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| 日光温室的建造与性能 |
 日光温室的概况 日光温室的热源是太阳辐射，白天太阳光进入温室，被土壤吸收，使土壤温度提高。土壤以长波辐射的方式放热，提高温度，使温室内温度提高。温室夜间的热量也来源于白天积累的太阳辐射。 |
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日光温室的设计原则 |
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采光设计<<保温设计<<场地选择<<基本结构<<结构类型<<建造<<性能<<改进 |
 日光温室的采光设计
A、方位角：日光温室东西延长，前屋面斜向正南，可最大限度地获得太阳辐射能。在气候温和地区，可早揭草苫，方位角采取南偏西5°-10°，纬度较高的地区，早晨揭苫偏晚，可采取南偏西5°-10°的方位角。每偏东1°太阳光线与前屋面垂直时间提前4分钟，偏西1°则延迟4分钟，南偏东5°提前20分钟，南偏西5°延迟20分钟。
B、采光屋面角：吸收、反射与透过的光线强度与入射光线强度的比，分别叫吸收率、反射率和透过率。三者的关系是：吸收率+反射率+透过率=100%。塑料薄膜对光线的吸收率是一定的。光线的透过率决定反射率的大小，反射率小，透过率就高。入射角在0°-40°范围内，随入射角的增大,反射率增大,但变化不明显。设计时，以最小的冬至那天的太阳高度角和40°入射角为依据进行设计。
但是，值得注意的是，这一屋面角的获得是依据冬至正午的太阳高度角。也就是说，在冬至前后的一段时间里，只有正午透光率接近最大限度地利用了太阳光能，但是，为了提高一天中温室前屋面维持较高透光率的时间，即延长每天入射角小于40°的时间，应将前屋面适当提高5°-7°。
拱圆形温室的前屋面的屋面角，受其形状影响，在其弧度的不同位置，角度不同。一般温室前部角度为60°-70°，距离温室前沿1米处为30°一40°，3米处20°-30°，4米处15°-20°，这样保证了温室前屋面的绝大部分有良好的透光率。温室前屋面后部，透光率较差，但这种结构保证了温室的保温日障睡比较合理的。为了避免温室前屋面遮荫，作为前屋的拱架材料，要采用小断面、高强度的材料，为了减少立柱遮荫可用拉杆和吊柱，以钢结构的骨架，强度最高，断面最小，但是投资较大。
C、日光温室的排间距：前后排温室间的距离，首先要做到后排温室在太阳高度角最小的冬至节的中午，不相互遮荫，在此基础上考虑中午前后多长一段时间后排温室不被遮荫，再考虑后排温室前面的被前一排温室遮荫的空地，由于被遮荫造成的低地温对后排温室地温的影响，要再加上一个修正值。在此基础上，再加上-个修正值K，K 一般为1-3米，K值过大，温室之间间距过大，一方面浪费土地，另一方面起前一排温室利用后一排温室阻挡冬季寒冷北风的效果；K值过小，后排温室不被遮荫的时段，仅为中午前后较短的一段时间，在这之外的时间，蔬菜仍可进行旺盛的光合作用。温室前后排之间距离的总的计算公式是：L1=L+K。
D、温室长度：温室适宜的长度是50米左右，最短不应低于15米，最长不应长于100米。
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日光温室的保温设计
① 温室效应与土壤的热转换器效应：日光温室的热能来源于阳光辐射能，白天阳光辐射。以短波光的形式，穿过温室透明覆盖物，进入温室内，绝大部分被土壤以及墙壁、立柱、后墙、后屋面和蔬菜作物吸收，使这些物质的温度提高，阳光能转换为热能，这就是温室土壤和温室建材的热转换器效应。这些热能再以长波辐射、传导、对流等方式传播出来，这些长波辐射又被空气吸收，提高温室内的气温。
② 温室热平衡：土壤中的热量也会向温室外部的温度较低的土壤和向下部土壤传导。温室内的热空气可以使前屋面薄膜变热，而薄膜再以长波辐射的形式向外散失热量。温室白天既增温又散热，而夜间只散热不增温。如果温室获得的热量多，散失的热量少，温室就升温，反蜘的热量少，散失的热量多，温室就降温，这就是温室的平衡，保温设计就是要减少热量的损失。
③ 保温设计：温室的跨度，是决定温室保温性能的重要因素，从温室的前屋角到温室后墙间的距离，是温室的跨度。跨度的大小与温室的种类与高度有关。合理的高跨比值应达到0.5以上。在北纬40°的地区，跨度为6米为宜，40°以南地区，以7米为宜。为了减少温室放热，最好采用导热系数小的建筑材料。最好用土墙，如用砖墙，中间应留空隙或用填剩填实。在建造温室时，墙体采用异质复合壁最为合理，内墙采用吸热系数大的材料，如石块、砖块，以增加墙体的吸热和储存热量的能力，这样温室夜间温度不会太低；外墙采用隔热性能好的材料，如空心砖或土坯，以防止热量散失。最经济的是用夯土墙或者草泥垛墙，效果很好。日光温室的墙体厚度，应达到当地冻土层的厚度，如达不到，可在墙体外培土，也可在墙体外加风障，在墙体与风障之间填充乱草稻壳等，总的要求是不可使墙内侧上霜。
山墙和后墙、后屋面和墙体的结合部分要严密，无裂缝。在温室设门的一端，要加缓冲间，门内外两侧要加两层门帘。前屋面覆盖薄膜要严密。
当前主要采用草苫、双层草苫和草苫加纸被(4-6层牛皮纸缝合)。另外夜间可扣小拱棚，设置天幕也是温室夜间保温的有效措施。
在日光温室前20厘米处，以及温室的周围挖深50-60厘米，宽25厘米的防寒沟，沟内用塑料薄膜封底，其上加人乱草，踏实，上面再覆盖薄膜，防止雨水流人，其上压土。以此隔断温室土壤向温室周围土壤的横向传导散热。
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日光温室的场地选择
日光温室的前面要无高大建筑物、树木、山峰，以免遮荫。这里要注意，不仅仅是这些障碍物的阴影不能遮住温室或其一部分，而且实践证明，温室周围5米以内的土壤最好也不被遮荫，以防止土温过低加速温室内土壤向外的热传导。
土壤要疏松肥沃，地下水位低。建造日光温室必须选择地势高删富含有机质的壤土或砂壤土。在温室的建造过程中，要避开河套、山川等山口风道，这些地方在冬春季节也往往是风道口，易发生风灾。靠近道路的地段，经常尘土飞扬，烟囱排放出大量的烟尘，污染空气，同时也会给温室薄膜造成严重的尘土污染，所以在建造日光温室时，必须与进些尘土污染严重的地带拉开一定的距离。温室建设场地最好靠近水源和电源。
在温室建造过程中，要充分利用地形，靠近交通要道和村庄，以利于生产管理和销售。温室最好建于村南，利于村庄芒挡冬季的北风。有些菜农将温室建于向阳的坡地上，挖除一部分土后，利用坡地作后墙，同时也利用坡地挡风，但要注意在温室后1米处，挖一条超过当地冻土层厚度，宽25-30厘米的防寒沟，在沟内填实稻草或乱草，其上覆盖薄膜，膜上压土，以此隔断后墙传热。还有些菜农将温室凋在村南的已经干涸的水坑中，充分利用地形。遮挡冬季冷风，但是，要注意坑中地下水位高，要在温室周围挖深沟，起防胃沟的作用，同时也可降低地下水位。甚至挖井，水井与沟月通，当水井水位高时，将水抽出，以降低水位。
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日光温室的基本结构
(1)墙 墙是日光温室的重要结构，砖墙坚固但造价高，土墙经济，保温性好，但费时费力坚固书性差。日光温室的墙体包括后墙和东西山墙。要求墙体要有一定的强度。白天温室接受太阳的辐射热量，墙体吸收热量，温度升高，一部分热量散失了，一部分储存起来。夜间，墙体温度降低，向温室中放热，减缓温室温度的下降，同时起保温作用，阻止温室热量向外传导。
(2)后屋面 起隔热保温作用，其上摆放草苫，操作人员也是在后屋面上拉放草苫。后屋面主要由柁、檩、椽子、玉米秸、麦秸或稻草组成。也有些温室的后屋面是由钢筋水泥预制件组成。后屋面的平均厚度应在50厘米以上，为使受力合理，前部可适当薄些，后部可适当厚些。
(3)前屋面 温室的前屋面由几排立柱支撑拱杆，也可通过拉杆和小吊柱支撑拱杆，其覆盖薄膜，用压膜线压紧。
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日光温室的结构类型
日光温室以前屋面的形状来分，分为拱圆形和一立一斜形。以后屋面的长短来分，可以分为长后屋面，短后屋面和无后屋面。结构是以竹木结构、土墙或砖墙、土后屋面为主。
(1)一立一斜式温室
①玻璃一立一斜式日光温室：为了方便蔬菜生产，将温室的前屋面的前部改为60厘米高的立窗，以玻璃作为透明覆盖物，一般高度为2.5-3米，跨度在7米左右，后墙高1.5-1.8米。
②琴弦式日光温室：这种温室形状尺寸与一立一斜式日光温室一样，但用塑料薄膜代替玻璃，在结构上加以改进。在每间温室的前屋面南北向设加固架，在加固架上横拉若干道8号铅丝，8号铅丝间距离为40厘米，呈琴弦状，在8号铅丝的上面，按60厘米的间距铺竹片作骨架，在骨架的上面再覆盖塑料薄膜，在薄膜之上，再用细竹片对应骨架压若干道，用细铁丝穿透薄膜固定。
（2）拱圆形日光温室
①长后屋面矮后墙拱圆形日光温室
感王式温室：竹木结构，土墙、土后屋面，跨度为5.5-6米，高度为2.2-2.4米，后墙高60-70厘米，前屋面为拱圆形，以中柱支撑后屋面的前部，柱高2.3米，其后设后柱起辅助作用，中柱之前有两排前柱支撑前屋面，中柱基部到温室后墙内侧的距离为2.5米，到温室前沿防寒沟的距离为3.5米，后墙厚度为0.7米，后墙外培防寒土，宽1.5米，厚1米。
②无后屋面拱圆形日光温室：无后屋面温室一般是利用丘陵、山坡、河岸、堤坝等地形或墙壁的南侧，拱架直接固定在这些地形或墙壁的一定位置上，可以是竹木结构，也可以是钢筋结构。一般跨度为6米，高2.4米，没有后屋面，拱杆多用三排立柱支撑。这种温室造价低，白天升温快，采光条件好，但夜间温度下降快，保温效果不好，遇到连阴天或其它灾害性天气，最易遭受低温冻害，不适合北方地区进行冬季生产，但对于冬季温度较高的中南部地区，较为适用。
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日光温室的建造
（1）平整土地和放线 按照设计好的日光温室平面图，陟盘测定好方位角，确定温室的四个角，温室的四个角处打瞒桩，而后确定山墙和后墙的位置。
(2) 筑墙 筑土墙所用的土，可以采用温室后墙外侧的土，也可以用温室前部栽培面耕层以下的土壤。如用温室前幽土，可将耕层(厚约25厘米)挖出，放在一边，向底层的生土浇水，一天以后，挖生土做土墙。先按土墙的厚度打夹板，填入刚挖出的湿土，用土夯或电夯夯实，每层约20厘米，夯实一层以后，再作第二层，直至达到要求高度。山墙于后墙要一起做，不可分段，只有这样才坚固。如果土壤的粘度不够，可毗中掺人麦秸。有些地区的土壤粘度很低，不能用夯实的方法建墙，这时可先在土中搀入一定量的麦秸和泥，做成土坯，待土坯干后，睡土坯墙。砌墙时，土坯之间要用草泥堵严，墙的内外也都要抹草泥。
砖墙施工时要先将地基夯实，然后才可以砌墙，施工时要灰浆饱满，勾好砖缝，抹好灰面，墙的内外都要抹灰，以免漏风。砖墙层与层之间的空心不可过大或过小。一般空心的宽度掌握在5-8厘米之间。空心不可一留到底，要每隔3-4米，用砖将各层连接起来，以提高墙的牢固程度。空心墙可加用炉渣、珍珠岩、麦秸作填料，也可什么也不加，只用空气隔热，不加填料的空心墙，一定要做到没有裂缝。在砖睁封顶时，最好用泥糠封顶30厘米，使后墙与后屋面衔接紧密，提高保温性能。
(3)埋立柱、立屋架 根据图纸，确定各个立柱的位置并用石灰标出。挖30-40厘米深的坑，用石头做柱脚，以防止立柱下沉，而后在后排立柱上安装挖柁，柁头架于立柱上，柁尾架于后墙上或架于后面辅助立柱上，在柁上放檩3-4道。脊檩在柁处相连，成一条直线，其它檩错落放置，为防止檩下滑，可在檩下部的柁上钉一块小木块卡住檩木。有些温室只用立柱支撑脊檩。
(4)覆盖后屋面 在檩条或椽子上覆盖一层废旧的塑料薄膜，在薄膜上摆放成捆的玉米秸，其撂放的方向与檩条或椽子垂直。再在玉米秸上铺麦秸或稻草，而后在其上再铺一层塑料薄膜，上面抹草泥。后屋面由两层塑料薄膜包裹的秸秆、麦草组成了一个像棉被一样的覆盖物，保温性能比普通的不加塑料薄膜的后屋面大大提高了。后屋面覆盖好以后，要用草泥将后屋面内侧与温室后墙衔接处抹严。
(5)挖防寒沟 在温室的前沿挖20厘米宽，40厘米深的防寒沟。
(6)埋地锚和后屋面的压膜线固定铅丝 在防寒沟的底部平放一条于温室等长的8号铅丝，其上穿有地锚，地锚是两头做成铁环状的8号铅丝，依所要埋设的拱杆间距，每隔3米，在铅丝上绑一块砖头或木棍，放在这些固定物之间。
在温室的后墙外侧；依同样的方法挖沟埋地锚，只是地锚的间距可加大为2-3米，埋好后即可填土踏实，铁锚的上部环显露于地表。在温室的后屋面上，拉一道8号铅丝，两头埋入温室山墙外侧的地下，埋人时要在头部绑重物。用铅丝或尼龙绳固定铅丝，一头绑在铅丝上，一头绑在后墙外埋好的铁锚上。
(7)建前屋面 立柱位置埋好后要前后调整，使立柱各排和各列对齐，将4米长的竹片两两绑在一起，长度要适宜，一端插在防寒沟里，下部靠防寒沟的南侧用砖头顶紧，其角度要使拱杆在竖起来时与地面垂直或稍倾向于南方。在支撑前屋面的立柱上绑横梁，横梁距离每排立柱顶端20-30厘米，在横梁之上立小吊桂，小吊柱的上下两端都要打孔，分别用8号铅丝穿过孔，弯曲拱杆，小吊柱的一端紧绑在拱杆上，一端支在横梁上，绑紧。拱杆的上端可插在脊檩之上。而后，不断调整小吊柱，使前屋面的同一位置高度一致。
(8)覆盖薄膜 温室的薄膜为两幅或三幅，用两幅时，其宽度分别为3米和5米，用三幅时其宽度分别为2甲、4米、2米。先将3米或2米宽的薄膜一边卷回，用粘合剂粘合或用电熨斗熨成5~6厘米宽的筒，装人泥龙绳，3米宽的固定在距离地面2.5米处，2米宽的固定在距离地面1.5眯处。薄膜先卷成卷，边覆盖边拉紧边向防寒沟里填土。尼龙绳要拉紧，连同薄膜一起，在温室的山墙处埋人地下。上面的一幅或两幅薄膜同样先卷成卷，一端靠山墙埋人地下，而后向另一端铺开，到头后靠近山墙埋人地下。薄膜靠近后屋面的一端固定方式有两种，一种是用竹片和铁钉直接固定在脊檩上；另-种方法是将其用竹片和铁钉固定在脊檩上之后，折回，扣在后屋面上。可扣后屋面的宽度约为0.5-1米，越多越好，其上用草泥压实。此种方法对没有加废旧薄膜的后屋面来讲，有较好的提高保温性能的效果。
(9)固定压膜线 薄膜覆盖好以后，要用压膜线将其压紧固定，压膜线可以是市售的聚丙烯温室专用压膜线，也可以用尼龙绳或铁丝代替，但最好不用。以以专用压膜线为最好。先将压膜线的一端绑在温室后屋面上的8号铅丝上，从温室上抛下，压在两拱杆之间的薄膜上，下端地锚环，拉紧绑好。固定压膜线的顺序是先细后密，先大伺距的固定几根压膜线，再逐渐在每个拱杆之间固定一条压膜线。压膜线和塑料薄膜都有一定的弹性，要在固定好压膜线的第二天和第三天；再紧2-3次，才可保证确实压紧，压紧的前屋面薄膜呈波浪状。
(10)上草苫和纸被 纸被用4-6层牛皮纸做成，草苫用稻草或蒲草做成，稻草苫宽1.2-1.3米，蒲草苫宽1.5-1.6米，长度以覆盖住温室的前屋面为准，在没有纸被的情况下，可覆盖两层草苫或增加草苫之间的重叠量，每片草苫用两根长度分别为草苫长度2倍或略长一些的尼龙绳拉放，每条绳的两端都分别固定于草苫某一端的靠边的一处，形成两个环，套住草苫。拉放草苫表面的两根绳，可将草苫卷起或展开于温室的前屋面。卷起的草苫相交错或一前一后摆放在后屋面上，为防止草苫下滑，可在每卷草苫的后面挡一块石块或两三块砖。
(11)出人口的处理
日光温室可在温室的东山墙处留门，门要尽可能地小，门外要建保温间，门的内外都要挂门帘。一般不在温室的西山墙或后墙处留门
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温室的性能
（1）温度 日光温室的温度有季节变化和日变化。日光温室内的日变化状况决定于日照时间、光照强度、拉盖不透明物的早晚等。温室也具有局部温差。一般水平温差小于垂直温差，在一定范围内，温室越宽，水平温差越大，温室越高，垂直温差越小。纵向的水平温差小于横向。冬季温室南部的土壤温度比北部高2℃-3℃，而夜间北部比南部高3℃-4℃，纵向水平温差为1℃-3℃。温室南部产量较北部高。
温室内土壤的高低与季节有关。总之，外界气温高，无冻土层影响时，室内的地温较高，气温与地温的温差小，如果外界的气温在O℃以下，外界的土壤结冻时，室内的低温升高难度增大，气温与地温的温差增大。
一天中5厘米深地温的最低温度出现在上午8-9时，最高温度出现在下午3时左右，15厘米深的最低温度出现在上午9-11时，最高出现在下午6时左右。下午盖帘后到第二天揭帘之前，地温变化缓慢，变化幅度在2．5℃-4℃之间，离地面越深，变化幅度越小。
(2)光照 春季和秋季太阳的高度角较大，进入温室的光量多，而冬季的太阳高度角小，进入温室的光量小，温室的光照条件差。温室内光照的分布，因季节的不同而不同，而且部位不同局部的光差也很大，在同一水平方向上，由前向后，光照强度逐渐减少，以温室的后墙内侧光强最低。温室垂直方向上的光照，以温室的上层最高，中层次之，下层最差。距离透明覆盖物的距离越远+光照强度越弱。
(3)湿度 气温升降是影响空气相对湿度变化的主要因素。温室内的空气湿度，随天气变化，通风浇水等措施而有变化。一般晴天白天空气相对湿度为50％-60％，而夜间可达到90％，阴天白天可达到70％-80％，夜间可达到饱和状态。 晴天的夜间，整个夜间相对湿度高，且变化小，最高值出现在揭开草苫后十几分钟内。日出后，最小值通常出现在14-15时，温室内的空气相对湿度变化较大，可达20％-40％，且与气温的变化规律相反，室内的气温越高，空气的相对湿度越低，气温越低，空气渤相对湿度越高。
由于温室的空气湿度大，温室内的土壤湿度也比同样条件下的露地土壤湿度大，温室内土壤的水分蒸发量与太阳辐射量成直线关系，太阳辐射量高，土壤蒸发量大。
(4)气体条件 寒冷季节的日光温室放风量小，放风时间短，造成温室内外的空气交换受阻，气体条件差异较大，这种差异主要表现在二氧化碳的浓度和有害气体上。
白天空气的二氧化碳的浓度一般在340ppm左右，并没有达到蔬菜的光合作用饱和点，温室生产，夜间蔬菜呼吸放出二氧化碳积累在温室中，早晨揭草苫时，二氧化碳的浓度可达到700-1000ppm。揭草苫后，随温度的提高，光照的增强，光合作用加剧，二氧化碳由于不断地被消耗，浓度很快下降，到中午放风之前，可降低到200ppm以下，对蔬菜的生长发育极为不利。比较敏感。
辣椒对氨气尤其敏感，氨气可使植株灼伤，甚至死亡。当氨气的浓度达到5ppm时，蔬菜就会受害。辣椒对亚硝酸气体比较敏感，当空气中的亚硝酸气体5-10ppm时，蔬菜即开始受害。
（5）土壤条件 日光温室是在完全覆盖的条件下进行生产，大量施用肥料，只靠人工灌溉，没有雨水淋洗，很容易积累盐分。尤其是在大量施用速效氮肥时，这种现象更为严重。在高的土壤浓度下，土壤的渗透压增大，蔬菜吸水困难，引起蔬菜缺水，严重时会引起反渗，植株萎蔫。土壤的浓度过高，会造成土壤元素之间相互干扰，使某些元素的吸收受阻。因此，在夏季温室闲置季节，要除去前屋面的薄膜，让雨水淋洗土壤，或用清水冲洗，在再次定植前要深翻土壤，通过多施有机肥的方法，减少化肥的施用量。
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对日光温室的改进
（1）降低温室栽培床 在建造温室时，挖出温室栽培床25厘米深耕层的土壤，放在一边，将下部的生土挖出不用，最深下挖50厘米，整平地面后将表土填回、整平，这样建成的温室就成了半地下式温室，栽培床面低于地面50厘米左右，可有效地防止温室土壤向周围土壤传导热量。这里值得注意的是，栽培床的高度降低值不可超过50厘米，过深会引起温室前部遮光严重，而且土壤潮湿；还应注意，夏季温室可能积水，要做好排水工作，可在温室旁边挖一口浅井，通过水沟与温室内栽培床连通，收集积水，并及时抽排井水。
(2) 设拔风筒 人们常用架设拔风筒的方法解决排湿和保温矛盾问题。拔风桶用塑料薄膜构成，用铁丝撑起，其直径为30-40厘米，筒长1.2-1.5米，其做法是先用薄膜熨成直径为30-40厘米的筒，用8号铅丝做同样直径的圆圈，将筒的一端由里向外翻出，包住铁圈折回，或粘或熨将其封好，过圆心垂直摆放两根8号铅丝，两头分别固定在铁圈上，在铅丝的交叉处，将它们绑在一起。在温室薄膜靠近后屋面的位置，每隔3～4米直径略小于薄膜筒直径的洞，薄膜筒的另一端边缘与其对应粘或熨在一起。排湿时，从温室里面用长竹竿穿过筒，竹竿的顶端支在铅丝的十字交叉处，向上将筒支起，不排湿时，转动竹竿，拔风筒拧在一起，下降，堆放在屋面上。这种方法可有效地降低空气湿度，但温度变化相对较小。 |
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