淮北地区新型材料日光温室设计与使用技术

李明

摘要 20世纪80年代我国日光温室诞生于辽宁省，进入90年代后，开始大规模推广。近几年，随着产业结构调整、农业企业资金不断注入以及政府扶持力度不断加大，各地开始建造大量塑钢日光温室。而传统日光温室因建造成本低、保温效果好，仍然很受广大菜农的喜爱。本文介绍了淮北地区日光温室结构设计和使用技术，探讨了新型材料在日光温室中的应用，以期为日光温室建造和应用提供参考。

关键词 日光温室；设计要点；新型材料应用；安徽淮北

中图分类号 S625.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）13-0162-01

1 日光温室结构设计

为提高日光温室的采光、保温性能，必须要对其结构进行合理设计，如日光温室的方位、跨度和脊高、采光面、后屋面、缓冲间等。合理的结构设计可以保证其在严冬季节能够最大限度地采光、保温，满足农作物对光照和温度的需求。

1.1 方位设计

日光温室的方位主要是温室屋脊的走向。通常在设计温室时，为了利于其充分采光，要坐北朝南、东西延长。在具体的日光温室方位设计中，必须要结合当地实际情况进行针对性设计。在淮北地区建造日光温室时，由于该地区光照早，最佳方位为正南偏东5°左右。在设计过程中，要注意温室间距，以确保前栋温室不影响后栋温室的采光。

1.2 跨度和脊高

1.2.1 跨度。跨度指日光温室采光面底脚到后墙内侧的距离，直接影响日光温室的采光和保温效果。如果跨度过大，会导致前屋面角度变小，既不利于白天采光，也增加了散热面积，不利于夜间保温；如果跨度过小，虽然保证了采光和保温效果，但降低了土地利用率[1]。据相关研究发现，淮北地区日光温室跨度要根据当地最低气温确定。淮北地区最低温度为-9 ℃，温室最佳跨度为7～8 m。

1.2.2 脊高。脊高俗称高度，是指日光温室从屋脊到地面的垂直距离。在日光温室跨度一定的情况下，脊高如果过低，就会相应减小温室前屋面的角度、吸热面积和温室空间，不利于日光温室的采光和保温，无法满足农作物生长、发育的需要；如果脊高过高，则会导致散热面积增大，影响保温效果，同时还会增加温室的建造成本。因此，在设计日光温室脊高时，要根据温室的跨度进行确定。当跨度为6.5 m时，最佳脊高为2.8 m；当跨度为7.0 m时，最佳脊高为3.0 m；当跨度为8.0 m时，最佳脊高为3.4 m，……以此类推，确定日光温室的脊高。

1.3 采光面

在设计日光温室的过程中，最大限度地提高其采光率是日光温室设计的关键。在对日光温室进行采光面设计的研究中发现，日光温室前屋面以平面最佳，不僅采光量大，且采光均匀。但在实际应用中，这种类型的日光温室前端操作空间有限，且结构受力较差[2]。因此，必须要对日光温室采光面进行进一步优化设计，以当地在整个冬季室内所获得的最大太阳辐射量作为研究依据，依次确定采光屋面的性状、倾斜角度。总体来说，在淮北地区，日光温室采光面最佳的设计结构应为：采光面角保持22～23°，前屋面的坡度和弧度为上沿12～14°、中部22～23°、前坡26～30°、下沿70～80°。

1.4 后屋面

日光温室后屋面可放一部分草毡，以起到储热、保温的效果。同时，日光温室后屋面也是保温、采光设计的主要参数，尤其是后屋面的仰角设计。为了最大限度地保证日光温室的采光量，必须要合理设计其仰角，仰角过小会影响采光。通常，在对日光温室后屋面的设计过程中，必须要保证其仰角大于当地12月22日正午太阳高度角5～8°，以保证在冬季时阳光能充分照满日光温室的整个后墙，增加温室采光量。

1.5 缓冲间

在设计日光温室时，要加强对缓冲间的设计。通常要在日光温室的一端内设计4 m×6 m的缓冲间，以避免工作人员在出入温室的过程中，外界冷空气对温室内蔬菜等农作物造成不良影响。同时，缓冲间还能方便工作人员休息，也可用于放置所需要的农具。

2 日光温室中新型材料的应用

2.1 采光面外覆盖物

我国传统的日光温室采光面覆盖物为草苫，其具有一定的保温效果，但并不理想，大致范围为4～6 ℃，最高保温为10 ℃，虽然具有一定的经济性，但在使用过程中草苫极容易吸水、重量大、不耐久、污染棚膜。近年来，随着新型材料的出现，如利用纸被+草苫、双层充气膜+保温被，可进一步提高日光温室的保温效果[3]。并且这种新型保温材料在应用过程中除了具有良好的保温效果外，还具有质轻、成本低、经久耐用、工厂化生产等特点。

2.2 日光温室墙体

日光温室墙体主要包括山墙和后墙，是温室的结构承力部件和夜间保温的关键。通常，日常温室墙体结构主要包括干打垒、堆土、砖、替代砖、符合异质墙体等。结合淮北地区的气候特点，日光温室墙体的电热阻>1.5 m2·k/W，荷载满足于650 Pa风压、294 Pa雪压、140 mm/h排雨量和0.15 kN/m2。在研究中发现，如果采用砖砌墙，要保证厚度为70～80 cm，并用土将中间填实；若采用土墙，其厚度就要保持在80～100 cm之间；而采用钢结构架新型保温材料制成的墙体则具有最大的优势，不仅满足所有的荷载要求，还具有极好

的保温效果[4]。

2.3 室内覆盖物

在日光温室内，地膜、无纺布、小拱棚、中棚、反光膜等都具有一定的保温效果。研究发现，使用3层覆盖膜较2层覆盖膜增温3 ℃左右，2层覆盖膜较单层覆盖膜增温2.5 ℃左右。并且日光温室在保温的过程中，单用保温幕、浮动覆盖，具有较好的整体保温效果；单用地膜、小拱棚、中棚时，局部保温效果较好。

2.4 防寒沟

在日光温室的东、西、南侧应增置防寒沟，并在温室外侧加贴1排泡沫塑料板，使其厚度保持在10 cm之内，以有效阻断温室与外界进行地中传热，达到保温效果。

3 结语

综上所述，为最大限度地提高日光温室的采光效果和保温效果，满足蔬菜生产和发育需求，必须要结合当地的气候和光照条件不断优化日光温室结构设计。并在此基础上，加强新型材料的应用，提高日光温室的保温效果。

4 参考文献

[1] 樊平声，冯伟民，苗彩霞，等.淮北地区新型材料日光温室设计及使用技术[J].江苏农业科学，2012，40（11）：382-384.

[2] 李南南.大跨度日光温室新型材料的应用及研究[J].黑龙江科技信息，2011（20）：261.

[3] 张立芸，徐刚毅，马承伟，等.日光温室新型墙体结构性能分析[J].沈阳农业大学学报，2006（3）：459-462.

[4] 尚和玉.日光温室的新型材料骨架[J].农村实用工程技术，1994（6）：8.