周博士考察拾零(六十九)中以温室技术的结晶Ⅱ

艾森贝克是一家以色列的公司,20世纪90年代进入中国后,看到了蓬勃发展的中国日光温室,为之而感动,决心扎根中国,进行日光温室研究,并期望将以色列现代温室技术嫁接到中国日光温室中,提升中国日光温室现代化水平,使之成为引领未来中国设施农业发展的主导温室产品。

经过近20年的执着研究和不断探索,艾森贝克不仅创造出一种新颖的日光温室,而且在温室管理运行的模式上也走出一条新路。2017年3月8日,笔者应约在公司韩一华总经理的陪同下参观了他们在河北省邢台市沙河市多利生态农业公园以色列园科技农业区建设的最新一代日光温室。急不可待的你或许和我当时的心情一样,想尽早知道他们究竟都创新了什么。不要着急,让我逐一揭开他们的创新成果吧。

室内保温遮阳系统


改良温室在保留传统中国日光温室外保温的基础上增设了温室内保温,使温室的保温性能得到进一步加强。关于日光温室设置内保温的做法,国内的基本思路是采用与外保温相同的卷帘机,在温室内设置内层骨架支撑保温被,实现保温被的卷放,而且设置内保温的最终目标是取代外保温。但艾森贝克改造温室的思路是在保留外保温的基础上,直接将连栋温室的水平遮阳/保温拉幕系统移植到了日光温室中(图6),实现内外保温被双层保温。内保温系统由于采用了水平托幕线和压幕线支撑保温被,从而省去了在温室内支撑保温被的内层骨架,不仅节约了骨架成本,而且也减少了骨架在温室内造成的大量阴影。


水平保温幕拉幕系统采用钢缆驱动,沿温室跨度方向拉幕。保温幕的固定边固定在温室的后墙上,活动边移动到温室南墙与前屋面的交界线(南墙屋檐)终止。为了保证室内水平保温幕的密封性,改良温室的做法,一是在温室两侧山墙保温幕移动高度安装固定密封兜(图6b);二是在温室南墙活动保温幕的终止边设置固定的密封带,保温幕运行到该密封带的下部后形成上下层保温幕一定的重叠,可达到比较严密的密封。


周博士考察拾零(六十九)中以温室技术的结晶Ⅱ

除了水平方向的保温幕外,改良温室还在温室的南墙内侧安装了垂直卷膜内保温系统(图7),与水平保温幕一起形成密封完整的温室内保温系统。


南墙内保温系统采用了传统日光温室侧摆臂卷帘机的卷被系统,卷帘机安装在温室一端靠近山墙的位置(图7b)。由于南墙内侧没有支撑构件,为了使卷帘机在卷被过程中获得支撑,改良温室设计了一组紧绷的绳索,一端固定在前墙屋檐处,另一端固定在温室前墙立柱基础(图7c)。这种柔性的支撑面,一可以满足卷被支撑的要求;二可以节省钢材;三可以减少骨架遮光。柔性绳索造价低廉,更换方便,是一种经济有效的选择。


这种保温系统的唯一不足是由于在温室南墙屋檐处永久固定水平保温幕的密封带和南墙垂直保温幕的固定边,所以会在这个位置形成一道永久的遮光带(图7a)。实践中,应尽可能缩小这条遮光带的宽度,以最大限度减少对作物采光的影响。


周博士考察拾零(六十九)中以温室技术的结晶Ⅱ


除了内保温系统外,改良温室还在室内水平保温幕的上方设置了水平遮阳网(图6a),可用于温室夏季的遮阳和冬季的保温。尤其用于冬季保温,与室内水平保温幕一起可形成双层内保温系统,再加上室外卷被保温,应该说这种温室的保温系统已经做到了极致。该层遮阳网也采用钢缆驱动拉幕系统驱动,遮阳网的固定边固定在温室后墙顶部,活动边则停留在温室南墙屋檐处,与水平保温幕重叠在一起。事实上,水平遮阳系统并不水平,而是整体向南倾斜,正好利用了后墙和南墙屋檐现成的设施,形成了与水平保温幕密封的空间,利用空气间层的隔热可进一步增强温室的保温性能。


室外遮阳系统


日光温室能够充分利用太阳能提高室内温度,冬季生产可节约能源,在加强保温的条件下,北方地区可实现不加温或少加温安全越冬生产。但到了夏季,室外光照强,温度也高,日光温室内温度将更高,如果不进行充分的通风降温,室内将难以进行作物的正常生产。为此,绝大多数的北方日光温室夏季处于休闲或撂荒状态,不仅造成土地资源的浪费,而且也是对温室设施的浪费。近年来,随着人们对土地资源认识水平的不断提高(尤其在大城市近郊土地资源紧张的地区),如何提高日光温室的夏季利用率,已经成为人们关注的热点。

室外遮阳是温室降温的一种有效手段。传统的中国日光温室一般不设外遮阳,而对连栋温室,外遮阳系统基本是一项标配。将连栋温室的外遮阳系统直接移植到日光温室是一种简单可行的日光温室夏季降温措施。


连栋温室常用的外遮阳驱动主要采用拉幕系统,包括齿轮齿条拉幕系统和钢缆驱动拉幕系统。由于日光温室跨度较大,沿温室跨度方向的拉幕只能采用钢缆驱动。为此,需要在温室前部和后部设置立柱,支撑托幕线、压幕线和驱动钢缆(图8a),安装复杂,造价较高。也有人采用卷膜遮阳的方法,将遮阳网直接铺设在日光温室采光面的外表面(图8b),由于外遮阳卷膜、温室通风口卷膜以及卷帘机卷被等多台设备在温室采光面上安装和运行,经常发生设备之间作业和运行的相互干涉。为此,改进的外遮阳采用了在温室外表面再设置二层弧形拱架的方法,将保温被和卷膜通风的设备安置在拱架下部,将遮阳网及其驱动装置安置在拱架上部,并采用卷膜的方式控制遮阳网的启闭(图9),从而有效解决了屋面上各类设备之间的干涉,也相应降低了温室的整体造价。但这种结构可能会给今后屋面塑料薄膜更换和保温被拆装带来一定障碍。


周博士考察拾零(六十九)中以温室技术的结晶Ⅱ

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