河北省永清縣日光溫室創(chuàng)新技術(shù)巡禮

周長(zhǎng)吉

2016年3月29日～4月1日，借《永清縣“十三五”農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃》調(diào)研的機(jī)會(huì)，筆者走訪了河北省永清縣全縣的設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)和基地，看到了永清縣在日光溫室多方面的技術(shù)創(chuàng)新。現(xiàn)匯總成稿，供業(yè)內(nèi)交流。

日光溫室結(jié)構(gòu)革新

廊坊40型溫室

廊坊40型日光溫室結(jié)構(gòu)（圖1）是在學(xué)習(xí)借鑒山東壽光五代溫室的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。溫室墻體結(jié)構(gòu)沿用了山東壽光下挖式機(jī)打土墻的形式，由于機(jī)打后墻用土，溫室自然為半地下室建筑，室內(nèi)外地面標(biāo)高相差500～800 mm，墻體厚度為下部5～6 m，上部2～3 m。溫室的總體尺寸和壽光溫室相差無(wú)幾，跨度9～10 m，脊高3.5～4.0 m。與壽光溫室不同的是溫室前屋面沒(méi)有采用“琴弦式”結(jié)構(gòu)，直接用主拱架支撐屋面，室內(nèi)無(wú)立柱，僅在緊靠后墻的位置設(shè)置一道鋼筋混凝土立柱支撐后屋面。由于取消了室內(nèi)立柱，在溫室內(nèi)的生產(chǎn)操作更加方便。根據(jù)當(dāng)?shù)厝藛T的介紹，此類溫室之所以稱為“廊坊40型”，一是該溫室在北緯40°區(qū)域建設(shè)，冬季不加溫可越冬生產(chǎn)果菜；二是為了宣傳廊坊。

為解決下挖式日光溫室前部采光不足的問(wèn)題，有些園區(qū)采用了室內(nèi)外同高程的建設(shè)方案。溫室墻體用土不僅從溫室地面取得，也從溫室室外地面取得，使日光溫室之間的露地地面形成臺(tái)地或平地（圖2）。其中在臺(tái)地上還種植了果樹（葡萄），使溫室之間的露地得到有效利用?？傮w來(lái)講，由于建造墻體取土，使溫室的地面標(biāo)高低于路面標(biāo)高，溫室場(chǎng)區(qū)設(shè)計(jì)中應(yīng)重視溫室區(qū)的排水問(wèn)題，否則，夏季暴雨天氣時(shí)溫室區(qū)很容易形成積水，影響溫室的生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)安全。

“幾”字形屋面骨架

“幾”字形屋面骨架在很多地方的日光溫室中都有推廣應(yīng)用，但這里的“幾”字形屋面骨架是一位當(dāng)?shù)氐哪贻p人自己琢磨出來(lái)的，并自己建設(shè)了生產(chǎn)加工線，用鍍鋅鋼帶通過(guò)組合滾輪一次成型（圖3）。屋面拱架采用幾字形單管結(jié)構(gòu)（圖4），拱架的縱向連接采用了專用的連接件（圖5），為增強(qiáng)單管結(jié)構(gòu)的整體承載能力，設(shè)計(jì)中在屋脊部位增設(shè)了一道拉桿（圖6）。溫室室內(nèi)無(wú)立柱，空間開闊，便于作業(yè)；全部鋼結(jié)構(gòu)熱浸鍍鋅，防腐性能好；完全組裝式，安裝方便，施工周期短。

新型墻體結(jié)構(gòu)溫室

傳統(tǒng)的土墻結(jié)構(gòu)日光溫室雖然可就地取材，建造費(fèi)用低，但占地面積大，對(duì)土層的破壞嚴(yán)重，外觀不美觀，所以，永清的園區(qū)企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，并積極創(chuàng)新尋找別樣的日光溫室墻體建造技術(shù)。圖7是用磚墻外貼聚苯保溫板的新型日光溫室墻體結(jié)構(gòu)。墻體厚度控制在500 mm左右，較傳統(tǒng)的土墻結(jié)構(gòu)溫室墻體占地面積減少4.5～5.6 m，露地土地利用率提高1倍以上，且外觀整潔，是永久性日光溫室建設(shè)未來(lái)發(fā)展的方向。

溫室加溫技術(shù)

為保證室內(nèi)溫度，育苗用日光溫室大都配置加溫系統(tǒng)。在永清考察期間看到2種形式的溫室加溫系統(tǒng)：一是熱水風(fēng)機(jī)加溫系統(tǒng)；二是熱風(fēng)爐加溫系統(tǒng)。

熱水風(fēng)機(jī)加溫系統(tǒng)

熱水加溫系統(tǒng)是在溫室外設(shè)熱水鍋爐（圖8a、圖8c），每2棟日光溫室共用1臺(tái)鍋爐。鍋爐產(chǎn)生的熱水通過(guò)管道送入溫室，在溫室的后墻上安裝供回水管，在供回水管之間間隔安裝熱風(fēng)機(jī)，供水管的熱水接入熱風(fēng)機(jī)的進(jìn)水口，并在熱風(fēng)機(jī)的盤管中流動(dòng)，最后流出熱風(fēng)機(jī)的出水口，匯入溫室加溫系統(tǒng)的回水管（圖8b）。熱風(fēng)機(jī)的背面安裝有風(fēng)扇（圖9），當(dāng)熱水進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管后，開啟風(fēng)機(jī)吹風(fēng)，將熱水盤管中熱水?dāng)y帶的熱量轉(zhuǎn)換為溫室空氣的熱量，并通過(guò)風(fēng)機(jī)吹送到溫室，實(shí)現(xiàn)熱水向熱風(fēng)的換熱。事實(shí)上，溫室供回水系統(tǒng)的管道也是熱風(fēng)機(jī)的支架（圖10），這樣可省去熱風(fēng)機(jī)的安裝支架，節(jié)約投資。

由圖8也可以看出，為了增強(qiáng)溫室的保溫性能，減少能耗，溫室采用了室內(nèi)二道幕和地面小拱棚雙重保溫的措施，在溫室內(nèi)前屋面底腳進(jìn)風(fēng)口還附加了一層保溫膜，與室內(nèi)二道幕保溫膜形成封閉的保溫系統(tǒng)。再加上溫室前屋面室外保溫被，應(yīng)該說(shuō)這種溫室的保溫系統(tǒng)已經(jīng)做到了極致，對(duì)地面育苗，甚至苗床育苗都有借鑒和推廣的價(jià)值。

熱風(fēng)爐加溫系統(tǒng)

熱風(fēng)爐加溫系統(tǒng)是將熱風(fēng)爐直接放置在溫室內(nèi)，風(fēng)機(jī)與加熱爐為一體結(jié)構(gòu)。加熱爐使用原煤為燃料，也可以使用型煤或生物質(zhì)燃料。燃料加熱爐膛內(nèi)換熱管，尾氣從煙筒中排出室外；風(fēng)機(jī)向爐膛內(nèi)送風(fēng)，并將爐膛內(nèi)熱量通過(guò)空氣帶出，輸送到連接在加熱爐出風(fēng)口的送風(fēng)管道，送風(fēng)管道沿溫室長(zhǎng)度方向布置，管道上開有出風(fēng)孔，可將熱空氣均勻送到溫室的各個(gè)部位（圖11）。為了減少排放尾氣帶走的熱量，溫室中的排煙筒應(yīng)盡量加長(zhǎng)。

相比熱水風(fēng)機(jī)加溫系統(tǒng)，熱風(fēng)鍋爐加溫系統(tǒng)：①需要占用溫室室內(nèi)面積；②夜間給鍋爐添加燃煤需要進(jìn)入溫室，操作不方便；③室內(nèi)燃燒有發(fā)生一氧化碳泄漏的危險(xiǎn)。但熱風(fēng)鍋爐加溫系統(tǒng)投資小，安裝方便、快捷。

溫室通風(fēng)技術(shù)

前屋面開洞通風(fēng)

廊坊40型溫室除了在屋脊部位的通風(fēng)口外，其他部位沒(méi)有通風(fēng)口。這種形式的通風(fēng)口設(shè)置在冬季寒冷時(shí)節(jié)對(duì)提高溫室的保溫性能非常有利，但到了春夏季節(jié)，僅靠屋脊通風(fēng)口通風(fēng)換氣，將難以滿足溫室的降溫需要。為此，當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民到了春季室外溫度穩(wěn)定后用剪刀在前屋面距離地面0.5～1 m高的位置均勻地裁出圓洞通風(fēng)口，直徑一般在20 cm左右（圖12）。該通風(fēng)口結(jié)合屋脊通風(fēng)口可顯著增強(qiáng)溫室的通風(fēng)降溫能力。隨著室外溫度的不斷升高，一可以加密通風(fēng)洞，二可以加大通風(fēng)洞的直徑，由此可進(jìn)一步增強(qiáng)溫室的通風(fēng)能力。但由于該通風(fēng)口沒(méi)有閉合措施，在下雨和刮風(fēng)的天氣，無(wú)法控制向室內(nèi)的灌水和倒風(fēng)，所以，是一種不盡完善的通風(fēng)方式。由于通風(fēng)口剪開后無(wú)法封閉，所以，塑料薄膜一般也只能使用一季，到了秋季就必須更換塑料薄膜。這樣做，雖然浪費(fèi)了塑料薄膜（在塑料薄膜的選用上可選擇厚度較薄的薄膜，在一定程度上也能節(jié)約投資），但可以保持塑料薄膜的透光性和流滴性，有利于溫室的采光和保溫，應(yīng)該是一種值得提倡的做法。此外，溫室前屋面通風(fēng)無(wú)需增加任何設(shè)備，日常管理也不需要任何操作，盡管有環(huán)境控制不精準(zhǔn)的缺陷，對(duì)于粗放的日光溫室管理，基本能夠滿足生產(chǎn)需要，是一種廉價(jià)、簡(jiǎn)便的生產(chǎn)模式。

屋脊通風(fēng)口設(shè)支撐網(wǎng)

在永清看到的屋脊通風(fēng)和其他地區(qū)的沒(méi)有多大差別，均是在接近溫室屋脊位置沿溫室長(zhǎng)度方向設(shè)置。屋脊通風(fēng)口的啟閉有手扒縫方式和室內(nèi)手動(dòng)拉繩啟閉兩種方式。值得一提的是，為了避免溫室屋脊通風(fēng)口處積水，在通風(fēng)口處專門設(shè)置了支撐網(wǎng)（圖13）。這種做法可有效避免屋面通風(fēng)口處塑料薄膜形成水兜，對(duì)保護(hù)塑料薄膜的使用壽命和保障溫室結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度具有重要意義。對(duì)溫室類似通風(fēng)方式應(yīng)大力推廣應(yīng)用。

溫室濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)

在連棟溫室和磚墻結(jié)構(gòu)的日光溫室中為了越夏生產(chǎn)經(jīng)常安裝風(fēng)機(jī)-濕簾降溫系統(tǒng)，但在機(jī)打土墻結(jié)構(gòu)日光溫室上安裝風(fēng)機(jī)濕簾降溫系統(tǒng)，筆者還是第一次看到（圖14）。該溫室在東部山墻安裝了1臺(tái)風(fēng)機(jī)，在西部山墻安裝了約1 m2的濕簾。看似已經(jīng)組成了1套完整的風(fēng)機(jī)-濕簾降溫系統(tǒng)，但由于溫室的長(zhǎng)度將近100 m，不僅濕簾面積不足，而且風(fēng)機(jī)的壓力也不夠，實(shí)際上，這套降溫系統(tǒng)很難達(dá)到溫室降溫的目的。溫室的管理者也證實(shí)了筆者的判斷。建議在日光溫室中設(shè)置風(fēng)機(jī)-濕簾降溫系統(tǒng)，一是要保證濕簾與風(fēng)機(jī)之間的距離不宜超過(guò)50 m；二是濕簾的面積與溫室的降溫?zé)嶝?fù)荷相匹配；三是風(fēng)機(jī)的流量和壓力要與濕簾的面積相匹配。只有做到以上3點(diǎn)，風(fēng)機(jī)-濕簾降溫系統(tǒng)方能正常工作，否則，形式上安裝的設(shè)備，只能是浪費(fèi)錢財(cái)。

屋面自清潔

日光溫室冬季運(yùn)行在北方地區(qū)由于降水量少、風(fēng)沙多，表面塵土沉積較多，直接影響溫室透光覆蓋材料的透光率。人工定期清掃，不僅占用大量勞動(dòng)力，而且操作也很不方便。在永清看到一種飄帶除塵技術(shù)，值得大家學(xué)習(xí)和推廣。這種技術(shù)，就是在溫室前屋面上間隔設(shè)置一定數(shù)量?jī)啥朔謩e固定在屋脊和前底腳的布帶，布帶的寬度10 cm左右，長(zhǎng)度比溫室前屋面弧長(zhǎng)增加10%左右，間距以布帶圍繞上下固定點(diǎn)形成的弧形能相互重疊搭接為宜。在風(fēng)力的作用下，飄帶通過(guò)左右的運(yùn)動(dòng)而彈除溫室塑料薄膜表面的塵土（圖15）。這種方法不用人工作業(yè)，雖然可能會(huì)阻擋一定的溫室采光，但通過(guò)增加溫室全屋面的透光率，完全能夠彌補(bǔ)飄帶自身的遮光，而且飄帶經(jīng)常處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)在溫室內(nèi)形成固定的陰影。

日光溫室建筑結(jié)構(gòu)某些細(xì)節(jié)處理技術(shù)

細(xì)節(jié)決定成敗，日光溫室建設(shè)也是如此。延長(zhǎng)日光溫室的使用壽命、提高日光溫室操作的便利性等都需要從細(xì)節(jié)做起。永清的一些做法很值得大家學(xué)習(xí)和推廣。

土墻保護(hù)技術(shù)

土墻結(jié)構(gòu)日光溫室由于機(jī)打土墻的壓實(shí)密度低，在長(zhǎng)期的風(fēng)吹雨淋中很容易風(fēng)化、松軟，由此造成日光溫室結(jié)構(gòu)坍塌的事故在全國(guó)范圍內(nèi)不乏實(shí)例。在考察永清縣日光溫室的過(guò)程中看到了幾種土墻保護(hù)方法，值得學(xué)習(xí)和推廣。

一種是用廢舊塑料薄膜覆蓋后墻，既充分利用了廢舊棚膜，又防護(hù)了后墻被雨水淋洗，是一種資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保的有效措施。第二種是用無(wú)紡布覆蓋溫室山墻和后墻（圖8a），這種措施容許少量降雨滲入墻體，但不會(huì)在墻體表面形成徑流，從而保證了墻體表面不致風(fēng)化和水土流失。無(wú)紡布覆蓋墻面，可不用平整墻體表面，施工速度快，造價(jià)低。第三種是在墻體表面砌磚，形成永久性的墻體保護(hù)層（圖16），這種措施雖然一次性投資較高，但一勞永逸，堅(jiān)固耐用，外觀美觀，在一些永久建筑的示范園區(qū)內(nèi)可推廣應(yīng)用。

日光溫室上屋面臺(tái)階和坡道

安裝和檢修卷簾機(jī)、保溫被和塑料薄膜，以及手動(dòng)扒縫屋脊通風(fēng)口的日常管理和操作等都需要溫室管理者經(jīng)常上到溫室屋面，為此，在溫室上設(shè)置屋面上人臺(tái)階或爬梯是日光溫室的基本設(shè)計(jì)要求。大部分的日光溫室屋面上人臺(tái)階設(shè)置在溫室靠近門斗的山墻上，利用山墻的坡度通過(guò)調(diào)整臺(tái)階的寬度和高度，可實(shí)現(xiàn)山墻和臺(tái)階的有機(jī)統(tǒng)一。但對(duì)于溫室前部較陡，或塑料薄膜包裹山墻的溫室，從山墻上屋面將很不方便，為此，從后墻上屋面就成為了另一種選擇。在永清看到2種屋面上人臺(tái)階的做法比較別樣，圖16是土墻溫室利用后墻磚護(hù)坡做屋面上人臺(tái)階的一種做法，圖17是新型磚墻溫室在溫室后墻外側(cè)通過(guò)坡道過(guò)度到臺(tái)階的一種做法。

日光溫室鋼骨架底部保護(hù)技術(shù)

日光溫室鋼骨架在后墻和前底腳基礎(chǔ)上的固定多采用和基礎(chǔ)圈梁上預(yù)埋件焊接的方法，或直接將鋼管埋入混凝土圈梁中的做法。這種做法簡(jiǎn)單、方便，但對(duì)鍍鋅鋼構(gòu)件的表面防護(hù)造成破壞，不利于延長(zhǎng)鋼構(gòu)件的使用壽命，由此造成鋼構(gòu)件端部腐蝕引起溫室結(jié)構(gòu)失效的事例屢見不鮮。為了避免由于鋼構(gòu)件焊接而破壞其表面鍍鋅層的問(wèn)題，在永清看到了一種用鋼筋混凝土短柱基礎(chǔ)替代基礎(chǔ)圈梁的方法（圖18）。這種方法是將鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)拱架直接連接到安插在土壤中的鋼筋混凝土基礎(chǔ)短柱上，鋼構(gòu)件既不和土壤接觸，也不與短柱焊接，完整保留了鋼構(gòu)件表面的鍍鋅防護(hù)層，而且也避免了土壤鹽分對(duì)鋼構(gòu)件的日常腐蝕。這種做法在竹木結(jié)構(gòu)的塑料大棚和日光溫室中經(jīng)常使用，但在鋼結(jié)構(gòu)的日光溫室中卻鮮有所見。值得注意的是這種做法鋼結(jié)構(gòu)拱架與混凝土短柱之間的連接必須確保牢固，否則可能會(huì)引起結(jié)構(gòu)的變形甚至倒塌。

草裙保溫技術(shù)

日光溫室在冬季寒冷季節(jié)由于前屋面底腳處塑料薄膜密封不嚴(yán)，室內(nèi)濕熱空氣通過(guò)塑料薄膜底腳縫隙不斷滲出溫室。當(dāng)夜間保溫被閉合后，透過(guò)塑料薄膜底腳縫隙滲出的濕熱空氣在受到保溫被阻擋后濕空氣中的水分大量凝結(jié)在保溫被表面（對(duì)一些不防水的保溫被可能會(huì)直接滲入保溫被的保溫芯），在與外界冷空氣接觸后很快會(huì)再結(jié)冰，致使日光溫室保溫被在第二天早晨無(wú)法按時(shí)卷起，或者在卷起過(guò)程中過(guò)多地增加電機(jī)減速機(jī)的動(dòng)力、或者保溫被表面冰碴會(huì)折斷保溫被的表面面材或芯材，不僅影響卷簾機(jī)、保溫被的使用壽命，而且也影響溫室及時(shí)采光。為此，增強(qiáng)溫室前底腳的密封性和保溫性，避免大量室內(nèi)濕冷空氣外溢形成保溫被卷被軸與保溫被凍結(jié)，在日光溫室的實(shí)際生產(chǎn)中具有非常重要的作用。在永清考察期間看到一種使用草簾覆蓋日光溫室前底腳的保溫技術(shù)（圖19），該草簾白天平鋪在溫室室外地面，到了夜間，待保溫被覆蓋后，將草簾從地面拉起覆蓋到保溫被的外側(cè)，可有效增強(qiáng)溫室前屋面底腳的保溫性能，避免保溫被凍結(jié)。

盒栽蔬菜

當(dāng)前日光溫室蔬菜種植普遍存在效益下滑的問(wèn)題。如何提高日光溫室的生產(chǎn)效益，已經(jīng)成為了影響未來(lái)日光溫室能否可持續(xù)發(fā)展的重大課題。觀光采摘和旅游農(nóng)業(yè)的興起，為破解這一難題提供了一條途徑。讓游客在學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)科普知識(shí)和享受游覽觀光采摘的樂(lè)趣后，能繼續(xù)親手體驗(yàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程和成果，將溫室園區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)游覽體驗(yàn)進(jìn)一步延伸到日常的家庭生活中，是一些游覽者的訴求和期待。在永清的一個(gè)園區(qū)中看到了采用塑料盒種植葉菜的生產(chǎn)模式（圖20），據(jù)介紹，這就是專門為滿足這類游客而創(chuàng)新的栽培模式，種植盒內(nèi)以草炭、蛭石、珍珠巖等做基質(zhì)，游客在游覽采摘完畢后，可以將整盒的還在生長(zhǎng)中的蔬菜帶回家繼續(xù)種植，既干凈，又衛(wèi)生，游客可在家隨時(shí)采摘、隨時(shí)品嘗，還能全過(guò)程了解蔬菜的生產(chǎn)工藝和生長(zhǎng)要求，既學(xué)到了知識(shí)，又收獲了產(chǎn)品，一舉兩得。