【歌珊温室】连栋玻璃温室设计要点

【歌珊温室】连栋玻璃温室大棚设计要点

随着温室产业的快速发展，大型连栋玻璃温 室已成为现代化温室的发展趋势之一，具有温室单栋面积大、设计建造水平高、管理方法先进等特点，并在保障人们对高品质、安全健康农产品的消费需求方面发挥了重要作用，但其设计、安装建造标准与其他温室相差较大，文章梳理了连栋玻璃温室的设计建造过程的各个要点，以飨读者。

温室性能指标与建造要求：

主要技术性能指标：

◎ 透光性能

温室透光率越高，其光热性能越好。温室透光率受温室覆盖材料透光性能和温室骨架阴影率等因素的影响，而且随着不同季节、不同时刻太阳高度的变化，温室的透光率也在随时变化。一般玻璃温室的透光率在 60%~70%。

◎ 保温性能

温室围护结构覆盖层的保温性指标与温室整体保温性能的指标是衡量温室保温性能的两个指标。衡量覆盖层保温性优劣的指标是传热系数和传热阻。传热系数单位为 W/(m 2·K)，其数值越小表明覆盖层的保温性越好。传热阻是传热系数的倒数，单位为 (m 2·K)/W，其值越大，覆盖层保温性越好。一般温室单层覆盖材料的传热系数在 6.2 W/(m 2·K) 以上 [ 传热阻在 0.16 (m 2·K)/W以下 ]，依靠在室内增设保温幕的措施，可使温室覆盖层的传热系数降低到 3~4.8 W/(m 2·K)[ 传热阻 0.21~0.33 (m 2·K)/W]。温室整体保温性能可采用冬季夜间不加温情况下，可维持的室内外温差来评价。一般单层覆盖情况下，温室大约可维持 2~5℃的室内外温差；依靠增设保温幕等保温措施，可使室内外温差提高到 4~8℃。

◎ 温室的耐久性

影响温室耐久性的因素除了温室材料的耐老化性能外，还与温室主体结构的承载能力有关。设计温室主体结构的承载能力与出现最大风、雪荷 载 的 再 现 年 限 直 接 相 关。 根 据 GB/T 51183-2016《农业温室结构荷载规范》要求，一般玻璃温室使用寿命在 20 年左右，要求设计风、雪荷载用 20 年一遇的最大荷载。

设计建造要求

温室的设计与建造应该使其在规定的条件下（正常使用、正常维护）、在规定的时间内（标准设计年限），完成预定的功能。

◎ 功能和环境的要求

温室的平、剖面应该根据功能的需要建造，根据功能把温室分为生产性温室、科研试验性温室和观赏展览温室等类型，各种温室平、剖面的设计都有所不同。

◎ 可靠性要求

温室在使用的过程中，结构会承受到各种各样的荷载作用，如风荷载、雪荷载、作物荷载、设备荷载等。正常使用时，在这些荷载作用下结构应该是可靠的，即温室的结构应能够承受各种可能发生的荷载作用，不会发生影响使用的变形和破坏。

◎ 耐久性要求

温室内部温度较高、湿度较大、光辐射强烈、空气的酸碱度也较高，这些都将影响温室的耐久性。在温室建造时应该充分考虑这些不利因素的影响，保证温室在标准设计年限内，材料的老化、构件的腐蚀、设备的老化都应该在规定的范围内。

◎ 内部空间要求

温室的平、立、剖面设计过程中，应该为不同用途的温室所需的不同配套设备、设施以及不同的生产操作方式提供满足要求的空间。

◎ 建筑节能要求

通过合理的构造，降低屋面和墙体的传热系数，增加透光率，使温室最大限度地吸收太阳能，并减少内部热量的流失，最有效地利用太阳能，达到节约能源的目的。温室内部的热量会通过基础向室外传递，因此在基础构造上要求尽量隔热，减少温室内热量的损失。夏初之前和夏末之后主要通过侧窗和天窗的自然通风来降温并改善内部环境。

温室建筑设计：

温 室 设 计 依 据 需 考 虑 以 下 6 点：

① 温 室 的使用功能，作物的农艺要求；

②人体操作空间与植物种植空间的需求；

③配套设备尺寸和必需的空间要求；

④当地气候条件和种植的环境要求；

⑤当地的地质勘探报告和地形图；

⑥相关温室标准：《温室通用技术条件》 Q/JBAL 1-2000，《农业温室结构荷载规范》 GB/T 51183-2016，《连栋温室结构》 JB/T 10288-2001，《温室电气布线设计规范》 JB/T 10296-2001，《温室控制系统设计规范》 JB/T 10306-2001，《温室通风降温设计规范》GB/T 18621-2002，《湿帘降温装置》JB/T 10294-2001 等。

场地选择

选择温室建设地点，主要考虑气候、地形、地质、土壤，以及水、暖、电、交通运输等条件。

◎ 气候条件

主要考虑气温（对冬季所需加温以及夏季降温的能源消耗进行估算）、光照（光照度和光照时数）、风速 / 风向 / 风带分布、雪载、冰雹、空气质量等气候条件。

◎ 地形与地质条件

对于建造玻璃温室的地址，有必要进行地质调查和勘探，避免因局部软弱带、不同承载能力地基等原因导致不均匀沉降，确保温室安全。

◎ 土壤条件

根据土壤的化学性质和物理性质选择施肥效果好，土壤的团粒结构好、渗透排水能力快、以及透气性好的土壤。

◎ 水、电及交通

要避免将温室、大棚置于污染水源的下游，同时，要有排、灌方便的水利设施。对于大型温室 而 言， 特 别 是 有 采 暖、 降 温、 人 工 光 照、 营养液循环系统的温室，应有可靠、稳定的电源，以保证不间断供电。应选择在交通便利的地方，但应避开主干道，以防车来人往，尘土污染覆盖材料。

单体设计

◎ 规模和外观

一般来讲，对于常规温室，从温室通风的角度来考虑，自然通风方向尺寸不宜大于 40 m，单 体 面 积 宜 在 3000~5000 m 2； 机 械 通 风 温 室进排气口距离宜小于 60 m，单体建筑面积一般在 6000~10000 m 2。 如 果 所 需 温 室 面 积 大 于 以上 数 据， 可 以 分 为 若 干 单 体， 采 用 走 廊 相 连，呈“ 工” 或“ 王” 字 型 等 布 局。 半 封 闭 温 室 可以采取在温室两端棚头布置强制送风系统（高压 风 机 加 风 道）， 开 间 方 向 最 大 尺 寸 可 以 达到 250 m， 适 合 大 规 模 单 体 温 室， 面 积 一 般 在7500~100000 m 2。生产性温室的规模较大，面积可 达 3000~100000 m 2； 科 研 温 室 的 规 模 较 小，一般 500~3000 m 2。

◎ 平面单元的划分

在温室总体规模确定的基础上，需根据种植作物、环境、设备、管理、观赏等方面的不同要求，对温室平面进行各单元分区。生产温室一般根据栽培植物的品种分区；科研实验温室则应根据不同实验的需要进行单元的划分。

◎ 空间尺度的确定

根 据 温 室 的 不 同 功 能 确 定 温 室 内 的 空 间 尺度。如生产性温室应当结合栽培方式进行平面和空间尺度的设计。若采用露地栽培，则应根据植物的行距、方向以及管理操作要求的空间来确定温室的平面尺寸，同时还应考虑机械耕作设备的操作空间，合理的选择温室内部的柱距和净高。若采用栽培床架，则应根据栽培床架的宽度和布置方式以及人行走道的设置来确定温室的开间和进深，使温室面积得到最大限度的利用。

◎ 剖面设计

（ 1） 室 内 地 坪 高 程。 生 产 温 室 特 别 是 大 型生产性温室，为了防止室外水倒流，一般室内地坪高于室外地坪 150 mm。

（ 2） 跨 度（ 图 3 中 的 B 1）。 目 前 常 用 的 温室跨度尺寸有： 6.00、 6.40、 7.00、 7.20、 8.00、9.00、 9.60、 10.00、 10.80、 12.00、 12.80 m。

（ 3） 开 间。 通 常 温 室 开 间 尺 寸 为： 3.00、4.00、 5.00 m。可根据操作空间需要进行选择。

（ 4） 檐 高（ 肩 高， 图 3 中 H ）。 通 常 温 室檐高规格有： 3.50、 4.00、 4.5、 5.00、 6.00、 7.00 m。选用时应根据实际情况综合考虑，一般生产性连栋温室的檐高在 4~6 m 左右。

（ 5） 屋 面 坡 度。 屋 面 坡 度 的 选 择 需 考 虑 结构受力、透光以及保温性能等因素。屋面坡度与屋面透光率有关，太阳光越接近于与屋面垂直时，屋面对太阳光的反射越小，透光率越高。一般根据当地冬至日正午的太阳高度来确定，使屋面的日光入射角（光线与屋面法线的夹角）控制在 0˚~40˚，在此范围之内，屋面的透光率变化不大，据此可确定屋面倾角（屋面与水平面的夹角，图 3 中的 β），玻璃温室采用 22˚和 23˚ 的比较多。背光面屋面的屋面倾角以略大于当地冬至日太阳高度角为宜，这样可以减少屋脊遮挡阳光的影响。在温室平面和剖面的设计中，还需考虑保温性能的问题。温室的全部外围护结构表面（屋面与墙面）是温室与外界接触的散热面，其面积相对于地面面积越小，越有利于温室的保温。用地面面积与全部外围护结构表面面积之比 来作为评价指标，称为保温比。保温比越大，温室的保温性越好。屋面坡度较小时，保温比较大，保温性能较好。

◎ 主体结构材料选用

目前连栋温室主体结构材料用得比较多的是钢材和铝合金型材，钢材主要采用 Q235 沸腾钢，温室铝型材主要采用 LD31-RCS。

◎ 玻璃覆盖材料的选用

玻璃常用规格有 4、 5 mm 二种，其透光率高，抗老化性能好，美观，但是抗冲击性能差，成本较高。在北方地区可采用保温性较好的双层中空玻璃。在一些重要场所，如休闲观光展厅、科研实验温室、生态酒店等可采用钢化玻璃。

温室建造：连栋玻璃温室建造流程包括地基与基础工程，主体结构安装，配套系统安装，配套设备安装，水、暖、电配套系统安装，自控系统安装，配套系统运行调试，竣工验收。

地基与基础工程：地基主要包括场地平整、测量放线等。其中，场地平整区域的坡度与设计要求相差不应超过0.1％；砌筑矮墙设计一般会设计矮墙裙用于维护温室结构和保护玻璃幕墙，一般高度为 300、500、 800 mm 等，厚度一般为 240、 360 mm 等。浇筑散水，素土夯实后，做 100 mm 厚 3:7 灰土垫层，夯实后做 C15 混凝土，最薄处 60 mm 厚，撒 1:1 水 泥 沙 子 压 实 赶 光； 排 水 沟 施 工， 素 土夯实后，做 100 mm 厚 C15 混凝土垫层，两边砌 240 mmMU10 灰砂砖，内表面水泥抹面。顶部局部铺设沟盖板，材质有预浇混凝土盖板，铸铁篦子等；配电柜底座位置距墙边约为 100~200 mm左右，具体根据现场情况定。

结论：综上所述，文章介绍了从温室设计、建造、安装等各个环节的要点，连栋玻璃温室在设计时首先要考虑其透光性、保温性、耐久性等技术性能指标要求；其温室建筑在施工前要进行场地选择，并要考虑其气候条件、地形与地质条件、土壤条件、水、电及交通等因素，根据不同功能进行温室类型选择，在温室规模外观、平面单元划分、空间尺度确定、剖面设计、主体结构材料选用、玻璃覆盖材料选用等方面给出了相应的数值参考；温室施工安装建造时，需按照地基与地基工程、结构工程安装、配套系统安装、配套设备安装、水暖电配套系统安装的流程进行，以期为中国连栋温室设计、建造、安装施工等提供参考。