一、滑蓋式日光溫室建筑結(jié)構(gòu)

1. 滑蓋式日光溫室的特點(diǎn)

一是完全為組裝式結(jié)構(gòu)，提高溫室的建設(shè)速度；二是將日光溫室的柔性外保溫被(包括草苫、閉孔發(fā)泡聚乙烯、針刺氈保溫被等)，改為剛性彩鋼保溫板；三是主動(dòng)集熱、儲(chǔ)熱和放熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境的人工自主控制。

2. 實(shí)際建造

（1）滑蓋式日光溫室采用了傳統(tǒng)日光溫室由南向采光面和北向保溫面組成的東西延長單跨溫室結(jié)構(gòu)(圖1)。但與傳統(tǒng)日光溫室不同的是該溫室結(jié)構(gòu)采用了落地式非對(duì)稱圓拱形大栩結(jié)構(gòu)，大棚的北屋面采用了永久覆蓋材料輕質(zhì)保溫彩鋼板(圖1b)、從而替代傳統(tǒng)日光溫室后墻和后屋面。而南屋面為采光面、覆蓋透光塑料薄膜和夜間保溫板、其中保溫板采用了與北星面相同的覆蓋材料、白天打開、夜間覆蓋、完全替代了傳統(tǒng)日光溫室活動(dòng)保溫被(圖1a)。除此之外，溫室的兩側(cè)山墳也采用了與溫室星面相同的輕質(zhì)保溫材料、并將南側(cè)半面設(shè)計(jì)為可推拉開啟的模式(圖1c)、東側(cè)山城上午打開采光、下午關(guān)閉保溫。

同理，西側(cè)山墻上午關(guān)閉保溫，下午打開采光，可有效提高溫室的進(jìn)光量和室內(nèi)長度方向

光照的均勻度。

（2）滑蓋式日光溫室承重結(jié)構(gòu)也相應(yīng)發(fā)生了改變。一是采用了完全組裝式落地拱形式，徹底改變了傳統(tǒng)日光溫室墻體占地面積大、施工速度慢的局面。二是采用保溫彩鋼板做溫室明護(hù)結(jié)構(gòu)，大大提高了溫室的保溫性能和密封性，并且基本解決了圍護(hù)材料的防水問題，保溫材料的使用壽命也得到大幅度的延長。

（3）滑蓋式日光溫室結(jié)構(gòu)采用了非對(duì)稱半拱形落地拱，而且新增的拉動(dòng)保溫滑蓋的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)增加了額外壓力，所以該溫室室結(jié)構(gòu)的用材也較傳統(tǒng)日光溫室桁架或單管屋面拱架有所改進(jìn)。目前，這種結(jié)構(gòu)采用的拱架形式主要有兩種:一種是用和傳統(tǒng)日光溫室前屋面拱架相同的平面桁架結(jié)構(gòu)，間距1m(圖2b) ;另一種是在傳統(tǒng)平面桁架間增設(shè)加強(qiáng)屋架(圖2a)，兩榀屋架間設(shè)置3 道平面桁架。顯然，后者的承載能力高于前者，但其用鋼量和造價(jià)也相應(yīng)提高。

二、保溫滑蓋板驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

保溫滑蓋板驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是滑蓋式日光溫室的核心技術(shù)，采用了鋼纜驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(圖3)。系統(tǒng)由電機(jī)減速機(jī)、鋼纜驅(qū)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)鋼纜、保溫滑蓋板、滑軌及換向/導(dǎo)向輪等組成。

1. 電機(jī)減速機(jī)安裝在沿溫室長度方向中部的屋架上，在溫室跨度方向的位置基本在接近屋脊的南側(cè)位置，1棟60m 長的溫室安裝1臺(tái)電機(jī)減速機(jī)。電機(jī)減速機(jī)采用雙軸動(dòng)力輸出方式，以電機(jī)減速機(jī)為中心，沿溫室長度方向雙向設(shè)計(jì)動(dòng)力輸出軸。

2. 電機(jī)減速機(jī)的雙軸輸出軸分別連接沿溫室長度方向布置的鋼纜驅(qū)動(dòng)軸，每2 榀或3 榀拱架(桁架/屋架) 布置1組驅(qū)動(dòng)鋼纜，驅(qū)動(dòng)鋼纜的兩端都固定在驅(qū)動(dòng)軸上(兩個(gè)端點(diǎn)緊鄰，但不在同一個(gè)位置，圖3b)。

驅(qū)動(dòng)鋼纜的一端繞過驅(qū)動(dòng)軸伸向溫室的后屋面，到達(dá)溫室后屋面的下部(滑蓋外邊緣在后屋面可能到達(dá)最低位置以下、溫室基礎(chǔ)頂面標(biāo)高以上位置)后通過導(dǎo)向輪變向后穿過后屋面固定保溫板(圖4a)，在后屋面的外部再通過換向輪變向(圖4b) 后連接到滑蓋(活動(dòng)式前屋面保溫板) 的下邊沿(后緣) 。

驅(qū)動(dòng)鋼纜的另一端反向繞過驅(qū)動(dòng)軸伸向溫室的前屋面，到達(dá)前屋面的基部后通過導(dǎo)向輪變向后穿過前屋面(圖5).在前屋面外部再通過換向輪變向后連接到滑蓋的前緣。

滑蓋和前后兩根驅(qū)動(dòng)鋼纜形成一個(gè)閉合傳動(dòng)系統(tǒng)。通過電機(jī)減速機(jī)的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鋼纜驅(qū)動(dòng)軸正反向運(yùn)行，從而拉動(dòng)保溫滑蓋在溫室屋面上的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑蓋的開啟和關(guān)閉。為保證密封，鋼纜穿過溫室后屋面和前屋面時(shí)，應(yīng)用現(xiàn)場發(fā)泡的聚氨酯密封孔洞(圖4、圖5)。

鋼纜在室內(nèi)的走向基本沿骨架的方向布置，在溫室骨架上安裝導(dǎo)向輪，以適應(yīng)骨架的弧形變化，保證驅(qū)動(dòng)鋼纜線不影響室內(nèi)作業(yè)。室內(nèi)導(dǎo)向輪有2 種:一種是常規(guī)的支撐滾輪式導(dǎo)向輪(圖6a)，主要安裝在溫室較高位置，鋼纜線無須精確導(dǎo)向到設(shè)定的方向和位置; 另一種是長筒形導(dǎo)向輪可以將鋼纜精確(圖6b)，導(dǎo)向到指定的位置和方向，主要安裝在溫室內(nèi)鋼纜可能影響溫室作業(yè)的下部位置以及鋼纜穿越溫室前后屋面的位置( 圖4a、圖5a )。

鋼纜在室外的走向則是內(nèi)嵌在滑蓋滑軌內(nèi)(圖1a、圖5b )。滑軌為C形鋼，滑蓋下部沿滑軌方向安裝若干滾輪，滾輪在滑道內(nèi)運(yùn)動(dòng)。隨著滑蓋的上下運(yùn)動(dòng)，鋼纜也在滑軌內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

對(duì)屋面滑蓋的設(shè)計(jì)有的采用1塊整體板，有的采用了2塊板。后者的靈活性更大，如圖7所示(圖中N為固定不動(dòng)保溫板，W、Z 為可活動(dòng)滑蓋板)，當(dāng)W、Z 兩塊滑蓋板全打開時(shí)(此時(shí)，W、Z、N3塊保溫板全部疊落在一起(圖7a )，溫室的采光面面積加大，后屋面在溫室中基本不會(huì)形成陰影。而在早晚時(shí)段，室外溫度較低，可將2 塊滑蓋板中的其中1塊滑動(dòng)到保溫位置，使前屋面部分采光，既減少了溫室的散熱，也延長了溫室的采光。

為節(jié)約建造成本，兩側(cè)山墻的滑板采用人工推拉的方法啟閉(圖1c )。

三、滑蓋式日光溫室通風(fēng)系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室的通風(fēng)系統(tǒng)采用了日光溫室常用的自然通風(fēng)系統(tǒng)，由屋脊通風(fēng)口和前屋面通風(fēng)口組成。

屋脊通風(fēng)口沿溫室屋脊方向通長設(shè)置，采用齒輪齒條開窗機(jī)構(gòu)，由電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，可自動(dòng)控制(圖2a)。

溫室前屋面通風(fēng)口有兩種形式:一種是間隔設(shè)置在前屋面中下部的內(nèi)翻窗(圖8a、圖8b)，這種通風(fēng)窗采用齒輪齒條和電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，能自動(dòng)控制。通風(fēng)窗口外設(shè)置固定的防蟲網(wǎng)，可有效防止害蟲進(jìn)入溫室。但這種開窗通風(fēng)方式的通風(fēng)口面積小、并且由于窗扇為下旋開啟、雨雪天氣開窗時(shí)雨水容易通過窗口進(jìn)入溫室。這種開窗方式適合冬季室外溫度較低的地區(qū)。

另一種是安裝在前屋面底腳沿溫室長度方向通長開啟的手動(dòng)通風(fēng)窗(圖8c )。這種通風(fēng)窗增大了溫室通風(fēng)口面積，通風(fēng)時(shí)進(jìn)風(fēng)均勻，但需要人工手動(dòng)啟閉，操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，容易導(dǎo)致通風(fēng)不及時(shí)。而且該方式的溫室進(jìn)風(fēng)口在前屋面最低處，進(jìn)入溫室的冷風(fēng)直接吹襲作物、容易引起溫室前部的作物受凍。此外，開窗齒條在窗戶關(guān)閉后會(huì)伸進(jìn)溫室內(nèi)，在一定范圍內(nèi)影響溫室作業(yè)。這種開窗方式也可以加裝電機(jī)減速機(jī)電動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、適合在溫室運(yùn)行期間室外溫度較高的地區(qū)使用。

四、滑蓋式日光溫室保溫與采暖系統(tǒng)

由于沒有傳統(tǒng)日光溫室被動(dòng)儲(chǔ)放熱系統(tǒng)，滑蓋式日光溫室溫室在注重保溫的基礎(chǔ)上采用了太陽能集熱器集熱熱水供暖和室內(nèi)熱空氣地中熱交換提升地溫等加溫方式。在極端低溫情況下，還使用了生物炭臨時(shí)加溫技術(shù)。

1.滑蓋式日光溫室的保溫系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室的保溫系統(tǒng)包括采光面的滑蓋保溫和保溫面的固定保溫兩部分。

采光面滑蓋保溫就是用聚苯板保溫彩鋼板材料，按照溫室采光面的弧形制作成弧形板，替代傳統(tǒng)日光溫室的保溫被。這種材料強(qiáng)度高、保溫性能穩(wěn)定、熱阻大、防水防潮、使用壽命長，其綜合性能優(yōu)于柔性保溫被(包括草苫、閉孔發(fā)泡聚乙烯、針刺氈保溫被等)，而且不使用卷簾機(jī)，節(jié)約了溫室室外空間。

保溫面固定保溫是在使用聚苯板保溫彩鋼板材料的基礎(chǔ)上，室內(nèi)再增加一道附加保溫措施，進(jìn)一步提高溫室的保溫性能。后屋面室內(nèi)附加保溫的措施有2 種形式:一種是在固定彩鋼板的內(nèi)側(cè)粘貼柔性巖棉等保溫材料，并在柔性保溫材料的外側(cè)張掛反光鋁箔(圖9a) 這種保溫方法可根據(jù)溫室建設(shè)地區(qū)冬季室外溫度的高低來增加或減少柔性保溫層的厚度。室內(nèi)鋁箔反光幕不僅保護(hù)了柔性保溫材料，提高了溫室保溫層的密封性，還有效改善了溫室后部的光照環(huán)境，因此溫室的綜合光溫環(huán)境變好.但總體建設(shè)成本也相對(duì)提高。另一種是用塑料薄膜完全遮蓋固定保溫彩鋼板、避免彩鋼板接縫處的冷風(fēng)滲透。在此基礎(chǔ)上，再安裝一套完全脫離固定保溫彩鋼板的手動(dòng)卷膜二道幕保溫系統(tǒng)(圖9b)，這種方法建設(shè)成本低，溫室保溫密封性能高，在二道幕和溫室固定保溫板之間還能形成一個(gè)空間層，利用空氣的隔熱能力來提高溫室的保溫性能，也是一種不錯(cuò)的選擇。

2.滑蓋式日光溫室的加溫方式

（1）太陽能集熱器集熱熱水采暖系統(tǒng)

該系統(tǒng)在滑蓋式日光溫室北側(cè)沿溫室長度方向獨(dú)立設(shè)置了2排太陽能集熱器(圖10a)，白天太陽能集熱器接受太陽能、并通過水媒介質(zhì)，把太陽能轉(zhuǎn)換為熱能保存在熱水中、并將熱水循環(huán)儲(chǔ)存在日光溫室西側(cè)的熱力房(圖10b )中的儲(chǔ)熱罐中(圖10c) ;夜間關(guān)閉太陽能集熱器和熱水儲(chǔ)存罐之間的循環(huán)回路，開啟熱水儲(chǔ)存罐和溫室內(nèi)散熱器(圖11) 之間的循環(huán)回路、將儲(chǔ)熱罐中的熱量通過散熱器釋放到溫室中，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室的加溫。

（2）空氣循環(huán)地中熱交換地溫提升系統(tǒng)

太陽能集熱系統(tǒng)主要是提升溫室的空氣溫度。為了進(jìn)一步提升溫室的地溫，該溫室配置了一套空氣循環(huán)地中熱交換系統(tǒng)(圖12 )。在靠近溫室屋脊的后部位置按照一定的間隔設(shè)置收集熱風(fēng)的送風(fēng)管(圖12a)，送風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口安裝送風(fēng)風(fēng)機(jī)(圖12b),將室內(nèi)高空熱空氖送入送風(fēng)管，送風(fēng)管沿著溫室后墻豎直布置，將熱空氣導(dǎo)流到埋設(shè)在沿溫室長度方向布置的后走道下的垂直氣流分配主管中。垂直氣流分配主管按照一定間隔沿溫室跨度方向設(shè)置氣流分配支管，將熱空氣均勻?qū)Я鞯綔厥彝寥乐校ㄟ^支管和土壤之間的對(duì)流換熱將空氣中的熱量傳導(dǎo)到土壤中，從而提高溫室的土壤溫度。氣流分配支管的末端安裝彎頭將支管內(nèi)的氣流從地下導(dǎo)出地面，再通過末端三通(圖12c )將尾氣擴(kuò)散到溫室的前底腳，最終釋放到溫室中，從而形成完整的氣流回路。

白天，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度達(dá)到設(shè)定上限溫度后啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，將室內(nèi)空氣中的多余熱量儲(chǔ)存到溫室地面土壤中，提高溫室地溫; 到夜間，當(dāng)室內(nèi)溫度降低到設(shè)定下限溫度后，啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，也可將溫室地中熱量回抽到溫室中，起到提高室內(nèi)空氣溫度的作用。實(shí)際管理中，可視地溫和空氣溫度的高低合理開啟風(fēng)機(jī)，從而使溫室達(dá)到理想的空氣溫度和地溫。

（3）生物質(zhì)型煤應(yīng)急加溫系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室雖然配備了太陽能熱水加溫系統(tǒng)和空氣循環(huán)地中熱交換系統(tǒng)，但在遇到連續(xù)陰天等沒有太陽光或太陽能不足以滿足溫室熱損失時(shí)，為保障溫室的正常運(yùn)行，該溫室還配備了應(yīng)急加溫系統(tǒng)，就是在溫室的走道上.每隔15~20 m,用磚鋪地。在其上放置2 塊生物質(zhì)型煤( 圖11).每組型媒可持續(xù)燃燒達(dá)4h左右，只要在半夜更換1次型媒即可獲得溫室一夜的供熱。100 m長的溫室，按照20 m 間距布置。共需要布置5組、每夜需要燃燒型媒20塊。這種措施、可以用在任何形式的日光溫室中進(jìn)行臨時(shí)應(yīng)急加溫。但由于生物質(zhì)型煤內(nèi)含有較多的蠟質(zhì)，燃燒后室內(nèi)石蠟氣味很濃，白天應(yīng)及時(shí)通風(fēng)換氣，否則會(huì)影響操作人員和植物的健康。

五、作物栽培系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室采用基質(zhì)盒栽(圖13a )，采用滴箭滴灌的灌溉方式，即每個(gè)盒內(nèi)插2 支滴箭，供水主管沿溫室長度方向布置，支管沿溫室跨度方向布置，滴箭安插在支管上。

為了避免作物直接吊掛在溫室骨架上引起骨架變形，進(jìn)而影響溫室滑蓋系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，溫室作物支撐系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)立了一套支架系統(tǒng)，在支架上安裝縱橫兩級(jí)吊線，吊掛作物(圖13b)。

六、結(jié)論

只要室外陽光充足，即使室外最低溫度為-17C，滑蓋式日光溫室仍然能夠安全生產(chǎn)喜溫果菜。但在沒有生物炭供暖的情況下，僅靠太陽能集熱器供暖系統(tǒng)和空氣循環(huán)地中熱交換系統(tǒng)，滑蓋式日光溫室的正常生產(chǎn)尚難以保證。想了解更多日光溫室增溫塊的信息，請(qǐng)看《嚴(yán)寒、大棚潮濕、低溫再也不怕！這個(gè)神器提溫杠杠的！大棚增溫塊》

改編自《農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（溫室園藝）》

專業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造各類農(nóng)業(yè)觀光園區(qū)、生態(tài)餐廳、智能溫室、日光溫室、連棟溫室、拱棚等工程。九合農(nóng)業(yè)工程案例遍布全國；

公司生產(chǎn)銷售各類大棚型材、骨架、覆蓋材料、保溫材料；

培訓(xùn)，外派育苗、種植管理等技術(shù)員。

公司官網(wǎng)：m.yunbf.cn

培訓(xùn)網(wǎng)站：www.haowenshi.com

電話：0536-5851887

手機(jī)：13964620707