傳統(tǒng)上,溫室主要用于瓜果、蔬菜、花卉、中草藥以及食用菌等園藝作物的生產(chǎn),并且在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間里,園藝作物生產(chǎn)依然是溫室的最主要用途。但是隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的飛速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步,溫室的用途也在不斷拓展,溫室已經(jīng)開(kāi)始用作生態(tài)餐廳、花卉展銷、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖甚至昆蟲(chóng)養(yǎng)殖等,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。隨著人們消費(fèi)觀念的改變以及社會(huì)發(fā)展的需要,溫室的用途還將進(jìn)一步擴(kuò)大,延伸到日常生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。
一、溫室的類型及其特點(diǎn)
按不同的分類方法,溫室可分為各種不同類型,以下分別加以詳細(xì)地介紹。
(一)按溫室立面造型分類
1.單坡面溫室
僅屋脊一側(cè)為采光面的溫室稱為單坡面溫室。單坡面溫室又可根據(jù)前坡與后坡的投影長(zhǎng)度比例劃分為1/2式、2/3式、3/4式、全坡式等幾種。單坡面溫室屋脊東西向,坡面朝南,北面用磚墻承重、保溫,在屋面設(shè)有葦箔、草簾保溫。屋面用玻璃覆蓋材料,采光、保溫、抗風(fēng)性能較好,一般跨度為6米左右。夏季采用竹簾遮陽(yáng),冬季采用管道煤火加溫,主要用于北方冬季蔬菜或花卉越冬生產(chǎn)或春季提前育苗。采光面投影寬度占溫室跨度的比例越大,溫室內(nèi)的光照越均勻,一年四季溫室內(nèi)的固定陰影區(qū)越小,但溫室的保溫性能也越差。由于建造費(fèi)用高,保溫尚不足,在北方冬季不加溫時(shí),單坡面溫室不能滿足一般無(wú)土栽培作物生產(chǎn)要求。
2.雙坡面溫室
屋脊兩側(cè)均為采光面的溫室稱為雙坡面溫室,雙坡面及側(cè)墻均為玻璃等硬質(zhì)透光覆蓋材料。雙坡面溫室的屋面型式可以是對(duì)稱人字型、不對(duì)稱人字型或折線型,其平面布局可以是單棟溫室,也可以是連棟溫室。根據(jù)跨度的不同,溫室結(jié)構(gòu)有門式鋼架結(jié)構(gòu)和桁架結(jié)構(gòu)等。相比單坡面溫室,雙坡面溫室室內(nèi)操作空間大,便于機(jī)械化作業(yè),所以發(fā)達(dá)國(guó)家絕大部分溫室為雙坡面連棟溫室,人均管理水平可達(dá)3000~5000㎡。此外,雙坡面溫室采光面積大室內(nèi)光照均勻,通風(fēng)降溫效果好,抗雪載能力強(qiáng),占地面積小,地面利用率高,凈空較高,栽培管理方便,可以實(shí)現(xiàn)大跨度,保證溫室內(nèi)的種植有效面積得到充分的利用。但雙坡面溫室的保溫比小,散熱面積大,冬季運(yùn)行采暖負(fù)荷大,在冬季嚴(yán)寒地區(qū)運(yùn)行成本高。其主要特點(diǎn)是溫室主體結(jié)構(gòu)采用熱浸鍍鋅表面防腐,單位面積用鋼量小,投資低,使用壽命長(zhǎng),溫室內(nèi)配置適宜的環(huán)境調(diào)控設(shè)施,主要用于南方科研蔬菜育苗或花卉越冬栽培。
3.Venlo型溫室
Venlo型溫室是一種小屋面雙坡面玻璃溫室,采用玻璃作覆蓋材料,其材料性能、價(jià)格比比較理想,透光率可達(dá)90%以上,而且透光率不隨時(shí)間衰減,只要不出現(xiàn)破碎,玻璃的使用壽命可達(dá)到20年以上。Venlo型溫室屋面全部采用小截面鋁合金型材,3. 2m小屋面跨度,用桁架支撐小屋面,形成室內(nèi)大空間,以便于機(jī)械化作業(yè)。Venlo型溫室除溫室透光率高外,鋼材用量小也是其一大特點(diǎn)。主體結(jié)構(gòu)只有跨度方向桁架、天溝和支柱采用鋼結(jié)構(gòu),而且由于屋面較小,集水面積不大,天溝也比較小巧,有的廠家甚至將天溝也做成鋁合金材料,這使溫室的用鋼量進(jìn)一步減小。Venlo型溫室屋面開(kāi)窗采用屋脊兩側(cè)間隔設(shè)置,但對(duì)于我國(guó)大部分地區(qū),由于夏季氣候炎熱,自然通風(fēng)很難滿足降溫需要,所以,Venlo型溫室在我國(guó)應(yīng)用還必須配置降溫設(shè)施。
(二)按平面布局和組合形式分類
1.單棟溫室
單棟溫室就是以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元作為一個(gè)獨(dú)立的子項(xiàng)進(jìn)行建設(shè),不需要排水天溝,雪荷載一般能自動(dòng)滑落,不會(huì)對(duì)屋面形成太大的壓力,在設(shè)有側(cè)窗通風(fēng)時(shí),夏季通風(fēng)降溫效果好。但是,由于單棟溫室群占地面積大,溫室表面大,所以冬季生產(chǎn)散熱量大,室內(nèi)溫度、濕度均勻性差。
2.連棟溫室
為了降低造價(jià),增大溫室規(guī)模,提高土地利用率,將兩棟或兩棟以上的單棟溫室在屋檐處連在一起,去掉中間隔墻,加上天溝等就構(gòu)成了連棟溫室。連棟溫室造價(jià)低、占地少、保溫性好、便于操作管理,但通風(fēng)換氣效果較差,特別是室內(nèi)種植高大植株之后更差,需要通過(guò)天窗與側(cè)窗間的自然換氣或增設(shè)機(jī)械強(qiáng)制換氣,必要時(shí)夏季增設(shè)濕簾風(fēng)機(jī)降溫。連棟溫室可分為以下幾種。
(1)雙層充氣膜普通型連棟溫室 為鋼管及冷彎型鋼組合式拱型框架結(jié)構(gòu)?缍8~10m,頂高4.5~6m,肩高3.0~4.5m,間距4~5m;覆蓋材料全部為雙層充氣薄膜,內(nèi)外膜均為長(zhǎng)壽無(wú)滴膜。我國(guó)大部分地區(qū)大陸性氣候強(qiáng),冬季寒冷、夏季炎熱,靠自然通風(fēng)降溫的連棟溫室,以3~5連棟為宜。
(2)大型玻璃連棟溫室為Venlo式框架結(jié)構(gòu)。溫室結(jié)構(gòu)形式為天溝連接多跨連棟,溫室屋面設(shè)計(jì)傾斜角度為20°,跨度9. 6m,間距4~5m,肩高3. 5~4. Sm,頂高4.5~6m;溫室框架結(jié)構(gòu)主要由基礎(chǔ)、立柱、天溝、鋁合金檁條、門、電動(dòng)式天窗等部件組成;覆蓋材料為國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)4mm浮法玻璃,正常使用壽命25年,抗結(jié)露;最大排雨量140mm/h,抗震7級(jí)。設(shè)有強(qiáng)制通風(fēng)或濕簾風(fēng)機(jī)降溫的溫室,連櫟數(shù)不限,但棟長(zhǎng)以40-50m為宜,此時(shí)通風(fēng)降溫設(shè)備利用率高, 較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
(3)智能型連棟溫室 隨著無(wú)土栽培
生產(chǎn)的現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化,我國(guó)現(xiàn)代化的大型連棟溫室,特別是大型連棟塑料溫室得到了迅速發(fā)展。連棟溫室跨度8~10m,頂高4.5~6m,肩高3~4. 5m,間距4~5m,多采用異型薄壁型鋼、熱浸鍍鋅,卷簾或轉(zhuǎn)軸齒條開(kāi)閉天窗、側(cè)窗,覆蓋材料頂部為雙層空氣薄膜,陽(yáng)面墻和側(cè)墻為中空雙層PC板(陽(yáng)光板),抗風(fēng)墻為壓制復(fù)合板;配天窗系統(tǒng)、水簾風(fēng)機(jī)降溫通風(fēng)系統(tǒng)、遮陽(yáng)保溫幕簾系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、滴灌及控制系統(tǒng)等環(huán)境調(diào)控裝置;通風(fēng)、降溫、加溫、遮陽(yáng)、保溫、灌溉施肥等實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。高檔溫室還實(shí)現(xiàn)了微電腦溫度、濕度、光照、C02濃度、營(yíng)養(yǎng)液溫度、離子濃度等數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲(chǔ),超限報(bào)警,以及以光照量為基準(zhǔn)的智能化變溫管理等溫室綜合環(huán)境智能化控制,可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效栽培。智能型連棟溫室一次投資與運(yùn)行管理費(fèi)用較高,特別是華中以北地區(qū),冬季采暖費(fèi)用高,一般用于專業(yè)化、集約化、創(chuàng)匯農(nóng)業(yè)或特殊品種無(wú)土栽培的溫室或試驗(yàn)示范溫室。
(三)按溫室側(cè)墻(山墻)的形式分類
1.直壁溫室
直壁溫室的側(cè)墻或山墻都是直立的。
2.斜壁溫室
斜壁溫室一般在側(cè)墻或山墻向地面傾斜,由于側(cè)壁的傾斜,特別有利于抵抗風(fēng)荷載,可形成溫室圍護(hù)墻體的空氣隔熱層,對(duì)提高溫室的總體保溫性能和室內(nèi)環(huán)境的均勻性非常有利。為獲得斜壁溫室的抗風(fēng)效果,在直壁溫室上輔加斜拉索,在生產(chǎn)中使用也有很好的效果,但在斜拉索處必須有明顯的標(biāo)識(shí),以免給生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。
(四)按溫室屋面形式分類
1.拱圓頂溫室
拱圓頂溫室一般采用半圓或合理拱軸線屋面形式。這種溫室受力合理,用材少,因而得到普遍采用。因?yàn)槲菝嫫露容^緩,在溫室屋面任何地方開(kāi)窗對(duì)溫室的通風(fēng)影響都不太大,而且開(kāi)窗機(jī)構(gòu)的齒條也不會(huì)過(guò)長(zhǎng),有利于開(kāi)窗機(jī)構(gòu)的平衡傳動(dòng)。
2.尖屋頂溫室
當(dāng)尖屋頂溫室屋面坡度在15℃以上時(shí),冬天有利于大部分積雪直接滑落,夏季有利于溫室通風(fēng)和室內(nèi)環(huán)境的均勻分布,但由于溫室體形加大,冬季散熱量加大,溫室骨架用材也相應(yīng)增大。如果在室內(nèi)天溝以下設(shè)置水平保溫幕,在冬季溫室的散熱面積將與拱圓屋面溫室基本相當(dāng),再通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,其總體用材量也能夠達(dá)到其他溫室的水平。
3.鋸齒形溫室
鋸齒形溫室為垂直立窗,通風(fēng)窗在天溝處,開(kāi)窗面積較大,在一定程度上減輕了暴雨對(duì)溫室排水的壓為,但屋檐天溝處的防水必須特別注意,需防止天溝溢流將雨水排進(jìn)溫室。
4.屋脊窗溫室
屋脊窗溫室為垂直立窗,通風(fēng)窗在屋脊處,開(kāi)窗面積較小。垂直立窗夏季通風(fēng)時(shí),一般窗口設(shè)有防蟲(chóng)網(wǎng)。從通風(fēng)效果看,由于溫室熱空氣總是向上運(yùn)動(dòng),而且屋脊處外界風(fēng)力對(duì)屋面的負(fù)壓力也較大,因此,在同樣開(kāi)窗面積的條件下,屋脊窗的通風(fēng)能力要比其他通風(fēng)窗強(qiáng)。
【五)按主體結(jié)構(gòu)材料分類
現(xiàn)代溫室主體結(jié)構(gòu)材料基本是鋼和鋁合金。
1.全鋼結(jié)構(gòu)溫室
全鋼結(jié)構(gòu)溫室前屋面和后屋面承重骨架為整體式鋼筋(管)桁架結(jié)構(gòu),或用熱浸鍍鋅鋼管通過(guò)連接縱梁和卡具形成受力整體,后屋面承重部分或成直線,或成曲線,室內(nèi)無(wú)柱。
2.鋁合金結(jié)構(gòu)溫室
鋁合金結(jié)構(gòu)溫室框架全部采用熱鍍鋅矩形管、C形管,屋頂椽子、天窗均用鋁合金,四周配有鋁合金推拉窗和固定窗,玻璃為5mm浮法玻璃,透光性極好,也可安裝通風(fēng)機(jī)和外遮陽(yáng)幕?缇6~10m,間距3m,檐高2.25m,脊高3. 6~4m,可任意連棟。
(六)按覆蓋材料分類
1.軟質(zhì)覆蓋材料溫室
以塑料薄膜為覆蓋材料的各種單層、雙層塑料溫室,有單棟或連棟塑料溫室、日光溫室等。使用壽命在3年以上,一般不少于2年。
2.硬質(zhì)覆蓋材料溫室
硬質(zhì)覆蓋材料溫室包括玻璃板溫室、PVC板溫室、PE板溫室、PC板(單層陽(yáng)光板、雙層陽(yáng)光板、波浪板等)溫室、玻璃鋼板溫室等。
(1)玻璃溫室 以玻璃為透明覆蓋材料的溫室統(tǒng)稱為玻璃溫室。玻璃溫室的最大優(yōu)點(diǎn)是透光率好,可達(dá)95%,而且穩(wěn)定性好,不受時(shí)間影響;缺點(diǎn)是較重、易碎、保溫性能差、運(yùn)行成本較高。適用于年溫差較小、陰雨多、日照短的地區(qū)。
(2)片材塑料溫室 其覆蓋材料為硬質(zhì)波紋板或硬質(zhì)多孔結(jié)構(gòu)板,波紋板厚度1mm左右,多孔結(jié)構(gòu)板有雙層和三層結(jié)構(gòu),厚度為8~20mm,使用壽命一般在10年以上。由于硬質(zhì)板一次性投資較大,為降低造價(jià),大部分溫室生產(chǎn)者將硬質(zhì)塑料板與柔韌卷材塑料膜結(jié)合使用。~般溫室側(cè)墻用硬質(zhì)板材,屋面用塑料薄膜。由于硬質(zhì)板材抗沖擊能力強(qiáng),作為溫室的側(cè)墻,對(duì)生產(chǎn)中的意外撞擊和碰撞有很強(qiáng)的承載能力,輕微的日常撞擊不會(huì)對(duì)溫室造成局部損傷或破壞。
(3) PC板溫室 PC板即聚碳酸酯板,PC板溫室的外觀基于荷蘭Venlo型玻璃溫室,跨度8~9m,開(kāi)間3~4m,肩高3.8m。PC板有單層、雙層中空及三層中空3種結(jié)構(gòu)形式,PC板溫室綜合了雙層充氣膜溫室和玻璃溫室的優(yōu)點(diǎn)于一身。用PC板做覆蓋材料的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度好,抗沖擊能力強(qiáng),能抵御結(jié)露(防結(jié)露涂層工藝)和人為破壞;壽命長(zhǎng)達(dá)15年以上;透光率好,達(dá)92%;內(nèi)部空間寬敞,結(jié)構(gòu)輕便;暖氣管加熱,布置于地溝下,保溫性能好;“幾”字型材料做檁條,可有效處理冷凝水排放,節(jié)能。由于PC板有上述諸多優(yōu)點(diǎn),因此應(yīng)用范圍較廣,多用于高檔溫室。
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