日光溫室,在北方簡稱暖棚,它三面環牆,一面覆蓋透明材料。各地在建造溫室的時候,一般要結合氣候和土壤特點,就地取材、因地制宜。甘肅日光溫室是全國日光溫室的一個縮影,基本代表了當前國內日光溫室的發展潮流和特徵。今天就為大家介紹一下當地日光溫室型別及建造成本等。也歡迎大家留言分享當地哪種溫室比較受歡迎。
一、 甘肅日光溫室現狀及特點
日光溫室牆體
1乾打壘土牆
平涼市和白銀市地處黃土高原,土壤黏性較好,日光溫室牆體採用傳統的乾打壘土牆(圖1-2),牆厚約2m,牆體強度高、建造土方量小、建造成本低(每畝7萬~8萬元)、保溫儲熱性好。
02機打沙土牆
武威市古浪縣地處騰格裡沙漠的邊緣,土質為沙漠土,沙粒柔細、無粘性,不適合採用乾打壘和機壓土牆,當地創新發明了機打沙土牆:將表層沙土剝離,挖出深層黏土,再與表層沙土按比例拌和,形成一定黏性的混合土,再用山東壽光機打土牆的方法壘築牆體,牆底厚4m,牆頂厚1m(圖2-5)。
▲圖2-5、機打沙土牆日光溫室溫室剖面圖、溫室結構內景及溫室牆體。
由於土牆加厚,保溫效能相應增強,但施工取土的工程量較大,造價相應提高,每畝在10萬元。
03沙袋牆
張掖市高臺縣地處荒漠戈壁,土質為沙粒土,溫室建設者創新使用了沙袋牆體,其做法是將沙土盛裝在塑膠編織袋中,採用“碼垛”方式,逐層錯縫堆砌成牆體,碼垛成型後再在牆垛表面塗抹草泥漿或張掛無紡布,對沙土袋進行表面防護,並形成溫室的圍護牆體。
牆體沙袋部分厚1.5m,沙袋外堆沙土,沙土底部厚1.5m,頂部厚0.7m(圖6-7)。
這種牆體結構由於裝袋、“碼牆”以及牆後培土、表面防護需要的人力和材料成本較高,溫室的造價在15萬~16萬元/畝,但牆體保溫效能好,基本可以實現當地果菜安全越冬生產。
4混凝土槽磚牆和磚牆夾沙石牆
在甘肅張掖和酒泉地區,由於黏土少、戈壁沙石多,且顆粒大小不一,溫室建設者發明了下面兩種牆體築造方法。
(1)鋼筋混凝土板槽磚牆:事先預製上底面開口、其他5面封閉的開口鋼筋混凝土板槽(簡稱“混凝土槽磚”)。混凝土槽磚通常長1.0m,高0.5m,寬與牆體厚度一致(一般為 1.0~1.2m)。
施工時,將混凝土槽磚像砌築黏土磚牆一樣錯縫砌築,每砌築一層混凝土槽磚,即刻向槽磚內腔中灌注戈壁沙石,最後一層砌築完成後,在頂面做水泥抹面或在其上澆築鋼筋混凝土圈樑封口,並預埋埋件做好與屋面拱架連線的準備(圖8)。
這種牆體結構建設成本較高,一般造價在20萬元/畝 以上,而且由於鋼筋混凝土槽及內部填充沙石的導熱效能比黏土強,所以與同厚度的土牆溫室相比,其保溫效能略差。
(2)磚牆夾沙石牆(“磚包土”的複合牆體):即在兩側圍護磚牆內填築戈壁沙石(圖9)。由於沙石的側壓力較大,為減少兩側磚牆的厚度(一般磚牆按240mm厚砌築),在磚牆內設定了鋼筋混凝土構造柱或承力柱,並在相鄰立柱之間設定水平拉梁(包括牆體表面和縱深兩個方向),使所有立柱形成框架承力體系。
▲圖9、 “磚包土”牆體日光溫室 ▲圖9、 “磚包土”牆體日光溫室
這種牆體施工速度慢,建設成本同樣較高,一般在20萬元/畝左右。其保溫效能與牆體厚度有關,同等厚度條件下,其保溫效能一般比上述混凝土槽磚牆體好。
5漿砌石牆和護網擋板戈壁石牆
酒泉市地處河灘戈壁,卵石多、沙粒大,針對這個特點,溫室建設者設計了兩種牆體。
(1)漿砌石牆:即用水泥砂漿砌築卵石作為溫室承重牆體,石牆厚 1.2m,石牆外堆卵石,卵石堆底寬3.0m,頂寬1.5m(圖10)。這種牆體結構強度高、保溫性好,但施工勞動強度大、建設效率低,建設成本也相應較高,多在25萬元/畝左右。
▲圖10-13、漿砌石牆體日光溫室 ▲圖10-13、漿砌石牆體日光溫室
(2)護網擋板戈壁石牆,又可以分成兩種
- 雙側擋板的“三明治”石牆:在雙層護網擋板牆中間填充戈壁石形成的三層結構牆體,類似“磚包土”牆的做法,只是將磚牆換成了護網擋板,牆體厚度多在1.5 m(圖14-15)。
- 單側擋板的“堆石擋板”石牆:在牆體的內側設保護擋板,廣源溫室外側堆砌戈壁石而形成的牆體,結構類似漿砌石牆,用護網擋板替代了漿砌石牆,牆體底寬約3.0m,頂寬約1.5m,大大減小了牆體建設用地,加快了牆體的建設速度(圖16-17)。
與“三明治”石牆相比,“堆石擋板”石牆節省了一面護板,一般建設成本在20萬元/畝以內。從節約成本、提高溫室保溫效能和增加溫室美觀性方面考慮,可將上述兩種牆體結合在一棟溫室中,溫室山牆建造採用“三明治”石牆,溫室後牆建造採用“堆石擋板”石牆。
本次調研 9個規模園區合計日光溫室 29538棟,基本情況如下:
日光溫室骨架
長期以來我國日光溫室骨架以琴絃結構和桁架結構為主流承力結構。近年來,隨著日光溫室結構向輕簡化、組裝式方向發展,單管結構逐步開始發展,並有替代琴絃結構和桁架結構的趨勢。
橢圓管骨架是近年來推廣面積較大的一種日光溫室輕簡化單管骨架結構型別,其構件截面積小,與鋼桁架相比骨架擋光少;室內無立柱,廣源溫室便於機械化作業和種植佈局;閉口截面,截面模量大,平面外穩定性好,杆件承載能力強,因此各地日光溫室都有應用。
本次調研的日光溫室骨架幾乎均為橢圓管材料,但其所用的結構形式卻各有不同。
傳統的日光溫室結構包括前屋面、後屋面和後牆,其中前屋面和後屋面各自為一個獨立的弧面或坡面,二者透過屋脊連線為一個整體。廣源溫室日光溫室骨架按照承力的範圍可分為屋面承力骨架和一體化承力骨架兩類。
屋面承力骨架只承載前屋面和後屋面的荷載(統稱為屋面荷載),並將屋面荷載傳遞到後牆和骨架基礎。這種結構主要用於後牆為承重牆的溫室結構體系,如干打壘土牆、機打沙土牆、混凝土槽磚牆、“磚包土”牆和漿砌石牆日光溫室。
一體化承力骨架是在上述屋面承力骨架的基礎上結合後牆立柱,形成溫室屋面承力骨架和後牆柱一體化的承力體系,溫室後牆不再參與結構承力。這種結構主要用於後牆非承重的溫室結構體系,如沙袋牆、護網擋板石牆和裝配結構日光溫室。
在考察中還發現了一種後屋面為雙摺面的溫室(圖18),後屋面與屋脊連線部分保留了傳統後屋面的形式,呈坡面(圖18)或弧面(圖19),但與後牆相連線的部分則採用了坡面或平面,以便於操作人員在後屋面上行走和作業。
在溫室骨架結構上,雙摺面後屋面溫室前屋面、後屋面的上半部分以及溫室立柱形成與上述一體化骨架相同的承力體系,但溫室後屋面連線後牆的部位前部連線在一體化溫室骨架上,而後部則直接支撐在後牆上或後牆立柱上。
這種結構主要用於完全組裝結構和機打沙土牆結構的日光溫室。機打沙土牆結構日光溫室的後牆雖具有一定的承載力,但不足以承擔全部屋面荷載,因此其採用了後牆鋼柱和後牆共同承擔屋面荷載的承力方式(圖20)。
二、甘肅日光溫室存在的問題
1、 重後牆而輕保溫被
酒泉市冬季溫度最低,“三明治”石牆的保溫效果已經足夠當地番茄等喜溫茄果類蔬菜越冬生產。與之相比,武威市機打沙土牆、張掖市沙袋牆和酒泉市漿砌石牆日光溫室的後牆則過厚(大於 2.2 m),易造成溫室地面下沉。
甘肅河西走廊地區雖氣候乾旱,但仍有暴雨災害,地面下沉的溫室易被淹。張掖市高臺縣曾發生過溫室被淹 1 周的案例,廣源溫室導致前屋面矮牆塌陷,鋼骨架前移(圖21)。
▲圖21、溫室被水淹後骨架傾斜 ▲圖21、溫室被水淹後骨架傾斜
前屋面保溫被的保溫性至關重要。調研發現,大部分日光溫室保溫被仍為傳統的針刺氈保溫被(圖22),並且較薄,不能防溼,一旦下雨雪保溫被吸溼後會顯著降低其保溫性,從而影響溫室的保溫效能。
2、 溫室骨架鏽蝕
普遍調研發現,甘肅省部分新建2年的日光溫室鋼骨架表面已經區域性鏽蝕,說明部分鋼管鍍鋅層厚度不達標,廣源溫室或者加工安裝過程中熱鍍鋅層表面被破壞。在調研現場發現,部分溫室內沒有經過防鏽處理的鋼骨架焊接點已經鏽蝕,另外,日光溫室前屋面底部和後坡底部的易積水位置骨架鏽蝕也比較嚴重。
3、 溫室保溫構造不完善
甘肅省日光溫室保溫構造不完善,導致區域性冷風滲透或形成“冷橋”,影響溫室的保溫性,主要體現在以下三方面:
① 乾打壘土牆日光溫室牆體在施工過程中受模具長度限制,長度方向有垂直縫隙,需要用柔性材料密封封堵,但調研過程中發現部分溫室並沒有進行封堵(圖23);
▲圖23、日光溫室保溫構造缺陷—乾打壘土牆垂直縫隙 ▲圖23、日光溫室保溫構造缺陷—乾打壘土牆垂直縫隙
② 沙袋牆日光溫室後坡底與後牆頂連線處也有較大縫隙,封堵不嚴(圖25);
③ 調研中發現多個基地均在日光溫室鋼骨架屋脊處焊接豎直鋼管,以防止保溫被及卷軸後翻至後坡滑落,但豎直鋼管穿出後坡面處的縫隙未封堵,廣源溫室而鋼管為中空結構,本身也會形成“冷橋”,出現冷風滲透現象(圖25)。
4、日光溫室通風系統不完善
大部分日光溫室採光面只有屋脊通風口,而無底部通風口。大部分脊通風口採用手動卷膜或手動扒縫,通風系統的機械化、自動化水平較低,有的屋脊通風口甚至不設開窗控制裝置,而是將保溫被壓在通風口上,透過調整保溫被的捲起位置來調控屋脊開口大小。
與電動卷膜器相比,用保溫被位置調控通風口大小時,由於控制捲簾機的動力輸出大,易造成保溫被卷軸彎曲,從而使通風口開啟程度大小不一,甚至有的地方完全不能開啟,直接影響溫室的通風效果。
三、建議
1、 繼續探索適宜戈壁地區的日光溫室牆體做法
2、 加強溫室標準化設計和規範化建設
3、提高保溫被效能
4、提升日光溫室通風設施建設水平