一、滑蓋式日光溫室建筑結構

1. 滑蓋式日光溫室的特點

一是完全為組裝式結構，提高溫室的建設速度；二是將日光溫室的柔性外保溫被(包括草苫、閉孔發(fā)泡聚乙烯、針刺氈保溫被等)，改為剛性彩鋼保溫板；三是主動集熱、儲熱和放熱，實現(xiàn)對溫室環(huán)境的人工自主控制。

2. 實際建造

（1）滑蓋式日光溫室采用了傳統(tǒng)日光溫室由南向采光面和北向保溫面組成的東西延長單跨溫室結構。但與傳統(tǒng)日光溫室不同的是該溫室結構采用了落地式非對稱圓拱形大栩結構，大棚的北屋面采用了永久覆蓋材料輕質(zhì)保溫彩鋼板、從而替代傳統(tǒng)日光溫室后墻和后屋面。而南屋面為采光面、覆蓋透光塑料薄膜和夜間保溫板、其中保溫板采用了與北星面相同的覆蓋材料、白天打開、夜間覆蓋、完全替代了傳統(tǒng)日光溫室活動保溫被。除此之外，溫室的兩側山墳也采用了與溫室星面相同的輕質(zhì)保溫材料、并將南側半面設計為可推拉開啟的模式、東側山城上午打開采光、下午關閉保溫。

滑蓋式日光溫室

同理，西側山墻上午關閉保溫，下午打開采光，可有效提高溫室的進光量和室內(nèi)長度方向光照的均勻度。

（2）滑蓋式日光溫室承重結構也相應發(fā)生了改變。一是采用了完全組裝式落地拱形式，徹底改變了傳統(tǒng)日光溫室墻體占地面積大、施工速度慢的局面。二是采用保溫彩鋼板做溫室明護結構，大大提高了溫室的保溫性能和密封性，并且基本解決了圍護材料的防水問題，保溫材料的使用壽命也得到大幅度的延長。

（3）滑蓋式日光溫室結構采用了非對稱半拱形落地拱，而且新增的拉動保溫滑蓋的傳動機構對結構增加了額外壓力，所以該溫室室結構的用材也較傳統(tǒng)日光溫室桁架或單管屋面拱架有所改進。目前，這種結構采用的拱架形式主要有兩種:一種是用和傳統(tǒng)日光溫室前屋面拱架相同的平面桁架結構，間距1m ;另一種是在傳統(tǒng)平面桁架間增設加強屋架，兩榀屋架間設置3 道平面桁架。顯然，后者的承載能力高于前者，但其用鋼量和造價也相應提高。

滑蓋式日光溫室承重結構

二、保溫滑蓋板驅(qū)動系統(tǒng)

保溫滑蓋板驅(qū)動系統(tǒng)是滑蓋式日光溫室的核心技術，采用了鋼纜驅(qū)動系統(tǒng)(圖3)。系統(tǒng)由電機減速機、鋼纜驅(qū)動軸、驅(qū)動鋼纜、保溫滑蓋板、滑軌及換向/導向輪等組成。

滑蓋式日光溫溫室驅(qū)動系統(tǒng)

1. 電機減速機安裝在沿溫室長度方向中部的屋架上，在溫室跨度方向的位置基本在接近屋脊的南側位置，1棟60m 長的溫室安裝1臺電機減速機。電機減速機采用雙軸動力輸出方式，以電機減速機為中心，沿溫室長度方向雙向設計動力輸出軸。

2. 電機減速機的雙軸輸出軸分別連接沿溫室長度方向布置的鋼纜驅(qū)動軸，每2 榀或3 榀拱架(桁架/屋架) 布置1組驅(qū)動鋼纜，驅(qū)動鋼纜的兩端都固定在驅(qū)動軸上。

驅(qū)動鋼纜的一端繞過驅(qū)動軸伸向溫室的后屋面，到達溫室后屋面的下部(滑蓋外邊緣在后屋面可能到達最低位置以下、溫室基礎頂面標高以上位置)后通過導向輪變向后穿過后屋面固定保溫板，在后屋面的外部再通過換向輪變向后連接到滑蓋(活動式前屋面保溫板) 的下邊沿(后緣) 。

驅(qū)動鋼纜的另一端反向繞過驅(qū)動軸伸向溫室的前屋面，到達前屋面的基部后通過導向輪變向后穿過前屋面。在前屋面外部再通過換向輪變向后連接到滑蓋的前緣。

滑蓋和前后兩根驅(qū)動鋼纜形成一個閉合傳動系統(tǒng)。通過電機減速機的正反向轉動，帶動鋼纜驅(qū)動軸正反向運行，從而拉動保溫滑蓋在溫室屋面上的運動，實現(xiàn)滑蓋的開啟和關閉。為保證密封，鋼纜穿過溫室后屋面和前屋面時，應用現(xiàn)場發(fā)泡的聚氨酯密封孔洞。

鋼纜在室內(nèi)的走向基本沿骨架的方向布置，在溫室骨架上安裝導向輪，以適應骨架的弧形變化，保證驅(qū)動鋼纜線不影響室內(nèi)作業(yè)。室內(nèi)導向輪有2 種:一種是常規(guī)的支撐滾輪式導向輪，主要安裝在溫室較高位置，鋼纜線無須精確導向到設定的方向和位置; 另一種是長筒形導向輪可以將鋼纜精確，導向到指定的位置和方向，主要安裝在溫室內(nèi)鋼纜可能影響溫室作業(yè)的下部位置以及鋼纜穿越溫室前后屋面的位置。

鋼纜在室外的走向則是內(nèi)嵌在滑蓋滑軌內(nèi)?；墳镃形鋼，滑蓋下部沿滑軌方向安裝若干滾輪，滾輪在滑道內(nèi)運動。隨著滑蓋的上下運動，鋼纜也在滑軌內(nèi)往復運動。

對屋面滑蓋的設計有的采用1塊整體板，有的采用了2塊板。后者的靈活性更大，如圖7所示(圖中N為固定不動保溫板，W、Z 為可活動滑蓋板)，當W、Z 兩塊滑蓋板全打開時(此時，W、Z、N3塊保溫板全部疊落在一起，溫室的采光面面積加大，后屋面在溫室中基本不會形成陰影。而在早晚時段，室外溫度較低，可將2 塊滑蓋板中的其中1塊滑動到保溫位置，使前屋面部分采光，既減少了溫室的散熱，也延長了溫室的采光。

為節(jié)約建造成本，兩側山墻的滑板采用人工推拉的方法啟閉。

三、滑蓋式日光溫室通風系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室的通風系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室的通風系統(tǒng)采用了日光溫室常用的自然通風系統(tǒng)，由屋脊通風口和前屋面通風口組成。

屋脊通風口沿溫室屋脊方向通長設置，采用齒輪齒條開窗機構，由電機減速機驅(qū)動，可自動控制。

溫室前屋面通風口有兩種形式:一種是間隔設置在前屋面中下部的內(nèi)翻窗，這種通風窗采用齒輪齒條和電機減速機驅(qū)動，能自動控制。通風窗口外設置固定的防蟲網(wǎng)，可有效防止害蟲進入溫室。但這種開窗通風方式的通風口面積小、并且由于窗扇為下旋開啟、雨雪天氣開窗時雨水容易通過窗口進入溫室。這種開窗方式適合冬季室外溫度較低的地區(qū)。

另一種是安裝在前屋面底腳沿溫室長度方向通長開啟的手動通風窗。這種通風窗增大了溫室通風口面積，通風時進風均勻，但需要人工手動啟閉，操作費時費力，容易導致通風不及時。而且該方式的溫室進風口在前屋面最低處，進入溫室的冷風直接吹襲作物、容易引起溫室前部的作物受凍。此外，開窗齒條在窗戶關閉后會伸進溫室內(nèi)，在一定范圍內(nèi)影響溫室作業(yè)。這種開窗方式也可以加裝電機減速機電動控制，實現(xiàn)自動控制、適合在溫室運行期間室外溫度較高的地區(qū)使用。

四、滑蓋式日光溫室保溫與采暖系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室保溫與采暖系統(tǒng)

由于沒有傳統(tǒng)日光溫室被動儲放熱系統(tǒng)，滑蓋式日光溫室溫室在注重保溫的基礎上采用了太陽能集熱器集熱熱水供暖和室內(nèi)熱空氣地中熱交換提升地溫等加溫方式。在極端低溫情況下，還使用了生物炭臨時加溫技術。

1.滑蓋式日光溫室的保溫系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室的保溫系統(tǒng)包括采光面的滑蓋保溫和保溫面的固定保溫兩部分。

采光面滑蓋保溫就是用聚苯板保溫彩鋼板材料，按照溫室采光面的弧形制作成弧形板，替代傳統(tǒng)日光溫室的保溫被。這種材料強度高、保溫性能穩(wěn)定、熱阻大、防水防潮、使用壽命長，其綜合性能優(yōu)于柔性保溫被(包括草苫、閉孔發(fā)泡聚乙烯、針刺氈保溫被等)，而且不使用卷簾機，節(jié)約了溫室室外空間。

保溫面固定保溫是在使用聚苯板保溫彩鋼板材料的基礎上，室內(nèi)再增加一道附加保溫措施，進一步提高溫室的保溫性能。后屋面室內(nèi)附加保溫的措施有2 種形式:一種是在固定彩鋼板的內(nèi)側粘貼柔性巖棉等保溫材料，并在柔性保溫材料的外側張掛反光鋁箔這種保溫方法可根據(jù)溫室建設地區(qū)冬季室外溫度的高低來增加或減少柔性保溫層的厚度。室內(nèi)鋁箔反光幕不僅保護了柔性保溫材料，提高了溫室保溫層的密封性，還有效改善了溫室后部的光照環(huán)境，因此溫室的綜合光溫環(huán)境變好.但總體建設成本也相對提高。另一種是用塑料薄膜完全遮蓋固定保溫彩鋼板、避免彩鋼板接縫處的冷風滲透。在此基礎上，再安裝一套完全脫離固定保溫彩鋼板的手動卷膜二道幕保溫系統(tǒng)，這種方法建設成本低，溫室保溫密封性能高，在二道幕和溫室固定保溫板之間還能形成一個空間層，利用空氣的隔熱能力來提高溫室的保溫性能，也是一種不錯的選擇。

2.滑蓋式日光溫室的加溫方式

（1）太陽能集熱器集熱熱水采暖系統(tǒng)

該系統(tǒng)在滑蓋式日光溫室北側沿溫室長度方向獨立設置了2排太陽能集熱器，白天太陽能集熱器接受太陽能、并通過水媒介質(zhì)，把太陽能轉換為熱能保存在熱水中、并將熱水循環(huán)儲存在日光溫室西側的熱力房中的儲熱罐中;夜間關閉太陽能集熱器和熱水儲存罐之間的循環(huán)回路，開啟熱水儲存罐和溫室內(nèi)散熱器之間的循環(huán)回路、將儲熱罐中的熱量通過散熱器釋放到溫室中，實現(xiàn)對溫室的加溫。

（2）空氣循環(huán)地中熱交換地溫提升系統(tǒng)

太陽能集熱系統(tǒng)主要是提升溫室的空氣溫度。為了進一步提升溫室的地溫，該溫室配置了一套空氣循環(huán)地中熱交換系統(tǒng)。在靠近溫室屋脊的后部位置按照一定的間隔設置收集熱風的送風管，送風管的進風口安裝送風風機,將室內(nèi)高空熱空氖送入送風管，送風管沿著溫室后墻豎直布置，將熱空氣導流到埋設在沿溫室長度方向布置的后走道下的垂直氣流分配主管中。垂直氣流分配主管按照一定間隔沿溫室跨度方向設置氣流分配支管，將熱空氣均勻?qū)Я鞯綔厥彝寥乐?，通過支管和土壤之間的對流換熱將空氣中的熱量傳導到土壤中，從而提高溫室的土壤溫度。氣流分配支管的末端安裝彎頭將支管內(nèi)的氣流從地下導出地面，再通過末端三通將尾氣擴散到溫室的前底腳，最終釋放到溫室中，從而形成完整的氣流回路。

白天，當室內(nèi)空氣溫度達到設定上限溫度后啟動系統(tǒng)運行，將室內(nèi)空氣中的多余熱量儲存到溫室地面土壤中，提高溫室地溫; 到夜間，當室內(nèi)溫度降低到設定下限溫度后，啟動系統(tǒng)運行，也可將溫室地中熱量回抽到溫室中，起到提高室內(nèi)空氣溫度的作用。實際管理中，可視地溫和空氣溫度的高低合理開啟風機，從而使溫室達到理想的空氣溫度和地溫。

（3）生物質(zhì)型煤應急加溫系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室雖然配備了太陽能熱水加溫系統(tǒng)和空氣循環(huán)地中熱交換系統(tǒng)，但在遇到連續(xù)陰天等沒有太陽光或太陽能不足以滿足溫室熱損失時，為保障溫室的正常運行，該溫室還配備了應急加溫系統(tǒng)，就是在溫室的走道上.每隔15~20 m,用磚鋪地。在其上放置2 塊生物質(zhì)型煤。每組型媒可持續(xù)燃燒達4h左右，只要在半夜更換1次型媒即可獲得溫室一夜的供熱。100 m長的溫室，按照20 m 間距布置。共需要布置5組、每夜需要燃燒型媒20塊。這種措施、可以用在任何形式的日光溫室中進行臨時應急加溫。但由于生物質(zhì)型煤內(nèi)含有較多的蠟質(zhì)，燃燒后室內(nèi)石蠟氣味很濃，白天應及時通風換氣，否則會影響操作人員和植物的健康。

五、作物栽培系統(tǒng)

作物栽培系統(tǒng)

滑蓋式日光溫室采用基質(zhì)盒栽，采用滴箭滴灌的灌溉方式，即每個盒內(nèi)插2 支滴箭，供水主管沿溫室長度方向布置，支管沿溫室跨度方向布置，滴箭安插在支管上。

為了避免作物直接吊掛在溫室骨架上引起骨架變形，進而影響溫室滑蓋系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，溫室作物支撐系統(tǒng)單獨設立了一套支架系統(tǒng)，在支架上安裝縱橫兩級吊線，吊掛作物。

六、結論

只要室外陽光充足，即使室外最低溫度為-17C，滑蓋式日光溫室仍然能夠安全生產(chǎn)喜溫果菜。但在沒有生物炭供暖的情況下，僅靠太陽能集熱器供暖系統(tǒng)和空氣循環(huán)地中熱交換系統(tǒng)，滑蓋式日光溫室的正常生產(chǎn)尚難以保證。

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