间距，应不小于温室屋脊高加卷草拟苫高的两倍。 六、采光屋面的角度和形状 采光屋面也称前屋面，其 作用是采光和保温。采光屋面的角度即采光与地面的夹角。一定保持采光屋面有必定的角度，使得采光屋面与太阳光芒 所构成的入射角尽量小。自然入射角等于 0 度，阳光与采光 屋面垂直时最理想，因为这时采光屋面对阳光的反射率等于 0，射到采光面上的阳光几乎能够所有透进温室中。但这是 做不到的，因为冬季太阳高度角很小，要使采光面与阳光垂 直，采光面一定很陡，如在北京采光面与地面的夹角要达到 60 度以上， 这样北墙一定相当高。 太阳地点是在时辰挪动着 的，并且日光温室的采光面一般都是曲面，同一时辰采光面 上各点的阳光入射角也是不一样的，所以要做到采光面上所有 的点在所有时辰与太阳光芒垂直明显是不行能的。笔者从总 体优化方面出发，既考虑温室使用季节内太阳地点的变化又 考虑采光面的形状，模拟不一样采光角度下室内太阳辐射量， 充分采光，建议温室采光屋面的坡度如表 3 所列。 从表 3 可以发现，因为太阳地点冬季偏低，春天高升， 在温室的前沿底脚邻近，角度应保持在  60－ 70  度左右，中 部应保持在  30 度左右，上部凑近屋脊处  10－ 20  度左右。有 的地域将半拱圆式日光温室的采光面分红若干个切线角，自 前屋面底脚开始每 1m 一个切线角。前底角（采光屋眼前底 脚与地面的夹角） 50－ 60 度， 1m 切线m 处 15－ 20 度，最上部 度左右。 确立采光面的形状时要兼备到以下几点： （ 1）采光性； 2）便于雨水流失， 下雨时雨水不会滞留在棚膜上形成 “兜水”；（3）易被压膜线压紧，有风时不会“兜”风； （ 4）离前屋面底脚 0.5－ 1.0m 处应有必定的空间，便于工作人员操作，有益于作物生长。 笔者曾研究过几种典型的采光面形 状与温室透光率的关系。发此刻同样的高度、跨度下，圆一抛物面组合式屋面透光率最高，一坡一立式和椭圆型最差，圆面和抛物面的居中。实践表示：这类形状的屋面顶部邻近 角度较大雨水简单流走，不易“兜水” ；腰部拱圆弧度较大，易被压膜线压紧，不易“兜风” ；并且前底角邻近空间较大， 便于操作。兰州大学的观察也表示：圆一抛物面组合式屋面 透光率比抛物面和单斜面温室分别超出 4.5%和 2%。据鞍山市园艺所观察，同是跨度为 7m，中脊高为 3m 的温室， 冬季 一坡一立式温室透光率为 56％，圆弧型的透光率为 60％。 七、墙体 墙体（包含后墙和山墙）是日光温室的重要构成部分，它一种原因是温室的围护构造，起着避风、挡雨、支撑和承重的作用；另一方面墙体仍是一个吸热、蓄热、放 热体，起着调理温室内温度的作用，所以墙体建筑的热效应付于改良温室的热环境有踊跃的作用。墙体建筑包含两个环节。一是墙体的厚度，二是墙体的做法。 墙体的厚度 鞍山市园艺研究所对墙体厚度与保温性 能进行了研究， 设计了三种不一样厚度的土墙： ①土墙厚 50cm，外侧覆盖一层塑料薄膜； ②土墙厚 100cm；③土墙厚 150cm，其余条件同样。其结果表示：自 11 月上旬－ 2 月上旬，②比 ①室内最冷气温高 0.6℃－ 0.7℃；③比②室内最冷气温高 0.1℃－ 0.2℃；室内最高气温分别差 0.2℃－ 0.5℃和 0.1℃－ 0.3℃。由此可知，跟着墙体厚度的增添，保温能力提升。但 其实不等于墙体越厚越好。如上述试验中， 100cm 厚的土墙较 50cm 厚的保温明显；而 150cm 厚的土墙较 100cm 厚的增温 幅度不大，也就是适意图义不大。一般来说在江淮平原、华 北南部土墙以 0.8－ 1.0m 为宜；华北平原北部、 辽宁南部 1.0 －1.5 m 为宜，砖墙以 50－ 60cm 为宜，有中间隔层的更好。 对于墙体的保温性能，主要应试虑墙体资料的导热性、 吸热性和蓄热性，保温性能好的墙体，应是由吸热、蓄热性 好，但导热能力差的资料。比如一般石料对太阳辐射的热吸 收系数为 0.68，红砖为 0.7－ 0.77。砖吸热系数比石料高，导热系数小，蓄热系数略逊于土。土蓄热系数较高，导热系数也小；石墙虽蓄热系数较高，但吸热系数小，导热系数却很大。故砖墙、土墙较好。 可根据当地设定的最低温度（表 1）确立墙体必需的热阻 值 R（表 4），由此 R 值和各样资料的导热系数（表 5），即 可依据相关公式（略）求出墙体的厚度。表 5 列出了几种墙 体做法的例子，供读者参照。 墙体的做法 日光温室的墙体有两种做法，即单质墙体 和异质复合墙体两种。单质墙体是由单调的土、砖或石块砌 成。异质复合墙体一般内层是砖， 中间有干土、 炉渣等夹层， 外层为砖、石或加气砖。最近几年来跟着科学园区的兴建，各地纷繁成立了一些高品位的日光温室，广泛采纳必定厚度的聚苯板做中间夹层。异质复合墙体中间夹层内填补资料一般有干土、煤渣、珍珠岩、干稻草、锯末等。依据笔者的观察凡夹层填补隔热资料的，均比未填任何资料的空心夹层室内最冷气温高。由表 7 可以发现：珍珠岩成效最好，煤渣次之。因为聚苯板导热系数比煤渣、珍珠岩小的多，其隔热成效应该更好。 在选择夹层隔热资料时 ,要考虑其隔热性 ,考虑资料花费，不要用有机物质做隔热资料，有机物质在高温、高湿下易腐化，不单起不到隔热作用，反而有损于墙体的牢固性。 一些研究指出墙体外层用加气砖的比用一般砖的保温 成效高，室内气温可相应提升 0.5℃－ 0.8℃。 八、后屋面 后屋面连结墙和采光面，也是温室的重要 构成部分，起着围护、防雨挡风和保温的作用。后屋面的有 无及其厚度影响温室的保温能力。依据宁夏农业科学院的研 究，无后屋面的简略日光温室，在室内生一煤炉的加温条件 下，室内气温保持在 8.6℃－ 9.7℃之间，最冷气温在 0℃左 右， 10－ 20cm 地温为 7.8℃－ 8.6℃；而有后屋面的温室，无 煤炉加温， 均匀气温可达 12.3℃－ 14.4℃，最冷气温 3.0℃－ 3.5℃， 10－ 20cm 地温为 12.3℃－ 14.4℃。两种温室的差别主要受后屋面的影响。后屋面的做法也有两个环节，一个是 后屋面的宽度，另一个是后屋面的做法。 后屋面的宽度 后屋面的宽度由其仰角和水平投影决 定。后屋面应保持必定仰角 (后屋面与地面夹角 )，仰角太小必然遮光太多，后屋面的仰角应视使用季节而定，但起码应略大于当地冬至正中午的太阳高度角，以保证冬季阳光能照 满后墙，增添后墙的热量，一般应保持在 35－ 45 度之间。 后屋面应保持适合的宽度，后屋面太宽，春秋天节室内 遮光面积很大，影响后排作物的生育和产量；后屋面太窄，对保温不利。所以要兼备采光和保温两个方面。后屋面投影即中脊至地面垂线点到后墙根的距离。南方地域后屋面水平 投影可短些，北方地域应长些。笔者研究以为： 后屋面宽 窄影响温室采光和保温两个方面，后屋面窄一些有益于采光增温，但不利于保温；宽一些有益于保温，但不利于采光增温。笔者曾计算过温室的保温率和增温率与后屋面投影大小的关系，并将保温率和增温率综合成一个热效应指标，结果 表示当后屋面投影为温室跨度的 0.20－ 0.25 时，温室的热效应最大。据此笔者建议温室后屋面投影应视温室跨度而定，较暖和地域取上述范围的小值，较寒冷地域取大值。 后屋面的做法 要发挥后屋面的热效应，除了要保证后屋面的长度，还要保证后屋面有必定的热阻。采纳保持温度的资料如秫秸、稻草、土、煤渣、聚苯板等并保持隔热物松散、干燥。比如用稻草、玉米秸、麦秸一类资料的，在河南、河北 南部、山东等地域，厚度可在 30－ 40cm；东北、华北北部、内蒙寒冷地域，厚度达 60－ 70cm。用其余资料时，其厚度可参照墙体厚度的做法。后屋面也应是多层构造的，由室内 向室外应有防水层、承重层、保温层和防水层。 九、前屋面覆盖 前屋面是温室的主要散热面，前屋面覆盖能够阻挡散热，达到保温目的。 当前我国日光温室主要采纳在前屋面外侧覆盖保持温度的资料的 方式。使用的资料有草苫、 纸被等。草苫是最传统的覆盖物，它是由苇箔、稻草编织而成的，其导热系数很小，可使夜间 温室热耗费减少 60％，但当前市场上的草苫质量 （厚度和密度）有待提升。质量较好的草苫，覆盖在采光面上以后，室 内见不就任何亮光。据测试，一个完整致密的草苫比稀松的 草苫，可使室内温度提升 1.0℃－ 2.0℃。在寒冷冬季或地域， 经常在草苫下铺垫一层牛皮纸层，称纸被。纸被是由 4－6 张牛皮纸叠合而成。草苫下加一层纸被，不单增添了空气间 隔层，并且填补了草苫稀松的弊端，因此提升了保温性。据测试，增添一层由 4 张牛皮纸叠合而成的纸被，可使室内最冷气温提升 3.0℃－ 5.0℃，层数增加保温性能相应提升。纸 被保温成效虽好， 但投资高， 易被雪水， 雨水淋湿， 寿命短，故许多地方用旧薄膜取代纸被。有的地域用两重草苫，重叠 覆盖保温成效好。更有的寒冷地域， 如东北、内蒙，用棉 被当覆盖物，可使室温提升 7.0℃－ 8.0℃，高的达 10.0℃，山东等地使用编织袋内装碎石棉、纤维棉做覆盖资料，保温成效优秀。草苫等传统的覆盖资料保温性能好，但粗笨，易 污染、破坏薄膜，易浸水、腐化等。 因此近 10 年来研制出了一类新式的称为保温被的保持温度的资料， 这类资料轻巧、 干净、 防水并且保温性能不逊于草苫。 保温被一般由三层构成， 内、外层由塑料膜、无纺布（预先进行防水办理）和镀铝膜等一 些保温、 防水和防老化资料构成， 中间由针刺棉、 泡沫塑料、纤维棉、废羊绒等保持温度的资料构成。当前市场上销售的保温被 的保温性能一般能达到或超出传统资料的保温水平，但有的保温被的耐用性有待提升。 另一种是室内张挂保温幕，如旧薄膜、寒冷纱等，白日 卷起让阳光射入室内，夜间拉上，阻挡散热，一般可使室内 温度提升 2.0℃，在种植床面上架设小拱棚，也是一种室内 覆盖的方式，可使拱棚内气温提升 1.0℃－ 3.0℃。 十、御寒沟 设置御寒沟是防备土壤热量横向流失，提 高地温的有效举措，御寒沟一般设在室外，沟的宽度 40－ 50cm，深度 40－60cm，沟内填干草、干土或其余隔热物， 可使室内 5cm 地温提升 4.0℃。御寒沟要封顶，防备雨水雪 水流人沟内。也可在土中埋设聚苯板取代御寒沟。聚苯板的 厚度 2－ 3 cm，宽 30 cm，沿温室墙脚埋入土中， 保温成效很 好。 十一、其余 地面覆盖 地面覆盖是提升地温的重要举措，地面覆盖 的方法，主假如铺设地膜，喷洒增温剂于土壤表面，在土壤中必定的深度铺一层稻草，麦秸加马粪、鸡粪等酿热物，根 据一些研究，铺一层地膜可使地面最低温度提升 0.5℃。喷洒增温剂的提升 2.0℃－ 2.4℃，增温剂的增温效在 3－20 天内增温明显， 所以最好每隔 30 天喷一次。 在土中 40cm 处铺 一层 10－ 15cm 稻草，可使根层土温提升 1.0℃－ 3.0℃，铺 一层 10－ 15cm 厚马粪，增温 2.0℃－ 4.0℃。铺马粪和稻草都有一准时效，铺后 10 天内奏效， 20 天达到顶峰，此后增温效应减弱。 通风 日光温室通风的目的是除湿、降温，调理室内二 氧化碳浓度，清除室内有害化学气体。常采纳的通风方式是“扒缝”通风。上排通风缝设在屋脊邻近，放风时可将其拨开，下排通风道设在凑近腰部，放风时可将其拨开。不放风时，风道封闭，这类通风方法可根据室内外温湿度状况，调理风道口的大小和放风时间，在寒冷时既保温，又达到通风的目的，同时不破坏薄膜，是一种较好的通风方法，但覆膜时工艺技术要求高。除此以外还有开通风孔、通风口等方法。 进出口 温室山墙一端应设进出口（门） ，进出口设在 东山墙为宜，以防西北凉风侵袭。 要设木门， 再挂上门帘 (草 帘、棉帘 )以保温， 为了防备人进出温室时凉风灌入室内， 应在东山墙 (即开门的山墙 ) 东侧设一操作间， 操作间的门向南，寒冷节气最好也挂门帘。 构造比 温室骨架资料面积与采光面面积之比，要提升温室的透光率就一定降低构造比，在有条件的地方可选择刚度大、尺寸小的建材，减少或撤消立柱。 采光覆盖资料 (塑料薄膜 ) 的选择 在薄膜的选择上要重申透光性、无滴性和保温性。 建筑温室的时间宜在当地雨季结束，到土壤冻结前半个月最近一段时间内，温室修筑过晚，墙体不易干透，影响温室效应，土墙还会因冻融交替而损坏。

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