周博士考察拾零（一百三十）一种“蜗牛”平面造型的异型展览温室

周长吉（农业农村部规划设计研究院，北京 100125）

2020 年11 月21 日，笔者有机会参观了重庆数谷农场。重庆数谷农场位于重庆市梁平区金带镇双桂村2 组。从重庆市区出发到数谷农场大约有200 km 路程，在蒙蒙细雨中大巴车大约行驶了3 个多小时才到达目的地。据了解，农场于2019 年9 月23 日正式开园，既是迎接新中国成立70 周年的献礼，又是当年“农民丰收节”的活动现场。农场占地面积400 亩（26.68 hm2），现已建成高端智能温室3.5 hm2，包括“一厅、一馆、四场”，各功能区面积和主要展示内容如表1。

表1 数谷农场主要温室设施建设规模及展示内容

温室总体布局分为三个区。大门入口为云腾田园馆和乡村振兴展厅，两个功能一座建筑，中间为大跨度异型玻璃温室，两侧为标准的文洛型温室（图1）。荷兰· 番茄工厂和以色列· 花卉工厂为一个区域内的两座并排的独立建筑，均为标准的文洛型玻璃温室（图2）。西南大学· 草莓工厂和重庆市农业科学院· 瓜果工厂为第三个区域，也是本次考察最吸引笔者的一个区。

图1 云腾田园馆

图2 荷兰· 番茄工厂和以色列· 花卉工厂

远远望去这个区的两栋温室恰似一个展开的“蜗牛壳”（图3），一条弧带在围绕一个圆柱展开。当笔者第一眼看到这种布局后，立刻想到了蜗牛壳造型。怀着好奇的探索心情，笔者快步走进了这一区域。当置身区域内环绕一周后发现，这个“蜗牛壳”并非一栋连体的建筑体，而是两栋独立的温室，一栋为平面圆形温室，另一栋为平面弧形温室。设计师巧妙的平面布局给游人造成了一种视觉上的错位，笔者的第一感觉恰恰就被这种视觉错位误导，这或许也正是建筑设计师平面布局想要达到的真实效果，本文对2 栋独立的异型温室逐一进行介绍。

图3 “蜗牛”温室全貌

弧形平面温室

弧形平面温室为西南大学· 草莓工厂，总建筑面积3200 m2，由西南大学提供技术支持，主要展示草莓立体种植技术。草莓采用3 层A 字结构立体栽培架栽培（图4），是目前比较流行的一种草莓栽培形式。栽培基质以草炭为主，配比珍珠岩以调节基质空隙结构；基质表面覆盖塑料薄膜，减少基质表面水分蒸发；每个栽培槽沿长度方向设一道滴灌带进行灌溉供水，并在栽培槽下部设置了回水管，可回收营养液残液。草莓生产还配套了熊蜂授粉以及物理和生物病虫害防治设施，管理中不打农药，从而保证了草莓生产过程中的观赏性与食用性，游客可在观光游览的过程中即采即食，实现了游览、观光、休闲、采摘、品尝以及科普的统一。

由于是平面弧形建筑，如果温室内栽培架的布置是沿着弧线方向（温室长度方向），则栽培架也必须是弧形或多折式，而且每个位置上栽培架的弧形或尺寸都不一样，这给栽培架的制作和安装增加了很大难度，相应也将会提高建设造价。为统一栽培架的设计参数，设计者采用了沿温室跨度方向布置栽培架的形式，在温室中部设置弧形的中央走道，在走道两侧设置沿温室跨度方向且与中央走道垂直的栽培架（图5a），在中央走道下埋设供回水管，由此可实现主供回水（液）管路的经济配置。

温室外墙采用玻璃作围护材料，透光率高、美观（图5b）；温室屋面由于是拱形结构，覆盖材料则采用了塑料薄膜，价格便宜、安装方便（图5a）。温室墙面立柱和屋面拱架均采用平面桁架结构（图5c、图6c）。由于温室跨度较大，为减小屋面桁架构件的截面尺寸以及对墙面立柱的推力，增强结构的整体承载能力，温室屋面结构除了屋面拱架采用桁架外，还在拱形桁架上增设了悬索式下弦拉索和垂直吊索（图6b）。

为保证温室的通风和降温，温室配套了风机湿帘降温系统以及遮阳和开窗系统（图6）。风机和湿帘分别安装在温室两侧侧墙上，湿帘连续安装在内弧面墙面，风机间隔一个开间安装在外弧面墙面（图5～6），其安装高度均在墙面高度的上部，不会给游人造成影响，也不影响温室的通风和降温。

在温室两侧侧墙的风机和湿帘安装位置的下部，每个开间安装一扇外翻式上悬窗（图5b、图6a），在室外温度不高湿帘风机不开启的条件下可用于温室的自然通风，由此，可降低温室的运行成本。由于温室屋面没有设置通风窗，温室自然通风主要依靠两侧墙上的通风口形成沿温室跨度方向上的穿堂风，在无风条件下的热压通风能力较低。

图5 草莓工厂温室建筑结构

图6 草莓工厂温室配套通风降温设备

除了风机湿帘和开窗通风来解决温室的通风换气和降温问题外，温室还设置了屋面室外遮阳系统和墙面室内遮阳系统（图5a、图6b 和图6c）来阻挡室外过强光照进入室内从而降低温室室内光照强度和进入温室的热负荷。由于温室平面为弧面形式，标准规格的齿轮齿条无法适应尺寸不规则的弧形屋面遮阳拉幕，为此，该温室的屋面室外遮阳系统采用了钢索拉幕系统，遮阳幕沿温室开间方向每个开间1 幅，同时沿跨度方向再分为若干幅，拉幕系统沿温室跨度方向行程，可一次同时收拢或展开跨度方向的所有遮阳幕布。对于较长的温室，可沿温室长度方向设置多个拉幕分区，每个分区可独立控制，也可以联合控制。

温室墙面上的内遮阳全部采用了卷膜电机控制启闭的方式，沿温室侧墙垂直方向卷放，每个开间设置一幅遮阳网，采用管道电机驱动卷膜轴，可独立控制也可以联合控制。

圆形平面温室

圆形平面温室为重庆市农业科学院· 瓜果工厂，总建筑面积1800 m2，由重庆市农业科学院提供技术支持，主要展示新奇瓜果品种。工厂内设置了造型各异的各类瓜果架，用以培育葫芦瓜、蛇瓜、金锤瓜、砍瓜、小米冬瓜、金瓜、鼎瓜、鸳鸯梨等多个品种，游客置身其内，仿佛进入了一个奇妙的瓜果王国。

该温室从平面布局看是一个完全的圆形平面，室内的参观走道也是从大门进入后直通室内中部的圆环通道，绕场一周可以看遍温室内所有的种植品种和种植模式。

和草莓工厂温室采用的围护结构透光覆盖材料一样，瓜果工厂温室也采用墙面玻璃、屋面塑料薄膜的做法，透光覆盖材料的选择兼顾了温室的美观和适用要求，在满足观光展示要求的同时，显著降低了温室建设成本。为了保证屋面塑料薄膜始终处于紧绷状态，工程中采用了在每个屋面拱架上设置双卡槽固膜的方式（图7）。

图7 温室屋面塑料薄膜固定方式

仅从平面布局和透光覆盖材料看温室并没有什么特色，但抬头看温室的屋面却有很多创新。温室的屋面整体上采用了一种倒锥体（图8a），而到了屋面中部的锥底则又采用了隆起的圆柱结构，圆柱结构顶面又采用半球穹顶（图8b），温室屋面与侧墙之间连接还采用了曲线过渡（图8c），由此形成了一种由圆球体与圆柱体相结合的三维空间结构，不仅创造了一种美观的造型，而且从也融合了多项生产和使用的功能。

图8 圆形平面温室结构造型

温室的倒锥体屋面形成了自然的集雨面，可以将屋面上的天然降水全部收集利用。温室室内地面中央设置了雨水收集池，温室屋面中部倒锥体与圆柱体结合部位安装了集雨槽，集雨槽下安装了落水管（图9a），落水管直接通向温室内的集雨池，从而将屋面雨水全部收集到集雨池中，通过过滤处理后可用温室灌溉以及湿帘降温系统的补水和其他用水。

图9 穹顶结构

屋面倒锥体底部设计的圆柱体直立面不仅有效阻挡或汇集了屋面雨水，而且在立面上可直接安装湿帘，与安装在温室立墙面上的风机（图8c）形成温室的湿帘风机负压通风降温系统。为了封闭安装湿帘圆柱墙面的的顶面，设计者采用了半圆球的穹顶结构（图9c），不仅严密封闭了屋面中央锥孔，而且在温室内形成了形似“天井”的结构，在全部遮阳系统展开后又能给温室带来一束中央光明，给游客一种通向光明的感觉。

为了解决温室的通风和降温，除了在温室屋面安装湿帘（图9b）和温室墙面安装风机外（图8c），和草莓工厂温室一样，瓜果工厂温室也安装有屋面外遮阳（图8a）和墙面内遮阳系统（图8c）。

墙面内遮阳系统的驱动系统与草莓工厂墙面内遮阳系统一样，采用管道电机上下卷膜启闭，遮阳网每一开间为一幅。屋面外遮阳网的幅面也是按照屋面上拱架的间距裁剪并在沿温室圆周平面直径方向分为若干幅（图8a），但与草莓工厂温室屋面遮阳幕的拉幕系统不同，该温室屋面遮阳幕的拉幕行程采用屋面拱架之间开启。

由于在墙面与屋面的过渡带没有覆盖遮阳网，所以，在所有遮阳网展开后会沿温室外墙形成一个圆环采光带，与屋面环形遮阳幕之间形成的采光带共同构成了温室内多条圆环采光带，再加上屋面中央的穹顶采光井，整体上形成了温室屋面的自然采光窗，即使所有的遮阳网展开温室内也有一定的光照，不致于造成温室内光照过低。此外，由于温室屋面覆盖材料为散射光塑料薄膜，在一定程度上也能散射进入温室内的光线，不会形成强烈的光带和阴影带。整体来讲，上述两种形式的温室，不论从造型还是从功能上都有很多设计创新，值得观光展览的异型温室设计中学习和借鉴。