華南區(qū)域光、熱、水資源豐富，夏長(zhǎng)冬短，降雨量大，設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展容易受到熱帶暴風(fēng)、暴雨、臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性氣候的影響。因此，高效節(jié)能的夏季降溫結(jié)構(gòu)及設(shè)施是南方溫室大棚設(shè)計(jì)的重要技術(shù)要求，同時(shí)還需要考慮溫室抗風(fēng)和擋雨性能。華南地區(qū)溫室設(shè)施發(fā)展迅速，今天介紹的華南型雙弧面鋸齒型屋頂薄膜溫室對(duì)提高華南地區(qū)溫室設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性具有重要意義。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

華南型雙弧面鋸齒型屋頂薄膜溫室采用經(jīng)熱鍍鋅防銹處理的輕型鋼與鋼筋混凝土獨(dú)立點(diǎn)式基礎(chǔ)作為骨架，在溫室頂部設(shè)計(jì)長(zhǎng)短兩個(gè)弧形頂，并在兩弧形頂之間設(shè)計(jì)卷簾式天窗，以充分發(fā)揮溫室遮陽(yáng)擋雨、通風(fēng)降溫的性能。

基礎(chǔ)土建

溫室土建基礎(chǔ)按地面承載力≥100 kN/m2設(shè)計(jì)，采用鋼筋混凝土（C20）獨(dú)立點(diǎn)式基礎(chǔ)，采用現(xiàn)場(chǎng)澆注、預(yù)埋螺栓的方式進(jìn)行施工。溫室立柱獨(dú)立樁主要有J1、J2、J3三種形式。

其中，J1、J2獨(dú)立樁預(yù)埋深度為700 mm，J1獨(dú)立樁突出地面高度為300+H mm，高度H依水槽排水坡度而定。J2獨(dú)立樁與溫室地面（±0.000）平齊，主要作為溫室門邊立柱的基礎(chǔ)樁子。J3獨(dú)立樁預(yù)埋深度為800 mm，用于溫室斜拉筋基礎(chǔ)，安裝角度為70°，偏離柱樁中心100 mm。溫室四周立柱基礎(chǔ)在每個(gè)基礎(chǔ)之間砌120 mm厚的磚墻，墻體高500 mm，其中突出地面部分300 mm，外墻與基礎(chǔ)柱之間墩平，墻體表面進(jìn)行普通批蕩。磚墻四周砌排水溝，寬300 mm，泄水坡度為2‰。

溫室基礎(chǔ)土建斷面圖

主體結(jié)構(gòu)

如圖4所示，溫室采用雙弧面鋸齒頂連棟式結(jié)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)的材料主要為冷軋薄壁異型鋼材和自軋溫室專用型材，所有鋼構(gòu)件不允許駁接。華南型雙弧面鋸齒型屋頂薄膜溫室跨度為8 m,開間為4 m，開間方向長(zhǎng)度一般≤100 m。

華南型雙弧面鋸齒型屋頂薄膜溫室模型

溫室跨度方向稱為山墻面，開間方向?yàn)閭?cè)墻面，脊高為溫室最高點(diǎn)與溫室地面的垂直高度，肩高為溫室邊立柱最高點(diǎn)至地面的垂直距離，本設(shè)計(jì)脊高為5.1 m，肩高為3.3 m。

溫室拱桿剖面圖

溫室四周邊立柱和內(nèi)立柱采用60 mm×40 mm×2 mm的方管，山墻面上采用80 mm×40 mm×2 mm的方管構(gòu)成溫室主體構(gòu)架。側(cè)墻面上邊立柱間距為2 m。溫室骨架頂部鉸接Φ40 mm×1.5 mm圓管的長(zhǎng)短拱桿，長(zhǎng)拱桿內(nèi)圓弧展開長(zhǎng)度約為6 200 mm，短拱桿約為4 400mm，每組長(zhǎng)短拱桿間安裝Φ40×1.5 mm圓管的主拉桿。每跨溫室中間安裝Φ25 mm×1.2 mm圓管的縱桿，長(zhǎng)度為溫室開間方向長(zhǎng)度。為提高溫室抗暴風(fēng)、暴雨等災(zāi)害天氣的能力，每座最外的兩棟溫室的拱形部分安裝W型撐桿，中間溫室安裝垂直撐桿，每棟溫室山墻面上安裝平撐桿和加強(qiáng)撐桿，在主拉桿上安裝上下斜撐桿，在溫室側(cè)墻面上安裝斜拉筋，在距溫室側(cè)墻兩端3 m處安裝室外拉筋。溫室四周及屋面安裝卡槽和壓模帶，保證溫室密封性。溫室外遮陽(yáng)立柱安裝在每棟溫室兩端水槽的上部，遮陽(yáng)立柱間距 4 m，采用 40 mm×40 mm×2 mm的方管。遮陽(yáng)立柱上安裝橫梁，采用 80 mm×40 mm×2 mm 的方管，以提高遮陽(yáng)系統(tǒng)的抗風(fēng)強(qiáng)度。在保證溫室整體性能的基礎(chǔ)上，中間跨溫室的立柱和橫梁可以采用 30 mm×30 mm×2 mm 的方管。上述溫室主體構(gòu)架的連接件采用各類專用輕型鋼夾箍。

通風(fēng)口的設(shè)計(jì)

華南地區(qū)夏長(zhǎng)冬短，在炎熱的夏季，降溫性能是溫室設(shè)計(jì)和建造的關(guān)鍵。溫室降溫措施包括自然通風(fēng)和強(qiáng)制降溫，其中自然通風(fēng)技術(shù)是一種高效節(jié)能的溫室環(huán)控措施。由于高溫空氣容易積聚在溫室屋脊較高位置處，因此，華南型薄膜溫室在屋頂設(shè)計(jì)安裝天窗，每組天窗卷起高度約為0.7 m。為了減少自然通風(fēng)方式對(duì)溫室整體結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性、密閉性能的影響，窗框骨架邊緣端部與溫室長(zhǎng)短拱桿相鉸接，并在天窗通風(fēng)口裝設(shè)有天窗撐桿。溫室每跨設(shè)有一個(gè)天窗手動(dòng)卷膜器裝置，有效控制天窗啟閉，同時(shí)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)一步提高溫室自然通風(fēng)效果，考慮天窗和側(cè)窗的溫室配置裝備，在溫室四周側(cè)墻設(shè)立通風(fēng)口，采用手動(dòng)卷膜器裝置，卷起高度可達(dá)2.5 m左右。操縱溫室中的卷膜器時(shí)，搖桿要與卷膜軸垂直，卷膜軸下行時(shí)停在離磚墻約15 cm處為好，過低易造成薄膜松馳和脫落，用完后搖桿要放回固定位置。

遮陽(yáng)系統(tǒng)

溫室外遮陽(yáng)系統(tǒng)采用電動(dòng)托幕線拉幕系統(tǒng)獨(dú)立控制，遮陽(yáng)網(wǎng)采用遮光率為70%的黑色針織網(wǎng)。每座溫室配置一套遮陽(yáng)控制機(jī)構(gòu)，減速電機(jī)功率為0.55 kW，鋪開遮陽(yáng)網(wǎng)一次需要6~7 min。通過室外遮陽(yáng)網(wǎng)的收合可以實(shí)現(xiàn)溫室內(nèi)光照亮度的調(diào)節(jié)，與溫室卷簾天窗、側(cè)窗配合，還可以有效提高溫室通風(fēng)降溫效果。

排水系統(tǒng)

溫室設(shè)立水槽排水系統(tǒng)，對(duì)長(zhǎng)度較短的溫室，可以采用單向排水，對(duì)較長(zhǎng)溫室，采用雙向排水，排水坡度設(shè)計(jì)為5‰，在水槽端口連接φ110 mm的PVC落水管，雨水排進(jìn)溫室四周排水溝，匯集后引至排水主渠。

覆蓋材料

覆蓋材料可以使溫室形成一個(gè)密閉空間，為作物創(chuàng)造一個(gè)理想可控的環(huán)境。典型的透光覆蓋材料有玻璃、聚碳酸酯PC板、塑料薄膜等。實(shí)踐證明，玻璃、PC板溫室透光性能良好，但是價(jià)格較高，且這類溫室結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜，造成溫室透光嚴(yán)重不均勻；普通農(nóng)用塑料覆蓋膜密封性能良好，價(jià)格低廉，但是降溫效果差，透光率也不足。綜合考慮華南地區(qū)氣候和作物適應(yīng)性，本設(shè)計(jì)采用單層0.13 mm厚PEP利得膜覆蓋，透光率高，密封性好，通過增加光擴(kuò)散添加劑，阻隔多余輻射熱進(jìn)入溫室，有效避免對(duì)植物的灼傷，提高降溫效果，特別適合華南高溫高濕地區(qū)。

圍護(hù)材料

溫室為了提高通風(fēng)換氣效果，在溫室屋面和四周設(shè)立通風(fēng)口，溫室進(jìn)行自然通風(fēng)時(shí)，室內(nèi)與外界環(huán)境相通，因而，室外病蟲害將通過通風(fēng)口進(jìn)入溫室內(nèi)，影響作物健康生長(zhǎng)。針對(duì)上述問題，本設(shè)計(jì)在天窗及四周通風(fēng)口薄膜卷起部分裝設(shè)尼龍防蟲網(wǎng)，有效控制各類害蟲，為溫室內(nèi)作物構(gòu)建有利的生長(zhǎng)環(huán)境。為了進(jìn)一步提高溫室擋風(fēng)、防塵的功能，本設(shè)計(jì)在除安裝有風(fēng)機(jī)的山墻面外的側(cè)墻和山墻通風(fēng)口處，配置藍(lán)色防風(fēng)網(wǎng)加固，有效抑制灰塵污染，改善溫室內(nèi)作業(yè)環(huán)境質(zhì)量。

主要技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)

華南型雙弧面鋸齒型屋頂薄膜溫室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除了要遵循溫室構(gòu)造一般原則，如遮陽(yáng)、防雨、抗風(fēng)等，還具備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作簡(jiǎn)單易行，建造成本較低，且注重考慮溫室通風(fēng)效果，并要求自然通風(fēng)設(shè)施對(duì)溫室整體性能影響較小。根據(jù)華南區(qū)域地理及自然氣候條件，設(shè)計(jì)的華南型雙弧面鋸齒型屋頂薄膜溫室的主要技術(shù)參數(shù)如表所示。

溫室突出特點(diǎn)

a、天窗和四周側(cè)窗相配合，提升溫室通風(fēng)量；

b、配置室內(nèi)和室外遮陽(yáng)系統(tǒng)，遮陽(yáng)網(wǎng)展開和拉合，有利于調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度，而普通南方塑料大棚主要考慮的是冬季保溫，夏季溫室利用率低，造成資源浪費(fèi)；

c、采用自然通風(fēng)降溫與室外遮陽(yáng)降溫措施相結(jié)合，減少輻射增熱，使溫室通風(fēng)降溫效果更明顯；連棟式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少室內(nèi)立柱，擴(kuò)大有效種植空間；

d、溫室主體為熱鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)，邊立柱每2 m安裝一支，屋面每2 m設(shè)一組長(zhǎng)短拱桿，兩個(gè)弧形拱桿之間安裝主拉桿，增強(qiáng)溫室的剛性，在溫室屋脊方向設(shè)立縱桿，提高溫室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。溫室剛構(gòu)架采用鉸接式，可以現(xiàn)場(chǎng)安裝，操作方便，降低成本造價(jià)；

e、為了改善溫室排水性能，在溫室邊立柱上設(shè)立水槽排水系統(tǒng)。溫室主體構(gòu)架設(shè)計(jì)的抗風(fēng)能力是10級(jí)，在此范圍內(nèi)的防風(fēng)措施主要是關(guān)閉整座溫室的門窗，收回遮陽(yáng)網(wǎng)。

總結(jié)

華南型雙弧面鋸齒型屋頂薄膜溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，成本造價(jià)低，通風(fēng)降溫效果顯著，可用于華南區(qū)域多種作物的種植，設(shè)計(jì)主體構(gòu)架使用壽命20年以上，尤其是溫室屋面采用雙弧面鋸齒型連棟結(jié)構(gòu)，能夠以較少的材料和能耗實(shí)現(xiàn)同類型溫室相同級(jí)別的抗風(fēng)和降溫性能，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。