第1个回答 2023-02-23
近年来，吐鲁番地区设施农业发展迅速，温室结构呈现出多样化，为了摸索出吐鲁番地区温室最佳结构，笔者通过对吐鲁番地区现有六种温室主要技术参数进行统计、分析，同时针对各类日光温室中存在的主要问题，对日光温室的采光增温、御寒保温性能等方面提出合理化建议，旨在设计出适合当地光热条件、经济实用、结构合理、安全可靠、易于建造、便于种植管理的日光温室结构。
1 六种温室结构特征及存在的问题
1.1第一类温室
1.1.1结构特征
吐鲁番地区第一类温室其跨度为12m，下挖0.9m，后屋面仰角40°，墙体高度2.6m，下口宽4.5m，上口宽2.5m，脊高4.1m，四排立柱依次为4.2m、3.9m、3.5m、2.8m(地上部分)，前沿无立柱。前屋面脚拱架为水泥预制。
1.1.2存在的问题
这种类型温室的棚体跨度较大，高跨比为0.3，不符合建棚指标，合理高跨比应在0.4～0.5。这类温室通过生产实践对比发现，在作物的生长区域，其气流场和温度场分布很不均匀，在温室中部向南的漩涡较多，不利于作物生长，这也影响了太阳光的入射度，造成日光棚面的温室直射率低，进而影响温室的热效应，使温室保温效果不好，在冬至前后，棚面阳光反射较多，棚内积温减少。
1.2第二类温室
1.2.1结构特征
第二类温室，其跨度10m，后屋面仰角38°，墙体高度2.6m，下口宽4.5m，上口宽25m，脊高4.1m，四排立柱的地上部分高度依次为4.1m、385m、3.3m、2.6m，后屋面长1.8m。
1.2.2存在的问题
此类结构温室，高度与跨度比值约为0.4，符合温室高跨比0.4～0.5。但其温室后屋面仰角不大，比第一种温室仰角小。温室棚面太平，温室后屋面与后墙之间造成一定阴影，太阳入射光较少，不易提高后屋面的温度，其温室升温速度慢，温室的保温性也较差。另外由于此类结构温室内立柱太多，土地利用率较低，建造过程也非常费工，日常栽培、田间管理不便机械操作。
1.3第三类温室
1.3.1结构特征
第三类温室其跨度为9m，下挖1.0m，后屋面仰角40°，后屋面长3.8m，墙体高3m，下口宽4.5m，上口宽2m，脊高5.1m，一排立柱，架面钢竹结构。这类温室受光均匀，蓄热能力强。
1.3.2存在的问题
这种温室棚体内跨减小，高跨比为0.6，温室受光均匀，但其稳定性较差，尤其在多风地区，容易造成垮塌。温室的空间相对减小，增温蓄热能力强，但温室较短，山墙阴影对温室生产造成的损失比较大。另外较前两种类型温室。其后坡长度太长，建造成本高，温室棚体的稳固性相比较低；后坡的保温层薄，温室保温能力较之前两种温室有所下降，深冬生产需要加温，导致生产成本提高。
1.4第四类温室
1.4.1结构特征
此类结构温室内跨度为9m，下挖1.0m，后屋面仰角40°，墙体高2.8m，后屋面长2.2m，脊高4.8m，四排立柱，地上部分依次为4.3m、4.1m、3.1m、1.3m。这类温室缩减了内跨和后坡，符合建棚高跨比标准，利于保温。
1.4.2存在的问题
此种结构温室的中立柱较低，棚面弧度小，不利于光线的入射，温室的蓄热能力不强，不利于冬季生产，深冬需要加温，增加了农民的生产投入，经济效益较低。
1.5第五类温室一山东第五代温室
1.5.1结构特征
此类温室由鄯善县农业技术推广中心2006年从山东省引进，全地区共建此类温室1700余座，这种结构温室其跨度12m，下挖1.1m，后墙下口宽5.5m、上口宽3.0m，墙体高度3m，后屋面仰角38°，后屋面长2.5m，脊高5m，其温室的5排立柱，地上高度依次为4.5m、4.5m、4.1m、3.7m、1.3m。
1.5.2存在的问题
山东第五代日光温室最大的不足之处在于其下挖深度过大，遮荫多，不利于前沿作物生长；棚体大，建造成本高；墙体过厚，浪费了有效面积以外的土地，空间太大，升温较慢。农民建棚成本昂贵，影响了其推广和壮大。
1.6第六类温室――吐鲁番I型温室
1.6.1结构特征
吐鲁番I型温室骨架为钢木结构，坐北朝南，东西延长，偏西5-8°，内径长83m，跨度为8.0m，栽培床下挖0.5-0.7m，有一排立柱，脊高4.4m(包括下挖部分)，前屋面角度32°，前屋面的形状为圆拱形，后屋面长度3.0m，后屋面的角度为40°，墙体高2.7m，墙基下口宽3.0m，上口宽2.0m。此类结构温室高跨比合理，方位角适宜吐鲁番地区地理纬度，后屋面仰角设计，使得后屋面对后墙体几乎没有造成阴影面，冬至前后，后屋面和后墙体同样可有太阳光照射，容易提高后屋面和后墙体的温度，从而提高温室性能。温室长度为83m，便于一个人独立完成棚内作物的日常管理。
1.6.2存在的问题
吐鲁番I型温室虽然摒除了前几种结构温室的缺点，具有经济适用、蓄热性好、结构设计较科学合理等几大优势，但从土地的利用效率和建造的程序方面来讲，它也有很多不足之处。由于温室是钢木结构，建造过程中既需要木工、又需要很多焊工，还需要其他工种，其建造程序繁琐，技术难度大，建造需要物质种类多，不易筹备；由于需要栽设立柱，土地利用率低，不利于机械耕作。
2 解决对策和建议
上述温室结构中存在问题的解决，主要应从目光温室的采光增温、御寒保温性能等方面进行改良，设计出较适合吐鲁番地区光热条件、经济实用、结构合理、安全可靠、便于农事操作的日光温室。
(1)为了改变吐鲁番地区现有温室结构的不足，结合现有温室综合数据分析，在吐鲁番地区比较科学合理的温室是其方位仍保留吐鲁番I型温室南偏西5-10°的角度，内跨8m，脊高4.4m的跨度和高度，可将原有的吐鲁番I型温室后屋面改成短后坡，长度改为1.5m，这样即可有效地利用吐鲁番地区太阳辐射光，减少后坡和立柱对太阳光照的遮蔽，也可有效提高温室的升温能力。
(2)将温室栽培畦与地面落差设计成1m，这样合理的下挖深度即避免了前几种温室下挖深度太深，影响靠近温室前沿作物的光照性，又可充分蓄热。
(3)可采取无立柱结构，这样可以增加温室内栽培面积，扩大温室操作空间。既可有效利用土地的利用率，又便于机械操作，是一种解决前几种温室结构不足的有效措施。
(4)温室骨架采用全钢架，上下混凝土通梁。这种设计，温室建造变得简易，温室的承重能力也有所增强，整个棚架结实安全，利用时间长，建造技术简易。建造中使用材料为苇板、钢架、混凝土，非常易于在大面积建造过程中物资筹备，而且技术易于推广，适合大面积发展。