玻璃温室

玻璃温室指以玻璃作採光材料的温室，屬於温室大棚的一種 ，在栽培設施中,玻璃温室作為使用壽命最長的一種形式, 適合於多種地區和各種氣候條件下使用。行業內以跨度與開間的尺寸大小分為不同的建設型號，又以不同的使用方式分為：蔬菜玻璃温室、花卉玻璃温室、育苗玻璃温室、生態玻璃温室、科研玻璃温室、立體玻璃温室、異形玻璃温室、休閒玻璃温室、智能玻璃温室等等。其面積與使用方式可由温室主自由調配，最小的有庭院休閒型的，大的高度可達10米以上，跨度可達16米，開間最大可達10米，智能程度可達到一鍵控制 。玻璃温室的冬季採暖問題可採用多種供暖方式，其能耗費用居中，大都能接受。

玻璃温室結構主要包括温室基礎、温室鋼結構和鋁合金結構等。

1.基礎分類 玻璃温室基礎分獨立柱基礎和條形基礎兩種。獨立基礎可用於內柱或邊柱, 條形基礎主要用於側牆和內隔牆。

2. 設計要求 基礎在設計之前, 應對建設場區的地質資料進行認真的分析,一是場區地質勘察報告( 用於重要的大型温室項目); 二是施工現場測試( 用於一般項目) ;三是根據經驗和附近項目的參考地質資料( 用於小型項目) 。基礎設計時,除滿足強度的要求外,還應具有足夠的穩定性和抵抗不均勻沉降的能力, 與柱間支撐相連的基礎還應具有足夠的傳遞水平力的作用和空間穩定性。温室底面應位於凍土層以下, 採暖温室可根據氣候和土質情況考慮採暖對基礎凍深的影響。一般基礎底部應低於室外地面0. 5米以上, 基礎頂面與室外地面的距離應大於0. 1米, 以防止基礎外露和對栽培的不良影響。除特殊要求外,温室基礎頂面與室內地面的距離宜大於0.4米。與温室鋼結構連接的埋件均設置在基礎頂部, 埋件的設計也是基礎設計中一個重要的組成部分。埋件與上部結構連接方式主要有鉸接、固結及彈性連接等方式, 根據連接方式的不同, 設計和構造方法也不同,但所有埋件必須保證與基礎的良好連接,並保證將上部結構傳來的力正確地傳給基礎。

3. 基礎用材及施工特點

(1) 獨立基礎。通常利用鋼筋混凝土。從施工方法上分,獨立基礎分為全現澆和部分現澆兩種方式。全現澆採用施工現場支模、整體澆築的方法進行; 部分現澆方式採用基礎短柱預製、基礎墊層現場澆築的方式進行。兩種方式可根據具體情況選擇採用。現澆方式具有整體性好、造價較低的特點; 部分現澆方式造價較高但施工速度快,施工質量較易保證。

(2) 條形基礎。通常採用砌體結構( 磚、石) , 施工也採用現場砌築的方式進行, 基礎頂部常設置一鋼筋混凝土圈樑以安裝埋件和增加基礎剛度。此外, 側牆基礎也可以採用獨立基礎與條形基礎混合使用的方式,兩類基礎底面可位於同一標高處, 也可根據承力情況和作用設置在不同標高處;獨立基礎承擔温室柱底傳來的力, 條形基礎僅作為分隔構件的一部分使用。( 3) 基礎施工注意事項。基礎施工時應保證其柱高和軸線位置的正確性, 設備、管道洞口和安裝要及時埋設, 嚴禁施工後再鑿,破壞基礎。

1.鋼結構內容 主要包括温室承重結構和保證結構穩定性所設的支撐、連接件、堅固件等。2.用材及施工注意事項 鋼結構用材主要為冷彎薄壁型鋼和熱軋型鋼, 除少量構件採用高強鋼外, 其餘鋼材均採用A3F。玻璃温室鋼骨架一般由專業化工廠生產。由於温室構件長期處於室內高濕度環境下,故所有結構構件均應進行防腐處理。通常採用熱浸鍍鋅的方法進行處理。為保證防腐處理效果, 所有構件均應在加工後再進行防腐操作。不允許在現場對温室構件進行割、鋸、焊等操作, 如有少量的現場操作亦需對其進行防腐補強處理, 在加工或創口處噴防腐漆等。骨架安裝時應嚴格按照圖紙和有關標準、規範及規定進行。國內已完成了/ 雙坡玻璃温室主體結構的行業標準,正式頒佈後可作為玻璃温室鋼結構施工的依據之一。現階段施工主要以《GB 50017-2003 鋼結構設計規範》和《GB 50018-2002冷彎薄壁型鋼結構技術規範》作為主要施工參考依據。

3.設計注意事項 我國尚未有專門的温室設計規範, 玻璃温室鋼結構的設計主要參考荷蘭( NEN3859、NEN3860) 、日本( 園藝設施結構安全標準) 和美國(NGMA) 等國的温室設計規範進行。但在設計中必須考慮結構強度、結構的剛度、結構的整體性和結構的耐久性等問題。

1.功能 鋁合金作為玻璃温室主要鑲嵌和覆蓋支撐構件, 其主要功能有:( 1) 與橡膠密封件配合, 作為玻璃温室覆蓋物密封系統的一部分;( 2) 單獨使用, 作為温室屋面支撐構件和密封構件;(3)作為天溝使用。

2.設計要求 主體部分主要滿足強度和剛度方面的要求; 支座部分作為玻璃的支撐主要預留一些通長支撐槽或鑲嵌槽; 鑲嵌部分位於玻璃外側的部分需設有專門用於安裝橡膠密封的凹槽,可用於固定橡膠密封件, 也可與小型鋁合金或不鏽鋼件配合固定玻璃。

玻璃温室通風目的主要是為了排除温室的餘熱及温室內的水分, 調整温室內空氣成分, 排除有害氣體,使温室內的環境温度、濕度和空氣等條件適宜植物生長的要求。

1.自然通風　玻璃温室大部分時間依靠自然通風調節室內環境。大型生產性玻璃温室的結構形式一般為雙坡面連棟温室,通風形式為在側牆和屋脊設置通風窗。其通風總面積不小於温室地面積的15%,最好大於30%。屋脊風窗開啓時, 窗扇最好可以超過水平面向上傾斜, 全打開時與水平面形成100角,則可獲得良好的通風效果。自然通風的通風量與風速、風向、通風窗位置、通風窗面積及温室內外温度差有關。當通風窗總面積為室內地面積的27%時, 若只有屋脊通風, 即使室外風速達到10公里/小時, 也達不到每分鐘0. 75次理想換氣率; 當屋脊通風窗和側牆通風窗全打開時,在幾乎無風的情況下, 換氣率也能達到0.68次/ 分鐘,接近正常推薦的0.75次/分鐘換氣率。

2.強制通風　玻璃温室雖然大部分時間依賴自然通風來調節環境, 但在夏季氣温較高時,尤其室外温度超過33℃以上的炎熱天氣, 單靠自然通風難以滿足温室降温要求時, 採用強制通風並配合其它措施進行降温是生產中常用的手段。強制通風是採用風機將電能或其它機械能轉化為風能, 強迫空氣流動來進行温室換氣並達到降温效果。強制通風的理論降温極限為室內空氣温度等於室外空氣温度。因為,此時的温室內外温差為零, 通風量為無窮大, 在實際應用中是不可能的, 由於機械設備和植物生理上的原因,一般温室的通風強度為每分鐘換氣0.75次～1. 5次, 能夠控制温室內外的温差在5℃以內。

在我國北方地區的玻璃温室, 需要冬季加温, 否則冬季不能生產。温室加温時間長短不一樣, 在東北地區加温時間大約需要5個月～6個月, 在華北地區需要3個月～5個月。在南方地區種植花卉或育苗也需要進行加温或臨時補温。

1.熱水加温　熱水加温系統由熱水鍋爐、供熱管和散熱設備三個基本部分組成,其工作過程是用鍋爐將水加熱,然後由水泵加壓, 熱水通過供熱管道供給温室內的散熱器,通過散熱器來加温, 提高温室的温度,冷卻的熱水回到鍋爐再加熱重複循環。熱水採暖系統運行穩定可靠,是玻璃温室最常用的採暖方式。

2. 熱風加温　熱風加温系統由熱源、空氣換熱器、風機和送風管道組成。其工作過程為:由熱源提供的熱量加熱空氣換氣器, 用風機強迫温室內的部分空氣流過空氣換熱器,這樣不斷循環進行温室加熱。熱風加熱系統的熱源可以是燃油、燃氣、燃煤裝置或電加熱器,也可以是熱水或蒸氣。熱源不同,熱風加温設備安裝形式也不一樣。蒸汽、電熱或熱水式加温系統的空氣換熱器安裝在温室內與風機配合直接提供熱風。燃油、燃氣式的加熱裝置安裝在温室內, 燃燒後的煙氣排放到温室內。燃煤熱風爐一般體積較大,使用中也比較髒,一般都安裝在温室外面。為了使熱風在温室內均勻分佈,由通風機將熱空氣送入通風管。

3. 電加温　較常見的電加温方式是將地熱線埋在地下,用來提高地温, 主要用在温室育苗。電能是最清潔、方便的能源, 但電能是二次能源,本身比較貴,因此只能作為一種臨時加温措施短期使用。

温室的熱量散失主要通過以下途徑: 通過玻璃圍護結構傳導散熱,可佔總散熱損失的70%～80%;向天空輻射散熱; 通風散熱; 空氣滲透散熱; 地中傳熱。温室節能就是要減少温室的散熱量,其有效辦法是安裝保温幕,可降低夜間的熱損耗。在滿足作物光照的前提下,最好安裝雙層透光材料,其熱損耗可減少50%。採用防寒溝,填上保温材料減少地中傳熱也十分有效。 ^[2] 

在我國大部分地區, 夏季炎熱, 温度較高, 室外温度在30℃以上時,温室內部温度超這40℃。如果僅靠通風, 温室內温主仍在35℃以上,温室內就不能進行正常生產, 必須配合採用其它的降温方法來降低室內温度。日常在生產上應 用的温室降温方法主要有：

1. 遮蔭降温　是利用不透光或透光率低的材料遮陽降光,阻止多餘的太陽輻度進入温室,既保證作物能夠正常生長,又降低温室的温度。由於遮蔭材料不同和安裝方式的差異,一般可降低温室温度3℃～10℃。遮蔭方法有室內遮蔭和室外遮蔭。室內遮蔭系統是在温室骨架拉接金屬線或塑料網線作的支撐系統, 將遮陽網安裝在託膜線上。一般採用電動控制或手動控制。室外遮蔭系統是在温室骨架外另安裝一遮蔭骨架, 將遮陽網安裝在骨架上,遮陽網可以用拉幕機構或卷膜機構帶動, 自由開閉。遮陽網室外安裝降温效果好, 可直接將太陽能阻隔在温室外, 各種類型的遮陽網都可使用。

2.蒸發降温　蒸發降温是利用空氣的不飽和性和水的蒸發潛熱來降温。當空氣中所含水分沒有達到飽和時, 水分會蒸發變成水蒸氣進入空氣中,水蒸發的同時, 吸收空氣中的熱量, 降低空氣的温度,提高空氣濕度。蒸發降温過程中必須保證温室內外空氣流動,將温室內高温、高濕的氣體排出温室, 並補充新鮮空氣, 因此必須採取強制通風的方法。採用蒸發降温的方法有濕簾——風機降温和噴霧降温。

3. 屋頂噴淋降温系統　是將水均勻地噴灑在玻璃温室的屋面上,來降低温室的温度。當水在玻璃温室屋面上流動時,水與温室屋面的玻璃換熱,將温室內的熱量帶走,另外當水膜厚度大於0. 2毫米時, 太陽輻射的能量全部被水膜吸收並帶走,這一點相當於遮蔭。

① 採光面積大，光照均勻

② 使用時間長、強度比較高

③ 具有極強的防腐性、阻燃性

④ 90%以上的透光，且不隨時間衰減 ^[1]