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摘要 本文针对河北省气候特点和蔬菜生产实际，提出了适宜河北省越冬生产果菜类蔬菜的高效节能温室设计原则、适宜的结构参数和建造要点，为河北省及相关气候区科学建设日光温室提供技术参考。
关键词 日光温室；设计；结构；建造
中图分类号 S625.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）08-0189-02
近年来，河北省新建了很多厚土墙日光温室用于冬季黄瓜、番茄等喜温蔬菜生产，由于各地在建造过程中简单照搬山东厚土墙半地下式日光温室模式，没有充分考虑当地的光照、温度、土层结构等自然条件和栽培作物的种类以及种植茬口，导致部分日光温室的性能无法满足喜温蔬菜生产的要求。笔者根据多年的蔬菜生产经验，针对河北省气候特点，提出了以下日光温室设计和建造参数。
1 结构特点
冬用型日光温室是指保温性好、能进行喜温性蔬菜越冬生产的温室。这类温室的墙体多为土墙（中南部地区采用高效蓄热保温材料的复合砖墙温室也可进行越冬生产）。这类温室的优点主要有以下2个方面：一是可以适应多种喜温蔬菜的越冬生产，如番茄、黄瓜、辣椒、茄子等。二是建造成本较低，如10 m跨度全钢架结构温室造价在120万～150万元/hm2，适于普通农户建造使用。近3年来，这种温室在全省范围内大面积推广，虽然提高了生产效率，但也暴露出了一些问题，一是墙体普遍过厚，土地利用率较低，一般在40%以下。二是结构稳定性较差，抗灾能力较弱。三是下挖过深，影响了温室南部作物生长，且极易造成涝害。
2 优化原则
优化和建造冬季使用的日光温室，应该遵循的原则主要有以下几项：一是合理采光原则。采光是日光温室建造过程中的重要参数[1-4]，是影响作物种植的重要因素。要根据温室建造地区的地理位置和气候特点，以采光理论为指导，合理科学地确定温室的高跨比参数。二是节省土地原则。在保证墙体蓄热保温性能的基础上尽量缩减气体的厚度，减少建筑设施的占地面积，提高土地的利用率。三是稳定抗灾高效原则。在建造温室的过程中，采用优质骨架材料和施工工艺，尽量不下挖或者少下挖，让温室的稳固性和抗灾能力增强，节约成本、提高效益。四是采取多项措施，增强温室的保温效果。如选用防雾流滴塑料膜、保温被等高性能保温覆盖物，并进行多层覆盖。
3 结构参数
3.1 走向及下挖深度
温室的朝向为坐北朝南，东西延长，方向正南或南偏西5°；长度60～120 m；冀北以外的地区为了提高冬季温室的温度，栽培床的深度可以适当增加0.5～0.8 m。当栽培床下挖时，必须配备相关的防洪排涝系统，以避免雨水倒灌，保证棚室的安全。栽培床下挖在地下水位较高、盐碱严重的地区不能进行，土墙主要采用客土建造，禁止为取土建造土墙而整体下挖。
3.2 跨度和脊高
温室的跨度和脊高根据地区不同也不同。冀北地区，温室的跨度不能小于7.5 m，不能超过8.0 m，脊高范围为3～4 m；冀中南地区，温室内跨度9～10 m，脊高3.6 ～5.0 m；冀东唐秦沿海地区，温室内跨度8～9 m，脊高3.3～4.5 m。温室棚面角度要合理，前屋面底角60°～70°，中部屋面角30°～40°，顶部屋面角10°～15°。
当温室的主要作用为育苗时，一般适当增大高度，以提高温高性能。不同骨架温室的高度以及相应的跨度指标可以参考气候相近地区，栽培床下挖的温室应选择该跨度相应的脊高上限值，原则上要保证骨架牢固、棚面不易积水。
3.3 墙体
3.3.1 墙体类型和结构。墙体的作用主要为承重、蓄热和隔热。墙体种类为夯实土墙和复合墙体。墙体最窄处的厚度最后超过当地冻土层1 m。一般夯土墙：顶部厚度不低于1.5 m，底部厚度不低于4 m，土墙内部倾角15°左右。冀北、冀东唐秦沿海地区，土墙上宽2.0～2.5 m，下宽4.5～5.0 m；冀中南地区，土墙上宽1.5～2.0 m，下宽3.5～4.5 m。在确保墙体蓄热保温性能和稳固性的基础上，尽量减少墙体占地、增大种植面积，提高土地利用率。温室土墙外部应有毛毡、薄膜等防雨保护层，应使用具有一定黏性的土壤或草泥建造土墙温室，并保证土墙碾压质量。在有经济实力的地区尽量建造砖土复合墙体，砖土复合墙体结构为内外24 cm厚砖墙，中间填充1.0～1.2 m厚夯实干土；蓄热泡沫砖墙体结构为外侧24 cm厚泡沫砖墙，内侧贴50 cm厚干土蓄热层。
3.3.2 建造时间。土墙在河北中部和南部于当地雨季过后至上冻前20 d建造，在河北北部春季开始建造。墙体均应在上冻时干透。复合墙体建造应避开雨季和土壤冻结期。
3.4 前后排温室间距
温室间距与各地的地理纬度有关，前后排温室完全不遮光的间距计算公式如下：温室间距=温室地上脊高×当地冬至日9：00的遮光率（其中保定为2.63）-后坡水平投影-后墙底宽由于冬至前后温室短时间少量遮光对温度影响较小，因此在间距设计上可适当放宽限制，一般前排温室最高点的水平投影与后排温室前缘的距离，以不低于最高点高度的2.3～2.5倍为宜，中南部取下限，北部取上限。
3.5 后坡
后坡具有一定的蓄热保温作用。各地后坡长度范围为1.5～2.0 m。建议在冬季寒冷的冀北地区，后坡水平投影长度为0.8～1.2 m。后坡仰角冀北地区30°～35°，冀中和冀南地区40°～45 °。
3.6 温室骨架
温室建造过程中，骨架可以选用全钢骨架、钢竹混合骨架、优质钢筋水泥预制骨架。在选用全鋼骨架或者钢竹混合骨架时，要用钢管拉杆或者钢丝横向进行固定。无论是钢结构还是水泥结构的骨架，在后坡、脊高处必须加设1～2排立柱，还可设置可移动的立柱，以增强温室的抗载能力。
3.6.1 骨架的荷载设计。骨架应承受草苫或保温被重量、卷帘机重量等恒载，雪荷载、操作荷载、作物荷载等活载。
3.6.2 常用骨架类型和规格。一是材料。钢管钢筋片架、钢架竹竿混合骨架。二是规格。钢管上弦：6〞钢管或寸管；钢管下弦：Ф12 、Ф14钢筋或4〞钢管；钢筋腹杆：Ф8～ 12钢筋或4〞钢管；钢管拉杆：4〞钢管或Ф2.7 mm热镀锌钢丝；钢架连接方式：传统方式多为焊接式，但焊点容易破坏镀锌层，无法避免生锈，最好的采用装配式卡具连接；拱杆间距：全钢骨架的钢架间距85～90 cm；钢竹混合骨架的钢架间距2.4～3.0 m，竹竿间距50 cm左右。
3.7 出入口
在靠近温室后墙的一侧山墙上留门作为固定出入口，门口宽度80～100 cm，高度1.6～1.8 m，土墙温室的门口内侧应用混凝土或砖等建筑材料加固。
在靠近温室一侧山墙的前屋面底角处，留活动出入口供机械进出，出入口宽度2 m左右，高度1.6～1.8 m。
3.8 工作间
在温室山墙门口外侧加盖一间房子作为工作间，以减缓低温季节开关门口引起的棚温下降，还可用来存放工具、产品等。工作间规格多为6～10 m2。
3.9 排水系统
前后2排温室之间及棚区道路两侧应建有排水沟。排水沟采用明沟，下面进行防水处理。建议按照当地20年一遇的降雨量，科学设计排水沟的宽度、深度、坡降以及各级排水沟的间距，防止雨季田间积水、损毁棚室。
4 参考文献
[1] 魏瑞江.日光温室低温寡照灾害指标[J].气象科技，2003（1）：50-53.
[2] 李天来.我国日光温室产业发展现状与前景[J].沈阳农业大学学报，2005（2）：131-138.
[3] 张亚红.日光温室空气湿度环境及除湿技术研究[J].宁夏农学院学报，2000（1）：32-36.
[4] 王静，崔庆法，林茂兹.不同结构日光温室光环境及补光研究[J].农业工程学报，2002（4）：86-89.
关键词 日光温室；设计；结构；建造
中图分类号 S625.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）08-0189-02
近年来，河北省新建了很多厚土墙日光温室用于冬季黄瓜、番茄等喜温蔬菜生产，由于各地在建造过程中简单照搬山东厚土墙半地下式日光温室模式，没有充分考虑当地的光照、温度、土层结构等自然条件和栽培作物的种类以及种植茬口，导致部分日光温室的性能无法满足喜温蔬菜生产的要求。笔者根据多年的蔬菜生产经验，针对河北省气候特点，提出了以下日光温室设计和建造参数。
1 结构特点
冬用型日光温室是指保温性好、能进行喜温性蔬菜越冬生产的温室。这类温室的墙体多为土墙（中南部地区采用高效蓄热保温材料的复合砖墙温室也可进行越冬生产）。这类温室的优点主要有以下2个方面：一是可以适应多种喜温蔬菜的越冬生产，如番茄、黄瓜、辣椒、茄子等。二是建造成本较低，如10 m跨度全钢架结构温室造价在120万～150万元/hm2，适于普通农户建造使用。近3年来，这种温室在全省范围内大面积推广，虽然提高了生产效率，但也暴露出了一些问题，一是墙体普遍过厚，土地利用率较低，一般在40%以下。二是结构稳定性较差，抗灾能力较弱。三是下挖过深，影响了温室南部作物生长，且极易造成涝害。
2 优化原则
优化和建造冬季使用的日光温室，应该遵循的原则主要有以下几项：一是合理采光原则。采光是日光温室建造过程中的重要参数[1-4]，是影响作物种植的重要因素。要根据温室建造地区的地理位置和气候特点，以采光理论为指导，合理科学地确定温室的高跨比参数。二是节省土地原则。在保证墙体蓄热保温性能的基础上尽量缩减气体的厚度，减少建筑设施的占地面积，提高土地的利用率。三是稳定抗灾高效原则。在建造温室的过程中，采用优质骨架材料和施工工艺，尽量不下挖或者少下挖，让温室的稳固性和抗灾能力增强，节约成本、提高效益。四是采取多项措施，增强温室的保温效果。如选用防雾流滴塑料膜、保温被等高性能保温覆盖物，并进行多层覆盖。
3 结构参数
3.1 走向及下挖深度
温室的朝向为坐北朝南，东西延长，方向正南或南偏西5°；长度60～120 m；冀北以外的地区为了提高冬季温室的温度，栽培床的深度可以适当增加0.5～0.8 m。当栽培床下挖时，必须配备相关的防洪排涝系统，以避免雨水倒灌，保证棚室的安全。栽培床下挖在地下水位较高、盐碱严重的地区不能进行，土墙主要采用客土建造，禁止为取土建造土墙而整体下挖。
3.2 跨度和脊高
温室的跨度和脊高根据地区不同也不同。冀北地区，温室的跨度不能小于7.5 m，不能超过8.0 m，脊高范围为3～4 m；冀中南地区，温室内跨度9～10 m，脊高3.6 ～5.0 m；冀东唐秦沿海地区，温室内跨度8～9 m，脊高3.3～4.5 m。温室棚面角度要合理，前屋面底角60°～70°，中部屋面角30°～40°，顶部屋面角10°～15°。
当温室的主要作用为育苗时，一般适当增大高度，以提高温高性能。不同骨架温室的高度以及相应的跨度指标可以参考气候相近地区，栽培床下挖的温室应选择该跨度相应的脊高上限值，原则上要保证骨架牢固、棚面不易积水。
3.3 墙体
3.3.1 墙体类型和结构。墙体的作用主要为承重、蓄热和隔热。墙体种类为夯实土墙和复合墙体。墙体最窄处的厚度最后超过当地冻土层1 m。一般夯土墙：顶部厚度不低于1.5 m，底部厚度不低于4 m，土墙内部倾角15°左右。冀北、冀东唐秦沿海地区，土墙上宽2.0～2.5 m，下宽4.5～5.0 m；冀中南地区，土墙上宽1.5～2.0 m，下宽3.5～4.5 m。在确保墙体蓄热保温性能和稳固性的基础上，尽量减少墙体占地、增大种植面积，提高土地利用率。温室土墙外部应有毛毡、薄膜等防雨保护层，应使用具有一定黏性的土壤或草泥建造土墙温室，并保证土墙碾压质量。在有经济实力的地区尽量建造砖土复合墙体，砖土复合墙体结构为内外24 cm厚砖墙，中间填充1.0～1.2 m厚夯实干土；蓄热泡沫砖墙体结构为外侧24 cm厚泡沫砖墙，内侧贴50 cm厚干土蓄热层。
3.3.2 建造时间。土墙在河北中部和南部于当地雨季过后至上冻前20 d建造，在河北北部春季开始建造。墙体均应在上冻时干透。复合墙体建造应避开雨季和土壤冻结期。
3.4 前后排温室间距
温室间距与各地的地理纬度有关，前后排温室完全不遮光的间距计算公式如下：温室间距=温室地上脊高×当地冬至日9：00的遮光率（其中保定为2.63）-后坡水平投影-后墙底宽由于冬至前后温室短时间少量遮光对温度影响较小，因此在间距设计上可适当放宽限制，一般前排温室最高点的水平投影与后排温室前缘的距离，以不低于最高点高度的2.3～2.5倍为宜，中南部取下限，北部取上限。
3.5 后坡
后坡具有一定的蓄热保温作用。各地后坡长度范围为1.5～2.0 m。建议在冬季寒冷的冀北地区，后坡水平投影长度为0.8～1.2 m。后坡仰角冀北地区30°～35°，冀中和冀南地区40°～45 °。
3.6 温室骨架
温室建造过程中，骨架可以选用全钢骨架、钢竹混合骨架、优质钢筋水泥预制骨架。在选用全鋼骨架或者钢竹混合骨架时，要用钢管拉杆或者钢丝横向进行固定。无论是钢结构还是水泥结构的骨架，在后坡、脊高处必须加设1～2排立柱，还可设置可移动的立柱，以增强温室的抗载能力。
3.6.1 骨架的荷载设计。骨架应承受草苫或保温被重量、卷帘机重量等恒载，雪荷载、操作荷载、作物荷载等活载。
3.6.2 常用骨架类型和规格。一是材料。钢管钢筋片架、钢架竹竿混合骨架。二是规格。钢管上弦：6〞钢管或寸管；钢管下弦：Ф12 、Ф14钢筋或4〞钢管；钢筋腹杆：Ф8～ 12钢筋或4〞钢管；钢管拉杆：4〞钢管或Ф2.7 mm热镀锌钢丝；钢架连接方式：传统方式多为焊接式，但焊点容易破坏镀锌层，无法避免生锈，最好的采用装配式卡具连接；拱杆间距：全钢骨架的钢架间距85～90 cm；钢竹混合骨架的钢架间距2.4～3.0 m，竹竿间距50 cm左右。
3.7 出入口
在靠近温室后墙的一侧山墙上留门作为固定出入口，门口宽度80～100 cm，高度1.6～1.8 m，土墙温室的门口内侧应用混凝土或砖等建筑材料加固。
在靠近温室一侧山墙的前屋面底角处，留活动出入口供机械进出，出入口宽度2 m左右，高度1.6～1.8 m。
3.8 工作间
在温室山墙门口外侧加盖一间房子作为工作间，以减缓低温季节开关门口引起的棚温下降，还可用来存放工具、产品等。工作间规格多为6～10 m2。
3.9 排水系统
前后2排温室之间及棚区道路两侧应建有排水沟。排水沟采用明沟，下面进行防水处理。建议按照当地20年一遇的降雨量，科学设计排水沟的宽度、深度、坡降以及各级排水沟的间距，防止雨季田间积水、损毁棚室。
4 参考文献
[1] 魏瑞江.日光温室低温寡照灾害指标[J].气象科技，2003（1）：50-53.
[2] 李天来.我国日光温室产业发展现状与前景[J].沈阳农业大学学报，2005（2）：131-138.
[3] 张亚红.日光温室空气湿度环境及除湿技术研究[J].宁夏农学院学报，2000（1）：32-36.
[4] 王静，崔庆法，林茂兹.不同结构日光温室光环境及补光研究[J].农业工程学报，2002（4）：86-89.