第五章日光溫室第一節(jié)概述日光溫室的優(yōu)點(diǎn)：采用了合理的采光角度，大大提高了采光性能保證溫室得到充足的太陽(yáng)輻射，溫室內(nèi)各處溫度較為均衡。通過(guò)合理的溫室結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)內(nèi)外保溫覆蓋，減少熱量損失，提高保溫性能。具有較強(qiáng)的抗逆能力，病害少，植株生長(zhǎng)健壯，作物早熟、采收期長(zhǎng)，收益較普通溫室提高65%~80%.(6)建設(shè)費(fèi)用相對(duì)較低(普通連棟溫室的1/10～1/3。)(7)運(yùn)行費(fèi)用很低，無(wú)加溫費(fèi)用。第二節(jié)日光溫室的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

一坡一立式日光溫室也叫壽光室日光溫室。該溫室后墻高2m左右，后屋面長(zhǎng)1.5m，投影1.0m，跨度7m，中高3m。前屋面為兩折式，一坡一立，立窗角度70°，高0.65~0.8m。坡面角度21°~23°。這種溫室一坡一立，每隔3m設(shè)一鋼管桁架，其間每隔0.6m設(shè)一細(xì)竹桿骨架，用8號(hào)鐵絲連結(jié)桁架與骨架，鐵絲固定于東西山墻，間隔0.4m１根。鋪上薄膜并用壓膜線固定。設(shè)3~4排立柱。前柱設(shè)于坡面和立窗交界處，后柱設(shè)于屋脊處。第二代節(jié)能日光溫室在前屋面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用了張真和等人提出的“日光溫室合理采光時(shí)段及屋面角度”的理論，這是第二代節(jié)能日光溫室最為顯著的特征。另外其在墻體材料、保溫被材料的選擇和組合，卷簾機(jī)的改進(jìn)上也取得了重大突破。第三節(jié)節(jié)能日光溫室的設(shè)計(jì)理論與方法一、日光溫室的升溫原理SN空氣流動(dòng)太陽(yáng)輻射（短波輻射）長(zhǎng)波輻射1.溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)示意圖塑料薄膜對(duì)長(zhǎng)、短波的選擇性透過(guò)，透過(guò)室外太陽(yáng)短波輻射，阻擋室內(nèi)長(zhǎng)波輻射射出，使得熱量聚集在室內(nèi)。塑料薄膜與圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成一個(gè)相對(duì)密封空間，阻斷室內(nèi)外空氣流動(dòng)傳熱，減少室內(nèi)熱量的損失。2.溫室的熱量平衡方程地中傳熱長(zhǎng)波輻射對(duì)流通風(fēng)散熱反射太陽(yáng)輻射墻體傳熱蒸騰蒸發(fā)長(zhǎng)波輻射對(duì)流地中傳熱冷風(fēng)滲透放熱墻體放熱節(jié)能溫室白天傳熱及熱平衡示意圖

節(jié)能日光溫室夜間傳熱及熱平衡示意圖白天：ΔQ=透射進(jìn)入溫室內(nèi)的太陽(yáng)輻射能-（墻體傳熱＋土壤傳熱＋室內(nèi)土壤作物蒸發(fā)蒸騰+通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面散熱＋通風(fēng)散熱）夜間：ΔQ=（墻體向室內(nèi)傳熱＋土壤傳熱）-（通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面散熱＋冷風(fēng)滲透散熱）當(dāng)ΔQ>0時(shí)，溫室升溫；當(dāng)ΔQ<0時(shí)，溫室降溫；當(dāng)ΔQ=0時(shí)，溫室達(dá)到熱量平衡，溫度不變；二、日光溫室的采光原理太陽(yáng)直射光線在塑料薄膜表面上的入射角與薄膜透光率的關(guān)系太陽(yáng)光入射角指太陽(yáng)光線與被照表面法線所成的角度。太陽(yáng)直射光線在塑料薄膜表面上的入射角與薄膜透光率的關(guān)系見(jiàn)下圖。隨著入射角的增加，薄膜透光率呈下降趨勢(shì)。當(dāng)入射角等于0時(shí)，薄膜透光率最大在90%以上；當(dāng)入射角在由0~40°之間時(shí)，透光率下降不明顯；當(dāng)入射角大于60°時(shí)，透光率急劇下降。

h入射角太陽(yáng)高度角前屋面傾角對(duì)于正南方位的日光溫室在一天的正午時(shí)刻（即當(dāng)?shù)貢r(shí)間12:00），太陽(yáng)光入射角θ、太陽(yáng)高度角h、前屋面傾角a之間的幾何關(guān)系如下：α2.前屋面傾角的取值理想屋面角：使太陽(yáng)光在溫室前屋面上的入射角θ=0時(shí)的前屋面傾角。合理屋面角：使太陽(yáng)光入射角θ=40°時(shí)的前屋面角。合理采光時(shí)段屋面角：在冬至日10︰00～14︰00（正午前后）4小時(shí)內(nèi)滿足太陽(yáng)光入射角

θ≤40°時(shí)的合理屋面角。3.前屋面（采光面）形狀的設(shè)計(jì)

屋面形狀要有利于日光透射進(jìn)入溫室，盡量減小光線入射角θ。即太陽(yáng)光線盡量以接近垂直于薄膜表面的角度入射。前屋面形狀的設(shè)計(jì)見(jiàn)下圖所示。

a頂表示前屋面頂部的前屋面傾角；a底>60°a>24°a頂>

5°a后>

h

+5°0.5mH1>0.8mh’圖中：a為前屋面中部?jī)A角，a底表示前屋面底部的前屋面傾角；a后表示后屋面仰角；h’為當(dāng)?shù)?0:00時(shí)太陽(yáng)高度角h在剖面上的投影角度。確定采光面形狀時(shí)要兼顧到如下幾點(diǎn)：①采光性。采光屋面必須保持有一定的角度，使得采光屋面與太陽(yáng)光線所構(gòu)成的入射角盡量小。②便于雪、雨水流失，下雪、雨時(shí)，雪、雨水不會(huì)滯留在棚膜上積雪或形成“兜水”。③易被壓膜線壓緊，有風(fēng)時(shí)不會(huì)“兜”風(fēng)”。④便于工作人員操作，離前屋面底腳0.5~1m處應(yīng)有一定的空間，便于工作人員操作，有利于作物生長(zhǎng)。三、日光溫室的保溫原理和設(shè)計(jì)方法1.減少溫室夜間通過(guò)前屋面的散熱，應(yīng)用復(fù)合材料保溫被。保溫被保溫性的評(píng)價(jià)指標(biāo)——傳熱系數(shù)。一般要求復(fù)合保溫被的傳熱系數(shù)小于1.5W/(m2?℃)。保溫覆蓋物傳熱系數(shù)W/(m2?℃)防水布+不織布+1kg/m2毛氈+不織布+防水布1.55防水布+12mm發(fā)泡聚乙烯+鋁反射膜1.7草簾（單層4kg/m2）1.4~1.7草簾（雙層8kg/m2）0.8~1.2單層玻璃（4mm普通浮法玻璃）7.68mm中空PC板4.5幾種保溫被與草簾保溫性能測(cè)定結(jié)果

3~5W/(m2·℃)

普通溫室1.2~1.6W/(m2·℃)

日光溫室覆蓋外保溫被后日光溫室圍護(hù)覆蓋層的平均傳熱系數(shù)較小，如下圖所示。日光溫室圍護(hù)覆蓋層傳熱系數(shù)遠(yuǎn)低于普通溫室，保溫性明顯要高得多。2.減少溫室通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱，增加后屋面及后墻厚度提高保溫性。平均厚度在穩(wěn)態(tài)傳熱情況下，由低限熱阻來(lái)確定墻體和后屋面保溫層的厚度。熱阻R為傳熱系數(shù)的倒數(shù)，單位m2?℃/W。傳熱系數(shù)越小，傳熱阻越大，保溫性越好。室內(nèi)最低溫度隨溫室土墻厚度的增加而提高，但是提高趨勢(shì)變緩。評(píng)價(jià)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能的主要指標(biāo)是總熱阻。為了滿足外圍護(hù)結(jié)構(gòu)冬季保溫設(shè)計(jì)的要求，其總熱阻不能小于某個(gè)最低限度值，這個(gè)最低限度值稱(chēng)為最小總熱阻。用R0,min表示。ti，to－室內(nèi)外計(jì)算溫度。Ri－圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱熱阻，n－溫差修正系數(shù)。Δt－室內(nèi)空氣與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的允許溫差。3.減少通過(guò)室內(nèi)土壤向周邊土壤的散熱，室內(nèi)地面適度下挖。

冬季室外土壤的溫度隨深度增加而增高。室內(nèi)地面下沉使溫室周邊土壤與室外溫度較高的土壤相鄰接，可有效減少周邊向室外的散熱，更好保持室內(nèi)土壤蓄積的熱量，提高地溫和夜間室內(nèi)地面的放熱量。但室內(nèi)地面過(guò)度下沉將導(dǎo)致室內(nèi)南側(cè)大面積陰影。如圖所示。室內(nèi)地面下挖所造成的南部陰影情況示意圖四、日光溫室的蓄熱原理和方法1.日光溫室墻體蓄熱和加溫的作用白天，日光溫室北墻可以吸收并蓄積太陽(yáng)熱量，如下圖所示：SN1/3~1/21/2~2/3150~350W/m2100~250W/m2夜間，墻體將白晝蓄積的熱量逐漸釋放回溫室內(nèi)，釋放的熱量可以使室內(nèi)氣溫提高4~8℃。如下圖所示。SN8~60W/m210~30W/m2日光溫室蓄熱能力與墻體材料本身的蓄熱系數(shù)大小成正比；也與地面、后墻接受太陽(yáng)光直接照射的面積成正相關(guān)。當(dāng)物體表面溫度波作用的周期一定時(shí)，蓄熱系數(shù)大小與材料本身的導(dǎo)熱率、密度、比熱成正比。2.提高溫室蓄熱能力的措施A增加地面、后墻接受太陽(yáng)光照射的面積。合理稀植，保證行間地面不被植株覆蓋；增加后墻高度，從而增加后墻內(nèi)表面接受太陽(yáng)光照射的面積。B墻體內(nèi)側(cè)選用蓄熱系數(shù)大的材料。如下圖所示。SN北墻蓄熱系數(shù)大的材料保溫性良好的材料將蓄熱系數(shù)大的材料布置在墻體內(nèi)側(cè)，而將導(dǎo)熱率小的保溫材料布置在墻體外側(cè)。第四節(jié)日光溫室的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)（一）日光溫室的基本結(jié)構(gòu)：東西兩側(cè)山墻，北側(cè)后墻，后屋頂，竹、木、混凝土柱或鋼架，薄膜或玻璃前屋面，以及前屋面夜間保溫材料等。N跨度S外保溫覆蓋物前屋面傾角后屋面后墻屋脊高度后屋面水平寬度后墻高度后屋面仰角前屋面水平寬度前屋面背風(fēng)向陽(yáng)光照充足土層深厚排灌良好“水電路”三通在總體建筑尺寸的基礎(chǔ)上，可以推導(dǎo)出一些其他建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括人們通常所說(shuō)的“五度、四比、三材”“五度”是指：跨度、高度、角度、長(zhǎng)度、厚度，高度：包含脊高和溫室矢高。角度：包含后屋面仰角和前屋面傾角。厚度：指墻體和后屋面的厚度。“四比”是指：保溫比：以室內(nèi)蓄熱面積比散熱面積較為合理。一般該值大于1。高跨比：指脊高與跨度之比。遮陰比：指前屋面骨架材料的遮陽(yáng)面積與整個(gè)采光面積之比。前后屋面水平投影比：前屋面在水平面上的投影長(zhǎng)度與后屋面在水平面上的投影長(zhǎng)度之比。“三材”是指：建筑材料、覆蓋材料、保溫材料。中低緯度的南部地區(qū)，日光溫室方位應(yīng)采用南偏東5°～10°（向陽(yáng)）。高緯度地區(qū)，日光溫室方位應(yīng)采用南偏西5°～10°（向陰）。2.3.4.5.67.保溫覆蓋物

溫室前屋面的夜間保溫，目前最常用的是草簾或紙被。草簾一般由稻草打成，長(zhǎng)7~8m、寬2m、厚4~5㎝；紙被是由牛皮紙黏合而成，一般是4~6層牛皮紙。北方寒冷地區(qū)往往兼用紙被和草簾保溫。草簾或紙被的上頭用繩子固定在脊檁上，白天用繩子拉起卷放到后屋面上，夜間放下覆蓋整個(gè)前屋面。草簾要一直覆蓋到溫室前側(cè)地面約半米處，以減少室內(nèi)外的熱傳導(dǎo)。8.防寒溝與防寒裙防寒溝設(shè)在溫室前側(cè)，溝寬30㎝左右，深度與當(dāng)?shù)貎鐾辽疃纫恢拢绫本┑貐^(qū)為80～100㎝。溝內(nèi)填入雜草、秸稈、爐渣等保溫材料，頂部覆蓋10～15㎝厚的泥土，并蓋上地膜，防雨水浸入，或用秸稈把溝頂起，再用泥漿封嚴(yán)。溫室后墻外也可挖防寒溝，為省工常采用后墻培土的辦法來(lái)保溫。防寒裙是設(shè)在溫室里面前坡下面的一條縱向塑料薄膜，一般寬1m，長(zhǎng)與溫室一致。上邊與棚膜緊靠，下邊埋入土中，可減少溫室前部的散熱。設(shè)置防寒溝，減少溫室南底角土壤熱量散失。深40cm;寬30cm9.出入口溫室出入口的設(shè)備，既要便于操作管理，又要便于溫室的保溫。一般50～60m長(zhǎng)的溫室，只在兩側(cè)山墻上設(shè)出入口即可。出入口高1.5～2m、寬60㎝，門(mén)的內(nèi)外吊上棉簾，門(mén)外建工作室，目的是減少人員的入時(shí)冷氣對(duì)溫室的影響，同時(shí)也可用于存放工具、人員休息等。10.通風(fēng)口溫室的通風(fēng)口有兩種：①后墻上的通風(fēng)口；②前屋面塑料薄膜上的通風(fēng)口。后墻上的通風(fēng)口在砌墻時(shí)留出，一般間距3m左右，邊長(zhǎng)40～50㎝，冬季堵上，春天打開(kāi)；前屋面的通風(fēng)口可以是薄膜上開(kāi)洞，另加一塊薄膜覆蓋，通風(fēng)時(shí)打開(kāi)，平時(shí)蓋嚴(yán)。另外，比較簡(jiǎn)單的做法是薄膜搭接處扒縫通風(fēng)。11.保溫幕

保溫幕是在溫室內(nèi)部加設(shè)的一層薄膜或無(wú)紡布，用于夜間保溫，其效果相當(dāng)于一層草簾。一般是在屋面薄膜下20～25㎝處，沿縱向拉下幾道平行的鐵絲，鐵絲上搭著粘好的整塊薄膜或無(wú)紡布，夜間拉開(kāi)，白天則拉到溫室的前側(cè)或頂部存放。保溫幕適用于室內(nèi)立柱較少的溫室。當(dāng)采用塑料薄膜作保溫幕時(shí)，應(yīng)使幕面有一定的傾斜度，以使其上的凝結(jié)水能流到指定位置，而不會(huì)滴到葉面上誘發(fā)病害。第五節(jié)日光溫室的建造

修建溫室一般在當(dāng)?shù)赜昙窘Y(jié)束、到土壤凍結(jié)前半個(gè)月進(jìn)行。一放線、平整地面在建筑材料齊備并加工好的基礎(chǔ)上，先確定溫室的方位，然后平整地面，確定出后墻和山墻的位置。二筑墻(一)墻體根據(jù)材料可分為土墻、磚墻、空心墻和夾皮墻等。（1）土墻建造方法有三種：①夯土墻；②壓土墻，壓路機(jī)壓實(shí)后，切除兩側(cè)余土；③草泥垛墻。（2）磚墻

厚度為370mm或49mm。常在墻外側(cè)堆土增強(qiáng)保溫。（3）空心墻、夾皮墻

空心墻是在磚墻中間留10～20㎝的空隙，通過(guò)空氣層增加保溫能力；

夾皮墻是在磚墻中間填保溫材料，在北京地區(qū)，夾皮磚墻以600～65mm厚為佳，即內(nèi)外均砌240mm厚磚墻，中間留120～150㎜空隙填保溫材料，磚墻頂部連接密封。(二)筑墻

墻體材料因地制宜，就地取材。由于棗樹(shù)設(shè)施栽培具有較長(zhǎng)期性，因此建議建造永久性溫室，墻體一般不用土墻，而用磚石砌空心墻。空心墻內(nèi)墻厚12cm，中間空12cm，外墻厚24cm。中空部分填充爐渣或珍珠巖等，內(nèi)個(gè)墻間每隔2-3m放１塊拉手磚，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。墻體要打地基，深50-60cm，最好超過(guò)當(dāng)?shù)氐膬鐾翆樱瑢挾群蛪w相同。后墻體較薄時(shí)，外面加培防寒土，使墻體厚度保持1.0-1.5m為宜。三后屋架安裝（一）木結(jié)構(gòu)的后屋架安裝

先在埋設(shè)中柱的位置挖30-40cm深的坑，夯實(shí)底部并墊磚、石等。在兩山墻最高點(diǎn)之間拉起一條線，以使各柁前端齊于此直線上。將兩兩一組的柁和中柱通過(guò)榫連接然后扶起，中部下部置于坑中簡(jiǎn)單埋住，柁后端擔(dān)在后墻上簡(jiǎn)單固定，中柱一般向北傾斜一角度，增強(qiáng)其支撐力。短后坡溫室的中柱傾斜角為5°為宜。

之后安裝脊檁。脊檁長(zhǎng)度與溫室開(kāi)間相同時(shí)，檁、柁平頭對(duì)接，用螞蝗釘固定，脊檁長(zhǎng)度與溫室開(kāi)間不等長(zhǎng)時(shí)，可用鋸斜口拍接法連接，然后用釘鎖定。

全部柁架起以后，統(tǒng)一調(diào)整各柁前后及高度位置，同時(shí)使中柱保持在同一個(gè)平面上。柁也要調(diào)整保持在一個(gè)平面上。調(diào)整完畢后，將中柱進(jìn)一步夯實(shí)固定，柱、夯各接口及墻上的柁都加固鎖定。

中柱、脊檁、柁安裝完畢后可安裝腰檁，腰檁、柁之間也需簡(jiǎn)單固定。后屋架即告完成。（二）鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件后屋架的安裝

首先要使預(yù)制件達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間，其安裝類(lèi)似于木結(jié)構(gòu)，不同的是其固定件為鋼絲或其它金屬材料固定件，并使之受力面朝下。后屋面骨架四前屋面的安裝

柱式結(jié)構(gòu)溫室前屋面安裝時(shí)先依據(jù)設(shè)計(jì)要求將東西東一排懸梁支柱與中柱一一對(duì)應(yīng)埋置，要求高度與傾斜度完全一致然后再逐排安裝懸梁并一一固定。也可用8號(hào)鋼絲東西牽引繃緊，兩端與山墻連接，用圓木在兩山墻里側(cè)緊頂住鋼絲和墻。在墻頂放置磚或石板，防止鋼絲切入墻內(nèi)。用電工緊線器絞緊鋼絲固定，并一一與腰檁支柱頂部綁縛。

拱桿的安裝首先將與柁對(duì)應(yīng)的拱桿固定在前排橫梁（拉桿）的支柱和脊檁上，然后把兩架已固定的拱桿之間按60~80cm等距劃分，在前底角和脊檁上同時(shí)標(biāo)出固定拱桿的位置。把用做拱桿的竹片兩兩配為一組。下面一根的基部埋入土中，向北傾斜45°左右，夯實(shí)。上面一根在脊檁上用釘固定，固定進(jìn)竹片用木鉆打眼。之后每?jī)扇艘唤M合作固定拱桿，使拱桿間高度一致，然后把重疊處綁牢，一一固定拱桿與橫梁上。

無(wú)柱式前屋面的安裝首先在前屋面每3m安裝１道加強(qiáng)桁架，或用直徑10cm的圓木制作，或用鋼管、鋼筋焊接而成。每道桁架下端固定在磚垛或木樁上，上面固定在脊檁上。其上架設(shè)拉桿和拱桿。建前屋面五后屋面的鋪設(shè)

先將玉m秸或高梁秸捆成直徑30~40cm，兩兩一組，梢部在中間重疊，上面一捆根部搭到脊檁外15~20cm，下面一捆根部搭在后墻上，一捆捆并排擠緊放置把屋面鋪嚴(yán)。在距后屋面上端70~80cm處橫入一道玉m秸捆，然后再用碎草填平屋面，接著上第一遍草泥，厚2cm，稍干后鋪一層舊棚膜，再抹第二遍泥，厚2~3cm，同時(shí)可在后墻處側(cè)垛30~40cm高女兒墻。隨氣溫下降，后屋面可加草和秸桿覆蓋。蓋后坡六覆膜和壓膜扣膜固定膜釘壓膜線上端釘在脊檁上,下端固定在地錨鐵線上過(guò)一段時(shí)間再緊固一次將膜拉緊拽平后,下邊卷上細(xì)竹桿埋在棚前沿外的淺溝里,踩實(shí)東西兩側(cè)多出1米左右膜也卷上細(xì)竹桿，釘在山墻上七、安放草苫和紙被防寒溝應(yīng)盡量緊貼溫室南沿，溝內(nèi)填充材料應(yīng)充分曬干八、設(shè)防寒溝日光溫室存在的問(wèn)題1.日光溫室多數(shù)由農(nóng)戶自行建造，建設(shè)很不規(guī)范。建造方案不合理、性能差的日光溫室還較多。2.日光溫室夜間室內(nèi)溫度仍普遍偏低，尤其在寒潮、連續(xù)陰天等不利天氣情況下，一些日光溫室室內(nèi)氣溫降低到5℃以下，使作物受到凍害。3.室內(nèi)夜間濕度偏高。4.缺少針對(duì)日光溫室的專(zhuān)用環(huán)境調(diào)控技術(shù)與設(shè)備。5.生產(chǎn)管理作業(yè)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度高（例如人工卷放草簾，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力）。7.墻體材料耗用大量耕地土壤。8.對(duì)日光溫室工程相關(guān)基礎(chǔ)理論研究不深入，設(shè)計(jì)與建造缺少科學(xué)理論和方法的指導(dǎo)。日光溫室北側(cè)陰影部分的土地不能有效利用6.土地利用率低，一般<50%。結(jié)束9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開(kāi)的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽(yáng)光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。4月-254月-25Monday,April14,202510、人的志向通