内保温组装式温室的实证性研究-广西玉林|桂林\北海温室大棚

蒋锦标，姜兴胜，满朝红，乔　军，刘慧纯，陈杏禹　（辽宁农业职业技术学院　115009）
一　研究背景
　 中国现有温室主要为单栋温室（以日光温室为典型）与连栋（大型）温室两大类。但这两类温室有其自身的优势，但也各自存在不足。其中，单栋温室有待于优化建筑及保温材料，提高机械化性能，否则无法适应现代农业发展需求；连栋温室有待于降低建造成本和运营成本，提高保温性能。在这种大背景下，辽宁农业职业技术学院着手研究内保温组装式温室，其意义在于承上启下，创造适应中国国情的现代温室，为单栋温室更新换代提供新的温室类型。
1　中国现有温室类型
　 中国北方温室以日光温室和连栋温室为主。日光温室优势在于采光和保温性能好，农户可以自行建造，在中国北方地区广泛应用。但其存在的缺点是：其硬式墙体遮阳，且存在建筑污染；土地利用率低；抗风、雪、雨能力，阻燃能力均不强；保温材料原始；建造及使用费工费力；不利于工业化生产和产业化操作。连栋温室优势在于能有效利用土地，机械化及自动化程度高，适应规模及产业化操作，但其造价及使用成本高，往往投入大于产出，采光及保温性能差，清理积雪困难，北纬45°以北地区应用较少。
2　广西玉林|桂林\北海温室大棚市场现状
　 中国农业处于传统向现代发展的过渡时期，大多数农业企业及农户的经济实力有限，属于被扶植对象。农产品市场的高低端界限明显，广大地区农产品附加值还很低，市场决定了温室成本的局限性；中国温室面积呈上升发展态势，东北地区的温室设施发展趋势为保温型、大空间、现代化，逐渐呈现规模化、产业化特征。发展趋势决定了温室的现代化特征，实现功能、降低造价是中国温室市场的一个基本走势。
　 “内保温组装式温室”是辽宁农业职业技术学院申请立项的省级研究项目，项目主持人蒋锦标教授。该类型温室从2001年开始研究，2008年5在辽宁省教育厅立项，2009年1月在辽宁农业职业技术学院实习基地建成1　栋内保温组装式温室。温室长60　m、宽11　m、高3.9　m（可以按照一定比例缩放）。经过冬季生产试验，使用效果良好。
3　广西玉林|桂林\北海温室大棚设计理念
　 针对中国温室的存在问题和发展现状，本着环保、实用、工业、现代、傻瓜的理念设计内保温组装式温室。从而降低成本，提高性能，适应国情。
环保理念：以保护耕地为原则，取消混凝土等土木工程建造；
实用理念：以满足反季节作物生产条件为原则，避免浪费及故意形象设计；
工业理念：以提高效率为原则，采用工业化部件组装成型；
现代理念：以提高性能为原则，采用现代保温材料和叠被机械；
傻瓜理念：以使用方便为原则，提高结构、保温、机械等技术含量。
4　研究历程
　 内保温组装式温室从2001年开始研究，到2009年问世，先后淘汰了北坡短南坡长架型、北坡苯板保温形式、焊接龙骨及架构，叠被机械从作坊加工、小厂生产发展到工业化生产，保温被材料从乙烯半透明材料研发到不透明感光材料。逐步完善内保温、腔囊保温被、V型龙骨及组装架构等模式。2008年，确立了内保温组装式温室标准架构和保温模式。
5　应用效果
　 经研究与实践，其腔囊保温被的保温效果与东北地区日光温室的双层草苫相当，温室的保温性能与日光温室接近。采光、抗雨、抗雪、阻燃性能明显优于日光温室，建造及使用方便。在北纬40°左右地区，该类型温室不需要加温即可进行冬季农业生产。　
二　内保温组装式温室的结构及特点
　 内保温组装式温室是在现有温室技术基础上，结合农业需求，依据光学、物理学等相关科技原理，设计的一种新的温室类型。该温室由塑料薄膜、V型龙骨、复合梁连接件、腔囊保温被、叠被机械系统、活动山墙等部分组装成型。采用内保温形式，部件组装式架构，现代保温材料，广西玉林|桂林\北海温室大棚前后坡弧度均匀一致，两坡均设内保温被。取消了日光温室的硬式墙体、立柱、草苫、棉被和土木建筑。
（1）腔囊保温被：利用高分子感光复合材料，组合成为腔囊（空心）保温被。利用该材料的封闭性、反射性和不流动空气的隔热性，针对温室的缝隙、辐射和传导三种散热形式理性保温，提高保温性能。腔囊保温被质轻，有利于减轻温室架构负荷，节省架构材料，广西玉林|桂林\北海温室大棚从而降低温室造价。该保温被夏季以叠被状态封存在温室上端，薄膜卷到温室顶端封存，存放方便。
（2）内保温模式：保温被在温室塑料薄膜内，沿着龙骨弧度上下运行。保温被与薄膜之间设一定距离，保温被（覆盖状态）与温室薄膜之间形成相对稳定空气层，增强保温性能。保温被不与塑料薄膜接触，保证了其不伤害薄膜，从而使薄膜透光性保持长久。温室薄膜及保温被内面自然保持一定湿度，具有一定阻燃性。同时，避免了在雨、雪天气下，降低温室保温性能现象。
（3）V型龙骨：龙骨横断面呈V型，压膜线压在V型槽口内，具有支撑和压膜双重功能，即保证龙骨强度，又有利于压膜。薄膜与龙骨紧密吻合，温室表面塑料薄膜平整，有利于采光和流滴，同时V型龙骨便于工业化生产。
（4）△组装架构：温室前坡与后坡弧度均匀一致，温室截面连线呈现等腰三角型，具有稳定性。同时，延长后坡，广西玉林|桂林\北海温室大棚相对缩短温室间隔距离，提高土地利用率。该温室采用部件组装架构，V型龙骨、复合梁连接件、腔囊保温被材料、叠被机械系统等部件完全采用工业流水线生产，有利于提高生产效率。温室建造及拆卸方便，温室可移动，便于更改土地使用方向。
（5）叠被机械：两套叠被机械分别控制两坡保温被，叠被机械由滑轮组、绳索、卷被器组成。叠被机械控制保温被，单手3　min~4　min完成叠被或盖被。保温被沿下缘水平向上逐片叠靠在温室上端为叠被，保温被沿下缘水平向下逐片展开为盖被。
（6）温湿度调节：该温室利用保温被降温（冬季降温）、山墙窗口对流换气（补充CO2，降低空气湿度）、薄膜通长对流通风（春秋季节降温）的方式调节温湿度。保温被迎着太阳交替开合则采光保温，延长温室采光时间；背离太阳交替开合保温被则遮阳降温，降温速度快。
三　内保温组装式温室的优势
　 “内保温组装式温室”克服了日光温室的不足，具有性能、建造及使用等多方面优势，现代化特征及优势鲜明。
（1）环境保护优势：该类型温室无硬式墙体，避免了建筑污染，同时，还不破坏耕地，满足了可持续发展要求。
（2）耕地利用优势：相比日光温室，提高土地使用面积25%；该类型温室无墙体遮阳挡风，不影响露地耕种。
（3）内保温优势：薄膜裸露在外表，广西玉林|桂林\北海温室大棚雨雪自然滑落，免除了清扫积雪和晾晒草苫的麻烦；保温被不伤害薄膜，薄膜透光性保持长久，并可以延长薄膜使用寿命1　年以上；薄膜内面自然附着一定水分（流滴），具有较强的阻燃性，可以避免温室火灾发生。
（4）腔囊保温被优势：腔囊保温被可减轻温室负荷，节省架构材料，低于日光砖墙钢架温室造价30%左右；该保温被相对草苫使用寿命长（草苫使用寿命2　年~3　年，腔囊保温被使用寿命3　年以上）。东西型温室，打开北坡保温被，30　min降温5　℃，覆盖南坡保温被则起遮阳降温作用；南北型温室，两坡保温被迎着太阳交替开合，可延长温室采光时间30　min以上，背离太阳交替开合保温被，则起遮阳降温作用。
（5）V型龙骨优势：温室表面薄膜平整，采光率高于日光温室30%以上，同等光照条件下，室内温度比日光温室高5　℃；薄膜流滴顺畅，避免了日光温室沿着压膜线滴水现象。
（6）部件组装优势：该温室是部件组装架构，其部件完全采用工业流水线生产，提高生产效率。温室建造及拆卸方便，温室可移动，可以解决温室土壤盐质化和生产轮作倒茬问题，同时有利于温室产业的规模化和产业化操作。
（7）叠被机械优势：采用手动叠被机械，不需要电能，适应边远地区，适合农户，既节省能源，又可避免日光温室卷帘机械伤人事件发生。
（8）广西玉林|桂林\北海温室大棚温湿度调节优势：降温、换气、通风分别进行，根据室内状况分别调节温湿度。利用保温被降温可以减少温室水分消耗，节约水资源，适应干旱地区。内保温组装式温室有助于设施园艺产业向节约、减少污染方向发展，符合建设资源节约型、环境友好型社会的要求，有助于温室的规模化、产业化操作。该技术现代化特征鲜明，具有实用价值，具备日光温室更新换代特征。 广西玉林|桂林\北海温室大棚