适应国情的现代温室（内保温温室）

适应国情的现代温室（内保温温室）
■ 蒋锦标，姜兴胜，满朝红，乔 军，吴国兴
（辽宁农业职业技术学院 115009）

适应国情的现代温室是辽宁农业职业技术学院推出的系列温室项目，具有系列自主知识产权。该项目技术从2001年着手研究，2008年在辽宁省教育厅申请立项《内保温组装式温室的实证性研究》，2010年在辽宁省科技厅申请立项《内保温组装式温室研发与产业化体系建设》。该温室技术历经3 次技术革新，已完善3 个温室类型，并有新的储备类型。自主生产气囊反射被、V型龙骨等主要温室部件。

温室技术背景
由于人均耕地面积减少、灾害天气增多，以及农产品质量提升等因素影响，温室产业呈急剧上升发展态势。中国农业处于转型时期，温室技术也由传统向现代过渡，温室生产由反季保温生产转向四季保护生产，国家大力度扶植设施农业。而温室技术和技术推广滞后于发展形势，不能满足现代农业需求。中国传统日光温室（单栋）是从辽南瓦房店、海城农户自发兴起，后逐步推向全国。现代连栋温室技术是从国外引进的，经国内温室公司消化技术并在一定范围内推广应用。温室类型囊括传统温室（单栋）和现代温室（连栋）两大类，两类温室各自存在弊病。传统温室采光和保温性能好，农户可以自行建造，适应国情。但技术陈旧，费工费力，抗雨、雪、火灾能力差，耕地利用率低，建筑污染严重，不具备现代农业特征。引进的连栋温室技术先进，现代化程度高，耕地利用率高，现代农业特征鲜明，但造价及使用成本高，不适应国情。在这样的背景下，辽宁农业职业技术学院推出适应国情的现代温室。在研究与实践过程中摸索了一定经验，也确认了该项目具有可行性。

适应国情的现代温室主要技术
适应国情的现代温室旨在性价比高。实现这一目标需要从设计理念、温室类型、质量标准、现代材料、工业化生产等方面综合介入。目前推出的3 个温室的主要技术特征是斜坡内保温模式、气
囊反射被、V型龙骨、部件组装架构，无硬式墙体。根据不同地理纬度划分温室类型，不同纬度地区配备不同类型温室。
温室走向划分：温室分东西和南北两个走向，南北走向适应北纬40°以南地区，东西走向适应北纬40°以北地区，连栋温室属于南北走向。温室走向划分是由采光角度决定的，采光角由温室结构与太阳高度角（光线与地面夹角）决定，冬至日太阳高度角大于30°则适合南北走向温室，小于30°则适合东西走向温室。由于温室结构关系，南北走向温室可以避开温室温度高峰（中午），减少水分蒸发，具有节水作用，有利于四季生产。东西走向温室采光效果好，适合冬季生产。
温室质量界定：温室是农业生产设施，作物房屋与人类房屋质量有所区别。综合造价与损失因素，温室抵抗自然灾害能力确认为30 年一遇，温室棚架允许一定范围的颤动和响声。这种界定决定了棚膜采用塑料薄膜较为适宜，不适宜玻璃、阳光板等覆盖材料。如果按照人居标准建造温室则造价高，不适应国情。
内保温模式：保温被在温室塑料薄膜内，保温被与薄膜之间设定一定距离，保温被沿着龙骨弧度上下运行。内保温温室的棚膜避免雨雪，减轻防雨除雪麻烦；内保温被不与薄膜接触，可延长薄膜使用寿命；薄膜和保温被内面附着湿气，起到一定防火功能。而传统温室年年需要更换薄膜，抗雨、雪、火能力差。
气囊反射被：高分子反射材料空心被，工业化生产，材料可重复利用。利用材料的封闭性、反射性和隔热性，针对温室的缝隙、辐射和传导3 种散热形式理性保温，被体轻，保温效果好，保温被的设定寿命为4 年～5 年。按照气温条件，气囊反射被划分3 种规格，北纬30°～35°、北纬35°～40°、北纬40°～45°分别采用不同保温指数的保温被。气囊反射被取代了传统草苫和棉被，其被体轻的特点可减轻温室龙骨负荷，从而降低温室成本且操作方便。
部件组装架构：温室由部件连接成型，其龙骨、山墙、连接件等均为工业化部件，温室组装和拆卸方便可移动，解决了温室土壤盐质化及轮作倒茬难题，不存在建筑污染。而传统温室涉及土木工程，建造费工费力，建筑污染严重。

3种温室类型的主要结构
◎内保温组装式温室（单栋）
该温室（如图1）长60 m、宽10 m、高3.5 m，部件组装架构、V型龙骨、内保温模式、气囊反射被，棚膜使用寿命3 年～5 年，保温被使用寿命4 年～5 年，钢材耐绣15 年，棚架寿命20 年。保温效果接近传统日光温室，造价低于传统日光温室。相对传统温室在抗灾性强、建造使用方便、节省耕地、无污染。
温室高跨比确认：单栋温室高跨比是根据采光、防风、防雪、作物、作业等因素确定的，高跨比约为7:20，其采光和抗灾性能高于传统日光温室，同时作业方便。而传统温室前坡面较平缓，除雪困难，采光性能较差。V型龙骨：龙骨横断面呈V字型，压膜线压在V字型槽口内。薄膜与龙骨紧密吻合，温室表面薄膜平整，有利于采光和流滴。而传统温室压膜线将薄膜压成凹槽，不利于采光和流滴。V型龙骨对卡呈三角支架构成温室的两坡，采用工业流水线生产，便于运输和温室组装。取代传统温室墙体，避免了建筑污染。夏季，温室两个坡面的薄膜和保温被都可以卷起风口通风，不影响露地生产。
棚膜：由于内保温模式的保温被不伤害棚膜，选择高品质的长寿长流滴棚膜，虽然一次性投资略高，但总体上降低了成本。同时，省工省力。
地脚砖：根据温室架构自重、风载、雪载及龙骨形状等因素量身定做地脚砖，采用机械压制方式生产，地脚砖仅埋入地下20 cm即可满足要求。地脚砖取代传统温室的混凝地基或混凝土地梁，省工省力，避免建筑污染。

◎内保温简约式温室（连栋）
该温室（图2）南北标准宽度60 m、东西标准长度60 m、脊高4.5 m，斜坡内保温模式、横拉梁、部件组装架构、南北大开启风口，棚膜使用寿命3 年～5 年，保温被使用寿命4 年～5 年，钢材耐绣15 年，棚架寿命20 年。其保温效果、降温能力、建造使用成本优于现有连栋温室。该温室适应北纬40°以南地区，不需要人工补温即可进行冬季生产，夏季无需人工降温即可保护生产，造
价相对引进连栋温室大幅度降低。连栋温室耕地利用率高，适应规模化产业操作。
横拉梁（弦梁）：在温室横跨立柱之间的上端设横拉索，横拉索两端与立柱上端固定，两边立柱外侧设斜拉杆，斜拉杆上端与其立柱上端固定，下端与地锚相连。横拉梁起到固定立柱作用，取代硬式横支撑梁，节省钢材降低成本。
斜坡保温：在温室龙骨下方随龙骨斜坡设托被龙骨，保温被在托被龙骨上方并通过卷被装置卷放，卷起朝阳坡保温被采光的同时覆盖背光坡保温被则增温，卷起背光坡保温被采光的同时覆盖朝阳坡保温被则降温，斜坡保温有效增加温室积温。引进连栋温室的保温被在机架下方平行保温，一坡采光而另一坡散热，温室积温不足，需要人工补温生产，增加使用成本。
对流开启：南北两山墙的上半部对应设天窗，同时打开南北天窗对流换气，南北两山墙的下半部对应设开启卷杆，同时卷起南北两山墙下半部的山墙膜对流降温。使用对流开启不需要任何降温设备即可保证夏季温室生产，大大降低了使用成本。引进连栋温室南北山墙不能开启，需要人工辅助降温，使用成本高。

◎日光温室内保温温室改造（单栋）
在传统日光温室内增设内保温龙骨、内保温被及卷被机械装置，同时取消外保温系统。内保温相对外保温具有抗雪、雨、火等优势，使用方便。内保温改造适合大跨度高空间日光温室，硬式墙体温室，适应北纬40°以北地区。该技术处于研究阶段。

温室优势
上述3 种类型的温室具有：环保、节能、节水、省地、抗灾、低价、高效等优势。
环保：利用现代保温材料取代砖混墙体、草苫和棉被，避免建筑污染，同时保温材料可以回收再利用，低碳环保；
节能：通过斜坡保温和对流开启增强了温室的保温和降温能力，避免辅助加温和降温消耗能源；
节水：通过温室走向划分，利用温室结构避开室内温度高峰，减少放风带来的水分蒸发；
省地：取消温室硬式墙体缩小温室间隔区，提高土地利用率；
抗灾：内保温模式提高温室的防雨、雪、火能力，减轻用户后顾之忧；
低价：通过简约设计、现代材料应用、工业化生产、部件组装等方式降低温室造价，其造价低于国内外同档次温室；
高效：兼顾反季生产和保护生产，四季综合利用耕地。

区域试验
该类型内保温温室处于区域试验阶段，从2009年开始在全国各地设立实验点并筛选温室技术推广代理。目前，在新疆、青海、河北、辽宁等地进行区域试验并小批量推广，建造温室150余栋。实验证明，在北纬40°以南地区实验效果良好，基本达到预期目标，用户取得一定经济效益，同时得到地方政府认可，每667 m2温室给予3 万元～4 万元补贴。而北纬40°以北地区表现不理想，1月份无法满足生产对温度的要求。针对保温问题，2011年开发了双层气囊反射被，北纬40°地区将采用双层被。