日光温室的结构设计与建造

日光温室的结构设计与建造

日光温室是一种重要的设施农业结构，其设计与建造直接影响到温室的使用效果和经济效益。本文将详细介绍日光温室的结构设计与建造要点，包括其构造、结构参数设计、建造程序和应用，重点讨论日光温室的主要结构参数，包括“五度”、“四比”和“三材”。

日光温室的构造

日光温室主要由以下几个部分组成：

1. 栽培床：用于种植作物的区域
2. 后墙：温室的后部墙体
3. 后屋坡：温室后部的倾斜屋顶
4. 前屋面：温室前部的透明覆盖部分
5. 草苫：用于保温的覆盖材料
6. 人行道：温室内的通道
7. 防寒沟：用于防止热量流失的沟槽
8. 后屋坡仰角：后屋面的倾斜角度
9. 前屋面角：前屋面的倾斜角度

日光温室的结构参数设计

日光温室的结构参数设计概括为“五度”、“四比”和“三材”。

“五度”

• 长度：适合长度为50～60m
• 跨度：适宜跨度为6～9m
• 角度
• 方位角：偏东或偏西5°～10°
• 前屋面角：α=φ+lδl-40°+c
• 后屋面仰角：30°~45°
• 高度
• 脊高：2.7～3.6m
• 后墙高：1.6～2.4m
• 厚度
• 墙厚
• 后屋顶厚

“四比”

• 高跨比：温室的脊高于温室的跨度之比
• 遮阳比：温室的跨度与温室的屋脊阴影长度之比
• 保温比：温室建筑面积与围护结构表面积之比
• 前后坡比：温室的前屋面与后屋面水平投影长度之比

“三材”

• 建筑材料：指东西山墙和后墙所用材料
• 透明覆盖材料：指塑料薄膜、玻璃、硬纸板材
• 保温材料：包括草苫、纸被、棉被、羊毛等

日光温室前屋面角度计算

日光温室前屋面角度的计算涉及多个因素，包括纬度、赤纬等。以下是具体的计算方法：

1. 理想前屋面角的计算

理想状态是指太阳光线垂直照射到前屋面，透光率最大。以西安为例，纬度(φ)是33.4°，冬至日(δ)=-23.5°，那么西安地区理想的屋面角度是：

α=φ+lδl=33.4°+l-23.5°l=56.9°

2. 合理屋面角度

合理的前屋面角为：

α=φ+lδl-40°

以西安为例，φ=33.4°，冬至日δ=-23.5°，那么西安地区合理前屋面角度是：

α=φ+lδl-40°=33.4°+l-23.5°l-40°=16.9°

3. 最佳前屋面角

在实际生产过程中，温室并不是只用在正午时刻，还要考虑有效利用时段，一般从上午9时到下午15时。因此，必须对前屋面角进行修正，加一个修正值，这样我们就得到了最佳前屋面角。

最佳前屋面角度为：

α=φ+lδl-40°+c

其中：c表示各地区冬至日9时和15时的太阳高度角比正午低的值。

以西安为例，φ=33.4°，冬至日δ=-23.5°，西安地区c=14°，那么西安地区最佳前屋面角度是：

α=φ+lδl-40°+c=33.4°+l-23.5°l-40°+14=16.7°+14°=30.9°

不同纬度地区日光温室最佳前屋面角度

日光温室建造实例

思考题

1. 前屋面曲面形状对透光率是否有影响？
2. 从农事操作角度考虑如何改进温室的前屋面形状？

其他类型日光温室

1. 不同立柱和屋脊高度、多跨、前后透明面长度不同的温室
2. 山区梯田温室
3. 无侧保温被的双跨温室
4. 南北双跨温室

日光温室建造要求

1. 满足功能和环境的要求
2. 满足可靠性和耐久性的要求

场地选择要求

1. 气候条件
2. 地形与地质条件
3. 土壤条件
4. 水、电及交通条件

现代化连栋温室的主要荷载

1. 恒荷载
2. 活荷载
3. 雪荷载
4. 风荷载

本课要点

1. 温室的建造特点

• 整体性
• 作物适应性
• 地域性
• 功能性

2. 温室建造的要求

• 满足功能和环境的要求
• 满足可靠性和耐久性的要求

3. 场地的选择

• 气候条件
• 地形与地质条件
• 土壤条件
• 水、电及交通条件

4. 日光温室的构造

• 日光温室的“五度”
• 日光温室的“四比”
• 日光温室的“三材”