浅谈双屋脊连栋温室在南繁基地的建设和应用

周 苇 沈 清 （上海市花卉良种试验场，上海市松江区 201612）

连栋温室可以为水稻制种创造最佳的环境条件，避免外界恶劣气候的影响，同时也可以利用防虫网的隔离作用，防止“串花”现象，提高制种的种子纯度，确保制种质量。笔者通过参加上海市南繁基地建设项目，设计并建成了2 000 m2PC阳光板双屋脊结构连栋温室。该温室对进一步提升水稻制种创新能力、提高水稻制种质量和增强抵御灾害性气候能力起到了重要作用。现将双屋脊连栋温室在南繁基地的建设和应用情况介绍如下，以供相关单位参考借鉴。

1 南繁基地的基本情况

上海市南繁基地位于三亚市警备区农场，占地面积6.67 hm2，上海市相关科研院校、农技推广部门、种子管理单位和种子企业等，每年在此从事水稻、玉米、蔬菜和西甜瓜等作物的选育、加代、扩繁、种植鉴定或科学研究等工作。

三亚市地处低纬度，属热带海洋性季风气候区，年平均气温25.7 ℃，气温最高月为6月，平均气温为28.7 ℃，气温最低月为1月，平均气温为21.4℃；全年日照时间2 534 h；年平均降水量1 347.5 mm；素有“天然温室”之称；每年平均雷暴天气60 d，热带气旋4个。

上海市南繁基地的水稻田土壤为田洋土壤，砂砾夹杂，土质粘重，通透性差，耕层浅薄，地下水位高。

图1 温室基础结构

2 双屋脊连栋温室主要设计原理和结构

2.1 温室基础

综合考虑温室的保温性、经济性和美观性等因素，根据南繁基地的土质耐力、地下水位和设计荷载等要求，为避免温室不均匀沉降、防止柱子扭曲和剪切变形，温室基础采用预制独立钢筋混凝土基础桩，尺寸为250 mm×250 mm×900 mm。采用4根直径为12 mm的主筋和直径为6 mm的箍筋（箍筋间距200 mm）。在现场挖尺寸为600 mm×600 mm×1 100 mm的坑，将混凝土浇灌至坑中，然后将基础桩埋入混凝土内深900 mm，基础桩上表面高出地面150 mm，在温室四周基础桩之间浇铸250 mm×400 mm的钢筋混凝土圈梁。基础顶部预埋螺栓与上部钢柱焊接。温室排水天沟有2.5‰的坡度，在基础施工时通过高低控制达到相关坡度要求。在温室外四周圈梁外侧设散水坡，散水坡宽500 mm、厚60 mm。以上基础混凝土立方体抗压强度标准值均为20 MPa。见图1。

2.2 温室设计的主要指标

根据《JB/T 10288-2001连栋温室结构》和涉及温室系统的建筑、机械等行业的标准和规范等，设计、新建、安装PC阳光板连栋温室。主要技术参数：抗风荷载≥0.6 kN/m2(相当风速32.6 m/s的11级台风)，最大排雨量为140 mm/h，作物荷载为15 kg/m2，温室主体钢结构主要材料全部采用热浸镀锌工艺进行表面防腐，使用寿命达15年以上。

2.3 温室规格尺寸

温室规格：温室跨数为9跨、跨度为8.0 m，温室开间数为7间，温室间距达4.0 m，温室肩高为4.0 m、顶高为5.2 m，温室总宽为9跨×8 m=72 m，温室总长为7间×4 m=28 m，温室总面积为9跨×8 m×7间×4 m =2 016.0 m2。

2.4 温室主要结构材料

主体钢骨架采用国产Q235A热轧钢板和热轧直缝焊管，且为合理利用钢材性能，温室主体承重结构采用轻型钢结构。具体为：（1）育苗温室采用单跨双屋脊钢结构框架，以降低顶部受风面积，提高整体钢架结构的风载强度。（2）育苗温室肩高4 m，使温室内更宽敞，以便于中型农机耕作。（3）温室采用水平桁架结构加大水平支撑，以提高抗风能力。（4）温室每2跨进行1次纵向隔断，且中间留有通道，并安装移门。（5）为达到完全密封的效果，隔断处天沟以下800 mm位置采用分段处理。（6）顶部需用阳光板覆盖。见图2、3。

图2 温室结构

图3 温室主体结构隔断立面

温室主体结构材料规格：立柱采用100 mm×50 mm×2.5 mm矩形管；屋架采用40 mm×30 mm×1.5 mm矩形管，间距2 000 mm；屋脊采用60 mm×30 mm×2.0 mm C型管；屋梁采用60 mm×30 mm×2.0 mm C型管；水平桁架上下弦采用50 mm×40 mm×2.0 mm矩形管,腹杆是直径为12 mm的圆钢，高度为500 mm；斜拉筋采用直径为12 mm的圆钢，南北端面起第二间内安装成“X”结构；天沟由厚1.5 mm的国产优质镀锌板折压而成；通箍梁采用50 mm×30 mm×2.0 mm矩形管。

上述钢材部件均按《GB/T 13912－1992金属覆盖层——钢铁制品热镀锌层技术要求》进行热镀锌处理、工厂化生产、现场组装。所有钢结构部件的安装均采用现场铰接，要求无焊点。所有能接触到雨水的连接螺栓、螺母的表面都要进行镀锌处理。

2.5 温室大门

根据使用需要，在温室南山墙立面设置3樘平移推拉门，樘口尺寸为2.5 m×2.4 m，推拉门采用铝合金边框、8 mm阳光板覆盖，上部安装铝合金移门专用轨道，中间隔断处安装推拉门（推拉门尺寸为2.0 m×0.8 m，共4扇）。

2.6 雨水排放系统

温室采用热浸镀锌钢质天沟，屋顶天沟按照0.25%坡度进行安装，以利排水，雨水排放系统以最大降雨量140 mm/h为设计依据。温室端部（南面）设置直径为110 mm的雨水立管至排水沟，天沟与天沟之间的连接使用天沟粘接剂。

2.7 温室覆盖材料

2.7.1 顶部覆盖PC阳光板

温室屋面及山墙尖顶处、隔断上口覆盖材料均采用8 mm中空PC阳光板，见图4。可选用具有世界一流技术的防结露阳光板，以长时间保证可见光透过而阻止紫外线和远红外线透过，且由于该材料具有透光率高、保温性能好等特点，从而能保证植物的生长需要。主要技术指标为：比重1.6 kg/m2，传热系数3.3 W/(m2·℃)，透光率在82%以上；能保证可见光透过而阻止紫外线和远红外线透过，透光率高，保温性好；具有特殊涂层，能降低表面张力，从而使冷凝水沿着表面流入冷凝水回收槽；在模拟10年自然环境的老化试验中，变黄指数小于1。

图4 温室覆盖东西立面

2.7.2 四周覆盖薄膜

温室山墙天沟以下立面及侧立面全部覆盖长寿无滴聚乙烯薄膜。该薄膜有添加物，既能保护薄膜质量，又能保证其不会因光线照射而引起损坏。薄膜全部采用卡槽固定。主要技术指标：薄膜厚度为0.15 mm，透光率86%，正常使用寿命达3年以上。2.7.3 通风口覆盖防虫网

采用幅宽为2.5 m的60目国产优质防虫网，安装在温室周边及隔断卷帘通风口处。

2.8 温室四周通风系统

自然通风是一种比较经济的通风方式，可利用风力和温差来实现温室内外空气交换，达到降低温室内温度和湿度的目的。因此，温室四周采用手动卷膜开窗形式，并分段开窗。温室隔断处也安装手动卷膜装置，可随意卷起和放下。所有通风口均安装60目防虫网。

3 双屋脊连栋温室在南繁基地的应用效果

每年11月至翌年4月是南繁基地水稻制种季节，双屋脊连栋温室建成并投入使用后，得到了各制种单位的高度肯定和赞赏，应用效果已初步显现。

3.1 提升了水稻制种创新能力

（1）利用双屋脊连栋温室防虫网的隔离作用，避免了“串花”现象，提高了水稻种子纯度，确保了水稻制种质量；（2）利用双屋脊连栋温室的保温作用，特别是在花期正值低温的情况下，有助于调节父母本花期相遇的时间，确保水稻制种产量。

3.2 增强了水稻制种抵御自然灾害和自然风险能力

2013年11月10日—11日第30号超强台风“海燕”正面袭击海南省，风力达14级，但所建的双屋脊连栋温室依然坚挺，成为整个三亚地区南繁基地中唯一没有被吹倒的温室大棚，得到了国家南繁办和海南省政府的充分肯定。同时，由于防虫网的隔离作用，减少了病虫对水稻制种的为害。因此，双屋脊连栋温室的建成，进一步增强了水稻制种抵御自然灾害和自然风险能力。

3.3 起到了示范和引领作用

双屋脊连栋温室的建设和应用，使上海市南繁基地建设继续引领和走在全国温室建设前列，为国家和兄弟省市进行南繁基地建设提供了示范和借鉴。

4 结 语

双屋脊连栋温室具有抗风强度高、重量轻、透光保温性能好、防虫效果显著、建设工期短、工程量小、一次性投资少、运行成本低、工厂化生产程度高、外型美观等优点，可广泛应用于农业规模化、标准化生产和农业休闲旅游，适合于果蔬、花卉、林木等植物种植和畜禽、水产养殖等，有助于提升农业旅游基础设施水平，促进农村一二三产业融合发展。同时，随着农业物联网技术在温室大棚中的应用，双屋脊连栋温室将在我国农业由传统农业向现代智慧农业转变进程中发挥出越来越重要的作用。