如今,我們?cè)跉夂驐l件迥異的北方就能吃上原汁原味的荷蘭黃瓜,在寒冷的冬天也能吃到新鮮可口的夏季果蔬……所有的這些,都離不開溫室大棚技術(shù)的發(fā)展。
溫室,又稱暖房,指有防寒、加溫和透光等設(shè)施,供冬季培育喜溫植物的房間。在不適宜植物生長(zhǎng)的季節(jié),能提供生育期和增加產(chǎn)量,多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。
在很多人的認(rèn)知里,溫室是近現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,其實(shí),早在西漢時(shí)期,祖先們就已經(jīng)掌握了搭建簡(jiǎn)易設(shè)施,并用火為室內(nèi)加溫來栽培多種反季節(jié)蔬菜的技術(shù)。
“太官園種冬生蔥韭菜菇,覆以屋龐,晝夜燃溫火,待溫氣乃生,信臣以為此皆不時(shí)之物?!?/span>——《漢書·循吏傳》
不過,我國雖然是溫室栽培起源最早的國家,但直到20世紀(jì)60年代,中國的溫室行業(yè)還始終徘徊在小規(guī)模、低水平、發(fā)展速度緩慢的狀態(tài);70~80年代,相繼出現(xiàn)了塑料大棚和日光溫室;90年代開始,中國設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)水平有了大幅度提高,溫室技術(shù)逐步向規(guī)?;⒓s化和科學(xué)化方向發(fā)展……
今天,我們就來總結(jié)一些當(dāng)下市場(chǎng)中比較受歡迎的溫室大棚,給不知道如何選擇溫室、建造溫室的朋友們一些參考。
日光溫室
日光溫室也叫冬暖式蔬菜大棚,是我國北方獨(dú)有的一種溫室類型,全國人民近20年來吃的反季節(jié)蔬菜基本上都是由日光溫室生產(chǎn)而來。
日光溫室一般為東西走向,主要由圍護(hù)墻體、后屋面和前屋面三部分組成,簡(jiǎn)稱日光溫室的“三要素”,它無需在室內(nèi)加熱,利用后墻體白天吸收太陽能、晚上釋放熱量,即可使室內(nèi)溫度維持在一定水平,以滿足蔬菜作物的生長(zhǎng)需要,實(shí)現(xiàn)“越冬生產(chǎn)”。
▲ 前屋面是溫室的全部采光面,白天采光時(shí)段前屋面只覆蓋塑料膜采光,當(dāng)室外光照減弱時(shí),及時(shí)用活動(dòng)保溫被覆蓋塑料膜,以加強(qiáng)溫室的保溫
但是,由于塑料溫室自身重量輕,對(duì)于風(fēng)、雪荷載的抵抗能力較弱,所以,對(duì)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性要有充分考慮,形成良好的受力空間體系。
日光溫室還有一個(gè)分支為陰陽棚,就是在陰面也做一個(gè)跨度較小的溫室,用于種植菌類等耐陰作物。
單體拱棚
單體拱棚也叫拱形塑料大棚、春秋棚,是一跨溫室為一個(gè)空間,在北方地區(qū)作為春秋棚使用,在南方地區(qū)起御寒、抵御霜凍的作用,目前主要分為水泥立柱拱棚、鋼管簡(jiǎn)易拱棚、新型高溫拱棚三種。
單體拱棚是農(nóng)業(yè)大棚中造價(jià)最低的,也是建造最簡(jiǎn)單的,但是缺點(diǎn)是抗雪、保溫、機(jī)械化、自動(dòng)化、規(guī)?;矫嬗卸贪?,適合勞動(dòng)力豐富地區(qū)使用。
雙面坡暖棚
雙面坡暖棚是單體拱棚的加強(qiáng)版,為南北走向,頂部可以加裝棉被,保溫性能好,它的優(yōu)點(diǎn)是土地利用率高,可以安裝自動(dòng)化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)備。 但是,在北方濕度低于零下10℃地區(qū),想要越冬生產(chǎn)則還是需要供暖。
作為我國早期設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的主體,“日光溫室”“雙面坡暖棚”為解決長(zhǎng)期困擾我國北方地區(qū)的冬季蔬菜淡季供應(yīng)、增加農(nóng)民收入等做出了歷史性貢獻(xiàn)。
隨著近些年來,國家相關(guān)科研項(xiàng)目的啟動(dòng),在學(xué)習(xí)借鑒、吸收消化國外先進(jìn)技術(shù)成果的基礎(chǔ)上,中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)有了較快發(fā)展,涌現(xiàn)出一批連棟溫室、玻璃溫室典范。
連棟溫室
連棟溫室是溫室的升級(jí),其實(shí)就是一種“超級(jí)大溫室”,即:通過合理的設(shè)計(jì),將原有的獨(dú)立溫室連接起來的現(xiàn)代溫室形態(tài),其利用面積遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)溫室,適合規(guī)模化、全自動(dòng)化的大型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。按照其覆蓋材料,連棟溫室又可分為薄膜連棟溫室、陽光板連棟溫室和玻璃連棟溫室。
薄膜連棟溫室
薄膜連棟溫室主要是指頂部及四周采用高保溫?zé)o滴塑料薄膜作為覆蓋材料的連棟溫室,是溫室中一種簡(jiǎn)單的保溫節(jié)能形式。
連棟薄膜溫室有著顯著的節(jié)能效果,一般節(jié)能率在40%左右,最高能達(dá)57%,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉。但是,從運(yùn)行效果來看,薄膜連棟溫室的透光率較玻璃溫室有所降低,由于密封性高,也容易出現(xiàn)室內(nèi)濕度過高的現(xiàn)象。
陽光板連棟溫室
陽光板溫室又稱PC板溫室,其外觀骨架樣式與文洛式玻璃溫室相似,差別在于覆蓋材料上:其頂部和四周覆蓋材料都是國標(biāo)8mm陽光板,帶流滴消霧板。
陽光板有“響鋼”的美譽(yù),在抗沖擊性和保溫性上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。美中不足的是,陽光板使用年限在10年左右,壽命不如玻璃溫室,且目前國內(nèi)市場(chǎng)魚龍混雜,許多廠家為了節(jié)約成本而偷工減料,使得陽光板在防紫外線和防霧滴上沒有任何作用,導(dǎo)致在安裝使用后2~5年就變黃或脆裂報(bào)廢。所以,在用材選擇上要格外謹(jǐn)慎細(xì)致。
玻璃連棟溫室
玻璃溫室的節(jié)能環(huán)保和便于通風(fēng)排濕是其受到追捧的原因,伴隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,溫室建設(shè)進(jìn)入真正的黃金期。
連棟玻璃溫室就是表面覆蓋材料是玻璃的連棟溫室,一般頂部是單層鋼化玻璃,四周是雙層中空浮法玻璃,具有大跨度、大開間、高空間、美觀大方、永久壽命、透光率高等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足作物工廠化生產(chǎn)和垂直立體栽培對(duì)于空間等的需求,是溫室大棚中最高端的一種。
連棟溫室玻璃整體建筑效果美觀大方,一般用作工廠化育苗、高檔花卉種植、特色水果種植展示、智慧農(nóng)業(yè)科普教育、生態(tài)餐廳、花卉超市等采光要求大的場(chǎng)景,也可用作做生態(tài)園、生態(tài)餐廳等。
目前,日光溫室是我國占地面積最大的溫室,因造價(jià)低廉而受到北方小農(nóng)經(jīng)營主體的青睞。但長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,由于其占地面積大、不利于機(jī)械化操作和工廠化管理等缺點(diǎn),正更多地被連棟陽光板溫室和連棟玻璃溫室取而代之,且連棟溫室配套產(chǎn)品和制作使用經(jīng)驗(yàn)都已經(jīng)成熟,種植戶等可以根據(jù)自己的需要來進(jìn)行個(gè)別部位的設(shè)計(jì)。
溫室的選擇和建設(shè)也應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
采光設(shè)計(jì)
陽光是綠色植物進(jìn)行光合作用不可缺少的能源,也是日光型溫室的主要熱源,因而,透光率是評(píng)價(jià)溫室透光性能的一項(xiàng)最基本指標(biāo)。
溫室透光率受覆蓋材料透光性能和溫室骨架陰影率的影響,而且隨著不同季節(jié)太陽輻射角度的不同,溫室的透光率也在隨時(shí)變化。因此,設(shè)計(jì)日光型溫室時(shí),首先要解決好溫室的采光問題,最大限度地使陽光透射到溫室內(nèi)部。
從透光性來說,節(jié)能型日光溫室透光率一般在60%~80%,頂部8mm陽光板溫室透光率在70%左右,頂部5mm單層玻璃溫室透光率能輕松達(dá)到80%以上,超白玻璃或者減反射玻璃透光率可以達(dá)到90%以上!
在冬、春季采光不足的北方地區(qū),還可以加設(shè)人工補(bǔ)光系統(tǒng),為植物生長(zhǎng)提供充足光照。
傳熱保溫
早期的溫室往往面臨保溫難題。古羅馬人在溫室地板下建設(shè)管道來傳遞熱氣,法國人通過燃燒糞便來給溫室加溫,英國人則使用木炭和熱水保持室內(nèi)溫度。與之相似的是中國明清時(shí)期的溫室,可燒火加溫,一般也用馬糞壅培。
對(duì)于現(xiàn)代溫室而言,加溫耗能是溫室冬季運(yùn)行的主要障礙,提高溫室的保溫性能,降低能耗,是提高溫室生產(chǎn)效益的最直接手段。
從保溫性來說,頂部8mm陽光板的傳熱系數(shù)為3.3W/(㎡·K),頂部5mm單層玻璃溫室傳熱系數(shù)為6.4W/(㎡·K)。雖然單層玻璃的傳熱系數(shù)要大一點(diǎn),但是,可以通過保溫層的設(shè)計(jì)來進(jìn)行彌補(bǔ)。
耐久性
溫室建設(shè)必須考慮其耐久性。
溫室耐久性受溫室材料耐老化性能、溫室主體結(jié)構(gòu)承載能力等因素的影響。透光材料的耐久性除了自身的強(qiáng)度外,還表現(xiàn)在材料透光率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷衰減,而透光率的衰減程度是影響透光材料使用壽命的決定性因素。一般說來,頂部8mm陽光板溫室的太陽光透光率隨著年限的加長(zhǎng)而不斷衰減,發(fā)黃脆化后透光率嚴(yán)重下降,必須更換板材,投入增大。頂部5mm單層玻璃溫室透光率穩(wěn)定,多年無衰減,使用年限長(zhǎng)!
由于溫室運(yùn)行長(zhǎng)期處于高溫、高濕環(huán)境下,構(gòu)件的表面防腐就成為影響溫室使用壽命的重要因素之一。鋼結(jié)構(gòu)溫室,受力主體結(jié)構(gòu)一般采用薄壁型鋼,自身抗腐蝕能力較差,在溫室中采用必須用熱浸鍍鋅表面防腐處理,鍍層厚度達(dá)到150~200微米以上,可保證15年的使用壽命。對(duì)于木結(jié)構(gòu)或鋼筋焊接桁架結(jié)構(gòu)溫室,必須保證每年作一次表面防腐處理。
智慧聯(lián)網(wǎng)
隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,智能溫室是溫室技術(shù)發(fā)展的未來趨勢(shì)。
智能溫室也稱作自動(dòng)化溫室,其控制系統(tǒng)一般由信號(hào)采集系統(tǒng)、中心計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)三大部分組成,利用該系統(tǒng)可直接監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)室內(nèi)溫、光、水、肥、氣等諸多因素,使溫室內(nèi)環(huán)境接近理想值,以滿足溫室作物的生長(zhǎng)發(fā)育需求,實(shí)現(xiàn)全年高產(chǎn)、穩(wěn)步精細(xì)的蔬果和花卉生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益好,是高科技成果為規(guī)?;a(chǎn)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)服務(wù)的成功范例。