周长吉

2016年3月29日～4月1日，借《永清县“十三五”农业农村发展规划》调研的机会，笔者走访了河北省永清县全县的设施农业园区和基地，看到了永清县在日光温室多方面的技术创新。现汇总成稿，供业内交流。

日光温室结构革新

廊坊40型温室

廊坊40型日光温室结构（图1）是在学习借鉴山东寿光五代温室的基础上发展而来的。温室墙体结构沿用了山东寿光下挖式机打土墙的形式，由于机打后墙用土，温室自然为半地下室建筑，室内外地面标高相差500～800 mm，墙体厚度为下部5～6 m，上部2～3 m。温室的总体尺寸和寿光温室相差无几，跨度9～10 m，脊高3.5～4.0 m。与寿光温室不同的是温室前屋面没有采用“琴弦式”结构，直接用主拱架支撑屋面，室内无立柱，仅在紧靠后墙的位置设置一道钢筋混凝土立柱支撑后屋面。由于取消了室内立柱，在温室内的生产操作更加方便。根据当地人员的介绍，此类温室之所以称为“廊坊40型”，一是该温室在北纬40°区域建设，冬季不加温可越冬生产果菜；二是为了宣传廊坊。

为解决下挖式日光温室前部采光不足的问题，有些园区采用了室内外同高程的建设方案。温室墙体用土不仅从温室地面取得，也从温室室外地面取得，使日光温室之间的露地地面形成台地或平地（图2）。其中在台地上还种植了果树（葡萄），使温室之间的露地得到有效利用。总体来讲，由于建造墙体取土，使温室的地面标高低于路面标高，温室场区设计中应重视温室区的排水问题，否则，夏季暴雨天气时温室区很容易形成积水，影响温室的生产和结构安全。

“几”字形屋面骨架

“几”字形屋面骨架在很多地方的日光温室中都有推广应用，但这里的“几”字形屋面骨架是一位当地的年轻人自己琢磨出来的，并自己建设了生产加工线，用镀锌钢带通过组合滚轮一次成型（图3）。屋面拱架采用几字形单管结构（图4），拱架的纵向连接采用了专用的连接件（图5），为增强单管结构的整体承载能力，设计中在屋脊部位增设了一道拉杆（图6）。温室室内无立柱，空间开阔，便于作业；全部钢结构热浸镀锌，防腐性能好；完全组装式，安装方便，施工周期短。

新型墙体结构温室

传统的土墙结构日光温室虽然可就地取材，建造费用低，但占地面积大，对土层的破坏严重，外观不美观，所以，永清的园区企业已经意识到这个问题，并积极创新寻找别样的日光温室墙体建造技术。图7是用砖墙外贴聚苯保温板的新型日光温室墙体结构。墙体厚度控制在500 mm左右，较传统的土墙结构温室墙体占地面积减少4.5～5.6 m，露地土地利用率提高1倍以上，且外观整洁，是永久性日光温室建设未来发展的方向。

温室加温技术

为保证室内温度，育苗用日光温室大都配置加温系统。在永清考察期间看到2种形式的温室加温系统：一是热水风机加温系统；二是热风炉加温系统。

热水风机加温系统

热水加温系统是在温室外设热水锅炉（图8a、图8c），每2栋日光温室共用1台锅炉。锅炉产生的热水通过管道送入温室，在温室的后墙上安装供回水管，在供回水管之间间隔安装热风机，供水管的热水接入热风机的进水口，并在热风机的盘管中流动，最后流出热风机的出水口，汇入温室加温系统的回水管（图8b）。热风机的背面安装有风扇（图9），当热水进入风机盘管后，开启风机吹风，将热水盘管中热水携带的热量转换为温室空气的热量，并通过风机吹送到温室，实现热水向热风的换热。事实上，温室供回水系统的管道也是热风机的支架（图10），这样可省去热风机的安装支架，节约投资。

由图8也可以看出，为了增强温室的保温性能，减少能耗，温室采用了室内二道幕和地面小拱棚双重保温的措施，在温室内前屋面底脚进风口还附加了一层保温膜，与室内二道幕保温膜形成封闭的保温系统。再加上温室前屋面室外保温被，应该说这种温室的保温系统已经做到了极致，对地面育苗，甚至苗床育苗都有借鉴和推广的价值。

热风炉加温系统

热风炉加温系统是将热风炉直接放置在温室内，风机与加热炉为一体结构。加热炉使用原煤为燃料，也可以使用型煤或生物质燃料。燃料加热炉膛内换热管，尾气从烟筒中排出室外；风机向炉膛内送风，并将炉膛内热量通过空气带出，输送到连接在加热炉出风口的送风管道，送风管道沿温室长度方向布置，管道上开有出风孔，可将热空气均匀送到温室的各个部位（图11）。为了减少排放尾气带走的热量，温室中的排烟筒应尽量加长。

相比热水风机加温系统，热风锅炉加温系统：①需要占用温室室内面积；②夜间给锅炉添加燃煤需要进入温室，操作不方便；③室内燃烧有发生一氧化碳泄漏的危险。但热风锅炉加温系统投资小，安装方便、快捷。

温室通风技术

前屋面开洞通风

廊坊40型温室除了在屋脊部位的通风口外，其他部位没有通风口。这种形式的通风口设置在冬季寒冷时节对提高温室的保温性能非常有利，但到了春夏季节，仅靠屋脊通风口通风换气，将难以满足温室的降温需要。为此，当地的农民到了春季室外温度稳定后用剪刀在前屋面距离地面0.5～1 m高的位置均匀地裁出圆洞通风口，直径一般在20 cm左右（图12）。该通风口结合屋脊通风口可显著增强温室的通风降温能力。随着室外温度的不断升高，一可以加密通风洞，二可以加大通风洞的直径，由此可进一步增强温室的通风能力。但由于该通风口没有闭合措施，在下雨和刮风的天气，无法控制向室内的灌水和倒风，所以，是一种不尽完善的通风方式。由于通风口剪开后无法封闭，所以，塑料薄膜一般也只能使用一季，到了秋季就必须更换塑料薄膜。这样做，虽然浪费了塑料薄膜（在塑料薄膜的选用上可选择厚度较薄的薄膜，在一定程度上也能节约投资），但可以保持塑料薄膜的透光性和流滴性，有利于温室的采光和保温，应该是一种值得提倡的做法。此外，温室前屋面通风无需增加任何设备，日常管理也不需要任何操作，尽管有环境控制不精准的缺陷，对于粗放的日光温室管理，基本能够满足生产需要，是一种廉价、简便的生产模式。

屋脊通风口设支撑网

在永清看到的屋脊通风和其他地区的没有多大差别，均是在接近温室屋脊位置沿温室长度方向设置。屋脊通风口的启闭有手扒缝方式和室内手动拉绳启闭两种方式。值得一提的是，为了避免温室屋脊通风口处积水，在通风口处专门设置了支撑网（图13）。这种做法可有效避免屋面通风口处塑料薄膜形成水兜，对保护塑料薄膜的使用寿命和保障温室结构的强度具有重要意义。对温室类似通风方式应大力推广应用。

温室湿帘风机降温系统

在连栋温室和砖墙结构的日光温室中为了越夏生产经常安装风机-湿帘降温系统，但在机打土墙结构日光温室上安装风机湿帘降温系统，笔者还是第一次看到（图14）。该温室在东部山墙安装了1台风机，在西部山墙安装了约1 m2的湿帘。看似已经组成了1套完整的风机-湿帘降温系统，但由于温室的长度将近100 m，不仅湿帘面积不足，而且风机的压力也不够，实际上，这套降温系统很难达到温室降温的目的。温室的管理者也证实了笔者的判断。建议在日光温室中设置风机-湿帘降温系统，一是要保证湿帘与风机之间的距离不宜超过50 m；二是湿帘的面积与温室的降温热负荷相匹配；三是风机的流量和压力要与湿帘的面积相匹配。只有做到以上3点，风机-湿帘降温系统方能正常工作，否则，形式上安装的设备，只能是浪费钱财。

屋面自清洁

日光温室冬季运行在北方地区由于降水量少、风沙多，表面尘土沉积较多，直接影响温室透光覆盖材料的透光率。人工定期清扫，不仅占用大量劳动力，而且操作也很不方便。在永清看到一种飘带除尘技术，值得大家学习和推广。这种技术，就是在温室前屋面上间隔设置一定数量两端分别固定在屋脊和前底脚的布带，布带的宽度10 cm左右，长度比温室前屋面弧长增加10%左右，间距以布带围绕上下固定点形成的弧形能相互重叠搭接为宜。在风力的作用下，飘带通过左右的运动而弹除温室塑料薄膜表面的尘土（图15）。这种方法不用人工作业，虽然可能会阻挡一定的温室采光，但通过增加温室全屋面的透光率，完全能够弥补飘带自身的遮光，而且飘带经常处在运动状态，不会在温室内形成固定的阴影。

日光温室建筑结构某些细节处理技术

细节决定成败，日光温室建设也是如此。延长日光温室的使用寿命、提高日光温室操作的便利性等都需要从细节做起。永清的一些做法很值得大家学习和推广。

土墙保护技术

土墙结构日光温室由于机打土墙的压实密度低，在长期的风吹雨淋中很容易风化、松软，由此造成日光温室结构坍塌的事故在全国范围内不乏实例。在考察永清县日光温室的过程中看到了几种土墙保护方法，值得学习和推广。

一种是用废旧塑料薄膜覆盖后墙，既充分利用了废旧棚膜，又防护了后墙被雨水淋洗，是一种资源节约、生态环保的有效措施。第二种是用无纺布覆盖温室山墙和后墙（图8a），这种措施容许少量降雨渗入墙体，但不会在墙体表面形成径流，从而保证了墙体表面不致风化和水土流失。无纺布覆盖墙面，可不用平整墙体表面，施工速度快，造价低。第三种是在墙体表面砌砖，形成永久性的墙体保护层（图16），这种措施虽然一次性投资较高，但一劳永逸，坚固耐用，外观美观，在一些永久建筑的示范园区内可推广应用。

日光温室上屋面台阶和坡道

安装和检修卷帘机、保温被和塑料薄膜，以及手动扒缝屋脊通风口的日常管理和操作等都需要温室管理者经常上到温室屋面，为此，在温室上设置屋面上人台阶或爬梯是日光温室的基本设计要求。大部分的日光温室屋面上人台阶设置在温室靠近门斗的山墙上，利用山墙的坡度通过调整台阶的宽度和高度，可实现山墙和台阶的有机统一。但对于温室前部较陡，或塑料薄膜包裹山墙的温室，从山墙上屋面将很不方便，为此，从后墙上屋面就成为了另一种选择。在永清看到2种屋面上人台阶的做法比较别样，图16是土墙温室利用后墙砖护坡做屋面上人台阶的一种做法，图17是新型砖墙温室在温室后墙外侧通过坡道过度到台阶的一种做法。

日光温室钢骨架底部保护技术

日光温室钢骨架在后墙和前底脚基础上的固定多采用和基础圈梁上预埋件焊接的方法，或直接将钢管埋入混凝土圈梁中的做法。这种做法简单、方便，但对镀锌钢构件的表面防护造成破坏，不利于延长钢构件的使用寿命，由此造成钢构件端部腐蚀引起温室结构失效的事例屡见不鲜。为了避免由于钢构件焊接而破坏其表面镀锌层的问题，在永清看到了一种用钢筋混凝土短柱基础替代基础圈梁的方法（图18）。这种方法是将镀锌钢结构拱架直接连接到安插在土壤中的钢筋混凝土基础短柱上，钢构件既不和土壤接触，也不与短柱焊接，完整保留了钢构件表面的镀锌防护层，而且也避免了土壤盐分对钢构件的日常腐蚀。这种做法在竹木结构的塑料大棚和日光温室中经常使用，但在钢结构的日光温室中却鲜有所见。值得注意的是这种做法钢结构拱架与混凝土短柱之间的连接必须确保牢固，否则可能会引起结构的变形甚至倒塌。

草裙保温技术

日光温室在冬季寒冷季节由于前屋面底脚处塑料薄膜密封不严，室内湿热空气通过塑料薄膜底脚缝隙不断渗出温室。当夜间保温被闭合后，透过塑料薄膜底脚缝隙渗出的湿热空气在受到保温被阻挡后湿空气中的水分大量凝结在保温被表面（对一些不防水的保温被可能会直接渗入保温被的保温芯），在与外界冷空气接触后很快会再结冰，致使日光温室保温被在第二天早晨无法按时卷起，或者在卷起过程中过多地增加电机减速机的动力、或者保温被表面冰碴会折断保温被的表面面材或芯材，不仅影响卷帘机、保温被的使用寿命，而且也影响温室及时采光。为此，增强温室前底脚的密封性和保温性，避免大量室内湿冷空气外溢形成保温被卷被轴与保温被冻结，在日光温室的实际生产中具有非常重要的作用。在永清考察期间看到一种使用草帘覆盖日光温室前底脚的保温技术（图19），该草帘白天平铺在温室室外地面，到了夜间，待保温被覆盖后，将草帘从地面拉起覆盖到保温被的外侧，可有效增强温室前屋面底脚的保温性能，避免保温被冻结。

盒栽蔬菜

当前日光温室蔬菜种植普遍存在效益下滑的问题。如何提高日光温室的生产效益，已经成为了影响未来日光温室能否可持续发展的重大课题。观光采摘和旅游农业的兴起，为破解这一难题提供了一条途径。让游客在学习农业科普知识和享受游览观光采摘的乐趣后，能继续亲手体验农业生产的过程和成果，将温室园区的现场游览体验进一步延伸到日常的家庭生活中，是一些游览者的诉求和期待。在永清的一个园区中看到了采用塑料盒种植叶菜的生产模式（图20），据介绍，这就是专门为满足这类游客而创新的栽培模式，种植盒内以草炭、蛭石、珍珠岩等做基质，游客在游览采摘完毕后，可以将整盒的还在生长中的蔬菜带回家继续种植，既干净，又卫生，游客可在家随时采摘、随时品尝，还能全过程了解蔬菜的生产工艺和生长要求，既学到了知识，又收获了产品，一举两得。