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一、大型联栋塑料温室简介 二、大型塑料温室建筑结构 三、大型塑料温室覆盖材料 四、大型塑料温室通风 五、塑料温室开窗系统 一、大型联栋塑料温室简介 大型联栋塑料温室是近十几年出现并得到迅速发展的一种温室形式。相比玻璃温室，其重量轻、骨架材料用量少、结构件遮光率小、造价低、使用寿命长、环境调控能力基本上可以达到玻璃温室的相同水平，所以，其用户接受能力在全世界范围内远远高出玻璃温室，几乎成了现代温室发展的主流。 大型塑料温室的发展直接相关于透明塑料膜或塑料板的发展。农业与塑料工业的结合，产生了各种各样的温室专用膜，高强度复合多功能膜已基本深入到每个用户。随着塑料膜的进一步发展，温室膜选择已与温室种植品种直接相关，根据不同栽培作物对象对光质和光量的要求，按照四季气候的变化选择或更换塑料膜，可以更好地适应作物生长的要求。塑料膜的多功能需求使温室膜更偏向于多层复合膜的方向发展。长寿、无滴要求塑料膜在外表层能强烈吸收或反射紫外线，内表面能长效流滴。此外，为延长薄膜的使用寿命，尤其是减少透过率的递减，塑料膜外表面还在去除静电、防尘、防酸雨等方面使用了多种复合剂，使塑料膜的使用寿命得到了很大提高。近年的发展表明， 5~lO 年使用寿命的薄膜在生产上并没多少技术困难，只是现阶段投入市场其价格尚显偏高，有待进一步改进配方，降低造价。 塑料薄膜在温室上的应用也使温室结构的设计更加灵活。设计者可以充分利用塑料膜柔韧性好，可适合于各种形状温室结构的特点，设计出不同风格特色的温室型式，其中最典型的就是自然通风温室。大型塑料温室设计可按照气流的流线型式，以最大限度减少气流运动阻力为目标，设计出全自然通风温室，即使仅靠热压通风，设计换气量也能接近 、每分钟 1 次的基本换气要求，使温室的运行成本显著降低，也为生产中提高产品的市场竞争能力创造了条件，由于生产费用的降低，最终也使广大消费者受益。 自然通风温室虽然运行费用低，一次性投资也少，但对运行管理的要求也高。因为它是一种被动式环境调控温室，在自然气候不适宜的条件下，自身的调节能力有限，设计中应根据建设地区的实际气象条件，配置合理的人工环境控制设备，以实现温室的周年生产。一般设计良好的自然通风温室，其室内温度水平基本可比室外温度高 3 — 5 ℃，也就是说，在室外温度低于 30 ℃的条件下，依靠自然通风可基本满足各种作物的生长要求。当然，常年温度低于 30 ℃的地区在我国很少，尤其是夏季生产温室，单纯地依靠自然通风恐怕难以度过酷热的夏季生产季节，为此，在设计上应全面考虑温室周年运行时夏季的降温和冬季的加温。尽管如此，在生产运行中还是要尽量利用自然通风，因为，在周年生产时，全年超过 30 ℃以上的天气条件毕竟占少数，所以合理的自然通风设计在生产中仍具有很高的经济价值。 ( 还回 ) 二、大型塑料温室建筑结构 1 ．根据温室联核数分类 大型塑料温室分单栋温室和联栋温室，联栋温室有两联栋、三联栋和多联栋。单栋温室不需要排水天沟，雪荷载一般能自动滑落，不会对屋面形成太大压力，在设有侧窗通风时，夏季通风降温效果好。但单栋温室群占地面积大，温室表面积大，冬季生产散热量大，室内环境均匀性差。联栋温室基本克服了单栋温室的缺点，在总宽度小于 30 米时，其夏季的通风效果基本上可达到单栋温室的水平，在室内环境控 制上，可以实现与玻璃温室相同的功能，但造价远低于玻璃 温室。因此，塑料温室将是未来温室设施发展的主流，随着材料的发展和进步，其综合性能必将超越玻璃温室。 2 ．根据温室侧培和山墙的形式分类 塑料温室分直壁温室和斜壁温室 ( 如图 4 — 1) 。斜壁温室一般在檐口高度侧墙或山墙向地面倾斜，由于侧壁的倾斜，特别有利于抵抗风荷载。冬季寒冷地区，在温室内利用竖直外 墙柱附加保温幕，可形成温室围护墙体的空气隔热层，对提高温室的总体保温性能和室内环境的均匀性有非常有利的作用。在夏季打开保温幕，可增加温室种植面积。但斜壁温室安装通风机械比较困难。为获得斜壁温室的抗风效果，在直壁温室的据口上辅加斜拉索，在生产中使用也有很好的效果，但在斜拉索处必须有明显的标识，以免给生产中带来安全隐患。 3. 根据温室屋面形式分类 塑料温室可分为拱圆顶温室、尖屋顶温室 1 —锯齿形温室 和屋脊窗温室四种 ( 如图 4 — 2) 。 锯齿形温室和屋脊窗温室均为固定式垂直立窗，前者通风窗在天沟处，开窗面积较大，而后者通风窗则在屋脊处，而甩开窗面积较小。垂直立窗夏季通风时，一般在窗口设有防虫网。从通风效果看，由于温室热空气总是向上运动，而且屋脊处外界风力对屋面的负压力也较大，如果与侧墙通风相结合，其热压通风高差也大，因此，在同样开窗面积的条件下，屋脊窗的通风能力要比其它通风窗强。固定式垂直立窗不论设在屋脊还是在天沟处，一般只能设在温室的一侧屋面， 因此在设计上要考虑将窗户的设置位置与当地夏季的主导风向相一致，以使温室通风口处形成强烈负压，以便加强温室的风压通风。同时也要考虑当地冬季的主导风向，避免冬季冷风直接吹向温室窗口，加大温室的冷风渗透，造成温室过多的热量损耗。 锯齿形温室一般从天沟处设置通风窗，往往通风窗高度达不到屋脊高度，这样温室必须设置两道天沟。这种需要，在一定程度上减轻了暴雨对温室排水的压力，但屋檐天沟处的防水必须特别注意，以防天沟溢流将雨水排进温室。尖屋顶温室在屋顶处屋面坡度在 15 °以上，温室屋面的大部分雪荷载可直接滑落到地面或天沟，而且由于屋面高差大，温室空间也自然加大，这对温室夏季的通风和室内环境的均匀分布都有比较有利的一面。但由于温室体形加大，冬季散热量也加大；温室骨架用材也相应增大，但如果在室内 ；天沟以下设置水平保温幕，在冬季运行，温室的散热面积将 与拱圆屋面温室基本相当，再通过合理结构优化，其总体用材量也能够达到其它温室的水平。 拱圆顶温室一般采用半圆或合理拱轴线屋面形式。这种温室受力合理，用材少，因而得到普遍采用。因为屋面坡度较缓，在温室屋面任何地方开窗对温室的通风影响都不太大，而且开窗机构的齿条也不会过长，有利于开窗机构的平稳传动。 4. 根据覆盖材料及其覆盖方式分类 大型塑料温室可分为卷材塑膜温室和片材塑料温室以及单层覆盖温室和双层覆盖温室。卷材塑膜温室其覆盖材料主要为 PE 、 PVC 、 EVA 等柔性塑料膜材料，其厚度在 0 ． 1 — 0 ． 2 毫米，透光率在 90 ％以上，使用寿命在 3 年以上，一般不少于 2 年。片材塑料温室其覆盖材料为硬质波纹板或硬质多孔结构板，波纹板厚度在 1 毫米左右，多孔结构板有双层和三层结构，厚度从 8 — 20 毫米，使用寿命一般在 lO 年以上。由于硬质板相对卷材其一次性投资较大，所以全硬质板塑料温室其造价不在玻璃温室之下，为降低造价，大部分生产者将硬质塑料板与柔性卷材塑料薄膜结合使用 p 一般温室侧墙用硬质板材，屋面用塑料薄膜。由于硬质板材的抗冲击能力强，作为温室的侧墙，对生产中的意外撞击和碰撞有很强的承载 能力，轻微的日常撞击不会对温室造成局部损伤或破坏。 为加强保温，大型塑料温室常使用双层膜覆盖，如双层充气膜、双层屋面结构温室，如图 4 — 3 。由于双层膜间空气层的隔热作用，这种温室其总体保温性能比单层膜覆盖温室要提高 40 ％左右，在冬季日照充足的地区，这种温室具有很高 6 的实用价值和经济效益。 三、大型塑料温室覆盖材料 塑料温室的产生和发展主要依赖于透明覆盖材料的出现和改进。目前各国使用的塑料温室覆盖薄膜有上百种的品种，其功能正在向抗老化、多功能、长寿方向不断发展。近年来 的研究成果在改善薄膜透光性衰减、提高保温性、延长无滴时间、提高材料强度和降低造价方面也取得了很大的成绩。 尽管目前市场上的塑料膜种类繁多、性能各异，但就其基本组成原料来讲，不外乎为聚乙烯、聚氯乙烯和乙烯—醋酸乙烯。由这三种树脂分别制成的棚膜，在未添加保温剂 ( 远红外隔剂 ) 的情况下，聚氯乙烯的保温性最好，乙烯—醋酸乙烯的保温性次之，聚乙烯的保温性最差。在树脂原料中添加防雾剂，聚氯乙烯和乙烯—醋酸乙烯与防雾剂的相容性要优于聚乙烯，因而无滴持续时间也较长。目前我国生产的聚乙烯多功能膜的流滴持续时间一般为 2 — 4 个月，而聚氯乙烯可达 4 — 6 个月，寿命在 7 — 9 个月，厚度 多在 0 ． 08-0 ． 12 毫米。用于单栋大棚基本上可满足从春季到秋季的越夏生产，用于日光温室可基本满足从秋季到次年春季的越冬生产，基本上要一年换一次膜。这种操作和管理对单栋大棚和日光温室比较合适，但对大跨度、联栋塑料温室，就不太合适。因为联栋式塑料温室，像玻璃温室一样，一般要求周年生产，每次换膜工作量都较大，从不影响生产的角度出发，塑料薄膜的寿命越长越好。但能达到这种要求的膜现在我国生产尚处空白，生产上使用主要依靠从国外进口。现将国外联栋塑料温室上使用的长寿膜的基本特性介绍如下。 1 、聚乙烯膜 聚乙烯膜是现代塑料温室使用最普遍的透明覆盖材料。其最大优点是透光性能好、价格低廉。但单纯的聚乙烯薄膜的保温性能差，而且使用寿命较短，冬季生产可使用 9 个月，夏季生产仅能使用半年。所以，目前使用的长寿聚乙烯膜大都为改性材料。最常用也比较成功的改性方法是向聚乙烯母料树脂中 加入或在表面复合抗紫外线剂。这种膜一般使用寿命在 18 个 月以内，而将抗紫外线剂复合在聚乙烯膜的表面，由于紫外线在遇到薄膜表面后立即被吸收，大部分的紫外线不能进入到聚乙烯层，这样，薄膜的寿命将显著提高，一般可达到 3 — 5 年。目前，塑料温室使用聚乙烯薄膜基本上是三层复合结构： 外表层为紫外线阻隔层、中间为聚乙烯、内表面为无滴层。厚 度在 0 ． 1-0 ． 2 毫米，透过率在 90 ％左右。可单层使用，更多的是用于双层充气覆盖，具有很高的保温性。 2 、高强编制膜 高强编制膜是近年来新发展出来的一种新型薄膜， 1995 年我国首先从以色列引进，随后从美国、法国和瑞典等国也有引进。它是一种增强型聚乙烯薄膜，专用于温室、大棚作为覆盖材料。由于其优异的抗拉强度和抗撕裂特性，比其它温室棚膜使用寿命更长。高强编制膜的内外两个表面层使紫外线透过率仅为 10 ％，而且可吸收 60 ％以上的长波辐射，所以它同时具有优良的抗老化性能和保温性能，再由于中间层的加强编制结构使这种膜几乎没有拉伸变形，其整体抗拉强度比普通聚乙烯 膜提高 20 倍以上，用作温室侧墙卷膜和棚顶卷膜是非常理想的覆盖材料。 3 、聚乙烯瓦楞板 透明塑料瓦楞板，因为造价远高于塑料薄膜，在塑料温室中使用主要用在围护侧墙，起到温室防碰撞的作用。但由于其使用寿命长，也有用在温室屋面上，形成全硬质板塑料温室。塑料瓦楞板其最大优点是抗冲击强度高、重量轻、安装 或更换方便。 四、大型塑料温室通风 1 、塑料温室的通风方式 塑料温室的通风主要以自然通风为主，在特别炎热的地区 ( 室外温度经常超过 33 ℃以上 ) ，自然通风难以满足降温要求时，也有采用机械通风的。塑料温室的机械通风与玻璃温室基本相同。 塑料温室的自然通风从大体上讲主要有侧墙通风口通风、屋面通风口通风以及两者的结合通风。 塑料温室由于覆盖材料为柔性卷材，所以，温室的侧墙通风口一般采用手动或机动卷膜开窗，而温室的屋面通风则有多种方式：固定通风窗通风 ( 锯齿形温室、屋脊窗温室 ) 、 活动通风窗通风 ( 卷膜通风和齿条开窗通风 ) 。其中齿条开窗通风由于开窗位置的不同，有天沟通风窗、屋脊通风窗、屋面中部通风窗 ( 简称屋腰通风窗 ) 和半屋面全部开启通风窗 ( 如图 4 — 4) 。 2 、自然通风原理与通风效果 决定热压通风量大小的主要因素有室内外温差、温室通风口高差、通风口面积和通风口孔口阻力。一般温室内空气温度总是高于温室外空气温度，所以空气的运动总是室内空气上升，室外空气下降，对于屋面和侧墙都具有通风口的联合通风系统来说，自然地室内空气将通过屋面通风口向外排出，室外空气通过侧墙通风口进入温室。这种通风系统，通风总量最大。有的温室只开设屋面通风窗或侧墙通风窗，这样，冷热空气的交换都集中在一个通风口进行。对于只有一个 ( 一类 ) 通风口的温室，侧墙通风口的通风效果总是好于屋面通风口。但对固定式屋面垂直通风口 ( 如锯齿形温室、屋 脊窗温室等 ) ，其通风效率要高于同样通风面积的侧墙通风口。对于大面积联栋温室，一般屋面通风口面积总和远大于侧墙通风口面积，所以，屋面通风一般占有主导地位。对于温室总宽度小于 30 米的温室、一般侧墙通风在整个温室通风 中占有较大的比重。 风压通风量的大小主要取决于室外风速的大小、风向和通风口面积。垂直于温室侧墙方向的风，对温室迎风侧墙和温室第一跨迎风面屋面将形成正压，对温室其它围护表面均形成负压；垂直于温室山墙方向的风，除迎风山墙面为正压外，其余各面均为负压。一般正压面的风压要高出负压面的风压约一倍。实际运行中垂直于某个侧面的风向一般很少出现，大部分风向都与温室形成一定角度。一般不论哪个方向的风，对屋面的风压影响都不大，主要影响在于侧墙，也就是说，在温室侧墙通风口布置时，要充分考虑当地的主导风向。温室的主要通风降温季节为晚春到中秋，所以，温室侧 墙通风口设计要尽量正对上述季节的主导风向。 不论热压通风，还是风压通风，通风口的设置必须符合空气的流动规律。对热压通风，要求屋面通风口尽量设在屋面的最高处，并与侧墙通风口相结合，形成大高差，避免强迫热空气向下运动。从这点考虑，屋脊通风窗的设置是最合理的，而天沟通风窗的通风效果将是最差的。有的温室仅设屋面通风口，不设侧墙通风口，这种设计的效果亦然是不理想的。由于塑料温室一般密封都较严，靠温室的缝隙渗透来 补充风压通风是远远不够的，往往使温室内空气形成负压状态，抵消了风压造成的屋面负压，结果使通风总量大大降低。 五、塑料温室开窗系统 1 ．卷膜开宙系统 卷膜开窗系统主要用在温室的侧墙开窗和屋顶卷膜开窗。卷膜开窗系将覆盖膜卷在钢管上，通过转动钢管、将覆盖膜卷起或放下。一般卷膜钢管长度在 60 米左右，最长可达到 100 米左右。卷膜开窗系统有手动和机动两种，传动方式有软轴传动和直接传动两种。一般屋顶卷膜用机械传动或用软轴传动，侧墙卷膜用手动直接传动方式，但侧墙用机械卷膜的也不少。对卷膜器的基本要求是在通长方向上卷膜轴不能有太大的变形，卷膜器在卷起过程中要能自锁，不致在重力作用下自动将卷起的幕膜打开。带动自锁功能的卷膜器，是利用卷膜器中的齿扣在卷膜时自动锁定反方向转动，当反方向操作打开卷膜时，只要按下锁定器按钮，可使卷膜器顺利反转。一种最简单的锁定方法是将卷膜手柄挂在设置在温室端部的固定杆上。侧墙的卷膜系统还必须设卷膜限位器。一 般卷膜限位器用Φ 20 的钢管，每隔 3 — 6 米设置在温室的通风口外侧。 2 ．齿条开窗系统 齿条开窗系统大都为机械传动，也有用手链传动的，但用的很少。塑料温室用齿条开窗机构基本上与玻璃温室相同，只是前者由于通风窗口重量较后者大大减轻，所以电机的负荷大大减小或每台电机的服务范围得到了扩大，也就是，温室所用的电机数量减少，一次性投资也相应降低。 齿条开窗系统所用的电机主要有两种型式。一种为普通电机， 220 伏或 380 伏；另一种为管道电机， 326~240 伏。管道电机由于体积小、重量轻，遮光少、变速比小，尤其适用于塑料温室的开窗。
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