中國(guó)日光溫室結(jié)構(gòu)的改良與創(chuàng)新（二）
——基于主動(dòng)儲(chǔ)放熱理論的墻體改良與創(chuàng)新

周長(zhǎng)吉

（農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)設(shè)施結(jié)構(gòu)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100125）

日光溫室主動(dòng)儲(chǔ)放熱理論是我國(guó)日光溫室發(fā)展中一項(xiàng)重要的理論創(chuàng)新。在此理論的指導(dǎo)下，中國(guó)日光溫室建設(shè)徹底擺脫了厚重墻體結(jié)構(gòu)，開始走向構(gòu)件工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)組裝式安裝的工業(yè)化發(fā)展道路。一方面大大提高了溫室建設(shè)的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化水平，使溫室建設(shè)的規(guī)范性和建設(shè)速度大大提升；另一方面也顯著減小了溫室墻體建設(shè)的占地面積，減少了墻體建設(shè)對(duì)土地的破壞，進(jìn)而引領(lǐng)日光溫室建設(shè)向生態(tài)化方向發(fā)展。此外，采用主動(dòng)儲(chǔ)放熱技術(shù)還徹底擺脫了被動(dòng)儲(chǔ)放熱日光溫室靠天生產(chǎn)的被動(dòng)局面，在保證室內(nèi)適宜溫度的同時(shí)，有的技術(shù)還可調(diào)控溫室內(nèi)的空氣濕度，降低作物病害，提高產(chǎn)品品質(zhì)，從而顯著提高溫室越冬生產(chǎn)的安全性。應(yīng)用日光溫室主動(dòng)儲(chǔ)放熱技術(shù)研究和開發(fā)各種形式的新型日光溫室結(jié)構(gòu)，應(yīng)該是我國(guó)當(dāng)前和未來(lái)設(shè)施農(nóng)業(yè)工程科研和推廣的主戰(zhàn)場(chǎng)。本文在闡述日光溫室主動(dòng)儲(chǔ)放熱基本原理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了以墻體、骨架和地面為吸熱體，以空氣、水、土壤為儲(chǔ)放熱載體的主動(dòng)儲(chǔ)放熱方法，并全面總結(jié)了應(yīng)用主動(dòng)儲(chǔ)放熱技術(shù)的組裝式日光溫室在墻體結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新和變遷，以期對(duì)未來(lái)的創(chuàng)新發(fā)展有所借鑒。

基于日光溫室主動(dòng)儲(chǔ)放熱原理和各種主動(dòng)儲(chǔ)放熱技術(shù)與方法，分析和總結(jié)了可采用主動(dòng)儲(chǔ)放熱技術(shù)的組裝式日光溫室在墻體材料和建設(shè)方法中的改進(jìn)與創(chuàng)新。

1 主動(dòng)儲(chǔ)放熱的原理與方法

主動(dòng)儲(chǔ)放熱就是以最大限度吸收和儲(chǔ)存白天溫室內(nèi)富裕熱量并在夜間根據(jù)需要高效利用和釋放白天儲(chǔ)存熱量為目標(biāo)，人為控制溫室墻體、地面儲(chǔ)存和釋放熱量的時(shí)間和多寡的技術(shù)與方法。

目前在科研和生產(chǎn)中應(yīng)用的主動(dòng)吸熱和儲(chǔ)熱的方法有后墻表面吸熱介質(zhì)儲(chǔ)熱法、骨架表面吸熱介質(zhì)儲(chǔ)熱法、循環(huán)空氣墻體儲(chǔ)熱法、循環(huán)空氣地面儲(chǔ)熱法等。

1.1 后墻表面吸熱介質(zhì)儲(chǔ)熱法

后墻表面吸熱介質(zhì)儲(chǔ)熱法根據(jù)后墻表面吸熱方法和吸熱器吸熱面積的不同可分為管道吸熱法、墻板吸熱法和夾層墻面吸熱法。

1.1.1 管道吸熱法 管道吸熱法是將黑色塑料管或表面涂黑鋼管密集排列在溫室的后墻內(nèi)表面，依靠室內(nèi)高溫和直接照射在管道表面的直射和散射輻射將管道表面加熱，通過(guò)管道內(nèi)介質(zhì)的強(qiáng)制流動(dòng)將管道表面吸收的熱量傳入流動(dòng)介質(zhì)使介質(zhì)溫度提高而儲(chǔ)存熱量（吸收的熱量存儲(chǔ)在流動(dòng)的介質(zhì)中）。管道中經(jīng)濟(jì)的介質(zhì)可以是空氣，也可以是水，由于水的熱惰性較大，所以工程中大多使用水作介質(zhì)儲(chǔ)存熱量。根據(jù)管道在后墻表面的布置方向不同，管道吸熱可分為橫向和豎向兩種布置方式（圖1）；布置面積可以是全后墻完全布置，也可以只在后墻的局部面積（如上部1/2部位）布置。對(duì)于種植如黃瓜、番茄、辣椒、茄子等高秧作物的溫室，由于后墻的下部受到植株的遮擋，直接接受的陽(yáng)光不多，所以從經(jīng)濟(jì)的角度設(shè)計(jì)，一般集熱管多布置在溫室后墻距離地面1/3墻體高度（1 m）以上，同時(shí)考慮后屋面也可能會(huì)形成遮光，所以集熱管也不一定布置到墻體的頂面。

圖1 后墻表面管道吸熱

1.1.2 墻板吸熱法 墻板吸熱法的原理和管道吸熱法的原理基本相同，所不同的是將后墻表面線條式分布的管道改變成了具有一定面積的吸熱板，順序排列貼掛在溫室的后墻內(nèi)表面（圖2）。吸熱板可以采用中空PC板，在PC板的中空孔中注水吸收表面熱量（佟雪姣 等，2016）；也可以采用特制的外表面為黑色塑料薄膜、背板為保溫板、中間流水的封閉組件吸收熱量（張義 等，2012；梁浩 等，2013；方慧 等，2015）。相比管道吸熱法，采用吸熱板的方法吸熱表面面積顯然增加了很多，吸收的熱量也更多。

1.1.3 夾層墻面吸熱法 不論是管道吸熱、還是墻板吸熱，都無(wú)法將照射到整個(gè)后墻表面的熱量全部吸收，而夾層墻面吸熱法是在溫室的后墻內(nèi)表面安裝一個(gè)鋪滿整個(gè)后墻表面的夾層水袋，通過(guò)均勻輸水管道（在輸水管道上均勻開孔）將循環(huán)水從夾層內(nèi)噴射到夾層水袋的外表面（朝向溫室室內(nèi)的表面），從而吸收水袋外表面獲得的室內(nèi)太陽(yáng)輻射和室內(nèi)空氣對(duì)流換熱量（圖3）。由此可見，夾層墻面吸熱法吸收的熱量應(yīng)該最大，但由于夾層水袋內(nèi)部空腔較大，在噴水過(guò)程中水的蒸發(fā)同時(shí)要消耗空腔內(nèi)空氣中一部分熱量（這些熱量最終還是來(lái)自于水袋表面吸收的熱量），所以總的熱效率不一定比墻板吸熱法高。但從造價(jià)來(lái)講，夾層墻面應(yīng)該是最便宜的，而且完全解決了管道和墻板局部漏水的問(wèn)題（夾層墻面吸熱是在夾層水袋的底部設(shè)置集水槽，集水槽可以兼作儲(chǔ)水池，也可以作為輸水渠道將熱水導(dǎo)流到溫室內(nèi)的儲(chǔ)水池中）。

圖2 后墻表面墻板吸熱

圖3 后墻表面夾層墻面吸熱

從墻面吸收的熱量通過(guò)提升介質(zhì)溫度而儲(chǔ)存在介質(zhì)中，一般在溫室內(nèi)應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)儲(chǔ)水池，大多設(shè)置在溫室內(nèi)地面下，一方面不影響溫室地面的種植面積，另一方面地下土壤的溫度比較穩(wěn)定，在做好儲(chǔ)水池外保溫的前提下對(duì)儲(chǔ)存熱量的損失也較少。

1.2 骨架表面吸熱介質(zhì)儲(chǔ)熱法

骨架表面吸熱法就是利用上下弦桿為圓管或方管的桁架結(jié)構(gòu)形成一個(gè)閉環(huán)的水循環(huán)系統(tǒng)（馬承偉 等，2016）。由于桁架的上弦桿外表面在塑料薄膜的覆蓋下直接對(duì)外，不受室內(nèi)種植作物的影響，可接受更多的室外太陽(yáng)輻射，桁架的下弦桿也可同時(shí)接受室內(nèi)太陽(yáng)輻射并吸收室內(nèi)空氣對(duì)流換熱，事實(shí)上形成了桁架上下弦桿白天同時(shí)為吸熱體的一種吸熱體系。每根桁架是一個(gè)獨(dú)立的微循環(huán)系統(tǒng)，將溫室內(nèi)所有的桁架通過(guò)主管并聯(lián)在一起即形成一個(gè)大的儲(chǔ)放熱循環(huán)系統(tǒng)，可以將所有骨架表面吸收的熱量集中回收到儲(chǔ)熱池中（圖4）。到了夜間，隨著室內(nèi)溫度的降低，溫室的所有桁架又是散熱器，將白天儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱池中的熱量通過(guò)水泵回流到骨架中，由于鋼管的散熱能力強(qiáng)，而且骨架在溫室中分布均勻，所以在溫室中釋放熱量也更均勻。為了增強(qiáng)管道表面的吸熱能力，一般在管道表面涂刷黑色涂料，涂料應(yīng)無(wú)毒、無(wú)味，對(duì)鋼材和塑料薄膜沒(méi)有腐蝕作用。

這種系統(tǒng)省去了專門配置在墻面吸熱的設(shè)備，大大減少了溫室建設(shè)投資，也不會(huì)有更多的設(shè)備占用溫室空間。但由于該系統(tǒng)溫室桁架是承重結(jié)構(gòu)，在溫室運(yùn)行過(guò)程中桁架會(huì)隨著風(fēng)雪荷載、作物荷載等作用的變化發(fā)生變形，因此對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)連接處的密封性要求較高。此外，在桁架的上下弦桿上安裝水循環(huán)回路連接件，需要在鋼管上開口，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)中應(yīng)給予高度的重視，不應(yīng)顧此失彼，得不償失。

圖4 骨架表面吸熱介質(zhì)儲(chǔ)熱

1.3 循環(huán)空氣墻體儲(chǔ)熱法

循環(huán)空氣墻體儲(chǔ)熱法就是白天將溫室中的高溫空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)和管道導(dǎo)入溫室的后墻內(nèi)，通過(guò)提高溫室后墻內(nèi)部的溫度將熱量?jī)?chǔ)存在溫室后墻內(nèi)的一種儲(chǔ)熱方法（張勇 等，2015）。夜間，當(dāng)室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度時(shí)，開啟風(fēng)機(jī)將白天儲(chǔ)存在墻體內(nèi)部的熱量再釋放到溫室中補(bǔ)充溫室的熱量損失，保證溫室生產(chǎn)需要的適宜溫度。

根據(jù)氣流在墻體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向不同，空氣循環(huán)分為水平氣流法和垂直氣流法。

1.3.1 水平氣流法 亦稱為縱向氣流法，即導(dǎo)入墻體內(nèi)部的氣流是沿著溫室的長(zhǎng)度方向在墻體內(nèi)同一高度位置流動(dòng)（圖5）。由于溫室長(zhǎng)度方向的氣流在墻體內(nèi)的流道較長(zhǎng)，為了減小氣流在墻體內(nèi)管道中的空氣阻力和空氣進(jìn)出口的溫差，使導(dǎo)入溫室墻體內(nèi)的熱量分布更均勻，一般沿溫室長(zhǎng)度方向每組通風(fēng)管道的長(zhǎng)度控制在30～40 m，且沿溫室墻體的高度方向設(shè)置3～5組。在墻體內(nèi)管道中的氣流一般采用負(fù)壓送風(fēng)，即在通風(fēng)管的出口安裝排風(fēng)風(fēng)機(jī)即可。

白天當(dāng)溫室內(nèi)溫度超過(guò)25 ℃后即可打開風(fēng)機(jī)，將室內(nèi)高溫空氣抽進(jìn)設(shè)置在墻體內(nèi)的通風(fēng)管中，提高墻體內(nèi)部溫度，并將熱量?jī)?chǔ)存在墻體內(nèi)；到了夜間，當(dāng)室內(nèi)溫度下降到設(shè)定溫度后，再打開風(fēng)機(jī)，將白天儲(chǔ)存在墻體內(nèi)的熱量回送到溫室內(nèi)，補(bǔ)充溫室夜間散失的熱量，保證溫室內(nèi)適宜的溫度。

墻體內(nèi)部的通風(fēng)管可以是塑料管，也可以是在墻體砌筑過(guò)程中直接砌筑而成的磚通道，最新開發(fā)的機(jī)壓大體積土坯墻體日光溫室，可將通風(fēng)通道直接預(yù)制在土坯塊上，碼砌土坯后自然形成墻體內(nèi)的通風(fēng)通道（鄒志榮 等，2017）。

圖5 循環(huán)空氣水平流動(dòng)墻體儲(chǔ)熱

1.3.2 垂直氣流法 也稱為豎向氣流法，即在溫室后墻的上部設(shè)置進(jìn)風(fēng)口（因?yàn)闇厥野滋焐喜康目諝鉁囟雀撸?，在墻體的下部設(shè)置出風(fēng)口，墻體內(nèi)氣流沿墻體高度方向自上而下流動(dòng)，將溫室內(nèi)熱量?jī)?chǔ)存在后墻內(nèi)的一種方法（圖6）。采用垂直氣流法的儲(chǔ)放熱墻體多采用空心墻，將兩層墻之間的空間作為氣流通道，可以大大降低氣流的阻力，而且墻體建造速度快，也不需要其他的附加管道，相應(yīng)建設(shè)造價(jià)也低，溫度在墻體內(nèi)的分布也更均勻。

圖6 循環(huán)空氣垂直流動(dòng)墻體儲(chǔ)熱

不論是水平氣流法，還是垂直氣流法，由于以墻體為儲(chǔ)熱體，所以要求墻體建造材料的熱惰性大，而且建造墻體的厚度不能過(guò)薄，所以磚墻、石墻和土墻是使用這種系統(tǒng)比較理想的墻體。

采用墻體儲(chǔ)放熱，除了能夠白天儲(chǔ)熱、夜間放熱提高溫室夜間空氣溫度外，由于氣流在墻體內(nèi)和溫室內(nèi)循環(huán)，溫室內(nèi)的空氣基本處在高溫高濕狀態(tài)，而墻體材料又具有較強(qiáng)的吸濕性，所以在空氣交換的過(guò)程中還可有效降低溫室內(nèi)的空氣濕度，這對(duì)控制溫室種植作物的病蟲害、提高產(chǎn)品品質(zhì)起到了間接的作用。

1.4 循環(huán)空氣地面儲(chǔ)熱法

循環(huán)空氣地面儲(chǔ)熱法的原理和墻面儲(chǔ)熱法的原理基本相同，所不同的是儲(chǔ)熱體由墻面變?yōu)榱说孛?。由于地面土體體積大、熱容量大，所以能夠儲(chǔ)存更多的熱量。采用地面儲(chǔ)熱后可完全釋放墻體的儲(chǔ)熱功能，溫室墻體可以擺脫厚重墻體，更適于完全組裝式結(jié)構(gòu)的溫室。和墻面儲(chǔ)熱一樣，根據(jù)氣流在溫室地面中的流動(dòng)方向不同，地面儲(chǔ)熱法也分為縱向氣流法和橫向氣流法。

1.4.1 橫向氣流法 橫向氣流法就是氣流在地面土壤中沿溫室跨度方向流動(dòng)。一般在溫室內(nèi)屋脊位置沿溫室長(zhǎng)度方向通長(zhǎng)設(shè)一根或多根（根據(jù)溫室長(zhǎng)度確定，一般每根長(zhǎng)度控制在50 m左右）進(jìn)風(fēng)管，進(jìn)風(fēng)管兩端封閉，管壁上均勻打孔形成進(jìn)風(fēng)孔。進(jìn)風(fēng)管的中部沿溫室墻體高度方向垂直進(jìn)風(fēng)管安裝集風(fēng)管，集風(fēng)管上安裝風(fēng)機(jī)，通過(guò)三通將進(jìn)風(fēng)管收集的熱空氣匯集到集風(fēng)管中。集風(fēng)管的下端通過(guò)三通安裝沿溫室長(zhǎng)度方向布置的熱風(fēng)分配管（埋置在地下），將集風(fēng)管匯集的熱風(fēng)再均勻分配到熱風(fēng)分配管。與熱風(fēng)分配管垂直，間隔50～80 cm通過(guò)三通安裝換熱管，換熱管埋置在地表下30～50 cm位置，沿溫室跨度方向布置，換熱管的末端通過(guò)彎頭在溫室的南側(cè)伸出地面20～30 cm。上述進(jìn)風(fēng)管、集風(fēng)管、分配管、換熱管和風(fēng)機(jī)等形成一套完整的換熱系統(tǒng)（圖7），白天風(fēng)機(jī)運(yùn)行將室內(nèi)高溫空氣導(dǎo)入地下土壤，提升土壤溫度儲(chǔ)存熱量；夜間當(dāng)室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度時(shí)，開啟風(fēng)機(jī)將地下土壤中儲(chǔ)存的熱量再導(dǎo)流到溫室內(nèi)，補(bǔ)充溫室熱量損失，保證溫室適宜的溫度。這種方法不僅可以提高溫室內(nèi)空氣溫度，而且還提高了溫室土壤溫度，更有利于作物根系的發(fā)育和對(duì)養(yǎng)分的吸收。同樣，利用埋設(shè)在土壤中管道表面的結(jié)露，也能在一定程度上控制溫室內(nèi)的空氣濕度。

1.4.2 縱向氣流法 縱向氣流法就是氣流在溫室土壤中沿溫室長(zhǎng)度方向流動(dòng)。一般在溫室地表下30～50 cm沿溫室跨度方向布置3～5列沿溫室長(zhǎng)度方向的散熱管，散熱管的兩端在靠近山墻（或在溫室中部）的位置伸出地面，并在其中一端的管道上安裝風(fēng)機(jī)，一端為進(jìn)風(fēng)口，另一端為出風(fēng)口（圖8）。對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的溫室，也可以將散熱管沿溫室長(zhǎng)度方向分為兩段，分別設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。

相比橫向氣流法，縱向氣流法使用的管道少，安裝散熱管需要的開溝工程量也小，相應(yīng)工程造價(jià)也低；但由于散熱管的表面積總量小，總體而言其儲(chǔ)存和釋放的熱量也相應(yīng)較少。

2 主動(dòng)蓄熱溫室墻體的改良與創(chuàng)新

主動(dòng)儲(chǔ)熱技術(shù)的出現(xiàn)，徹底解除了溫室后墻儲(chǔ)放熱的功能，同時(shí)也釋放了墻體的承重功能，使溫室后墻的功能只局限在保溫圍護(hù)的范疇內(nèi)，完全工業(yè)化的組裝式結(jié)構(gòu)可直接應(yīng)用在日光溫室的結(jié)構(gòu)中，由此引起了日光溫室結(jié)構(gòu)的一次新的重大的革命，更多新型保溫材料的輕型組裝式日光溫室應(yīng)運(yùn)而生。

2.1 草墻溫室

所謂草墻溫室，就是用稻草、麥秸或玉米秸等農(nóng)業(yè)種植的副產(chǎn)品做溫室的墻體圍護(hù)材料。這種材料保溫隔熱性能好、可就地取材、成本低廉，而且還為解決農(nóng)作物秸稈難處理的問(wèn)題開辟了一條新途徑。

草墻建設(shè)的方法有兩種：一種是先將草秸打成方捆，像砌筑磚墻一樣，將草捆碼垛形成30～50 cm厚的溫室墻體；另一種是先將草秸編制成厚度為10～20 cm的草苫或者稱草磚，草苫幅寬1～2 m，長(zhǎng)度可按照溫室的墻體高度和后屋面坡長(zhǎng)確定，施工時(shí)直接將草苫一端固定在溫室屋脊，另一端順溫室后屋面和后墻平鋪后端部固定在溫室的墻基，草苫一般采用雙層錯(cuò)縫平鋪，使溫室墻體和后屋面的厚度達(dá)到30～50 cm，草墻與溫室骨架的連接多采用鍍鋅鋼絲扣接，在溫室后屋面梁和后墻立柱上每隔30～50 cm固定1次（周長(zhǎng)吉，2011）。

草墻的表面吸水性能較強(qiáng)，在日光溫室上應(yīng)用可以將草墻的內(nèi)表面直接裸露在溫室內(nèi)（圖9-a），能有效降低溫室內(nèi)空氣的相對(duì)濕度，減少溫室作物病害。但為了增強(qiáng)對(duì)草墻的防護(hù)，生產(chǎn)中對(duì)草墻內(nèi)表面大多采用無(wú)紡布防護(hù)（圖9-b），不僅保護(hù)了草墻，而且無(wú)紡布也能夠吸收和釋放室內(nèi)空氣濕度，使溫室墻體成為一種“會(huì)呼吸的墻體”。也有用水泥瓦楞板等不吸水的材料做防護(hù)的，如圖9-c。

草墻由于自身的防火性能和防水性能較差，因此在建造草墻溫室時(shí)對(duì)草墻外表面的防護(hù)非常重要。目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的草墻外表面保護(hù)方法有塑料薄膜包裹、不織布包裹、水泥或鋼板瓦楞板保護(hù)、草泥保護(hù)、空心磚保護(hù)、外掛水泥砂漿保護(hù)等方法（圖10）。這些方法的防水效果較好，但防火效果都難以達(dá)到建筑防火的要求，因此建造草墻溫室一定要加強(qiáng)溫室內(nèi)及溫室生產(chǎn)區(qū)的防火。

草是一種有機(jī)材料，在長(zhǎng)期的運(yùn)行中容易腐爛，而且草墻內(nèi)經(jīng)常有老鼠做窩，這些都直接影響溫室的使用壽命。但從目前的使用情況來(lái)看，部分草墻溫室已經(jīng)使用了10年以上，且保溫性能仍然不減，足見這種材料的溫室使用壽命也不會(huì)太短。

圖9 草墻溫室內(nèi)表面及其防護(hù)

2.2 保溫被墻體溫室

和草墻溫室一樣，用工業(yè)化的柔性保溫毯或保溫被做日光溫室的圍護(hù)墻體（包括后墻和山墻）和后屋面即形成保溫被墻體日光溫室（周長(zhǎng)吉，2017）。目前在日光溫室上使用的保溫被材料有噴膠棉保溫被（圖11）和針刺氈保溫被（圖12）等。為了防潮、防雨、延長(zhǎng)保溫材料的使用壽命，包裹保溫芯的面層材料都是具有防水、防紫外線等抗老化材料。

保溫被墻體的保溫材料材質(zhì)輕、保溫性能好、可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化水平高，建造溫室的規(guī)范性好，尤其建材對(duì)溫室結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的荷載很小，在一定程度上能顯著減小溫室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸，從而減少溫室用材，降低溫室工程造價(jià)。

圖10 草墻溫室的外墻防護(hù)

圖11 噴膠棉保溫被溫室

圖12 針刺氈保溫被溫室

2.3 泡沫磚墻溫室

泡沫磚墻溫室是以發(fā)泡聚苯乙烯為原料，將其發(fā)泡成型為空心并帶契口的各種型材，按照溫室基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角、墻體轉(zhuǎn)角、屋檐以及標(biāo)準(zhǔn)墻體等不同部位的形狀要求發(fā)泡成型為不同形狀和規(guī)格的“成型磚”。施工建設(shè)中直接將不同部位的成型磚通過(guò)契口裝配在一起即形成溫室的基礎(chǔ)、墻體以及屋檐（圖13-a）。由于成型磚內(nèi)部為空心，而且自身質(zhì)量輕、強(qiáng)度很低，作為溫室墻體無(wú)法承載外界風(fēng)雪荷載和溫室骨架施加在墻體上的荷載。為此，這種溫室建造時(shí)在成型磚的空心內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土立柱和鋼筋混凝土立柱的連系梁（圖13-b），立柱的間距一般為3、4 m或6 m，柱頂用圈梁連接，溫室屋面骨架通過(guò)柱頂圈梁將荷載傳遞到后墻立柱。為了增強(qiáng)立柱的整體性，沿立柱的高度方向每隔1.5～2.0 m設(shè)置1道沿溫室長(zhǎng)度方向通長(zhǎng)的縱向連系梁，通過(guò)地梁、圈梁和中間連系梁將所有立柱形成一個(gè)平面網(wǎng)架。由于立柱、圈梁、地梁和連系梁均暗藏在空心成型泡沫磚的內(nèi)部，這些導(dǎo)熱系數(shù)很大的鋼筋混凝土構(gòu)件完全被保溫隔熱性能良好的泡沫磚所包圍，因此這種墻體結(jié)構(gòu)基本不存在結(jié)構(gòu)件引起的傳熱“冷橋”（周長(zhǎng)吉，2015）。

從溫室墻體結(jié)構(gòu)講，這種墻體仍然是一種只有保溫隔熱單一功能的圍護(hù)墻體，自身沒(méi)有儲(chǔ)放熱能力。為了彌補(bǔ)墻體的儲(chǔ)放熱，除了采用主動(dòng)儲(chǔ)放熱技術(shù)外，在溫室的后墻內(nèi)側(cè)通過(guò)鋼筋混凝土護(hù)板增設(shè)一層500 mm厚土層，高度距離地面2 m，即可實(shí)現(xiàn)被動(dòng)儲(chǔ)放熱墻體的功能（圖13-c）。生產(chǎn)中在500 mm厚的土層上也可以種植葉菜類蔬菜或盆栽植物，不會(huì)造成溫室種植面積的浪費(fèi)（李明 等，2016）。生產(chǎn)實(shí)踐證明，這種類型的溫室也具有良好的儲(chǔ)放熱和保溫隔熱性能，在華北、新疆等地應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)喜溫果菜類蔬菜的安全越冬生產(chǎn)，而且使用壽命較長(zhǎng)。

圖13 泡沫磚墻日光溫室

圖14 發(fā)泡水泥墻溫室

2.4 發(fā)泡水泥墻溫室

發(fā)泡水泥墻溫室，就是用發(fā)泡水泥通過(guò)自發(fā)泡形成墻體的一種溫室形式，如圖8-a、c。發(fā)泡水泥自身質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、熱阻大、保溫性能好，而且是現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡成型，墻體無(wú)接縫、密封性能好。這種溫室墻體可深入地基形成溫室四周的絕熱層，可完全隔絕室內(nèi)熱量向室外的傳導(dǎo)。因此是一種保溫性能非常高的日光溫室形式。

但這種溫室墻體施工需要大型建筑模板（圖14-a），施工時(shí)先支好墻體模板，然后將配置好的發(fā)泡水泥灌注進(jìn)墻體模板中，隨著發(fā)泡水泥的不斷凝固和膨脹，將自行填充建筑模板的空間，拆除模板即形成溫室墻體。由于發(fā)泡水泥在凝固的過(guò)程中需要養(yǎng)護(hù)，而且墻體養(yǎng)護(hù)都是在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，相對(duì)而言，溫室墻體的建設(shè)周期長(zhǎng)，建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)需要的大型建筑模板用量大，對(duì)建設(shè)溫室數(shù)量較少的生產(chǎn)園區(qū)相對(duì)建設(shè)成本較高。

此外，這種墻體材料不能自承重，溫室后墻內(nèi)側(cè)需要立柱，柱頂設(shè)圈梁，溫室承力體系實(shí)際上是一種梁柱結(jié)構(gòu)，墻體只起保溫和圍護(hù)的作用。

這種墻體建造技術(shù)不僅可以獨(dú)立使用建造新的溫室，而且還可以用來(lái)改造舊的溫室。當(dāng)前我國(guó)各地老舊溫室存量很大，對(duì)那些墻體風(fēng)化嚴(yán)重、開裂或漏風(fēng)的溫室，只要在原有墻體的外側(cè)建造一層發(fā)泡水泥墻（圖14-b），不僅可以大大提高溫室的保溫性能，而且溫室墻體的密封性能也得到大大加強(qiáng)。因此，這項(xiàng)技術(shù)也成為了溫室改造工程中的新寵兒。

圖15 松散保溫材料墻體溫室

2.5 松散保溫材料墻體溫室

松散保溫材料墻體溫室，如同我國(guó)早期的雙層磚墻中間夾松散保溫材料的被動(dòng)儲(chǔ)放熱墻體一樣（周長(zhǎng)吉，2018），所不同的是雙層磚墻被透光的塑料片材或薄膜所替代，如圖15。具體設(shè)計(jì)中可按照經(jīng)濟(jì)適用、就地取材的原則采用不同材質(zhì)的材料來(lái)替代磚墻。這種結(jié)構(gòu)的墻體保溫性能好，尤其到了夏季或者溫室不需要保溫的季節(jié)，還可以將夾層中的松散保溫材料用風(fēng)機(jī)吸出，或直接從外層的護(hù)板下開洞使松散保溫材料從墻體中流出并集中存放，這樣日光溫室的墻體將變?yōu)橐环N由雙層透光圍護(hù)材料形成的保溫墻體，可完全克服后墻對(duì)溫室的遮光，大大提高了溫室內(nèi)光照的均勻性，從而提高溫室生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)和商品性。

2.6 滑蓋溫室

滑蓋溫室從外形上徹底顛覆了日光溫室直立后墻和坡面后屋面的外形，將溫室的前屋面、后屋面和后墻光滑地過(guò)渡連接成為一個(gè)圓拱形不等屋面大棚的形狀（圖16）。從溫室前屋面保溫覆蓋材料的角度看，滑蓋溫室將柔性的保溫被改變成為剛性的弧形蓋板，通過(guò)滑動(dòng)蓋板覆蓋或揭開溫室的采光面，實(shí)現(xiàn)溫室的白天采光和夜間保溫。

圖16 滑蓋溫室

這種溫室結(jié)構(gòu)除了屋面的保溫蓋板能夠滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)采光屋面的覆蓋和揭開外，溫室的山墻也能部分地打開，上午提早打開東側(cè)山墻、下午延后關(guān)閉西側(cè)山墻，可有效延長(zhǎng)溫室的采光時(shí)間，增加溫室有效光照，尤其對(duì)提高溫室兩側(cè)山墻附近地面光照水平和光照均勻度都具有非常積極的作用（周長(zhǎng)吉，2016）。但由于這種溫室驅(qū)動(dòng)保溫蓋板和滑動(dòng)兩側(cè)山墻均需要機(jī)械傳動(dòng)，溫室的傳動(dòng)設(shè)備、溫室主動(dòng)儲(chǔ)放熱設(shè)備以及溫室的保溫板等設(shè)備和材料的成本較高（據(jù)測(cè)算，每667 m2溫室造價(jià)50萬(wàn)元左右），在很大程度上造成了推廣應(yīng)用比較困難。

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