低投入、高产出,这款节能型温室很适合华南地区!


图 1 华南节能型温室外观
华南型节能温室是根据华南气候特点,特别考虑到常年湿度大、温度高等情况,为满足南方对蔬菜水果及花卉生长实际对温度光照与湿度的要求,广东花王农业设施科技有限公司设计的一种较低投入、高产出的节能型温室类型(图1)。该类型温室主要是设计大规格的通风窗(包括顶部与四周通风),让温室内空气能与室外进行大幅度交换,达到采用自然通风进行除温降温的效果;同时设计外遮阳系统,阻隔一部分光照,减小温度积热,使用起来能较好控制温室内温度,让作物能正常生长。


根据华南地区高温高湿特点,利用热气上升原理,设计更高的温室高度,增加屋顶到地面的空间,使室内产生的热气来不及排出室外时不至于向下沉积,一般设计肩高6 m,总高8 m,采用9.6 m跨双拱顶结构,每个拱设计1.5 m通风口,屋面通风面积可达40%以上。另外在温室设计时开间方向尽量控制在40 m左右,前后及两侧隔墙均设计双层侧卷膜窗,让四周通风与拱面通风相呼应,设置室内内循环风机增加室内空气流动性,达到快速排温排湿的效果。结合外遮阳网系统(风大的地方用针织网,风稍小的地方用白网),能有效阻隔热量进入温室,让该类型温室可以使用较少的电能达到正常生产的要求。
温室荷载
根据GB/T 51183-2016《农业温室结构荷载规范》,该类型的温室风载为0.75 kN/m2,最大排雨量140 mm/h,恒载为15 kg/m2,吊挂载荷为25 kg/m2。其中考虑到温室内种植作物的不同,吊挂荷载也会有所调整。
温室骨架
华南地区高温高湿,所以对于温室骨架的防腐性能要求比较高,一个孔或折弯对锌层的破坏都有可能让整条骨架快速生锈,几年内穿孔,大大减少使用寿命。基于此,温室骨架包括水槽都不能用镀锌板加工,而需采用热镀锌钢管为主要材料。设计要求所有材料均用黑铁加工后热浸镀锌,这样热浸镀锌的锌层厚度会大大超过普通的镀锌板(图2)。

a.水槽黑铁加工成形

b.水槽热浸镀锌后
图 2 热浸镀锌水槽
骨架要设计桁架梁结构,一方面是一跨双拱的要求,可以大大增加温室水槽的排水能力,另一方面也可针对华南地区台风频发的特点增加温室的抗台风能力。
覆盖材料
华南型节能温室一般覆盖薄膜(图3),正常覆盖15 CC利得膜、金象膜或“希爱侬”日本膜等。要求透光好、寿命长,也可根据不同作物、不同地区选择不同功能膜。

图 3 温室覆盖薄膜
根据昆明、贵州等地区高海拔、高辐射、日照充足的特性,蔬菜、花卉、水果等种植可以采用TYPE R/60~80 mic (UV OPEN)作为温室覆盖膜,此产品可以增加抗紫外线计量,增强拉力强度与抗冲击强度。
在西双版纳、红河等地的蓝莓、树莓种植,可以采用具有较好保温性能、机械性能与散射率的覆盖膜。利用散射膜,可以减少棚内阴影,植物底部也可以吸收到比较充足的光线,有助作物的生长,提高产量。
葡萄、草莓的种植需要允许更多的紫外线进入棚内,从而提高果实的硬度及甜度,增加果实的着色度,降低白果的生成。要选择透光率更高,可达到90%~91%的覆盖膜。
温室环境控制
该种类型温室采用自然通风为主,对环境要求比较低的作物可通过增加外遮阳网挡光隔热、通风窗结合内风机自然散热与冬季关窗保温的方式保证作物正常生长;要求比较高的如蝴蝶兰、红掌等则需增加风机水帘降温系统与其他加温系统,在极限温度达不到作物正常生长需求时,启动设备加温或降温以及调光调湿。控制系统主要根据实际配备设施设备情况设计控制,加温与降温完全按照温度需求全自动控制。
除增加加温与降温设施外,从温室保温的角度,增加温室密封性,增加上层与四周的电动保温被等减小热传导;内风机与通风窗的开启根据植物蒸腾情况及室内温度自动控制或按时间控制,能达要求时采用自然通风对流,达不到要求时强制交换;光照调节方面,遮阳网可根据温室内光照情况自动或电动控制。


该类型温室在南方大面积应用超过10年,广泛使用于水培叶菜(图4)、草莓、番茄、黄瓜等果蔬生产与红掌、白掌等小盆栽及南方花卉的大规模生产,投入相对较低,运行费用较少,节能明显,使用稳定性好,作物病虫害少,产量高。在室外常年温度不高,温差较大的地区,通过自然散热减少温室积热,通过保温让温室内温度稳定,减少加温降温所需要的能源消耗。

图 4 温室应用于南方低纬度地区水培叶菜生产


该温室的拱面通风口一般只能朝一个方向(图5),对风向比较固定的地区比较好,能随风向设计温室坐向,让风能最大幅度地将室内积热带出室外;如风向不稳定的地方则排风效果会受影响。另外因拱面开窗,结构较复杂,加上卷膜、天窗膜沾水沾尘后透光率下降较快,太阳斜照时对室内光线有一定影响。还应不断优化温室结构,调整卷膜材料来减少光损失。

图 5 温室拱面通风口