日光温室的设计与建造技术介绍

日光温室是一种我国自主研发的设施类型，由于能够充分利用太阳能，在我国北方大部分地区一般不需要额外辅助加温即可实现喜温果菜安全越冬生产，具有较高的经济、社会和生产效益，近年来得到了广泛的应用。日光温室已经成为保障我国北方地区冬季鲜食蔬菜的稳定供给、农民经济收入持续提高的重要手段。合理的设计和建造技术，是充分发日光温室优越光热性能的前提，

一般冬季室外特别冷，什么东西都长不了，那为什么日光温室在冬季还能够进行正常生产，而且还不需要额外的加温呢？它的原理是什么呢？

日光温室的能量来自于太阳辐射，夜间也是靠白天室内蓄积的太阳辐射热量来维持室内的温度。它之所以能够不需要加温实现冬季正常生产，主要是和它的结构有关。一个标准的日光温室是由保温蓄热的后墙、顶部北侧的保温后屋面、南向采光屋画、昼开夜盖的保温被构成。它的原理就是白天打开保温被，让太阳辐射尽可能多的透进温室内，使室内气温迅速上升并将热量蓄积在后墙和地面的土壤中，傍晚的时候，气温下降，关闭保温被减少热量的散失，并且靠墙体和地面土壤缓慢释放的热量，来维持室内的温度。一般情况下，规范的日光温室能够维持室内外20-30℃的温差，所以能够保障在不额外加温的情况下，实现果菜的正常生产。由于日光温室克服了连栋玻璃温室能耗大的问题，目前像日本、加拿大等国家也在模仿、研究我们的日光温室，这也是我国劳动人民，对世界温室产业做出的一个巨大贡献。

日光温室起源于辽宁的海城地区，在上世纪30年代，海城地区出现了“一坡一立式”，即一面坡加立窗的日光温室来生产新鲜蔬菜。自上世纪70年代起，随着塑料薄膜在农业上的广泛应用，直接推进了日光温室结构的发展和升级，将前屋面由折线形改为拱圆形，这个时期的典型结构类型有“感王式”和“鞍山型”，这两种温室的保温性能都很好，但是室内柱子很多，不利于机械化作业。在上世纪90年代，在山东地区和辽宁地区分别出现了以大跨度、厚土墙、地面下沉为特征的“寿光型”日光温室；和采用蓄热砖墙外加保温板的辽沈型日光温室，目前各地推广的日光温室大部分都源于这两种类型。

片花：从上世纪80年代末期，我国北方以日光温室为主体的保护地生产迅速发展起来，极大地缓解了冬季蔬菜的供应，广大农民也因此取得了巨大的经济效益，其中日光温室功不可没。日光温室主要是寒季生产的保护地设施。建造的场地适宜、方位有利、构型合理，温光效果才能好，这是获得良好的设施性能和高效益栽培的前提。

寿光型、辽沈型、鞍山型，这日光温室有好多类型啊，怎么分类呢？

什么型都是当地农业生产者自己起得名字，从专业角度上来说，我们基本按照日光温室的受力骨架类型和墙体材料类型上来进行区分。从受力骨架类型上，可以分成竹木结构的日光温室，就是用竹竿作为温室前屋面骨架；钢结构的日光温室，就是用钢筋、钢管焊接成桁架结构或者用几字钢等薄壁型钢作为温室前屋面骨架；钢木混合结构的日光温室，就是用钢结构和竹木结构混合使用作为温室前屋面骨架。另外就是从墙体材料上，可以分为土墙结构的日光温室，就采用挖掘机或干打垒的方式，用土砌筑日光温室的后墙；砖墙加外保温结构的日光温室，就是采用复合砌筑的方式，砌筑砖墙外贴保温板的形式作为温室后墙；以及发泡混凝土、聚苯乙烯砖等新型保温材料砌筑的日光温室。从技术发展的大趋势看，采用装配式热镀锌钢骨架作为受力结构，采用复合砖墙作为温室墙体的日光温室将是以后的发展方向。

建造日光温室，第一步应该先做什么呢？

首先要做一个设计，把日光温室的5个度确定下来。

什么是日光温室的5度啊？

就是日光温室最重要的5类结构参数，即温室的跨度、高度、前后屋面角度、墙体的厚度、后屋面的水平投影长度。这5类参数是相互影响的，共同决定了温室的性能。

跨度是指日光温室南侧底脚至北墙之间的宽度。目前我国北方地区，特别是北纬40°以北的寒冷地区，日光温室的跨度大多在8-9m之间，可以保证作物有较为充裕的生长空间和较为便利的作业条件。在北纬40°以南的冬季气温较高的地区，为了增加温室的有效种植面积，可以将温室的跨度适当增加到10-12m。

前后屋面角度，是包含前屋面角度和后屋面角度两个参数。前屋面角是指从日光温室南侧底脚至屋脊最高点的连线与地平面的夹角。前屋面角是否合理，对于温室的采光具有重要作用。前屋面角的确定方法是和建设地所在纬度是有紧密关系的，一般在北纬40°以南地区，日光温室前屋面角度取26-29°、北纬40°地区，取30°；北纬40°以北地区，取31-33°。

后屋面角指的是温室后屋面与水平面的夹角，它决定了屋脊与后墙的高差。后屋面角最好要大于当地冬至日太阳高度角7-8°，后屋面角一般取40-40°。

一般日光温室要建多高呢？

高度，是指日光温室屋脊至地面的距离。一般情况下当日光温室的跨度、前屋面角度确定了，温室的高度基本也就确定了。以8m跨的温室为例，在北纬40°以南地区，日光温室高度取3.5-4m之间、北纬40°地区，取4m；北纬40°以北地区，取4.1-4.4m之间。

日光温室的保温效果一定跟墙体的厚底有着密切关系的？那应该多有比较合适呢？是不是越厚越好呢？

墙体厚度，墙体是日光温室的重要组成部分，不仅起承重、隔热的功能，也起着蓄放热量的功能，即白天蓄积热量，晚上释放热量。根据这个特性，最好采用复合模式来砌筑日光温室，即内侧选用蓄热系数大的建筑材料，外层选用导热小的保温材料。墙体的厚度是和冬季室外温度有关，室外温度越低，相应的墙体厚度就越大。目前通常采用37砖墙或50砖墙外贴250px厚、密度为20kg/m3的聚苯板的做法，这种墙体的优势是寿命长、性能好，缺点是砌筑费用稍微有点贵。所以有些地区的农业种植者，选用土墙作为温室的墙体，土墙的厚度也不是越厚越好，从蓄热的角度来说1m厚就足够了，但从保温的角度来说，还要在增加到2-3m左右。土墙的优势是造价低、性能也不错，但缺点同样很明显，就是在降雨量比较大的、土质黏结力不好的地区，土墙容易坍塌。

后屋面水平投影长度主要是反映后屋面的长短，在寒冷区域，后屋面水平投影长度一般取温室跨度的20%；在气温较高的地区后屋面水平投影就适当短一些，控制在1米左右，有时甚至可以取消后屋面。

建造日光温室建造的流程

尺寸出来以后，我们首先要选址、布局，然后平整土地，开始放线、建造地基、砌筑墙体、安装骨架、建造后屋面、挖防寒沟、铺设薄膜、安装保温被和卷帘机。按照这一工序流程，一个日光温室才能建造起来。

日光温室的选址和布局需要注意什么。

选址要遵循四个原则，1是地形开阔，东、西、南三面无遮阳；2是地下水位要低，土质要疏松肥沃，没有盐渍化和其他污染；3是要避开风口、风道；4是供电供水便利，道路畅通。场地选择好后，要进行合理的规划布局，包括确定日光温室的方位、间距。温室的方位要求座北朝南，一般以正南比较多，在寒冷的地区可以适当南偏西5-10°，这样比较有利于下午温室内温度的积累。温室的前后排间距以冬至日上午10点，前排温室不对后排温室构成明显遮光为准，通常我们按照脊高的1.5-2倍来设置，在北纬40°以北地区，由于冬至日的太阳高度角比较低，前后栋温室的间隔要按照脊高的2.5倍来设置。

温室建造

我们首先要定好一根正南方向的线，再在这根直线上拉一条东西向的垂线，这就是温室的后墙线。然后根据设计温室的大小定出温室四角的角桩，并钉上木桩，作为标记。拉线并用白灰撒出后墙、两侧山墙及整个温室的线位。然后对场地进行平整，用水准仪找平每栋温室，确定正负零位。然后我们就可以砌墙了。

如果建设砖墙，就得做地基。墙体地基开挖宽度要大于墙体宽度500px，深度达到当地冻土层以下，用素土夯实，然后以体积比为2∶8的灰土夯实墙基，夯实高度在375px以上，并在墙基上面铺一层防水的塑料薄膜。温室基础用毛石或普通砖建造，用水泥砂浆砌成，然后再浇混凝土地圈梁，地圈梁配筋可直接在毛石或砖基础上扎钢筋骨架，在用混凝土浇灌地圈梁前，要对模板、钢筋尺寸进行检查，清除杂物，将模板浇湿润，分层浇灌，用人工捣实，保证无蜂窝麻面，浇捣完毕后，应将上部混凝土表面抹光，就可以砌砖了。砌砖前，要先将砖用水浸湿，在砌筑过程中每隔1m 砌一道横向拉墙，使内外两层连成一个整体，在墙的顶部作一层圈梁，按照骨架安装的位置，埋上预埋件。墙体砌筑时要砂浆饱满，勾好砖缝，山墙按照温室前屋面的形状砌成半拱圆形。砖墙砌好后，在外侧贴250px的聚苯板，密度要求在20kg/m3以上，最外面加一层钢丝网砂浆面层作为保护。这样一个砖加保温材料的日光温室墙体就砌筑完成了。

如果建设土墙，以前干打垒的施工工艺比较多，现在用的最多的是机打土墙的方式，就是用挖掘机、链轨式推土机进行机械化建造。首先把温室20-750px处耕作层的熟土取出来，堆放到温室南侧，待墙体建完后回填。然后用挖掘机取土筑墙，每增加750px用推土机反复碾压几遍，压紧夯实，一直建设到预定的高度，再用挖掘机切削成上窄下宽的形状，倾斜度在15度左右，然后在墙顶作一层圈梁。山墙和后墙连接处采用山墙包后墙的方式。为了保护土墙不受雨水的侵蚀，通常会在土墙外侧包裹一层旧棚膜或保温被，有时也会外砌一层砖墙进行保护。这种机打土墙的施工速度很快，1个作业机组一天可以完成1个100延米长的日光温室墙体。

墙体建造完成后，安装温室骨架，又需要注意什么呢？

骨架是日光温室的受力构件，骨架的选择和安装对温室结构的安全性非常重要，我们经常可以听到大雪把温室压塌的新闻，其中很大一部分就是骨架的承载力不够或安装不合适造成的。

如果采用钢结构骨架，除了部分薄壁型钢骨架可以预制外，大部分还是需要自行焊接的。一般骨架的上弦选用φ32或φ35镀锌钢管，下弦为φ12钢筋，中间用φ8或10钢筋作为腹杆拉花。骨架加工好后就可以安装了，将骨架的前端和温室前低脚位置上的预埋件相焊结，后端和后墙圈梁上的预埋件焊结，骨架间距可以设为1或1.2m一榀，骨架中间用3-4道镀锌钢管纵向通长连接，在屋脊处用50 mm×50 mm的角铁焊接纵向相联，角铁缺口朝向后屋面，在后屋面的东西方向上，也要焊2-3道角铁作为支撑。这样，整个钢结构骨架就安装完毕了，安装时要保证所有骨架的高度、角度应一致，焊接要牢固。

如果采用钢木混合结构的骨架，其中的钢骨架一般用钢管弯制而成，安装间距通常为3-4m，中间每半米用竹竿作为骨架。东西方向上，从骨架前端一直到后屋面，每30-1000px拉一道铁丝，这样增加骨架的整体稳定性，铁丝在山墙上汇集，连上地锚埋到土里。同时为了加强骨架的承载力，会在钢骨架下设2-3排柱子作为支撑。这种骨架的优势就是造价便宜，缺点就是竹竿每2-3年需要更换，须要经常维修。

骨架安装好了 下一步建造后屋面

后屋面主要是保温作用，因此对保温的要求比较高。后屋面的通常做法呢，是采用多层结构，从室内向室外，应该设有承重层、保温层和防水层。首先用50px的厚木板或混凝土板搭放在后屋面骨架上作为承重层，然后铺上30-1250px后的秸秆或炉渣作为保温层，外面再用水泥抹面、铺上防水卷材作为防水层。

现在新的做法呢是选用375px的轻质复合保温板直接铺设在后屋面上，保温板之间用建筑胶粘结。保温板上用水泥砂浆抹面，水泥砂浆上用防水卷材处理。这种保温性也比较好，而且施工简单。

后屋面施工的总体要求是，要保证整个后屋面顶部呈南高北低平缓的斜坡，坡面平整无缝，注意不能让雨、雪渗入后屋面。

在日光温室的前面会挖一个沟，那是干什么用的啊？

那是防寒沟，使阻隔温室内部的土壤向室外放热的。一般的做法是在温室前低脚外侧250px处，顺东西方向开挖深一个0.8m，宽0.3-0.5m的沟，将干草、旧岩棉等保温材料用旧棚膜包裹后埋入，有条件的，也可紧挨前脚内侧挖750px宽、深大于当地冻土层的沟，将塑料泡沫板用薄膜裹住并作防水处理后埋入沟内，这样就可以起阻隔热量散失的作用。

塑料薄膜安装

我们要选用透光性好，抗老化的无滴膜作为温室前屋面的棚膜。在安装时，采用3块薄膜覆盖的方式，在前屋面骨架的顶部和前底脚，覆盖2块小薄膜，中间覆盖1块大薄膜，两块膜的连接处可扒缝通风。膜东西向长度要比温室长2米，南北向宽度要按照前屋面骨架的弧长，多60-2000px，就是在两块膜的搭接处，留30-1000px的重叠。

安装时应该选择无风晴天的上午，从骨架前底角处，先覆盖1.5m的薄膜，下部留750px宽，以备埋入土中固定，东、西方向拉紧膜后，用卡簧卡在山墙的卡槽内固定，将下部埋在土中。然后用同样的方法，将中间的那块大膜东西向拉紧，下方压在下面的薄膜上，重叠750px，将2块薄膜的活动侧每隔3-4m用细铁丝固定在骨架上。最后覆盖最上面幅宽1.5 m 膜，使其下边与中间薄膜重叠30 cm。铺设薄膜后用专用压膜线在各骨架间进行压膜、固定。这样覆膜工作也就完成了。

棚膜安装好后，还差最后一道工序，就是安装保温被和卷帘机。

保温被起着阻止温室夜间向外散热的作用，因此，选择好的保温被对提高夜间温室内的温度具有重要作用。在选择保温被上，应该找保温效果好、防水性能好、耐用、安装方便的。保温被一般是从温室前底角处开始安装，重量在1kg/m2的保温被，建议中间的卷轴用DN50的钢管，重量在2 kg/m2以上的保温被，卷轴的直径也要相应的增加。在卷帘机方面，现有后置上拉式、前置卷轴上推式、侧置卷轴上推式和轨道式四种类型，他们的安装方式各不相同，我们要根据温室的长、宽、高和保温被的质量，选择适宜的卷帘机的类型和功率，我们建议选用正规厂家生产的卷帘机，一方面质量有保障，另一方面有比较详细的安装、使用说明，我们可以直接根据安装说明，一步一步的组装卷帘机。