南方设施大棚的设计建造与棚内降温措施

2017-09-11肖日新何阳

长江蔬菜 2017年16期

肖日新何阳

Vegetable Leader Forum 菜头说

南方设施大棚的设计建造与棚内降温措施

肖日新何阳

肖日新，1982年1月毕业于湖南农大蔬菜专业，1994年为发展北运蔬菜之需南下海南。现为海南省农科院二级研究员，享受国务院政府特殊津贴专家。“十一五”、“十二五”期间参加国家大宗蔬菜产业技术体系。主要社会兼职：长江蔬菜协会常务副理事长，海南省园艺学会理事长。现被聘为海南陵水国家农业科技园区首席专家，海南（润达）院士工作站执行专家。长期从事北运蔬菜新品种与新技术研发，一直被海南业界称为“海南菜头”。先后主持或参与国家、省部级课题40多项；出版专著5本，发表论文50余篇；授权专利5项，认（审）定新品种8个，获得成果奖励22项次；其中省部级一等奖6项，二等奖6项，三等奖或其他奖项12项。

在南方区的蔬菜生产中，无论是冬春北运蔬菜的集约化育苗，或高端礼品瓜果蔬菜的设施生产，还是夏秋速生叶菜的渡淡栽培与为了防止病虫为害的安全生产等，都需要利用不同类型的设施大棚。因此近年来南方设施大棚发展非常迅速，据初步调查统计，仅华南区的海南、广西、广东及福建4省已发展各类设施大棚近33.33万hm2。但有相当一部分照搬北方棚的设计理念，也就是说保温效果尚可，但降温效果较差，因此在生产中利用时间较短，周年利用率较低，影响了整体效益的发挥。

1 关于新棚的设计建造

南方区的设施大棚在设计中应考虑哪些因素呢？其一是夏秋的降温问题，能确保在夏秋高温季节正常使用；其二是相对抗风，不能要求所有棚型都做到抗50年不遇大风的标准，但根据不同档次的棚型要求能抵抗 10～12级的台风；其三能抵挡暴雨和防止棚内水淹；其四是能阻隔虫源，起到隔离作用。而以上因素中，最关键的是夏秋降温问题，如果夏秋棚内温度降不下来，则大棚不能使用，那么再高档的棚也是白费。

因此，南方设施大棚的设计不能照搬北方的设计理念，要按照“空气比热”的物理学原理，通过改变棚型结构，促进热空气上升排出棚外，使凉空气下沉控制棚内温度升高，达到降低棚内温度的目的！

根据以上降温原理和近几年的生产实践，特此推荐以下几种不同档次的棚型供生产者推广使用。

1.1 倾斜式平网棚

将原来普遍采用的平网棚改为北高南低的倾斜式平网棚，顶部覆盖40～60目的蓝色或绿色遮阳网，根据棚体大小设置棚内立柱，四周设置高密度防虫网。将平网棚改成倾斜式设计，主要是利于暴雨时的排水，能将70%以上的降雨排出棚外。这种简易平网棚的棚体不宜太大，以1 334～2 001 m2规模为宜；南北倾斜坡度为2.0%～2.5%。

1.2 单斜式拱圆形散热大棚

该种棚型的主要特点是棚脊采取南北倾斜式设计。棚体规格为：棚长30 m，棚宽6 m，棚高北端为4 m、南端为3.4 m，南北高差0.6 m，棚脊倾斜坡度2.0%。棚拱为圆弧形，拱高1.4 m。为满足北端排热气的需要，北端上部三角区不要覆膜，应覆盖较疏的防虫网。

1.3 单斜式凸拱形散热大棚

该种棚型的主要特点是在拱圆形棚的基础上再加上一个小凸拱，棚脊也为倾斜式设计，倾斜坡度2.0%。棚体规格同单斜式拱圆形大棚。拱棚二坡面与小凸拱顶面覆盖薄膜，而小凸拱二侧面及棚北端上部均覆盖较疏的防虫网。

授权专利号：ZL201220439165.5

1.4 双斜式半坡面中高档散热大棚

该种棚型的主要特点体现在棚面与棚脊的双向倾斜式设计。棚拱面由上拱面、下拱面和垂直侧面组成，垂直侧面连接上、下拱面。棚体规格：棚长30 m、棚宽8 m、棚高5.2（南端）～6.0 m （北端），棚脊倾斜坡度2.5%。上下拱面均覆盖薄膜，垂直侧面与北端上部则覆盖较疏的防虫网。

1.5 拱圆形顶部半开启高档散热大棚

该种棚型的主要特点是在拱圆形大棚的基础上设计可动式的半坡面覆盖层，即棚面的一半采取固定式覆盖，另一半则随着温度变化而开启或关闭并实行自动化控制。棚体规格：长度可根据地形设计40～50 m，宽度12 m，高度7.5 m，肩高5.5 m，拱高2 m。为确保通风与排热气的效果，可动式半坡面开启高度要求达到1.1～1.3 m。半坡面开口处安装较疏的防虫网。

拱圆形顶部半开启高档散热大棚效果图

1.6 半坡面顶部侧通风（大锯齿）散热大棚

该种设计适于棚体较高且为连栋式的大棚采用。一般至少为3～4连栋，棚高根据地形及当地的台风情况选择 5.5～7.5 m；标准跨度8 m，开间4 m，半坡面的坡度宜大，确保顶部侧通风面高度达1.3～1.5 m。棚体宜东西向，半坡面朝南，顶部通风窗口朝北；既利于冬春棚内采光，又利于夏秋抗风。半坡面覆盖薄膜；四周及顶部通风口覆盖防虫网+薄膜，里层防虫网固定，外层薄膜能随温度变化而开启或关闭，且最好能实现自动化控制。

半坡面顶部侧通风（大锯齿）散热大棚效果图

2 现有已建大棚降温措施

对于原有的普通大棚，为提高周年使用效率，尤其是能确保夏秋高温季节正常使用，建议采取以下降温措施。

2.1 采取网膜混盖方式

对于一些比较简易的中型生产大棚，可选择能同时起到降温、挡雨、隔虫的网膜混盖；主要改造措施为：棚四周覆盖防虫网，棚拱二斜面覆盖薄膜；棚顶正中留0.8～1.0 m的通风道，通风道上面覆盖一幅相适应宽度的防虫网或遮阳网，两端用“U”形卡槽卡住；棚中间还可每隔一定距离拉几根压膜线，使加盖的防虫网或遮阳网得到较好固定。

2.2 配套外遮阳与内遮阳

对于一些中高档大棚，还是应该配套外遮阳并安装自动控制设备；其中设计较高的大棚还应配置内遮阳，以便在光照强烈时使用。测试结果表明，覆盖外遮阳，能使棚内室温降低2～3℃；再加内遮阳，能使棚内室温降低3～5℃。

2.3 棚内底部四周安装循环冷水管

对于中高档大棚，要确保在炎热的夏秋季使用，可以在棚内底部四周安装循环水管，以便抽取深井水导入循环水管并进行地面与地下循环，不断带走热量，达到降低棚内温度的目的。这种降温方式在下半夜开启有利降低高夜温，产品提质效果更好。

2.4 大棚北端上部安装排气扇

对于棚型较矮的一些中档大棚，宜在北端上部安装排气扇；如果是连栋棚，每个棚拱应安装1台，以便在空气闷热时通过顶部排气扇进行强制通风，达到降低棚内温度的目的。

2.5 棚内安装吸湿降温风机

对于密封效果好的高档大棚，宜将普通的垂直风机改为能吸湿降温的垂直风机；一般550～600 m2安装2台即可，正常情况下能降温3℃以上。

2.6 棚内安装倒挂式喷雾装置

大多数中低档大棚可在棚内安装倒挂式喷雾装置，宜选择雾化程度高的滴头，雾化越细表面积越大，带走热量越多降温效果越好。如果倒挂式喷雾装置配上顶部排气扇，则降温效果更为理想！

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.16.009

海南科技重大项目（SQ2017GXNY0007）；海南现代设施农业研究院项目（CGXXJG201601）