农业建筑学之温室工程

1、第 八 章 温 室 工 程北京植物园第一节 绪 论一、温室的概念 温室又名暖房、温棚，是一种以玻璃或塑料薄膜等材料作为屋面，用土、砖做成围墙，或者全部以透光覆盖材料作围护结构，具有充分采光、防寒保温能力，可供冬季或其他不适宜栽培植物的寒冷季节栽培植物的房屋统称为温室(Greenhouse)。温室：由日光温室和连栋温室构成。日光温室是指三面有墙，一面采光通风的温室。连栋温室是指各种形式的连栋温室，是建设水平较高的设施。大棚：是指四周无墙，用钢架或竹木结构搭建的设施。中小棚:是指宽度在5.9米以下、高度在1.79米以下，比大棚面积小的设施棚。二、我国温室的起源与发展据汉书记载“自汉世大观园，冬种葱

2、韭菜菇，复以屋庑，昼夜蕴火，得温气诸等皆生”；在公元618907年，唐朝诗人王建在宫前早春诗中写道“酒幔高楼一百家，宫前杨柳寺前花，内阁分得温汤水，二月中旬已进瓜。”在公元11271279年的南宋时期就有用纸作覆盖透光材料，凿地为室，加温生产花卉的记载。在公元13681644年的明朝，王世懋在学圃杂疏中写道：“王瓜，出燕京者最佳，其他人种之火室中，逼生花叶，二月初即结小实，中官取以上供。”1950年后，我国还存在为数不多的风障、阳畦等简易的用纸、油纸或玻璃覆盖的土温室。20世纪60年代初，随着我国塑料工业的发展，开始出现塑料薄膜温室，70年代大面积发展。国外温室的起源，以罗马帝国最早。法国在1

3、7世纪初，采用木箱种植早熟豌豆。德国最早的温室是1619年用木板组装成。 85.34m9.75m临时双屋面温室。荷兰有关温室的记载，始于公元1750年。美国在18世纪初才有文字记载。日本是在1596-1651年才开始温室载培。 三、温室的用途及特点1、用途 最初用于蔬菜、花卉栽培，现发展到苗木、水果以及药材种植等植物生产。养殖方面：水产养殖、养鸡、养猪、养牛、养蚕等；废物干燥处理、沼气池保温、咸水淡化、室内游泳池以及观光温室。2、特点（1）有围护结构（屋面、侧墙和山墙），有采用能透过太阳光的覆盖材料做成；（2）透光量和保温是温室建筑设计的两个关键因素。透光量和保温是温室建筑设计的核心。 透光量

4、的大小不仅直接关系到温室内作物的光合作用强度，而且同温室的气温、地温、湿度、二氧化碳浓度等环境因素紧密相关，从而对作物的生产成本影响显著。温室透光量最常用的评价方法是透光率。温室的透光率等于透进温室内的光量占室外光量的百分率。 透进温室的阳光是占太阳光总辐射能量90左右的短波辐射，它使室内的气温、地温升高而转换为长波热辐射，而长波又不易透过围护结构材料，因而将这部分热能积存在温室内部，这一过程就是通常所谓的“温室效应”。 为了满足各种不同用途、不同植物、不同季节气候条件的温室内环境条件的需要，避免密闭带来的温湿度过高、二氧化碳浓度不足等的不利因素，有必要分别采取保温、加温、通风、降温、增施二氧

5、化碳等措施；采用喷灌、滴灌和各种耕作管理设施和机械设备；甚至采用各种单因子的环境自动控制和管理设施或综合环境自动控制、自动化的生产流水线进行植物生产。第二节 温室覆盖材料一、温室外覆盖材料日光温室前屋面是主要散热面，覆盖前屋面可以阻止温室热量散失，达到保温目的。传统：草垫、蒲席、纸被、棉被等。保温被：一般由三层组成，内、外层由塑料膜、无纺布（事先进行防水处理）和镀铝膜等一些保温、防水和防老化材料组成，中间由针刺棉、泡沫塑料、纤维棉、废羊绒等保温材料组成。二、温室内覆盖材料为一些半透明或不透明的材料，如遮阳网、反光膜、保温幕和薄型无纺布等。三、温室透光覆盖材料主要有玻璃和塑料两大类。温室的塑料材

6、料有聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯和聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等。主要考虑以下几方面性能要求:1.透光性2.强度3.耐候性4.防雾滴性5.保温性第三节 温室的分类 下面从温室的用途、温室的建筑形式、温室的覆盖材料、温室的室内环境温度、温室的骨架材料等具体的讨论温室的分类： 一、按温室的用途分1、生产性温室：育苗温室；栽培温室；专门用途温室。2、实验温室：（1）人工气候室 用于对植物在严格的生长环境条件下，进行研究试验的温室。人工气候室又可分为：自然光照人工气候室、人工光照人工气候室。 (2) 普通实验温室 专供科学研究部门、各类学校等进行各种栽培试验

7、、各种工程设备设施试验以及教学试验的温室。(3) 杂交育种温室 专供科学研究部门、各类学校等进行各种植物的栽培试验、各种工程设备设施以及教学试验的温室。(4) 病虫害检疫温室 专供培养各种病菌、害虫，以观察其生活习性、危害情况和应用各种药剂进行防治试验；以及对新引入的外地或外国的植物和寄出的植物进行检疫消毒；对被病虫为害的植物进行隔离防治的温室。3、展览温室和销售温室 展览温室包括观赏温室和陈列温室，一般建于植物园、公园或其他展览馆等公共场所内。销售温室或产销结合的温室一般建于生产温室附近或与生产温室连接在一起，或就在生产温室内。4、 庭院温室 它兼有观赏和生产两种功能。5、餐饮温室 也称生态

8、餐厅。二、按室内的环境温度分 1、高温温室 室内温度冬季一般保持在18-36之间。2、中温温室 室内温度冬季一般保持在12-25之间。3、低温温室室内温度冬季一般保持在5-20之间。4、冷室 室内温度冬季一般保持在0-5之间。 三、按骨架材料分1、竹木结构塑料大棚这种温室的结构简单、能就地取材，造价较低。图51 竹木结构塑料大棚2、钢筋焊接骨架塑料大棚 它的跨度可达12以上，开间和跨度的大小主要应根据结构的承载情况来设计确定。目前按我国进行人工管理的条件，其单栋规模一般在6672左右，棚内可以进行机械耕作，常采用人工扒缝开侧窗和顶窗的方法通风换气。图52 钢筋焊接骨架塑料大棚3、镀锌薄壁钢管骨

9、架大棚或温室 使用年限可达10年以上，拱圈形状常用圆弧拱或抛物线拱，其结构计算简图，要根据构件拼接处的刚度来定，对于两根管在拱顶拼接的拱架，常按双铰拱或三铰拱进行结构计算。 4、钢筋玻璃纤维增强混凝土结构塑料大棚5、钢丝悬索结构塑料大棚 四、按建筑形式分类1、单栋温室又称单跨温室、单屋脊温室。（1）单坡屋面温室：我国目前常用的单坡屋面温室主要有以下三种型式： 琴弦式温室(如图5-6) 一斜一立式温室(如图5-5)北京式改良温室(如图5-4）（2）双坡屋面温室 它包括人字型对称双坡屋面、不对称双坡屋面、折线式屋面、拱型屋面等外型的温室。2、连栋温室 又称为连跨温室、连脊温室。优点：连栋温室保温性

10、好；单位面积的土建造价省；占地面积少，总平面的利用系数高；因此，有利于降低造价，节省能源。缺点：单位面积的采光率小于单栋温室；栋间加设天沟后，极易造成堆雪，排雪困难，加大荷载，增加结构遮光；并且随着栋数的增加，进行自然通风换气困难。需增设相应设备。 五、按温室的覆盖材料分 1、玻璃温室 在温室上用的玻璃主要要求它具有良好的透光性、保温性以及抗风、抗雪压、抗冲击等力学性能，其次一些特殊用途温室要求吸热、隔热性能、颜色以及安全性能等。 常用普通平板玻璃2、玻璃纤维增强的复合板温室3、聚酯板温室 特点：强度高、透光率高、弹性好、自重轻、保温性能好、抗冲击强度高、温度适应范围宽等特点，其制造是采用改进

11、的共挤成型技术，这可以将紫外线保护层结合进产品中，该保护层不起皮，不变皱，不产生裂缝或磨损。聚碳酸酯板在高温下也能保持其透光度，但透光率较玻璃略差。 4、塑料薄膜温室又称塑料大棚 常用的塑料薄膜有：聚乙烯薄膜()、聚氯乙烯薄膜()长寿薄膜、聚乙烯无滴长寿膜、聚氯乙烯无滴长寿膜、彩色薄膜等。除了以上所介绍的这些，还有活动屋面温室，内外棚套棚式塑料温室等新型的温室类型。5、PET 温室左：智能温室下：塑料温室塑料小拱棚水泥拱架结构大棚PVC管架结构大棚镀锌管装配式大棚大型连栋温室我国设施园艺存在的问题1、盲目引进，重硬轻软 温室制造工厂较少，仅限于北京、上海等大城市不能生产内部配套设备，出现到处引

12、进局面进口温室价格高、效益低、能耗大，且结构和种植技术亟待改进大多只引进硬件，很少考虑种植技术，造成形式上好看，实际上效益低2、设施的配套水平低覆盖材料品种少、质量差、寿命短、价格昂贵。国外的覆盖材料导入高新科技，发展很快 。 透光性、保温性和使用寿命等方面都取得突破性进展。3、环境调控技术亟待提高大棚、日光温室栽培技术缺乏量化指标，经验色彩浓厚，科技含量不足。只能被动地保温、降温、遮阳、防雨，而不能主动地调节温、光、水、肥、气，限制设施栽培作物高产优质栽培。4、栽培作物单一，专用品种缺乏以蔬菜、西（甜）瓜和水果、花卉为主，专用品种很少，多为露地品种搬到棚室中。引进欧美温室品系，成本高，消费习

13、惯有差异。栽培种类单一，引起一系列问题：如病虫害防治、轮作倒茬、盐分积累等难以解决。5、设施连作障碍严重土壤中病虫基数积累、土壤次生盐渍等日益严重，土壤理化性劣变，根系自毒性分泌等相继出现，导致产品质量的下降。有机基质栽培技术较好地解决了这一问题，但这项技术目前还未得到广泛的应用。6、绿色食品生产意识不强化肥、农药用量过多，存在不同程度的污染。无土栽培用化肥配制营养液，虽然产量高、效益好，但产品硝酸盐含量高，不能进入有机食品或无污染食品序列。灌溉排出液硝酸盐含量超标，污染地下水，产品风味欠佳。7、经营管理意识亟需强化 设施园艺是高投入、高出产、科技社会性密集型的集约农业，经营者要有较强的经营管

14、理意识和广泛的专业知识。根据市场需求从提高产品质量、降低成本等综合经营管理入手，增加经济效益。 我国设施园艺发展趋势1、因地制宜优化设施结构，建立计算机环境自动 控制系统对引进温室加以改良、优化研究适合我国实际的环境智能控制系统优化设施结构,提高太阳能利用 开发透光性好、保温性强的新型覆盖材料建立“种植”、“养殖”、“沼气”三位一体节能温室节省能源，生产绿色食品2、开发设施作物可持续发展的栽培技术，生产无污染的绿色食品，使之成为环保型农业嫁接换根防病虫；昆虫授粉；封闭循环立体栽培；实现设施栽培机械化 。3、培育设施专用品种选育具有自主知识产权的优良品种，克服长期依赖国外进口的昂贵品种（选育特性

15、：耐寡光、耐低温、耐湿、耐病、耐热、单性结实良好及适于长季节栽培 ）附加值高，具有品牌优势4、经营管理技术现代化计算机决策支持系统开发设施园艺栽培专家系统系列软件依靠科技进步,完善技术服务体系 5、朝着区域化、规模化、专业化和大生产方向发展向冬季光热资源丰富的黄淮海地区、亚热带南方，能源资源丰富的某些北方地区集中，充分利用各种类型能源 （1）太阳能的利用 （2）地热的利用：地下热水、温泉等，受地热资源的限制 ，废热的利用 （3）废热源大多分布在城市工业区 大多数工业废水温度需要二次加温 （4）其他类型能源生物能、风能龙头企业带动农户的大生产、大市场、大流通第四章 高效节能日光温室的设计与建造

16、一 场地选择避风向阳的地方，地势平坦；水资源充足且水质好，排水畅通；电力充沛；土壤肥沃适于种植，避开盐碱地和夏湿地；避开有毒的工厂、化肥厂、化工厂、水泥厂等污染严重的厂区，注意环境中水、土壤、空气的污染交通便利，有销售市场。温室的角度：就是温室斜面与地面的夹角。依据“合理采光时段”理论选择好合理温室角度（冬至日中午温室的采光角）。所谓合理温室角度就是这个角度能在冬至日10001400太阳在温室采光面上投射角都能达到50以上。拱圆型温室的角度：以主要进光面决定。二 温室角度的设计HhABL1L2Lb合理角度 = 23.5+（当地纬度 - 40）0.618 +1+2+31：纬度调节系数。+或-1，

17、小于35时加1，大于50时减1，在3550之间不加不减；2：海拔调节系数。海拔每升高1000m加上1；3：冬季生产为主加1，以生产喜温性蔬菜为主。温室方位角： 是指其长方向的法线与正南方向的夹角。一般采用偏西5 8，可以延长下午的光照时间。 后屋面角：温室后屋面与后墙顶部水平线的夹角。一般认为后坡仰角以比当地冬至太阳高度角大78为宜。生产中以4050为好，其原因是：第一、后坡仰角大，冬季反射光好，能增加温室后部光照；第二、后坡内侧因多得阳光辐射热，有利于夜间保温；第三、能增加钢架水平推力，增加温室的稳固性；第四、避免夏天遮荫严重的现象。前后排温室的距离 查冬至900太阳高度角和温室脊高，确定前

18、后排温室距离。以往计算温室前后距离多以冬至中午太阳高度角为依据，结果上下午还有还有很长一段时间遮光，其原因是冬季太阳遮光的轨迹走向南凹，成弧形，约离开中越长。为使上午900就不遮光，那就应该以上午900太阳高度角和前栋温室脊高为依据，计算前后栋温室的最佳距离。计算公式：温室间距 =tg（H9）COS（A9） 脊高+ 0.5 （后颇投影长后墙宽） 式中H9为冬至900太阳高度角；A9为冬至900太阳时角，是45。三 保温设计4.1 最重要的是墙体4.2 后坡4.3 密封 4.4 透明覆盖物膜4.5 保温覆盖物帘子4.6 地下的保温设施4.1 墙体的不同设计方式普通墙体夯实土墙中空墙体完全中空填充

19、麦秸等填充聚苯板根据填充物的不同普通墙体填充聚苯板中空墙体并加土被夯实土墙4.2 后坡的设计根据当地现有的农作物副产品作为保温材料。如从内到外依次是：椽子或木板或石棉瓦，用椽子是必须排密，留得间隙越小越好；用木板或石棉瓦就可去掉柳巴；用石棉瓦一定要用加厚的；：柳巴；：炉渣：用炉渣时一定要打实，不能虚虚的。如果加一层高密度聚苯板就可以不用炉渣，：塑料膜；：水泥。如图可以直接利用保温板还可以由炉渣加上水泥、空心砖、充气砖等这种材料轻质保温材料，但是价格高不适合普通农户用于生产。4.3 密封首先，是膜和后墙的连接，也最重要的密封接口。其次，东西山墙与膜的连接处。如温室俯视图所示4.4 透明覆盖物膜常

20、用膜的性能：国内多用聚乙烯膜（PE）：一般1亩地用100kg。该膜的特点是比重小（重量轻）、价格低。缺点是透光性差、耐老性差。聚氯乙烯膜（PVC）：该膜的重量大、透光性好、耐老化性好、弹性强、保温性能好，一般多作为冬季生产用膜。这种膜价格高、易产生静电吸尘被污染。醋酸乙烯膜复合膜（EVA）：这种膜有三层结构，依次是防尘层、保温层、防滴层，并且加了阻挡长波辐射的材料，保温性能被进一步加强。覆盖材料 普通农膜 多功能膜 多功能膜 玻璃 中空玻璃 聚碳酸酯 厚 度0.08厚0.15厚双层4厚3+6（空气层）+3 板中空 导热系数/KJ/（h） 29307.633494.416747.218840.6

21、 14653.816747.223027.425120.8 12562.413397.8 1046712562.4 透光率/%8590 85907580 9095 8085 8590 表4-1 不同温室覆盖材料性能比较保温覆盖物帘子 草帘是内蒙地区常用的芦苇、蒲编成帘子作为保温覆盖物，其中芦苇具有结实、但保温的能效，相反蒲保温但不结实。草帘的保温性能与帘子的密度、厚度有关。4.5 把棉帘的表层用防雨布代替，能够避免帘子发霉、沤烂。可以因地制宜，产棉花的地方用棉帘、产羊毛的地区用废旧的羊、驼毛，在养鸡、鸭的地方还可以用羽毛代替棉花制作保温帘子。4.6 地下的保温设施 温室前面作物生长相对于内部来

22、说，长势必定差于内部的作物，是地温低造成的。在温室的前面挖防寒沟，内部填充粪肥，来保证温室前面的地温和气温，这是比较早期的作法，现在是在温室内挖防寒沟，再填充聚苯板。四、通风设计后墙放风围裙 最好的方式是在屋顶放风，但是操作不方便，而且放风之后不容易密封。后坡放风：这是曾经使用过，现在已经不适用。主要是效果不好，不容易保温，而且操作不方便。强制通风通风口 后墙的通风孔与前面形成气流，可以穿过温室。这里必须注意通风孔的位置和面积。具体要求如下：首先是操作方便；其次通风孔的大小通常是0.30.40.30.4； 通风口的高度至少在米左右高的地方，一般在1.5m的地方，可使气流畅通，在气流流动的同时把

23、热量带走，而且不伤及苗子。温室顶部通风温室围裙放风强制通风效果明显，但是耗能量大成本高。五、供水设计水管从中间进入温室，打井最好也在中间。对于滴灌系统，需要有水压，而且水流应均匀，避免一处水大一处水小，那么中间设水箱能够减少水压的差异。在缺水的地区，每个温室外需配备水池。下图是滴灌示意图： 1、设施高效节水灌溉技术的基本要求保证设施内植物实现定额灌水。保证依其需水要求，遵循灌溉制度，按计划灌水定额灌水。田间水的有效利用系数高，一般不应低于0.90。灌溉水有效利用系数，滴灌不应低于0.90，微喷灌不应低于0.85。保证设施内植物获得优质、高效、高产和稳产。设施灌水劳动生产率高，灌水所用工日少。设

24、施灌水方法、灌水技术应简单经济、易于实施，便于推广。设施内灌溉系统及装置应投资小，管理运行费用低。 2、滴灌系统设计示意图1水泵; 2供水管； 3蓄水池；4逆止阀； 5压力表； 6施肥罐； 7过滤器 8排污管； 9阀门；10水表； 11干管；12支管； 13毛管； 14灌水器； 15冲洗阀门 3、滴灌具有以下优点 (1)降低室内室气湿度。(2)地温降幅很小。(3)适时适量补充营养成分。(4)减少病虫害的发生.(5)减少肥料用量。(6)便于农作管理。(7)提高农作物产量.(8)提早供应市场。(9)延长市场供应期。(10)增加收入。六 加温系统水暖加热热风炉加热ABD800-1000mmE400-

25、500mmFGCOIH30-50mm七 温室图的绘制首先找出A点；画出水平线；确定温室角度；画斜线，该斜线是温室的主要受光面；从A点向下找到距离80cm的位置D点；从D点向前量0.40.5m,找出温室的前面的基点C点；从C点向后量7.56.5m，即温室的跨度，确定为D点；以温室的后端向回量1m（即从温室的后面向前量），以这点向上画虚线与斜线交于E点；找出E、A两点的中心点F点；以F点为垂足向上量3050cm，并确定端点为G点。这段距离直接影响温室的拱高，一般情况6.5m跨度的温室这段高度是30cm、7.5m跨度的温室这段高度是50cm；连接AG、FG，并画出这两条线段的垂直平分线，使其交于点O

26、；以O为圆心作圆，连接G、E、A点；同时画出另一弧，两条弧相距15cm；以E点画斜线与后墙相交，即后坡。后坡的长度不超过1.5m，后坡的垂直阴影不超过1m。因为后坡立，对后墙的压力大，对拱架的推力小，整个设施稳固；而后坡平缓，则对后墙的压力小，对拱架的推力大，拱架容易变形，结构不稳固。后仰角的角度必须大于当地冬至时太阳的高度角,一般情况下后仰角都比较大，在3545之间。九 土建施工基础打好、打结实。墙体施工中应注意事项：砖和砖之间不留有空隙；土打墙一定要实；中空墙的两层墙之间在一定间隔处有砖相连，以确保墙体的坚固性。（一）主要结构参数五度温室的基本结构设计温室的角度、高度、跨度、长度、厚度前屋

27、面角、后屋面倾角、方位角指从温室北墙内侧到南底角间的距离。目前条件下日光温室的跨度以79米为宜。高：跨=1：2.2即：跨度为7米，则高度在3米以上1、温室的跨度2、温室的长度 50100米3、温室高度脊高：温室屋脊到地面的高度。7 米跨度的温室，高度以2.83.5米为宜7 米以上跨度的温室，高度应大于3.5米后墙高：1.8 2.5米温室方位角和间距方位：坐北朝南(偏西或东5-7度）间距：温室高的2-2.5倍（7-8.5m）。4、温室角度 温室前后屋面角度北纬3243地区应保证20.531.5以上的前屋面角。前屋面角是指温室前屋面底部与地平面的夹角。654025主采光面（圆拱形）1 米1 米指温

28、室后屋面与后墙水平线的夹角在北纬3243地区，该角应在304580100cm后屋面角大于当地冬至中午时刻太阳高度角58后屋面水平投影长度后屋面过长会造成春夏秋温室北部地面阴影过长；还会减小前屋面采光面积，使白天升温过慢。后屋面越长，冬天晚间保温越好。1.01.4米5 温室的厚度后屋面的厚度：40-50厘米。后墙厚度：大于冻土层的30厘米，最好是2倍，一般为 0.5-2米。草苫的厚度：6-8厘米。（二）通风口设置类型：顶风口、腰风口、底风口比例：冬季：5%-10%，春季：10%-15%位置：后坡：距脊高18cm处、0.5m*0.5m 7m/个 腰风口：（1-1.5m处） 后墙背风口：离地面1.5

29、m风口交叉1 骨架材料的选择及要求 优型日光温室骨架材料以钢骨架为好，但造价很高，目前还很难大面积推广。因此，选用结构合理的竹木骨架、钢筋混凝土与竹木骨架和8# 镀锌铁丝与竹木混合骨架等也是较好的。温室建造材料选择钢骨架2mm厚25钢管1012圆钢8圆钢双弦桁架式无柱结构8圆钢(3根）竹木骨架用直径810cm的 圆木做立柱、拉杆、横梁，立柱纵向每隔3m一根，横向共设3排。用直径4cm的圆竹做拱杆，60-80 cm/根。钢筋混凝土预制件与竹木拱杆混合骨架柱采用钢筋混凝土预制件，拱杆仍采用圆竹。檩子15cm椽子 8cm8#镀锌铁丝与竹木钢筋混凝土混合骨架立柱为钢筋混凝土预制件或圆木纵向每隔3540

30、cm拉一道8#镀锌铁丝，铁丝上每隔70cm安一竹片或圆竹。砖石结构墙体24cm12cm9cm2 墙体和后屋面材料的选择内墙为砖石结构，外培防寒土，总厚度应为当地冻土层厚度加上50厘米。异质复合墙体：内墙：吸热系数大的材料。石块、砖块 中墙：保温材料，炉渣、笨板、秸杆、锯末、空气外墙：隔热性能好：空心砖、土坯后屋面材料防水塑料布2-3cm厚木板9cm厚聚苯板 2030cm炉渣（掺1/5白灰）5cm水泥砂浆防水塑料布35cm玉米秆30cm麦草15cm草泥3 透明和保温覆盖材料的选择及要求透明覆盖材料透光率高保温性能好无滴耐候性强0.1-0.12mm PVC或PE0.08-0.1mm EVA保温覆盖

31、材料保温被保温效果一般为510稻草草苫保温效果一般为6104层牛皮纸制纸被保温效果为574 防寒沟及隔热材料的选择及要求可埋50cm深9cm厚聚苯板挖50cm深，3040cm宽，用废旧塑料薄膜铺垫上，内装干燥碎草，用薄膜将上部封严，压上田土，防止漏进水。设在温室前屋面底角基础外界或基础之下思考题：绘制结构合理、实用的温室剖面示意图： 已知条件：面积：10亩（矩形，长、宽未定），地区：雅安市，场地自己选择。第五节 连栋温室的规划设计一、连栋温室的总平面布置 二、连栋温室的方位三、连栋温室的平面布置 四、连栋温室的构造一、连栋温室的平面布置 （1）总平面布置一定规模的温室群，除了温室种植区外，还包

32、括相应的辅助设施，如水暖电设施、控制室、加工室、保鲜室、消毒室、仓库以及办公室等，才能保证温室的正常、安全生产。这些辅助建筑与种植区的关系如下图：（2）内部平面布置不同性质和用途的温室，对平面布置有着不同的要求。生产性温室一般适用于栽培植物品种的改变，因此，在同一栋温室内不用固定的墙或网来分隔；试验性温室，应根据试验研究的需要，按环境条件、栽培方式以及管理工作条件的不同来进行临时性的单元划分，既满足需要，又便于改造。植物园、展览温室，由于陈列的植物品种繁多，各种植物对生态环境条件的要求有各不相同，还要考虑不同的栽培方式，因此，需进行合理的单元划分。二、连栋温室的方位连栋温室的方位是指温室屋脊的

33、走向，朝向为南的温室，其建筑方位为东西（E-W）。一般维度增高，东-西（E-W）方位 的连栋温室的日平均透光率与南-北（N-S）方位的连栋温室的日平均透光率相比，将增大。研究表明，中高纬度地区东-西（E-W）走向连栋温室直射光日总量平均透过率较南-北（N-S）走向连栋温室高5%-20%，纬度越高，差异越显著。但东-西（E-W）走向温室屋脊、天沟等主要水平结构在温室内会造成阴影弱光带，最大透光率 和最小透光率之差可能超过40%；南-北（N-S）走向连栋温室的中央部位透光率高，东西两侧墙附近比中央部位低10%。 北京地区（北纬39057）玻璃温室建筑方位比较 东-西（E-W）方位南-北（N-S）方

34、位日平均透光率比N-S方位高7%左右日平均透光率小，但早晚透光率高于E-W方位室内光照不够均匀、屋架、天沟、管线形成相对固定阴影无相对固定阴影带，光照比较均匀 建议我国不同纬度地区的玻璃温室建筑方位 地 区纬 度主要冬季用温室主要春季用温室黑河哈尔滨北京兰洲上海5001245045390573600131012EWEWNS，EWEWNSEWEWNSNSNS二、温室的建筑尺寸 温室采用单元尺寸、总体尺寸两种方法描述温室的建筑尺寸。温室的单元尺寸：主要包括跨度、开间、檐高、脊高等。温室的总体尺寸：主要包括温室的长度、宽度、总高等。开间跨度檩条屋面梁（椽条）天沟檐高脊高跨度：指温室的最终承力构架在支

35、撑点之间的距离。通常，温室跨度规格尺寸为 6.0、6.4、7.0、8.0、9.0、9.6、10.8、12.8m。开间：指温室最终承力构架之间的距离。通常开间规格尺寸为3、4、5m。檐高：指温室柱底到温室屋架与柱轴线交点之间的距离。温室檐高规格尺寸为3.0、3.5、4.0、4.5m 。脊高：指温室柱底到温室屋架最高点之间的距离。通常为檐高和屋盖高度的总和。 单体尺寸长度：指温室在整体尺寸较大方向的总长。宽度：指温室在整体尺寸较小方向的总长。总高：指温室柱底到温室最高处之间的距离，最高处可以是温室屋面的最高处或温室屋面外其他构件（如外遮阳系统等）。 自然通风温室通风尺寸不宜大于40m，单体建筑面积

36、宜在10003000m2之间；机械通风温室进排气口的距离宜小于60m，单体建筑面积在30005000m2之间。总体尺寸（一）温室结构是指由各种结构构件组成的用以抵抗各种竖向和横向作用的平面或空间结构体系。承重体系是温室的最基本部分。温室结构的承重体系：立柱、屋架结构、屋盖结构、檩-椽结构 。1、温室屋盖结构：承担外界作用的部位 按照屋面的传力形式，温室屋盖结构可分为“有檩体系”： 荷载采光材料椽条檩条屋面结构“无檩体系”：荷载屋面梁或天沟 三、连栋温室的结构有檩屋架结构无檩屋架结构2、温室屋架结构：屋面梁与立柱一起，组成了温室结构的主要承力系统。（1）桁架式屋架结构：跨度在8.012.0m。最

37、大15.0m。（2）组合式屋面梁：常用于跨度大于12.0m 的温室结构中。典型的现代化温室结构形式、Venlo型温室 温室单间跨度为6.4米、8米、9.6米、12.8米，开间距3米、4米、或4.5米，檐高3.55.0米，每跨由两个或三个（双屋面的）小屋面直接支撑在桁架上，小屋面跨度3.3米，矢高0.8米。近年有改良为4.0米跨度的，根据桁架的支撑能力，还可将两个以上的3.2米的小屋面组合成6.4米、9.6米、12.8米的多脊连栋型大跨度温室。 Venlo玻璃温室Venlo聚碳酸酯中空板温室骨架Venlo型温室设计要点 （一）Venlo型温室采用无檩屋盖系统，传力路线为：玻璃所承受的荷载出温室纵

38、向天沟立柱或屋面梁节点立柱基础地基。立柱、侧墙骨架常采用热浸镀锌轻钢结构，屋面梁常采用水平桁架结构，屋盖梁一般采用专用铝合金型材“人字形”对接，温室天沟一般采用断面相对较小的热浸镀锌钢制天沟或铝合金天沟，采光材料常用4mm厚浮法玻璃，基础常用钢筋混凝土独立基础，四周侧墙用砖墙或钢筋混凝土护板连接。 （二）Venlo型温室结构尺寸小。常用的结构单元跨度为6.40m、9.60m、12.80m，屋面单元跨度为3.20m，屋面标准高度为0.80m，檐高3.00m、3.50m、4.00m、4.50m、6.00m。故构件截面小、安装简单、使用寿命长、便于维护。 （三）透光率高、温室密封性好，又由于Venl

39、o型温室屋面相对地面投影的比例高，与相同跨度的其他类型温室相比，每跨内可具有26对屋面、即26个屋脊和天沟，开窗面积大、屋面排水效率高。 （四）桁架式屋面梁的使用，为开窗机构、拉幕系统、作物悬挂系统和其他设备的安装提供了足够的安装空间和支撑结构。2、里歇尔（Richel）温室 法国瑞奇温室公司研究开发的一种流行的塑料薄膜温室，在我国引进温室中所占比重最大。一般单栋跨度为6.4米、8米，檐高3.04.0米，开间距3.04.0米，其特点是固定于屋脊部的天窗能实现半边屋面（50%屋面）开启通风换气，也可以设侧窗，屋脊窗通风，通风面为20%和35%，但由于半屋面开窗的开启度只有30%，实际通风比为20

40、%（跨度为6.4米）和16%（跨度为8米），而侧窗和屋脊窗开启度可达45，屋脊窗的通风比在同跨度下反而高于半屋面窗。 3、屋顶全开启型温室 最早是由意大利的Serre Italia公司研制的一种全开放型玻璃温室，近年在亚热带地区逐渐兴起。其特点是以天沟檐部为支点，可以从屋脊部打开天窗，开启度可达到垂直程度，即整个屋面的开启度可从完全封闭直到全部开放状态。侧窗则用上下推拉方式开启，全开后达1.5m宽。全开时可使室内外温度保持一致，中午室内光强可超过室外，也便于夏季接受雨水淋洗，防止土壤盐类积聚。其基本结构与Venlo型相似。（二）温室的结构材料 温室结构材料主要有砖、石、木材、钢筋混凝土、钢材、

41、铝材等。砖、石和钢筋混凝土常用于温室的侧墙和基础；钢材和铝材因其截面小、质量轻、加工便利、耐久性长等优点而被广泛应用于现代温室中。 1、钢筋混凝土 钢筋混凝土是现代温室基础和地圈梁常用的一种材料。混凝土常用标号为C15或C20，钢筋常用一级、二级钢。2、钢材 常用的镀锌方法有电镀锌和热浸镀锌。 温室结构常用的钢材主要为冷弯薄壁型钢和热轧型钢，除少量构件采用高强钢外，其余钢材均采用Q235沸腾钢。 具体要求是：当温室用钢材的构件厚度小于3mm时，必须进行可靠的防腐处理。温室结构的主要构件若采用闭口管材，壁厚应大于1.5mm；若采用开口冷弯构件时，壁厚应大于2mm。若购买钢材的质量没有可靠保证时，

42、上述壁厚均应增加1mm。3、铝材 常用于温室结构中与通风有关的构件、玻璃覆盖的椽条、固定塑料薄膜的各种构件或直接用作温室屋面梁、天沟等。 （三）温室基础 对于重要和大型温室应有场区地质勘查报告；对于中型温室的建造应进行施工现场测试；若是小型温室则可根据经验或近项目的地质资料参考进行设计。 注：设计时，先根据所选温室的结构体系确定基础的类型，然后进行具体的结构计算。 1、温室基础分类 常用的温室基础有条形基础、独立柱基础和混合基础三种。（1）条形基础 条形基础根据所用材料的不同，又可分为砖基础和石基础两种。施工时在基础顶部常设置一钢筋混凝土圈梁以便设置埋件和增加基础刚度。（2）独立基础 钢筋混凝

43、土独立基础根据施工方法的不同，可分为全现浇、部分现浇和预制三种方式。如下图：（3）混合基础 2、基础的设计计算 基础设计的内容和步骤如下： 选择材料、类型，进行基础平面布；选择基础的埋置深度；确定地基承载力设计值；确定基础的底面尺寸；必要时进行地基变形与稳定性验算； 进行基础结构设计，即按基础布置进行内力分析、截面计算和满足构造要求；绘制基础施工图。3、温室基础的设计要求 1）砖砌条形基础，其埋深，在北方地区要求在冻土层以下，南方地区可浅一些。在南方的温室工程中，若地质条件比较好，对于条形基础深度可选在400mm左右；若是采暖温室考虑采暖对基础冻深的影响。 2）一般基础底面应低于室外地面500

44、mm以上，基础顶面与室外地面的距离应大于100mm，以防止基础外露和对栽培的不良影响。除特殊要求外，温室基础顶面与室内地面的距离宜大于400mm。 3）温室工程中一般长度比较长，为防止温度变形和地基的不均匀沉降对基础产生破坏，要求每隔50m左右需设置一道变形缝。对于温室外的散水也需每隔10m左右设置一个变形缝，并应避免把变形缝设在有雨水管处。4）与温室钢结构连接的埋件都设置在基础顶部，因而埋件的设计也是基础设计中一个重要的组成部分。（四）温室荷载 1、荷载的类型 作用在温室结构上的外力统称荷载。主要有恒载和活载。 1）恒载 恒载指温室永久性结构的重量，主要包括材料及设备的自重和作物荷载（V）。

45、作物荷载（V）：当采用如右图的悬挂方式时，在水平线的固定处产生张力（F），所以，设计时还应考虑固定处的水平力（H）。按下式进行计算。式中 F挂绳拉力（KN） V作物荷载（KN/m2） 挂绳最大挠度（m） 悬挂跨度（m） H悬挂点水平拉力（KN） N悬挂点铅直压力（KN） 温室常用材料的自重和密度 材料名称重量KN/m3钢77铝26木（与种类和含水量有关)玻璃（3mm厚）5.578玻璃（6mm厚）156玻璃钢（1.1N）12玻璃钢（1.4N）15玻璃钢（1.7N）18玻璃钢（2.0N）21聚乙烯（0.2mm）22）活载 活载是指温室使用过程中产生的临时荷载，主要包括雪载、风载和地震荷载以及检修荷

46、载。 2、荷载的组合 温室、塑料棚设计荷载的组合有以下几种情况，应取其最不利的情况进行设计： 恒载+雪载+（作物荷载）； 恒载+风载+（作物荷载）； 恒载+活载（建筑物施工或维修时的吊重荷载）； 恒载+作物吊重。 （五）温室设计的内容和步骤 其设计的内容和步骤主要包括以下四个方面：结构计划，结构计算，完成设计文件和进行工程造价计算。 1、温室结构计划 结构计划是按给定的条件，通过初步的分析比较，对温室结构形式、温室的几何尺寸、温室的结构用材、温室设计荷载等作初步的确定工作。 2、温室结构计算 主要的几种构件的计算和设计方法如下： （1）梁的计算和设计 为了保证梁的安全，就应使梁的最大应力不超过它的容许应力，它的最大挠度不超过容许的挠度，即要满足梁的强度公式和刚度公式。 强度公式：正应力强度条件剪应力强度条件主应力强度 刚度公式： （2）柱的计算和设计柱是一种受压构件，在温室、塑料棚中柱的作用是把屋面上层结构的荷载传递给基础，其他构件依靠柱的支持作用构成使用空间。除满足强度条件外，还需进行稳定性的计算。（3）拱的设计和计算3、完成设计文件 设计文件包括设计图、说明书和结构计算书等。4、造价计算 (1) 自然通风系统；(2) 加热系统：热水管道加热系统 热风加热系统；(3）幕帘系统：内遮阳保温幕 外遮阳系统；(4）降温系统：微雾