韓城新型日光溫室構(gòu)造研究

樊二虎 孫曉婷 柳 丹 王 銳 于 宇

樊二虎，孫曉婷，柳丹，王銳，于宇，陜西省韓城市設(shè)施農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，郵編715400。

為了規(guī)范韓城市日光溫室棚體建設(shè)，根據(jù)《農(nóng)業(yè)部日光溫室發(fā)展的適宜地區(qū)及優(yōu)型結(jié)構(gòu)參數(shù)》，韓城市設(shè)施農(nóng)業(yè)服務(wù)中心對全市新型日光溫室進(jìn)行了構(gòu)造研究。

1 建設(shè)日光溫室氣候條件

農(nóng)業(yè)部關(guān)于發(fā)展日光溫室的適宜環(huán)境及優(yōu)型結(jié)構(gòu)參數(shù)要求：年日照時(shí)數(shù)大于2200小時(shí)，其中冬半年日照時(shí)數(shù)大于1000小時(shí)；年輻射總量 5000MJ·m-2·a-1以上，其中冬半年輻射總量 2300MJ·m-2以上。 年積溫在 2000～5500℃，年平均溫度5.5～15℃?？諝庀鄬穸葹?0%～70%，年降水量低于1000mm，尤其冬季降雪少。風(fēng)速低于8m/s，特別是冬季風(fēng)速低于3m/s。土壤、水、空氣無污染；地下水位低；水源充足；空氣中含氧量在15%以上。地形平坦或向陽坡地，交通便利又不在交通干線兩側(cè)。

參照農(nóng)業(yè)部的相關(guān)參數(shù)要求，全市的氣候條件基本滿足了發(fā)展日光溫室的條件。韓城市處于暖溫帶半干旱區(qū)域，屬大陸性季風(fēng)氣候,四季分明，氣候溫和，光照充足，雨量較多。年平均氣溫13.5℃,年極端最高溫42.6℃，年極端最低溫-14.8℃，≥0℃積溫5035.1℃，≥10℃積溫為4626℃。年平均降水量559.7mm，雨量不均，多集中于7、8、9月份。無霜期208天，日照時(shí)數(shù)2436小時(shí),太陽輻射總量5075.11MJ·m-2·a-1，生理輻射量為 2537.55MJ·m-2·a-1。 風(fēng)速多年平均2.5m/s，大于五級(jí)的風(fēng)，一年中主要集中在春夏兩季。龍門一帶風(fēng)速較其它地方明顯偏大，年平均風(fēng)速在4m/s以上。風(fēng)向頻率最高的為北東向、北北東向。

2 新型日光溫室構(gòu)造參數(shù)

2015年，全市龍潤園區(qū)建成新型日光溫室（見圖 1、圖 2）12座，通過 2016—2018年 3年實(shí)際生產(chǎn)，各項(xiàng)性能和指標(biāo)表現(xiàn)突出。

圖1 日光溫室結(jié)構(gòu)平面圖

2.1 主體尺寸 日光溫室東西外延100m，內(nèi)凈落長度88m；南北寬外延17.86m，內(nèi)凈落寬度11.64m；日光溫室棚間距4m（前棚后墻基部與后棚前沿距離），棚內(nèi)脊高4.6m。

2.2 建造步驟

1）丈量規(guī)劃，定點(diǎn)放線。對日光溫室進(jìn)行定點(diǎn)放線后，就地碾壓后墻、山墻地基，碾壓地基寬8m。

2）堆土碾壓，切削墻體。就地取日光溫室地平面土，下挖0.8m。墻體每填土0.5m進(jìn)行一次碾壓夯實(shí)，共碾壓6～7次。后墻基部寬5.8m，上部寬2m，墻垂直高度4.6m(相對于室內(nèi)地面)；山墻基部寬5.5m，頂寬2m，垂直高度4.8 m(相對于室內(nèi)地面)。墻體達(dá)到要求后用挖掘機(jī)切削出墻體，后墻外坡度53°，內(nèi)坡度71°，山墻外坡度 45°，內(nèi)坡度 66°。

3）地面灌水、沉實(shí)整平。墻體建造好后，室內(nèi)地面進(jìn)行灌水、沉實(shí)、整平。

4）夯實(shí)基礎(chǔ)、架設(shè)結(jié)構(gòu)件。基礎(chǔ)下挖0.75 m，夯實(shí)地基，設(shè)置兩塊紅磚作為基礎(chǔ)。埋入結(jié)構(gòu)柱后，下部回填夯實(shí)。見圖1、圖2。

①立柱：采用截面上寬110mm、下寬130 mm、高65mm的混凝土預(yù)制空心柱，內(nèi)置7根28#冷拔鋼絲，立柱由南向北出地高度分別為1.5m、3.1m、4.1m、4.6m，下埋 0.7m。

②后立柱：用于支撐后砌柱，接點(diǎn)位于后砌柱頂下50cm處，二者通過鋼絲連接固定，后立柱采用截面尺寸為上寬110mm、下寬130mm、高65mm的混凝土預(yù)制空心柱，內(nèi)置7根28#冷拔鋼絲，間隔1.6m設(shè)置1根，共56根，插地傾斜角度77°。

③后砌柱：采用截面長130mm、寬 65mm的預(yù)制水泥實(shí)心柱，內(nèi)置10根32#冷拔鋼絲，長 2m，埋入后墻土中 60～80cm，露出 1.2～1.4 m，后砌柱仰角35°。后砌柱設(shè)置間距1.6m。

圖2 日光溫室橫剖面圖

5）敷設(shè)后屋面。后砌柱上鋪設(shè)東西走向底膜鋼絲，規(guī)格為28#鋼絲，每間隔10cm設(shè)置1根，相互在后砌柱處連接，并固定在后砌柱上。底膜鋼絲上鋪設(shè)兩氈兩膜，再覆蓋50～100cm防寒土，覆土后形成后屋面坡度12°，兩氈兩膜前出后墻外沿80cm。見圖2。

圖3 日光溫室屋面采光角詳圖

圖4 日光溫室建筑立面圖

6）設(shè)置地錨，架設(shè)骨架。

2011年，時(shí)任美國總統(tǒng)奧巴馬簽署了《政府績效與結(jié)果現(xiàn)代化法案》，該法案提出一些新的要求，主要為：聯(lián)邦政府和部門績效計(jì)劃中要設(shè)定優(yōu)先績效目標(biāo)；對職位進(jìn)行分類，提升績效管理技能和能力；提交季度進(jìn)展報(bào)告，由白宮預(yù)算與管理辦公室審查；建立專門網(wǎng)站（www.performance.gov），讓績效結(jié)果公開透明；采取措施減少重復(fù)和過時(shí)報(bào)告[6]。

①大梁。采用Φ45熱鍍鋅鋼管，鋼管壁厚2.5mm，下設(shè)5個(gè)支點(diǎn)，用后砌柱、4根立柱以及前端入土固定，大梁長15m，形成屋面弧度23°,日光溫室屋面采光角26°（見圖3）。 前端埋入土中20cm，每隔3.2m設(shè)置1根 （見圖 4）。

②托管鋼絲與地錨。東西山墻外設(shè)地錨，每側(cè)60個(gè)，40#鋼絲牽拉。錨為兩塊紅磚，條形溝深埋1m，灌水沉實(shí)，鋼絲露20cm。大梁上方鋪設(shè)托管鋼絲，鋼絲采用東西走向，固定于大梁上，外固定于兩面山墻外設(shè)地錨，設(shè)置間距30～40cm。其中使用托膜管40～50根。

③托膜管。托膜管采用Φ25熱鍍鋅鋼管，鋼管壁厚1mm，鋪設(shè)于托管鋼絲上，后端固定在鋼絲上，前端埋入土中約20cm，每大梁間設(shè)置5根，間距64cm。

7）做好后墻保護(hù)。后墻采用500g/m2無紡布?xì)旨?0絲抗老化薄膜保護(hù)，膜上覆氈做好保護(hù)，防止日曬雨淋土方流失造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)。

8）鋪設(shè)保溫被、安裝卷簾機(jī)。

①保溫被。保溫被采用4kg/m2棉被，兩層耐老化黑氈，夾內(nèi)含拉力布的棉芯。

②防雨膜。棉被上覆專用抗老化防雪防雨膜，保護(hù)棉被。

③自動(dòng)卷簾機(jī)。卷簾機(jī)采用中卷式，型號(hào)8T-10T，電機(jī)2.5kW，5軸變速。卷?xiàng)U采用Φ75油桿，撐桿為10mΦ75油桿2根，撐開角度110°，前支點(diǎn)距棚前沿 2～2.2m。

9）敷設(shè)棚膜、防蟲網(wǎng)，留置放風(fēng)口。棚膜采用10絲EVA膜（三層擠壓消霧流滴膜），尺寸根據(jù)日光溫室具體面積確定，上下設(shè)置褲線，利于張力。放風(fēng)口設(shè)在棚體最高點(diǎn)向南延伸2～3 m處 （風(fēng)口處于人行道正上方），風(fēng)口膜徑寬2.5～3.5m，在棚內(nèi)間距7～8m設(shè)置放風(fēng)繩 1根，并用滑輪固定，放風(fēng)膜前后設(shè)置褲線，放風(fēng)膜下應(yīng)鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)，放風(fēng)膜覆在棚膜上方，前與大膜搭接30cm左右，后覆于防寒土上20㎝。前放風(fēng)口高度0.7m，敷設(shè)60目防蟲網(wǎng)。

10）地錨固定壓膜繩。棚膜敷設(shè)好后，壓膜繩壓在棚膜之上用于固定棚膜，壓膜繩間距每1.6m設(shè)置1根，前后設(shè)地錨進(jìn)行固定。

11）設(shè)置吊蔓鋼絲。每行立柱離地2m設(shè)東西走向主鋼絲，共5根，用28#熱鍍鋅鋼絲；主鋼絲上方每作栽畦上方設(shè)南北2根鋼絲，用10#熱鍍鋅鋼絲，用于生產(chǎn)中吊線（辣椒每作栽畦多設(shè)1根）。

12）水、電、路就位，投入生產(chǎn)。園區(qū)水、電、生產(chǎn)路均到位后，就可以投入生產(chǎn)了。棚內(nèi)生產(chǎn)灌溉采取分棚滴管模式。管理房采取磚混和灰色樹脂瓦結(jié)構(gòu)，每座12m2，外墻統(tǒng)一刷綠。

3 合理性分析

經(jīng)過在韓城的生產(chǎn)實(shí)踐，應(yīng)用該結(jié)構(gòu)溫室，蔬菜產(chǎn)量和效益突出。從3年的實(shí)踐來看，該棚型主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

3.1 棚體構(gòu)造合理 一是采光角合理。棚內(nèi)脊高4.6m，后砌柱仰角35°，屋面采光角26°。以冬至日為例，太陽直射光線至日光溫室的太陽高度角約為31°，使得溫室內(nèi)太陽入射角為33°，投射角為57°，較大程度的減少了太陽能的反射或逃逸，增加光通量。二是結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用。后砌柱、后立柱剛性足，排布較密（間距為1.6米），雖造價(jià)高，但抗疲勞性、抗老化性高，未見損壞現(xiàn)象。后屋面、后墻體成型后實(shí)現(xiàn)了三氈三膜和一氈一膜覆蓋，墻體雖已使用4年，但未見有滲水、沖刷痕跡。上風(fēng)口敷設(shè)鋼絲網(wǎng)，杜絕了風(fēng)口膜積水和膜破損。

3.2 蓄熱保溫性能突出 該日光溫室采取了加厚土墻（基部6m，頂部2m，墻高4.2m）和加厚棉被（4kg/m2），獨(dú)特的小后坡結(jié)構(gòu)，減少了后屋面和脊部對溫室采光的遮擋，使溫室的采光面積較以往大后坡溫室增大，后墻受光面積加大，日間能夠長時(shí)間接受光照蓄積更多的熱量用于夜間維持溫室溫度，在外界溫度-10℃情況下，棚內(nèi)溫度能夠保持在12℃，相比韓城其他日光溫室，溫度提高2～3℃。冬季棚溫高，利于延長放風(fēng)時(shí)間，棚內(nèi)相對濕度明顯降低。

3.3 透光性好 采用10絲EVA三層擠壓消霧流滴膜，透光率高且無滴水現(xiàn)象，有利于提溫降濕。

3.4 實(shí)用性強(qiáng) 棚體占地 1786m2（100m×17.86m），除去棚內(nèi)道路，實(shí)際作栽906m2（10.44m×86.8m）。設(shè)置作栽畦55行，每行寬1.6m（定植行距 0.6～0.7m，操作行 0.9～1m），適合大部分作物寬行栽培。設(shè)立南部立窗,將原來一坡式屋面改為了一坡一立式屋面，使棚內(nèi)南部空間高度提高到1.6m，使溫室南端空間能夠得到充分利用，也更便于人在該部分空間進(jìn)行生產(chǎn)操作。

3.5 造價(jià)適中，效益較好 根據(jù)所選材料的不同，日光溫室造價(jià)約為1000～1300元左右/延米。從近兩年市場效益來看，每座日光溫室年純收入7萬元左右，生產(chǎn)效益良好。

4 生產(chǎn)實(shí)例

2018年，新型日光溫室秋冬茬產(chǎn)量及效益指標(biāo)如下：

4.1 辣椒 12#棚種植品種為螺絲王，9月2日定植 （拉秧時(shí)間6月30日左右），株距35 cm，行距80cm，畝種植2300株，每棚種植3200株，單株結(jié)果數(shù)130～140個(gè)，平均單果質(zhì)量 42g，平均株產(chǎn)量 5.46kg，畝產(chǎn) 12600kg，棚產(chǎn)量17500kg，以平均價(jià)5元/kg計(jì)算，每棚收入8.75萬元。

4.2 番茄 6#棚種植品種為凱德968，10月2日定植（較正常推遲了1個(gè)月，預(yù)計(jì)拉秧時(shí)間2月底），株距 33cm，行距 80cm，畝種植 2500株，棚種植3500株，單株留穗6排，每穗平均4果，平均單果質(zhì)量167g，單株果重4kg，畝產(chǎn)量10000kg，單棚產(chǎn)量 14000kg，以 4.8元/kg計(jì)算，每棚單茬收入6.72萬元。下茬3月10日定植，6月30日拔蔓，單株留5排果。

（參考文獻(xiàn)略）