日光温室结构设计及新型材料的应用

关于日光温室建造的技术内容，之前惠农网小编并没有为大家过多介绍过，今天就为大家整理介绍了一篇淮北地区新型材料日光温室设计与使用技术，感兴趣的可以看看。

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 。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，不仅采光量大，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 。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 。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 m 2 · 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/m 2 。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。

  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。