談現(xiàn)代溫室主要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

趙萍+郝磊

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整,經(jīng)濟(jì)作物和果蔬等農(nóng)產(chǎn)品種植大幅度增長(zhǎng),溫室大棚在我國(guó)農(nóng)村迅速發(fā)展起來(lái)。溫室生產(chǎn)相比大地生產(chǎn)最大的優(yōu)勢(shì)在于溫室能夠在不適宜植物生長(zhǎng)的季節(jié)進(jìn)行生產(chǎn)，因此溫室內(nèi)的環(huán)境條件，如溫度、光照、濕度、水分和氣體等因素，就需要進(jìn)行人工調(diào)控，而溫室環(huán)境調(diào)控功能的實(shí)現(xiàn)，則是建立在多個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。溫室結(jié)構(gòu)不僅要滿足透光率高、能量消耗低、通風(fēng)良好的要求，而且要具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和良好的機(jī)械力學(xué)性能，降低建造和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)各地溫室的情況，將溫室主要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)敘述如下。

1.骨架系統(tǒng)

骨架結(jié)構(gòu)是溫室的基礎(chǔ)，由許多結(jié)構(gòu)材料連接、組裝在一起而形成。溫室骨架的結(jié)構(gòu)材料一般為鋼管和槽鋼，具有良好的承重能力和抗壓能力，同時(shí)這些材料都經(jīng)過(guò)熱浸鍍鋅防腐蝕處理，具有很好的防銹能力。生產(chǎn)者在保證產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，必須考慮控制成本支出。同一類產(chǎn)品，在不同的地方種植，需要的溫室類型也不一樣。在北方寒冷地區(qū)，保溫節(jié)能和防止雪害是溫室面臨的主要問(wèn)題。屋架和屋蓋是溫室承重的主要部件，屋蓋結(jié)構(gòu)主要承受縱向作用的載荷，是承擔(dān)溫室大部分外界作用的部件；屋面梁與立柱一起，組成溫室結(jié)構(gòu)的主要承力系統(tǒng)。屋面梁結(jié)構(gòu)形式多樣，如桁架式、組合梁式和門式等，而桁架式是目前溫室結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)的形式（常用的主要有文洛式、拱形等），其結(jié)構(gòu)形式對(duì)其承載能力至關(guān)重要。

按造型和布局方式分類：

（1） 平鋪式造型是最佳布局方案，尤其適合于連棟大規(guī)模溫室。

（2） 斜面造型適用于尖頂大跨度聚酯板型溫室。

（3） 立面造型主要用于溫室端面和側(cè)面遮陽(yáng)。

（4） 曲面造型是按溫室沿棟寬方向的不同截面而設(shè)計(jì)的布局方案， 適用于日光溫室、大尖頂溫室及各種非標(biāo)溫室。

2.覆蓋系統(tǒng)

骨架結(jié)構(gòu)只是溫室的一個(gè)整體框架，它還需要有覆蓋系統(tǒng)的配合，才能使溫室具備與外界環(huán)境相對(duì)隔絕的栽培條件。覆蓋系統(tǒng)由多種覆蓋材料組成，常見(jiàn)的三種覆蓋材料有塑料薄膜、PC板和玻璃。不同的覆蓋材料在性能、價(jià)格上有所差異，但都必須具備一定的透光性、耐溫性和耐候性和抗沖擊性。

3.通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)可分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種形式。塑料大棚多采用揭開(kāi)棚膜的方法進(jìn)行自然通風(fēng)。大型連棟溫室一般設(shè)置頂、側(cè)開(kāi)窗來(lái)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)系統(tǒng)，并往往在運(yùn)行管理中優(yōu)先啟用。大型連棟溫室的室內(nèi)面積大、空間大、環(huán)境調(diào)控要求高，僅靠自然通風(fēng)不能完全滿足生產(chǎn)要求，并且其通風(fēng)效果受溫室所處地理位置、地勢(shì)和室外氣候條件等因素的影響。為了滿足作物的生長(zhǎng)需求須結(jié)合機(jī)械通風(fēng)來(lái)滿足通風(fēng)需求。溫室的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)多采用負(fù)壓排風(fēng)方式，即采用側(cè)開(kāi)窗和低壓大流量軸流式風(fēng)機(jī)，可分組控制開(kāi)停，以保證各種條件下不同通風(fēng)量要求。

4.苗床系統(tǒng)

主要用于溫室大棚花卉栽培、蔬菜育苗、水稻育苗等，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中不可缺少的設(shè)備之一。苗床系統(tǒng)從移動(dòng)方式講可分為固定式苗床(床面結(jié)構(gòu)為固定不動(dòng)的)和移動(dòng)式苗床(床面結(jié)構(gòu)可左右平移，在任意兩個(gè)苗床之間可產(chǎn)生600～700 mm的作業(yè)通道)。從邊框材質(zhì)可分為熱鍍鋅邊框和鋁合金邊框兩種。苗床網(wǎng)片由直徑為Φ30～Φ40 mm鐵絲焊接成長(zhǎng)方形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)熱浸鍍鋅而成。使用苗床可以改善溫室內(nèi)部的層次結(jié)構(gòu)，大大提高溫室空間使用率，另外抬高了作物和地面之間的距離，有效地避免和降低了作物病蟲(chóng)害的發(fā)生。

5.遮陽(yáng)系統(tǒng)

遮陽(yáng)作為一種夏季放熱的手段控制太陽(yáng)輻射和直射陽(yáng)光對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響程度運(yùn)用到很多地方。遮陽(yáng)系統(tǒng)是溫室降溫的重要設(shè)施，分為內(nèi)、外遮陽(yáng)系統(tǒng)兩種，兩種都是由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和遮陽(yáng)網(wǎng)組成，其中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有齒輪齒條驅(qū)動(dòng)和鋼索驅(qū)動(dòng)兩種。

（1）內(nèi)遮陽(yáng)系統(tǒng)

內(nèi)遮陽(yáng)是在溫室內(nèi)部、作物上部安裝的遮陽(yáng)系統(tǒng)，除了可以進(jìn)行夏季降溫外，還可以在冬季起到節(jié)能保溫的作用。這種安裝在室內(nèi)的遮陽(yáng)系統(tǒng)并不能真正降低室內(nèi)溫度，只是有效地防止了太陽(yáng)光直射，防止灼傷作物。通常內(nèi)遮陽(yáng)系統(tǒng)配合外遮陽(yáng)系統(tǒng)使用。

（2）外遮陽(yáng)系統(tǒng)

外遮陽(yáng)主要是指在溫室外部覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)，用于溫室的夏季降溫，可以從多方面來(lái)改善作物的生長(zhǎng)環(huán)境，保障陽(yáng)光的合理作用。使陽(yáng)光以漫射方式進(jìn)入溫室，避免作物強(qiáng)光灼傷。這樣可以有效降低溫室內(nèi)溫度5°~7°。同時(shí)，外遮陽(yáng)系統(tǒng)最好能活動(dòng)，以便陰雨天氣提供足夠的太陽(yáng)光。但外遮陽(yáng)系統(tǒng)需要安裝相應(yīng)的抗風(fēng)雨系統(tǒng)等，對(duì)外界荷載有一定的承受能力。

6.降溫系統(tǒng)

溫室是一個(gè)相對(duì)隔絕的建筑設(shè)施，內(nèi)部與外界環(huán)境之間的水分、氣體和熱量交換由于受到了覆蓋材料的阻隔，在自然狀態(tài)下很難正常進(jìn)行。在夏秋高溫季節(jié)，溫室內(nèi)的溫度和濕度會(huì)非常高，就像一個(gè)大蒸籠，因此必須具備降溫系統(tǒng)給室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行強(qiáng)制降溫、除濕，才能讓植物有一個(gè)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。降溫系統(tǒng)的設(shè)備主要由循環(huán)風(fēng)機(jī)和水簾組成。

7.內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)

溫室內(nèi)水分、氣體、熱量這三大環(huán)境條件的調(diào)控，除了使用降溫系統(tǒng)外，還需要內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的緊密配合。當(dāng)降溫系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)能促進(jìn)溫室內(nèi)空氣的流通，維持溫室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)由多臺(tái)內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)組成。

8.加溫系統(tǒng)

溫室本身不是能給自己加溫嗎，為什么還需要加溫系統(tǒng)呢？這是因?yàn)闇厥沂峭ㄟ^(guò)陽(yáng)光來(lái)給自身加溫的，但如果陽(yáng)光不夠充足，或是通過(guò)陽(yáng)光所增加的溫度無(wú)法維持植物正常生長(zhǎng)的情況下（比如在寒冷的冬季），就必須使用人工加溫的辦法提高室內(nèi)溫度。加溫系統(tǒng)有多種類型，主要分為5種：熱風(fēng)機(jī)、熱水加熱系統(tǒng)、蒸汽加熱系統(tǒng)、輻射加熱系統(tǒng)與電阻加熱系統(tǒng)。

9.環(huán)境控制系統(tǒng)

溫室環(huán)境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、CO2濃度及營(yíng)養(yǎng)液等內(nèi)容。溫室環(huán)境控制就是指對(duì)這些環(huán)境要素進(jìn)行控制和管理，為作物創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境，以達(dá)到提高作物品質(zhì)及產(chǎn)量、控制作物成熟(開(kāi)花)期等目的，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益；而不是簡(jiǎn)單的抵御低溫凍害、遮風(fēng)擋雨。溫室的幾大系統(tǒng)并非獨(dú)立運(yùn)作就能夠調(diào)控室內(nèi)的環(huán)境條件，而是需要科學(xué)的配合才能達(dá)到合理調(diào)控環(huán)境的目的，這就需要有一個(gè)控制系統(tǒng)根據(jù)溫室內(nèi)具體的環(huán)境狀況，來(lái)協(xié)調(diào)其它各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，比如根據(jù)光照的強(qiáng)度開(kāi)啟或關(guān)閉內(nèi)、外遮陽(yáng)系統(tǒng)的，或根據(jù)溫室內(nèi)的溫度高低開(kāi)啟或關(guān)閉降溫系統(tǒng)、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)等等?？刂葡到y(tǒng)有較簡(jiǎn)單的手動(dòng)控制器，也有更為現(xiàn)代化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

總之，發(fā)展溫室種植，是中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一種有效途徑，對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益，提高農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，具有十分重要的意義。溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受當(dāng)?shù)貧夂?、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的約束以及基本功能和現(xiàn)場(chǎng)地域條件的限制，不僅要降低投資成本，適合栽培者的經(jīng)濟(jì)水平，而且要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部環(huán)境因子的最優(yōu)控制，提高溫室生產(chǎn)力，使栽培者獲得更大的市場(chǎng)效益，促進(jìn)中國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展。（04）

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