设施温棚的场地选择与布局

第二节　设施温棚的场地选择与布局

一、场地选择

场地的好坏对结构性能、环境调控、经营管理等都有很大的影响。因此，在建造前要慎重选择场地。

一要场地空旷、阳光充足。阳光是日光温棚热量的唯一来源，因此日光温棚选择在东、南、西三方向没有遮荫物的地方较为合理。

二要地势平坦、土壤肥沃。地势的坡度应在10度以内，且坡向朝南比较有利采光，在温棚北面若有天然屏障可以减缓和削弱风力，提高保温性能。

三要（夏秋季）水源充足、水质良好有保障。温棚生产用水量较大，因此用水最好采用水质优良的地上水，（冬春季）通过机井管道供给。

四要土层疏松肥沃，质地为轻壤、中壤或重壤，土层深厚，无盐渍和其他污染。

五要地下水位低，灌溉排水方便。

六要交通便利，离居民点、高压线、道路较近的地方。

七要要力争进电方便，路线简捷，并能保证电力供应。

二、场地布局

（一）集中管理、连片配置

保护地生产在集中经营管理中多数是连片生产，集中管理，多种形式相结合的。这对于加强科学管理，合理利用土地，节约劳动力，配套生产是十分有利的。

（二）因时因地，选择方位

在进行连片的温棚的布局时，主要应考虑光照和通风。这就要涉及到方位的问题。温棚大棚的方位是指屋脊的延长方向（走向），大体分为南北延长和东西延长两种方位。温棚大棚的方位与采光有很大关系。当太阳光照到温棚大棚时，室（棚）内光照的强度主要取决于直射光的入射角，如图12所示，如果入射角小，室内光照强度就高；入射角大，室内光照强度就低。这是因为：当光线射到透明体上时，一部分光线透过了物体，一部分光线被物体吸收，一部分光线被物体反射掉了，其关系可用下式表示：

透射率＋吸收率＋反射率=100%

式中吸收率是物体本身固有的特性，是一个常数。这样反射率愈小，透射率愈就大。而反射率与光线的入射角有关，当入射角为零时，反射角也为零，这时反射率为零，透射率为最大。直射光的入射角除了受太阳高度角（太阳的直射光线与地面交成的角度）变化影响之外，还受温棚大棚的方位和屋面角度的影响。

图12　太阳入射角与反射角的关系

1.太阳辐射的性质太阳辐射波可分为紫外线、可见光和红外线。

对于日光温棚和栽培作物来说，不同波长的光具有不同的作用。波长较长的红外线主要转化为热能，是温棚的热量来源。波长较短的紫外线可以抑制植株徒长，还有杀灭和抑制病原菌的作用。

2.不同季节的光照时间日光温棚主要在10月至翌年6月的9个月内进行生产，关键是11月至第二年3月5个月的光照和温度条件必须满足喜温蔬菜生长发育的需要。从节气来看，由霜降开始，经过立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰到春分等10个节气。其中春分那天日照时数达到12小时，其余时间都少于12小时。

3.提高透光率的措施

（1）确定最佳方位角。日光温棚在秋、冬、春三季进行反季节蔬菜生产，以冬季生产为关键时期。冬季太阳高度角低，日出在东南，日落在西南，为了争取太阳辐射多透入室内，建造温棚应采取东西延长，前屋面朝南。宁夏一般采用正南或南偏西5°～8°。

（2）采光屋面角的确定

太阳高度角H₀的计算：H₀=90°-φ+δ

φ为当地纬度；

δ为夏至为+23.30°，冬至为-23.5°

合理屋面角Δ的确定：Δ=φ-6.5°

拱形屋面各点屋面角是该点的切线与地面的夹角。

半拱式日光温棚，前屋面由若干个切角组成，按1米1个切角，则前底角（前底角屋面与地面夹角）50°～60°，1米处35°～40°；2米处25°～30°，3米处20°～25°，4米以后15°～20°，上部15°左右。

平顶屋面的屋面角是屋面与地面的夹角。

薄膜在某一时间对光线的吸收率是一定的。光线透过率的大小主要决定于反射率。反射率的大小与光线的入射角有关，入射角越小，透过率越大；入射角越大，反射率也越大，透过率就越小。但是透过率与入射角的关系不是直线关系，入射角在0°～40°之间，透过率降低范围不超过5%；入射角在40°～60°之间，随着入射角的加大，透过率显著降低。

（3）温棚前屋面的形状与采光。温棚前屋面的形状基本分为半拱式和一斜一立式两种类型。半拱形的前屋面透光率高，一斜一立式的前屋面透光率虽然不及半拱式，但直射光透过率较高，光照的分布也相对的比较均匀。

（4）骨架材料与采光。竹木骨架的日光温棚，由于骨架材料的强度较低，材料的截面积往往较大，造成较多的遮光，特别是支柱和横梁等更加大了遮光面积，影响光照的合理分布。有条件的最好用钢管或钢筋为材料，建造无柱温棚，虽然一次性投资较大，但是按使用年限折旧计算，并不比竹木结构温棚造价高，还可以节省很多人工，其温光性能远远超过竹木结构日光温棚，是发展方向。

对于连栋的双层面现代化温棚来讲，南北延长和东西延长的光照强度没有什么明显的差异，但在实际生产中采用南北延长的为数较多，可根据具体情况而定。

（三）邻栋间隔，合理设计

温棚和温棚的间隔叫做栋间隔，如果从土地利用率上考虑，其间隔越狭窄越好。但从通风遮阴上考虑，过狭窄不利。

一般塑料大棚前后排之间的距离应在5米左右，即棚高的1.5倍～2倍，纬度高的地区距离要大一些，纬度低的地区则小一些。大棚左右的距离，最好是等于棚的宽度，并且前后排位置错开，保证通风良好。一般东西延长的前后排距离为温棚高度2倍～3倍以上，即6～7米；南北延长的前后排距离为温棚高度的0.8倍～1.3倍以上，见图13和14。

（四）出入口和畦的配置

日光温棚的配置，除了间距问题外，还有道路，温棚的出入口和畦的配置。

道路配置应有利于作业用机器，产品物，生产用料等的运输，一般宽度在3米以上，简单铺装就可以了。

图13　塑料大棚群布局示意图

图14　温棚间距

温棚的出入口和畦的配置一般有两种类型，屋深短的温棚可按图15（a）方式配置，如果屋深长超过50米，可按图15（b）方式配置。

图15　出入口和畦的配置

三、建设规模

确定温棚的规模，要从实用、经济、建筑材料、栽培要求及生产管理等方面来考虑。

（一）单屋面日光温棚

单屋面日光温棚是坐北朝南的一面坡温棚，一般不加温，但个别寒冷地区需要临时加温。多采用简单加温设备进行生产，由于棚内设备简单，不能有效地调节室内气候，所以规模不宜过大，习惯上炉灶设备安装在北侧，其散热主要靠辐射方式，所以温棚跨度不能过大。根据一个火炉可以供暖的间数，每栋温棚建筑的间数是火炉个数的倍数。但间数不宜过多，间数多、长度大，不利于操作；间数也不宜太少，太少了不仅不利于保温，而且相对地增加了受山墙遮阴的栽培区。因此每栋以50米为宜，其跨度一般以6～8米为佳。跨度太大不但热量辐射不到南侧，而且覆盖保温用的草帘也要增长，重量增加，卷放不方便。如采用热水供热，效果就好得多。

单屋面日光温棚主要靠南坡屋面采光。为获得更多的光照，应选择一个适宜的屋面角度，既能获得较多的光照，又满足保温、建筑、栽培作业的要求。因此一般南立窗角度为60°～80°，屋面角度为22°～30°。高度为3.0～3.6米，温棚虽比较低，但对保温是有利的。

后墙的高度主要考虑排水和人在屋顶上安放草帘方便操作，一般后墙高度为2.0～2.6米。

这种单屋面温棚造价低，结构简单，除了集体建造生产外，对于个体户亦可建造使用，在农户院里建造这种小温棚，长度可随院内空地而定，能做到冬季生产，增加收入，活跃市场。近年来这种单屋面塑料温棚发展很决，其规模大小不一，大则一亩，小则0.4亩。

（二）双屋面连栋温棚

双屋面连栋温棚使用热水供暖，其供热能力强，室内设备、设施配套齐全，并且能有效地控制室内气候，有的还采用自动化程序控制。这种温棚一般面积都比较大，建造投资也高，栽培蔬菜的温棚多以15～30亩为一栋，花卉温棚在10亩以下。

这种大型温棚多采用钢、铝合金结构，跨与跨之间用天沟（排水沟）连接，用立柱支撑，室内供热保温，温度控制，灌溉等多采用自动化或半自动化，其长度和宽度很不严格，多为几十米甚至上百米的长方形或正方形。其跨度，高度的确定也主要是从能够获得较多的光照，便于操作管理来考虑的。现有温棚跨度多为4～10米，屋脊高4.6～5.5米；檐高3.5～5.5米，屋面角度25°～28°。

（三）塑料大棚

塑料大棚是目前保护地生产中应用最多的一种形式。单栋以0.5～1.5亩为宜，一亩左右为好。大棚高度是2～3米，跨度一般应是高度的2～4倍，即6～12米为好。大棚的长度一般以40～60米为宜。大棚肩高一般不要小于1～1.5米。

大棚的大小与棚温的关系是：在低温时节，较小的棚最高温度较高，最低温度较低，而棚较大时，最高与最低温差较小，棚内小气候稳定，升温较慢，保温性能较好。在高温时期，棚的规模越大，温度也越高。

塑料大棚除对上述面积、高度、跨度、长度有具体要求以外，还要有一个适当的肩高（边高），肩高一般不要小于1米，否则种植高大蔬菜有困难，作业也不方便，肩高一般应根据种植要求来确定，应在1.5米以下选择，肩太高棚顶平缓，对大棚受力不利。

总之，建造日光温棚要根据经济状况、生产技术、管理条件、建筑材料等来确定生产规模，以最少的资金投入来获取最大的经济效益。