日光溫室是一種我國自主研發(fā)的設(shè)施類型，由于能夠充分利用太陽能，在我國北方大部分地區(qū)一般不需要額外輔助加溫即可實現(xiàn)喜溫果菜安全越冬生產(chǎn)，具有較高的經(jīng)濟、社會和生產(chǎn)效益，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。日光溫室已經(jīng)成為保障我國北方地區(qū)冬季鮮食蔬菜的穩(wěn)定供給、農(nóng)民經(jīng)濟收入持續(xù)提高的重要手段。合理的設(shè)計和建造技術(shù)，是充分發(fā)日光溫室優(yōu)越光熱性能的前提，一般冬季室外特別冷，什么東西都長不了，那為什么日光溫室在冬季還能夠進行正常生產(chǎn)，而且還不需要額外的加溫呢？它的原理是什么呢？
日光溫室
日光溫室的能量來自于太陽輻射，夜間也是靠白天室內(nèi)蓄積的太陽輻射熱量來維持室內(nèi)的溫度。它之所以能夠不需要加溫實現(xiàn)冬季正常生產(chǎn)，主要是和它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。一個標準的日光溫室是由保溫蓄熱的后墻、頂部北側(cè)的保溫后屋面、南向采光屋畫、晝開夜蓋的保溫被構(gòu)成。它的原理就是白天打開保溫被，讓太陽輻射盡可能多的透進溫室內(nèi)，使室內(nèi)氣溫迅速上升并將熱量蓄積在后墻和地面的土壤中，傍晚的時候，氣溫下降，關(guān)閉保溫被減少熱量的散失，并且靠墻體和地面土壤緩慢釋放的熱量，來維持室內(nèi)的溫度。一般情況下，規(guī)范的日光溫室能夠維持室內(nèi)外20-30℃的溫差，所以能夠保障在不額外加溫的情況下，實現(xiàn)果菜的正常生產(chǎn)。由于日光溫室克服了連棟玻璃溫室能耗大的問題，目前像日本、加拿大等國家也在模仿、研究我們的日光溫室，這也是我國勞動人民，對世界溫室產(chǎn)業(yè)做出的一個巨大貢獻。
日光溫室起源于遼寧的海城地區(qū)，在上世紀30年代，海城地區(qū)出現(xiàn)了“一坡一立式”，即一面坡加立窗的日光溫室來生產(chǎn)新鮮蔬菜。自上世紀70年代起，隨著塑料薄膜在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，直接推進了日光溫室結(jié)構(gòu)的發(fā)展和升級，將前屋面由折線形改為拱圓形，這個時期的典型結(jié)構(gòu)類型有“感王式”和“鞍山型”，這兩種溫室的保溫性能都很好，但是室內(nèi)柱子很多，不利于機械化作業(yè)。在上世紀90年代，在山東地區(qū)和遼寧地區(qū)分別出現(xiàn)了以大跨度、厚土墻、地面下沉為特征的“壽光型”日光溫室；和采用蓄熱磚墻外加保溫板的遼沈型日光溫室，目前各地推廣的日光溫室大部分都源于這兩種類型。
從上世紀80年代末期，我國北方以日光溫室為主體的保護地生產(chǎn)迅速發(fā)展起來，極大地緩解了冬季蔬菜的供應(yīng)，廣大農(nóng)民也因此取得了巨大的經(jīng)濟效益，其中日光溫室功不可沒。日光溫室主要是寒季生產(chǎn)的保護地設(shè)施。建造的場地適宜、方位有利、構(gòu)型合理，溫光效果才能好，這是獲得良好的設(shè)施性能和高效益栽培的前提。
從專業(yè)角度上來說，我們基本按照日光溫室的受力骨架類型和墻體材料類型上來進行區(qū)分。從受力骨架類型上，可以分成竹木結(jié)構(gòu)的日光溫室，就是用竹竿作為溫室前屋面骨架；鋼結(jié)構(gòu)的日光溫室，就是用鋼筋、鋼管焊接成桁架結(jié)構(gòu)或者用幾字鋼等薄壁型鋼作為溫室前屋面骨架；鋼木混合結(jié)構(gòu)的日光溫室，就是用鋼結(jié)構(gòu)和竹木結(jié)構(gòu)混合使用作為溫室前屋面骨架。另外就是從墻體材料上，可以分為土墻結(jié)構(gòu)的日光溫室，就采用挖掘機或干打壘的方式，用土砌筑日光溫室的后墻；磚墻加外保溫結(jié)構(gòu)的日光溫室，就是采用復(fù)合砌筑的方式，砌筑磚墻外貼保溫板的形式作為溫室后墻；以及發(fā)泡混凝土、聚苯乙烯磚等新型保溫材料砌筑的日光溫室。從技術(shù)發(fā)展的大趨勢看，采用裝配式熱鍍鋅鋼骨架作為受力結(jié)構(gòu)，采用復(fù)合磚墻作為溫室墻體的日光溫室將是以后的發(fā)展方向。
一、建造日光溫室，第一步應(yīng)該先做什么呢？
首先要做一個設(shè)計，把日光溫室的5個度確定下來。
二、什么是日光溫室的5度��？
就是日光溫室最重要的5類結(jié)構(gòu)參數(shù)，即溫室的跨度、高度、前后屋面角度、墻體的厚度、后屋面的水平投影長度。這5類參數(shù)是相互影響的，共同決定了溫室的性能。
跨度是指日光溫室南側(cè)底腳至北墻之間的寬度。目前我國北方地區(qū)，特別是北緯40°以北的寒冷地區(qū)，日光溫室的跨度大多在8-9m之間，可以保證作物有較為充裕的生長空間和較為便利的作業(yè)條件。在北緯40°以南的冬季氣溫較高的地區(qū)，為了增加溫室的有效種植面積，可以將溫室的跨度適當(dāng)增加到10-12m。
前后屋面角度，是包含前屋面角度和后屋面角度兩個參數(shù)。前屋面角是指從日光溫室南側(cè)底腳至屋脊最高點的連線與地平面的夾角。前屋面角是否合理，對于溫室的采光具有重要作用。前屋面角的確定方法是和建設(shè)地所在緯度是有緊密關(guān)系的，一般在北緯40°以南地區(qū)，日光溫室前屋面角度取26-29°、北緯40°地區(qū)，取30°；北緯40°以北地區(qū)，取31-33°。
后屋面角指的是溫室后屋面與水平面的夾角，它決定了屋脊與后墻的高差。后屋面角最好要大于當(dāng)?shù)囟寥仗柛叨冉?/span>7-8°，后屋面角一般取40-40°。
三、一般日光溫室要建多高呢？
高度，是指日光溫室屋脊至地面的距離。一般情況下當(dāng)日光溫室的跨度、前屋面角度確定了，溫室的高度基本也就確定了。以8m跨的溫室為例，在北緯40°以南地區(qū)，日光溫室高度取3.5-4m之間、北緯40°地區(qū)，取4m；北緯40°以北地區(qū)，取4.1-4.4m之間。
四、日光溫室的保溫效果一定跟墻體的厚底有著密切關(guān)系的？那應(yīng)該多有比較合適呢？是不是越厚越好呢？
墻體厚度，墻體是日光溫室的重要組成部分，不僅起承重、隔熱的功能，也起著蓄放熱量的功能，即白天蓄積熱量，晚上釋放熱量。根據(jù)這個特性，最好采用復(fù)合模式來砌筑日光溫室，即內(nèi)側(cè)選用蓄熱系數(shù)大的建筑材料，外層選用導(dǎo)熱小的保溫材料。墻體的厚度是和冬季室外溫度有關(guān)，室外溫度越低，相應(yīng)的墻體厚度就越大。目前通常采用37磚墻或50磚墻外貼250px厚、密度為20kg/m3的聚苯板的做法，這種墻體的優(yōu)勢是壽命長、性能好，缺點是砌筑費用稍微有點貴。所以有些地區(qū)的農(nóng)業(yè)種植者，選用土墻作為溫室的墻體，土墻的厚度也不是越厚越好，從蓄熱的角度來說1m厚就足夠了，但從保溫的角度來說，還要在增加到2-3m左右。土墻的優(yōu)勢是造價低、性能也不錯，但缺點同樣很明顯，就是在降雨量比較大的、土質(zhì)黏結(jié)力不好的地區(qū)，土墻容易坍塌。
后屋面水平投影長度主要是反映后屋面的長短，在寒冷區(qū)域，后屋面水平投影長度一般取溫室跨度的20%；在氣溫較高的地區(qū)后屋面水平投影就適當(dāng)短一些，控制在1米左右，有時甚至可以取消后屋面。
五、建造日光溫室建造的流程?
尺寸出來以后，我們首先要選址、布局，然后平整土地，開始放線、建造地基、砌筑墻體、安裝骨架、建造后屋面、挖防寒溝、鋪設(shè)薄膜、安裝保溫被和卷簾機。按照這一工序流程，一個日光溫室才能建造起來。
六、日光溫室的選址和布局需要注意什么？
選址要遵循四個原則，1是地形開闊，東、西、南三面無遮陽；2是地下水位要低，土質(zhì)要疏松肥沃，沒有鹽漬化和其他污染；3是要避開風(fēng)口、風(fēng)道；4是供電供水便利，道路暢通。場地選擇好后，要進行合理的規(guī)劃布局，包括確定日光溫室的方位、間距。溫室的方位要求座北朝南，一般以正南比較多，在寒冷的地區(qū)可以適當(dāng)南偏西5-10°，這樣比較有利于下午溫室內(nèi)溫度的積累。溫室的前后排間距以冬至日上午10點，前排溫室不對后排溫室構(gòu)成明顯遮光為準，通常我們按照脊高的1.5-2倍來設(shè)置，在北緯40°以北地區(qū)，由于冬至日的太陽高度角比較低，前后棟溫室的間隔要按照脊高的2.5倍來設(shè)置。
溫室建造
我們首先要定好一根正南方向的線，再在這根直線上拉一條東西向的垂線，這就是溫室的后墻線。然后根據(jù)設(shè)計溫室的大小定出溫室四角的角樁，并釘上木樁，作為標記。拉線并用白灰撒出后墻、兩側(cè)山墻及整個溫室的線位。然后對場地進行平整，用水準儀找平每棟溫室，確定正負零位。然后我們就可以砌墻了。
如果建設(shè)磚墻，就得做地基。墻體地基開挖寬度要大于墻體寬度500px，深度達到當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵�，用素土夯實，然后以體積比為2∶8的灰土夯實墻基，夯實高度在375px以上，并在墻基上面鋪一層防水的塑料薄膜。溫室基礎(chǔ)用毛石或普通磚建造，用水泥砂漿砌成，然后再澆混凝土地圈梁，地圈梁配筋可直接在毛石或磚基礎(chǔ)上扎鋼筋骨架，在用混凝土澆灌地圈梁前，要對模板、鋼筋尺寸進行檢查，清除雜物，將模板澆濕潤，分層澆灌，用人工搗實，保證無蜂窩麻面，澆搗完畢后，應(yīng)將上部混凝土表面抹光，就可以砌磚了。砌磚前，要先將磚用水浸濕，在砌筑過程中每隔1m 砌一道橫向拉墻，使內(nèi)外兩層連成一個整體，在墻的頂部作一層圈梁，按照骨架安裝的位置，埋上預(yù)埋件。墻體砌筑時要砂漿飽滿，勾好磚縫，山墻按照溫室前屋面的形狀砌成半拱圓形。磚墻砌好后，在外側(cè)貼250px的聚苯板，密度要求在20kg/m3以上，最外面加一層鋼絲網(wǎng)砂漿面層作為保護。這樣一個磚加保溫材料的日光溫室墻體就砌筑完成了。
如果建設(shè)土墻，以前干打壘的施工工藝比較多，現(xiàn)在用的最多的是機打土墻的方式，就是用挖掘機、鏈軌式推土機進行機械化建造。首先把溫室20-750px處耕作層的熟土取出來，堆放到溫室南側(cè)，待墻體建完后回填。然后用挖掘機取土筑墻，每增加750px用推土機反復(fù)碾壓幾遍，壓緊夯實，一直建設(shè)到預(yù)定的高度，再用挖掘機切削成上窄下寬的形狀，傾斜度在15度左右，然后在墻頂作一層圈梁。山墻和后墻連接處采用山墻包后墻的方式。為了保護土墻不受雨水的侵蝕，通常會在土墻外側(cè)包裹一層舊棚膜或保溫被，有時也會外砌一層磚墻進行保護。這種機打土墻的施工速度很快，1個作業(yè)機組一天可以完成1個100延米長的日光溫室墻體。
七、墻體建造完成后，安裝溫室骨架，又需要注意什么呢？
骨架
骨架是日光溫室的受力構(gòu)件，骨架的選擇和安裝對溫室結(jié)構(gòu)的安全性非常重要，我們經(jīng)常可以聽到大雪把溫室壓塌的新聞，其中很大一部分就是骨架的承載力不夠或安裝不合適造成的。
如果采用鋼結(jié)構(gòu)骨架，除了部分薄壁型鋼骨架可以預(yù)制外，大部分還是需要自行焊接的。一般骨架的上弦選用φ32或φ35鍍鋅鋼管，下弦為φ12鋼筋，中間用φ8或10鋼筋作為腹桿拉花。骨架加工好后就可以安裝了，將骨架的前端和溫室前低腳位置上的預(yù)埋件相焊結(jié)，后端和后墻圈梁上的預(yù)埋件焊結(jié)，骨架間距可以設(shè)為1或1.2m一榀，骨架中間用3-4道鍍鋅鋼管縱向通長連接，在屋脊處用50 mm×50 mm的角鐵焊接縱向相聯(lián)，角鐵缺口朝向后屋面，在后屋面的東西方向上，也要焊2-3道角鐵作為支撐。這樣，整個鋼結(jié)構(gòu)骨架就安裝完畢了，安裝時要保證所有骨架的高度、角度應(yīng)一致，焊接要牢固。
如果采用鋼木混合結(jié)構(gòu)的骨架，其中的鋼骨架一般用鋼管彎制而成，安裝間距通常為3-4m，中間每半米用竹竿作為骨架。東西方向上，從骨架前端一直到后屋面，每30-1000px拉一道鐵絲，這樣增加骨架的整體穩(wěn)定性，鐵絲在山墻上匯集，連上地錨埋到土里。同時為了加強骨架的承載力，會在鋼骨架下設(shè)2-3排柱子作為支撐。這種骨架的優(yōu)勢就是造價便宜，缺點就是竹竿每2-3年需要更換，須要經(jīng)常維修。
骨架安裝好了 下一步建造后屋面：后屋面主要是保溫作用，因此對保溫的要求比較高。后屋面的通常做法呢，是采用多層結(jié)構(gòu)，從室內(nèi)向室外，應(yīng)該設(shè)有承重層、保溫層和防水層。首先用50px的厚木板或混凝土板搭放在后屋面骨架上作為承重層，然后鋪上30-1250px后的秸稈或爐渣作為保溫層，外面再用水泥抹面、鋪上防水卷材作為防水層。
現(xiàn)在新的做法呢是選用375px的輕質(zhì)復(fù)合保溫板直接鋪設(shè)在后屋面上，保溫板之間用建筑膠粘結(jié)。保溫板上用水泥砂漿抹面，水泥砂漿上用防水卷材處理。這種保溫性也比較好，而且施工簡單。
后屋面施工的總體要求是，要保證整個后屋面頂部呈南高北低平緩的斜坡，坡面平整無縫，注意不能讓雨、雪滲入后屋面。
八、在日光溫室的前面會挖一個溝，那是干什么用的��？
那是防寒溝，使阻隔溫室內(nèi)部的土壤向室外放熱的。一般的做法是在溫室前低腳外側(cè)250px處，順東西方向開挖深一個0.8m，寬0.3-0.5m的溝，將干草、舊巖棉等保溫材料用舊棚膜包裹后埋入，有條件的，也可緊挨前腳內(nèi)側(cè)挖750px寬、深大于當(dāng)?shù)貎鐾翆拥臏希瑢⑺芰吓菽逵帽∧す〔⒆鞣浪幚砗舐袢霚蟽?nèi)，這樣就可以起阻隔熱量散失的作用。
塑料薄膜安裝
棚膜
我們要選用透光性好，抗老化的無滴膜作為溫室前屋面的棚膜。在安裝時，采用3塊薄膜覆蓋的方式，在前屋面骨架的頂部和前底腳，覆蓋2塊小薄膜，中間覆蓋1塊大薄膜，兩塊膜的連接處可扒縫通風(fēng)。膜東西向長度要比溫室長2米，南北向?qū)挾纫凑涨拔菝婀羌艿幕￠L，多60-2000px，就是在兩塊膜的搭接處，留30-1000px的重疊。
安裝時應(yīng)該選擇無風(fēng)晴天的上午，從骨架前底角處，先覆蓋1.5m的薄膜，下部留750px寬，以備埋入土中固定，東、西方向拉緊膜后，用卡簧卡在山墻的卡槽內(nèi)固定，將下部埋在土中。然后用同樣的方法，將中間的那塊大膜東西向拉緊，下方壓在下面的薄膜上，重疊750px，將2塊薄膜的活動側(cè)每隔3-4m用細鐵絲固定在骨架上。最后覆蓋最上面幅寬1.5 m 膜，使其下邊與中間薄膜重疊30 cm。鋪設(shè)薄膜后用專用壓膜線在各骨架間進行壓膜、固定。這樣覆膜工作也就完成了。
棚膜安裝好后，還差最后一道工序，就是安裝保溫被和卷簾機
卷簾機
保溫被
保溫被起著阻止溫室夜間向外散熱的作用，因此，選擇好的保溫被對提高夜間溫室內(nèi)的溫度具有重要作用。在選擇保溫被上，應(yīng)該找保溫效果好、防水性能好、耐用、安裝方便的。保溫被一般是從溫室前底角處開始安裝，重量在1kg/m2的保溫被，建議中間的卷軸用DN50的鋼管，重量在2 kg/m2以上的保溫被，卷軸的直徑也要相應(yīng)的增加。在卷簾機方面，現(xiàn)有后置上拉式、前置卷軸上推式、側(cè)置卷軸上推式和軌道式四種類型，他們的安裝方式各不相同，我們要根據(jù)溫室的長、寬、高和保溫被的質(zhì)量，選擇適宜的卷簾機的類型和功率，我們建議選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的卷簾機，一方面質(zhì)量有保障，另一方面有比較詳細的安裝、使用說明，我們可以直接根據(jù)安裝說明，一步一步的組裝卷簾機。
