哈萨克斯坦国家马铃薯与蔬菜研究所引进韩国温室观感

周长吉

年9月8日，笔者有机会访问了哈萨克斯坦国家马铃薯与蔬菜研究所，并参观了他们从韩国引进的马铃薯脱毒苗扩繁和蔬菜品种试验温室。该温室在建筑结构、环境控制、设备配置方面都有一些独到技术，现介绍给大家，供业内同仁研究和借鉴。

温室建筑结构

从外形上看，该温室为圆拱屋面连栋塑料温室，山墙直立，侧墙倾斜（图1a，倾斜侧墙有利于提高温室的抗风性能，在风力比较大的地区较为多见）。表面上该温室似乎和国内普通的连栋塑料温室没有什么区别，但走进温室仔细观察就会发现温室的结构承力体系与国内温室有很大不同。国内温室结构承力体系一般为立柱支撑天沟，天沟支撑屋面拱杆（图2b、图2c），或在柱顶安装连接件，将天沟、屋面拱杆及其弦杆等承力构件全部连接于一点（图2a）。其中天沟是重要的承力构件，兼顾排水与承力双重功能，在实际运行中还是屋面检修、换膜等日常管理作业的通道。但韩国温室完全摒弃了天沟承力体系，用柱顶纵梁（沿温室天沟方向的梁）替代天沟承力，屋面拱杆全部连接在柱顶纵梁上，天沟仅起到屋面排水作用，因此天沟的用材变薄，柱顶与天沟的连接也省去了复杂的专用连接件，采用简易的抱箍连接（图3a、图3b），因此温室整体结构全部由钢管构件组成，大大减少了钢材用量并降低温室造价，同时温室的承载能力也得到了提升。

除天沟承力的区别外，国内常用的主拱、副拱结构形式一般会在立柱位置安装主拱（图2a）和柱间安装副拱（图2b），主拱除屋面拱杆外一般还包括腹杆和弦杆，副拱可能仅为1根单管，而韩国温室的屋面拱杆则全部采用了统一的单管拱杆（国内个别温室企业也有类似做法，但多用管径较小的大棚管），这样做不但统一了温室屋面用杆件，有利于提高拱杆工厂加工和现场安装的效率，而且温室内也比较整洁、美观（图1b、图1c）。

为了增强结构的整体强度，温室沿跨度方向接近柱顶位置设置了柱间水平拉杆（图1b、图1c），其功能相当于屋面主拱的下弦杆，或者更准确地讲是将温室立柱与柱顶水平拉杆形成了“门式结构”承力体系，这样柱顶拉杆实际上就成为门式结构的横梁。为了加强门式结构构件之间的连接，该温室立柱与横梁之间采用了脚手架抱箍连接（图3c），此外，在温室立柱上还增设了连接横梁的短斜撑（图1b、图1c），使横梁的结构计算长度缩短，进一步提高了结构的整体强度。

对于排架结构的温室，除了跨度方向的承力体系外，长度方向的支撑体系更是不可或缺的考虑因素。该结构在温室纵向长度方向，不仅增加了柱间斜撑，而且还增加了屋面斜撑（图4）。其中柱间斜撑设置在靠近山墙的第1～2个开间（图4a，传统的温室室内柱间斜撑多采用剪刀撑，一般设置在温室紧靠山墙的第二个开间，针对山墙的斜撑则可设置在温室外），而屋面斜撑则从山墙屋脊位置开始一直延续到了第4个开间的柱顶，横跨了15个屋面拱杆（国内大棚规范要求至少连接6个拱杆）。柱间斜撑和屋面斜撑的设置大大增强了温室承载纵向荷载（主要为风荷载）的能力，使温室的整体承载能力得到显著提升。

从温室侧墙斜面、屋面斜撑以及山墙斜撑的设置看，该温室设计更注重结构的抗风性，说明当地常年或季节性风力较大。中国沿海台风多发地带、内陆风力比较大的地区以及山口地带建设温室可学习借鉴这种設计方法。天沟是温室结构用钢量较大的构件，该温室采用梁柱结构，取消了天沟的承力功能，使天沟用材量大大减少（事实上，中国的海南等一些热带区域，笔者曾看到用塑料薄膜或防虫网替代钢或铝合金材质天沟的类似梁柱结构温室），从而也显著降低了温室造价和建设投资。有兴趣的企业和研究单位不妨深度剖析一下这种结构，从结构的整体强度和用料方面给出更精确的量化指标。

温室通风

该温室不仅在温室结构上有所创新，其温室通风也更全面地集成和展示了通风技术。从图1a温室的外观可以明显看到，温室在山墙、侧墙和屋面都分别配置了电动卷膜通风系统，基本配全了塑料温室全部的自然通风系统。此外，温室的山墙顶部还配置了排风风机（图1a、图5b），使温室屋面和墙面在全封闭的条件下也可以进行排湿降温。

温室内还配置了屋顶排风风机（图5a）和室内空气循环风机（图5c）。所有的风机，除了配置自动控制外，还配置了手动控制开关，对高位风机采用拉线开关（图5a），方便人工控制，同时也不影响室内作业。从风机的配置看，该温室也基本配齐了除湿帘风机降温用大流量排风风机外的所有风机类型。温室没有配置风机湿帘降温系统主要是因为当地夏季室外空气温度不高，最热月份的平均温度最高不超过30℃（当地7月份平均温度为29.8℃），依靠侧墙和屋脊通风口的自然通风和安装在屋脊、山墙上的机械排风机，基本能够满足夏季温室的降温要求。

另外，该温室内的侧墙卷膜用的压膜带尤其引起笔者兴趣。国内卷膜通风使用的压膜带大都使用专用的扁丝压膜带（图6a，和屋面、墙面塑料薄膜压膜线为相同的材料），同时配有专用挂带卡（挂带卡固定在卡槽中）。但该温室没有用专用压膜带，而是用一条塑料薄膜带来替代（图6b），塑料薄膜带的两端如同挂带卡一样固定在两端的塑料薄膜固膜卡槽中，材料可就地取材，不仅价格便宜，还能充分利用安装剩余的材料边角料，未来材料更换也更方便、便宜。事实上，国内也有温室公司使用遮阳网材料按照类似的方法制作压膜带的案例（图6c），但遮阳网对温室的透光影响较大。

从以上温室的配置，笔者体会到，出口的温室产品在功能上应在经济的前提下尽量全面综合考虑各种配置（如该温室项目中的自然通风和风机通风），在材料和构件选择上要尽量减少规格和种类（如该温室的屋面拱杆、卷膜用压膜带等），以方便安装和更换，还能降低温室造价。

温室保温与采暖

韩国温室一贯重视对温室的保温，其中室内多重保温最为著名。阿拉木图冬季温度较低（1月份最低平均温度为-9.6℃），因此对温室保温节能的要求较高。该温室采用室内双层保温幕保温措施（图7a），保温幕采用内置保温棉的保温被材料，双层平铺在温室天沟下部位置，两者间距20 cm左右。这种保温系统的保温被本身的保温性能就很好，再加上双层保温，温室的保温性能就更好了。尤其值得注意的还有保温幕的密封性，除了水平面上相互搭接处要求密封外，在保温幕的两端更要将保温幕垂落到地面（图7b），使保温幕与山墙之间也能形成多重保温，这样从屋面到墙面均能形成多重保温，从而形成封闭的多重保温系统，增强温室的整体保温性。

中国温室室内保温幕多采用闭孔结构的缀铝材料，在寒冷地区也经常采用双层保温幕形式，但相比韩国温室的保温材料，材料自身的保温性能有较大差距，而且温室内保温往往忽略了保温幕的密封性，导致山墙、侧墙处经常存在很大间隙，更谈不上与墙面之间形成封闭的多层空间保温。近年来，国内的温室企业也开始注意到这个问题，也有温室將山墙侧保温幕垂落到地面的案例，但该方法还没有普及。

中国在日光温室外保温被方面开发出很多产品，但针对连栋温室室内用的多层厚保温被材料至今仍处于空白，针对这种厚保温被的拉幕系统的开发也较少，从形式上与室内遮阳网的拉幕系统没有多大区别，但由于采用厚保温被后，保温被收拢后的体积将很庞大，如何收拢才能使收拢后的体积减小以最大限度减少室内阴影是该拉幕系统的特点和需研究解决的难点。

优越的保温为温室的采暖减轻了很大的负荷，同时，高效的散热又可大大节省温室的供热量。该温室在散热器选择上采用了一种翅片式铝合金材料散热器（图8）。铝合金材料，相比钢材，导热速度快，质量轻，是近年来温室采暖用的一种新的散热器形式，具有国内温室采暖常用的钢串片圆翼形散热器多翅片的特点，散热面积大，散热效率高，而且远距离运输重量轻、安装方便，由于散热效率高，相同面积温室配备的散热器数量也相应减少，虽然铝合金散热器单位长度的造价可能比圆翼形钢串片散热器高，但由于配置数量减少，温室采暖系统的总体造价不一定高多少，温室企业和设计单位不妨在综合经济、技术、管理等多方面的基础上来分析和选择合适的散热器形式。

其他配套设施与设备

该温室除了通风降温、保温、采暖的基本设备配置之外，还配套了温室人工补光系统（图1b、图7a），采用高压钠灯补光，主要用于冬季光照不足季节温室的人工补光。

温室栽培床

马铃薯育苗和蔬菜栽培采用了不同的形式。马铃薯育苗采用固定式高架苗床（图7a），蔬菜种植采用固定式地面栽培槽栽培。不同形式栽培床的选择主要是考虑种植的需求，马铃薯育苗由于秧苗高度矮，采用高架栽培床，工人工作时不弯腰，操作方便；蔬菜种植由于果菜茎蔓长，高架栽培空间受限，采用了地面栽培床。针对不同种植品种和种植工艺合理选择种植苗床也应该是温室设计的重要内容。

温室灌溉系统

不论是马铃薯育苗还是蔬菜栽培，均采用了滴灌带灌溉，这是一种高效用水的灌溉模式，国内温室灌溉基本也采用了这种方式，在此不作过多赘述。