姚軒 王蕊 李珠

0 引言

日光溫室作為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要的農(nóng)業(yè)設(shè)施,在我國(guó)使用范圍非常廣泛。自1990年到2001年全國(guó)以蔬菜花卉為主體的設(shè)施園藝面積已由 14萬(wàn)hm2發(fā)展到200萬(wàn)hm2,其中日光溫室在設(shè)施園藝的發(fā)展中起到中堅(jiān)作用。

我國(guó)日光溫室經(jīng)歷了醞釀期、發(fā)展期和推廣期3個(gè)時(shí)期,溫室結(jié)構(gòu)也從一斜一立式土溫室、瓦房店式溫室發(fā)展到節(jié)能式日光溫室。從“八五”期間開(kāi)始推廣“第一代節(jié)能日光溫室”到“八五”結(jié)束,這段時(shí)期內(nèi)我國(guó)的日光溫室面積已有13萬(wàn)hm2多,特別是在“九五”期間,日光溫室快速發(fā)展,2002年年底全國(guó)日光溫室面積達(dá)到27萬(wàn)hm2,之后伴隨著國(guó)家為加快農(nóng)業(yè)發(fā)展尤其是農(nóng)業(yè)設(shè)施的發(fā)展而出臺(tái)的一系列相關(guān)政策,日光溫室更是以驚人的速度快速發(fā)展。但在大面積建造日光溫室的同時(shí),也出現(xiàn)了一些問(wèn)題,其中針對(duì)如何進(jìn)一步提高日光溫室的節(jié)能性能,如何建造性能優(yōu)異的低能耗日光溫室,綜合利用農(nóng)業(yè)資源,應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的氣候環(huán)境,實(shí)現(xiàn)農(nóng)副產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、跨季節(jié)生產(chǎn)等問(wèn)題,成為農(nóng)業(yè)建筑工程領(lǐng)域中亟待解決的問(wèn)題。

近幾年來(lái),一些民用工程采用新型節(jié)能建筑材料進(jìn)行節(jié)能改造并取得了顯著的效果,樹(shù)立了節(jié)能典范。特別是其中一些工程采用了以玻化微珠為原材料的新型節(jié)能材料,例如山西省太原市山西紡織印染廠居民樓的節(jié)能改造、山西省太原市清徐縣內(nèi)“城市窯洞”式居民住宅等,這些工程無(wú)論是從建筑節(jié)能、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化、施工工藝還是經(jīng)濟(jì)效益,都取得了良好的效果,各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了相關(guān)的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了綜合目標(biāo)。這些成功的節(jié)能改造工程都為如何解決日光溫室的節(jié)能問(wèn)題、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提供了可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例。?；⒅楸叵嘧儾牧显诘秃哪苋展鉁厥抑袘?yīng)用的研究正是在此基礎(chǔ)之上,提出如何將珍珠巖及其相關(guān)的節(jié)能建筑材料——玻化微珠保溫砂漿應(yīng)用于低耗能日光溫室中,以期達(dá)到解決當(dāng)前日光溫室所存在的相關(guān)節(jié)能問(wèn)題的目的。

1 ?；⒅楸叵嘧儾牧显诘湍芎娜展鉁厥抑械膽?yīng)用

針對(duì)玻化微珠保溫相變材料在低耗能日光溫室中應(yīng)用的研究從結(jié)構(gòu)優(yōu)化、溫室的溫度和濕度控制、經(jīng)濟(jì)效益三方面做了綜述。

1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面

在我國(guó)北方嚴(yán)寒地區(qū)廣泛采用的壽光改良式日光溫室后墻的高度為2 m,厚度達(dá)到1 m,在采用了?；⒅楸厣皾{后,后墻的厚度只有248 mm～250 mm,高度可降為1.8 m,在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面,采用了?；⒅楸厣皾{的低耗能日光溫室與傳統(tǒng)的日光溫室相比,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻體厚度大大降低,特別是后墻的厚度降低可達(dá)75%,這樣可以減輕后墻的厚度和重量,改善了墻體的穩(wěn)定性、降低了墻體的自重,提高了溫室結(jié)構(gòu)的抗震性能。

1.2 溫室的溫度和濕度方面

在溫室的溫度和濕度控制方面,傳統(tǒng)日光溫室的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的是土墻或者是復(fù)合墻體作為溫室的主要蓄熱和隔熱體系,這種體系如同是給日光溫室穿上了一件厚而松的“棉襖”,而低耗能日光溫室的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)在采用了?；⒅楸厣皾{后,構(gòu)成了溫室的主要隔熱和蓄熱體系,采用這種體系如同是給日光溫室穿上了一件輕而密的“皮襖”。采用了?；⒅楸厣皾{的低耗能日光溫室的蓄熱和隔熱體系充分利用了?；⒅楸厣皾{絕熱,保溫的特點(diǎn),并且以?；⒅闉榛募尤胂嘧儾牧?大大提高了溫室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱能力,這種新型復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以有效的控制溫室內(nèi)的溫度和濕度,當(dāng)外界溫度升高時(shí)相變材料從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),吸收熱量,將熱量以熱能的形式貯存起來(lái),而當(dāng)外界溫度降低時(shí)相變材料從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),釋放熱能,提高溫室內(nèi)的溫度,并且可以降低溫室的冷負(fù)荷,平衡了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度差,增強(qiáng)了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫度承載力,保持低耗能日光溫室的溫度,使得低耗能日光溫室的室內(nèi)溫度能夠保持在農(nóng)作物適宜生長(zhǎng)的溫度范圍內(nèi)。低耗能日光溫室內(nèi)的溫度和濕度相比于傳統(tǒng)日光溫室,控制更加方便,循環(huán)性能更加良好,更好的完善了農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境,特別是在冬季對(duì)喜溫植物的越冬培育提供了更加理想的培育條件。

1.3 經(jīng)濟(jì)效益方面

在經(jīng)濟(jì)效益方面,由于低耗能日光溫室的圍護(hù)墻體采用?；⒅楸厣皾{替代傳統(tǒng)的保溫隔熱層,節(jié)省了墻體和基礎(chǔ)的材料用量,同時(shí)增加了采光面積,縮短了溫室的棟距,提高了溫室的土地利用率,同時(shí),由于?；⒅樯皾{的施工性能良好,施工效率高,而材料本身屬于無(wú)機(jī)惰性材料,與有機(jī)保溫材料相比耐久性強(qiáng)?？紤]到以上優(yōu)點(diǎn),低耗能日光溫室比傳統(tǒng)日光溫室更具有綜合經(jīng)濟(jì)效益。

2 珍珠巖在低能耗日光溫室中的應(yīng)用

20世紀(jì)80年代后期,無(wú)土栽培開(kāi)始用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,之后也開(kāi)始擴(kuò)展到園林觀賞植物的栽培中。栽培基質(zhì)是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)和媒介,也是無(wú)土栽培技術(shù)的關(guān)鍵,除了支持固定植株外,更重要的是使來(lái)自營(yíng)養(yǎng)液的養(yǎng)分水分得以中轉(zhuǎn)。植物根系與基質(zhì)接觸,從基質(zhì)中吸收水分養(yǎng)分?；|(zhì)對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的吸附特性決定了植物營(yíng)養(yǎng)的供給狀況。目前無(wú)土栽培的基質(zhì)種類包括有機(jī)基質(zhì)、無(wú)機(jī)基質(zhì)和其他基質(zhì),其中無(wú)機(jī)基質(zhì)的選材主要是開(kāi)口珍珠巖。

開(kāi)口珍珠巖,結(jié)構(gòu)呈開(kāi)口狀,表面積大,具有良好的吸附能力,這些特點(diǎn)符合無(wú)土栽培基質(zhì)的選材要求。作為栽培基質(zhì)的珍珠巖,其保水排水透氣性能良好,保肥能力適中,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,安全衛(wèi)生,本身無(wú)異味,很少滋生蟲卵和病原物。在低能耗日光溫室中,將珍珠巖按一定比例的用量潑灑在室內(nèi)的栽培土中,與室內(nèi)的栽培土共同構(gòu)成低能耗日光溫室的栽培基質(zhì),由于珍珠巖表面積大,使得其持水量豐富,保肥性能適中,可以減少澆水和施肥的頻率,同時(shí)由于珍珠巖具有良好的透氣性能,也可以延長(zhǎng)農(nóng)民的耕作周期,綜合提高了耕作效率,利于栽培管理。

3 結(jié)語(yǔ)

從生物技術(shù)應(yīng)用、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化、建筑節(jié)能等角度來(lái)說(shuō),將玻化微珠相變保溫砂漿和普通珍珠巖應(yīng)用于低能耗日光溫室可以優(yōu)化日光溫室的建筑結(jié)構(gòu)、進(jìn)一步提高日光溫室的節(jié)能效果、經(jīng)濟(jì)效益明顯、直接,為解決低耗能日光溫室的技術(shù)瓶頸提供了有效的途徑,同時(shí)也符合國(guó)家相關(guān)的建筑節(jié)能政策和“三農(nóng)”政策,可以說(shuō)于國(guó)于民都是雙贏的選擇。

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