温室大棚的高效利用

温室大棚的高效利用

【摘 要】针对目前北方高寒地区日光温室冬季生产季节光照条件差的问题，我们最好能设计出大棚型温室。根据各地地理、气候、资源及需要的不同，使用不同建筑材料可以建造不同类型的温室。温室要求良好的采光、保温增温性能。通过实验测试、分析及建造比较认为：建造材料的不同对于温室大棚的合理高效利用有重要意义。

【关键词】建筑材料；温室大棚；高效利用

设施农业是我国现代农业发展的一个方向，先进性日光温室是现代农业技术和工程技术的集成，是三高农业的重要标志。我国日光温室技术于1950 年代中期开始引进，1970 年代中期开始在全国推广，到目前为止日光温室大棚已经遍及全国各地。然而，在日光温室种植业迅速崛起的同时，还存在一些不容忽视的问题。比如，结构材料装备原始，科技含量少，先进材料和先进装备应用少，综合经济效益差等等。

1.大棚的结构

我国目前大多采用的温室结构主要是由墙、前屋面、后屋面、支柱等组成。辅助设施有火炉、草帘或棉被、照明用电、大棚膜等。这种温室被称作一般节能型日光温室，这种日光温室为弧形坡式温室。跨度一般7～10 米，脊高2.5～3.8 米， 后墙厚度0.8～1 米。骨架多采用镀锌钢管，有后墙与山墙。温室前坡覆盖塑料薄膜作保温材料，晚间覆盖草苫或太空棉复合保温材料等。用人力、手动或电动卷帘机械收放。这种温室结构牢固有较好的保温隔热作用，且造价低廉。

一般塑料温室是我国北方地区传统的温室，近年来发展迅速，依据是否加温分为加温温室和节能日光温室。节能日光温室主要由厚的后墙、较厚的东西山墙、骨架和覆膜、活动保温帘等组成。其中后墙是温室的主要蓄热体。后墙、侧墙和骨架是温室的主要支撑部件，覆膜和草帘是主要保温件。目前，我国温室中约有50%为节能日光温室在北纬40度左右地区使用。不加温情况下，外界气温达到-10度以下时， 室内白天温度可保持在20度以上，夜间维持0度以上。这种三面环墙、一面透光的温室结构具有良好的保温、节能等特性，且符合我国国情，因而得到迅速发展。

塑料温室造价低，生产效益好，由于三面为墙，采光差，室内弱光区大，土地利用率较低，塑料薄膜透光性低于玻璃，因此存在春冬季采光不足，室内空气污染，夏季后墙挡风，温度过高的缺点。与现代化温室相比，环境控制水平与土地生产力太低。

2.传统日光温室在材料设计上存在的问题

2.1日光温室一般为一面坡型结构，由一面厚土墙（厚达1m以上） 与毛竹

或钢管搭成斜坡，这种棚的保温效果和太阳光利用率均较好，可以种植越冬蔬菜，但晚春时的通风性能很差，不太适合晚春到早秋之间蔬菜生长。日光温室墙体采用面土堆积并夯实，这不但对面土造成资源型浪费（面土又称熟土，有机质含量高粘性强），而且土墙不便开窗，通风性能差，特别是晚春季节温室内需要降温、降湿，这时温室的通风性能尤为重要，这就降低了温室的功能，这也是业内人士所讲的“土灶温室”。“土灶温室”的另一缺陷是温室不便拆迁和搬移，这对于解决温室连作效应问题非常不利。

2.2大部分日光温室使用的结构材料主要是毛竹和钢管，其中，毛竹约占95%，钢管约占5%。毛竹的缺点是寿命短，一般为3～5年，而且使用后期易感染微生物病毒或遭虫蛀，又与蔬菜形成交叉感染。此外，毛竹的孔洞和有机质又成了上熟农作物病虫害菌孢和虫卵的藏身与滋生之地， 进一步加重了“旧棚”的病害。钢管虽然寿命长， 而且还可免除毛竹多病多虫害的缺陷。但是， 钢管的投资成本高， 是毛竹的8-10倍， 而且， 钢管的防腐费用也较大， 其致命缺陷是晚春到早秋对塑料薄膜产生“湖炕”效应，致使塑料薄膜的寿命由两年减为半年， 缩短寿命3/4。

2.3温室的保温覆盖材料多是塑料薄膜加草苫。草苫覆盖，保温性能低，可靠性差，寿命短，而且操作不易实现机械化。

2.4日光温室内作物施肥施水技术落后，大多为地表漫灌作业。这种方式，不但浪费水肥，而且还可对温室内造成很大的加湿作用，湿度过大就极易诱发蔬菜病虫害的发生。

综上所述， 目前普遍存在的日光温室大多属于原始粗放型， 整体结构和使用技术都比较落后，尚有非常大的提升空间。用较低成本建造寿命长，内支柱少，适宜于机械作业，易于规模生产并使内部环境能有效控制、适应植物生长，减少病虫害的发生，取得优质高产，绿色农产品是日光温室的发展方向。开发研制先进实用的“科技型”日光温室替代传统型日光温室，对于提高该行业整体水平， 增加使用效益和收入， 保持其健康持续发展，有十分重要的现实意义。

3.优化方案

3.1按最佳保温（节能）模式设计出具有通风、遮阳和透光系统的一面坡冬暖型日光温室。采用一面坡结构，能量利用率高，保温性能好，是公认节能效果最好的温室结构，实践已经证明，这种结构能使喜温作物安全越冬。在这种结构的基础上采用最先进的节能保温材料聚苯乙烯泡沫板作为墙体内衬，该发泡材料的传热系数为0.03w/m2·k， 而夯实土墙的传热系数为0.61w/m2·k，相差20倍之多， 使用它绝热保温效果好，可以降低墙体厚度，节省用地，拆帘，既利于开启通风，闭帘后又有良好的绝热保温性能，镀铝膜的红外反射能力是土墙的30倍之多，红外辐射传热在温室能占总传热量的33%，可提高室温2-3℃，并增强作物光合吸收和增长作用。采用防寒沟内衬聚苯乙烯泡沫板发泡材料作为辅助防寒措施。这样，新结构新材料集成的日光温室墙体在与传统土墙同样成本且墙厚减少60%的情况下，保温效果提高3倍， 确保喜温作物在不加热情况下安全

越冬和正常生长。

3.2日光温室结构梁架采用轻型复合增强无机非金属材料，该材料以氯化镁、氧化镁为基础材料再配以微量化工助剂加工而成，它质地轻、强度高、寿命长（是毛竹的10 倍左右）， 性价比与毛竹相当， 原材料易得且环保， 且无毛竹病虫害藏身及交叉感染之忧。该材料成本是镀锌钢管的1/4，寿命比镀锌钢管长20%，且能彻底克服镀锌钢管对塑料薄膜产生“湖坑效应”的缺陷。由于该结构梁架中间不用立柱支撑，适宜于机械耕作，减少遮阳面积，作物受光量大且均匀， 室内敞亮。移和开窗以及通风也都很方便。采用镀铝膜作为墙。

3.3采用新型防水复合保温被代替草苫覆盖，保温被上下层由粗支毛短绒、复合纤维压制而成。表面为聚乙烯、醋酸乙烯树脂防水层。两层之间加塑料薄膜。其特点是保温性能好、防水效果好、不会造成棚膜污染、保证透光性、抗老化能力强、质轻卷放方便，便于机械化操作，绿色环保，无污染。保温覆盖材料采用气室结构双层保温被，可使室温比草苫提高2～5℃，从而使植物早熟10天，经济效益显著。

3.4采用滴灌技术替代大水漫灌，节水节肥，易于控制温室内湿度和温度。按照作物的种植模式，使用环形滴灌管路作为温室的施肥施水系统，直接将水、肥作用于作物的根部，节水50%以上，避免因采用漫灌溉系统造成温室内湿度过大。

总之，塑料大棚栽培不仅促进了多学科、跨部门的结合，有利改变栽培环境，实现超时令产品生产，对发展蔬菜、水果至花卉的生产有巨大的推动作用建筑材料匀广泛应用，形成了不同形式的各类温室、塑料大棚竟相出现的局面随着新设计、新材料的应用，园艺设施栽培科学将进一步发展，必将促进传统农业向现代化大农业迈进的步伐。 [科]