日光温室采光设计中应注意哪些要点？

2025-03-27 13:10:08

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回答1：

日光温室生产主要在秋—冬—春季进行，此时外界条件是低温弱光，因此对建筑结构上的要求是：充分采光，严密保温，以满足作物生育，获得一定产量的需要。所谓充分采光，就是要求在室内能截获到最大的光量，从建筑结构上讲主要有以下几个方面：

（1）方位一般是座北朝南。在冬季严寒，早晨雾多雾大的地区，可以偏西5°～10°；而在冬季早晨不太严寒、雾少的地区可以偏东5°～10°，以利用上午较好的光质。

（2）采光屋面的坡度和形状必须保持采光屋面有一定的角度，使得采光屋面与太阳光线所构成的入射角尽量小。当然入射角为0°时，太阳光线与采光面垂直最为理想，这时采光屋面对阳光的反射率等于0，射到采光面上的阳光几乎可以全部透进温室中。但这是做不到的，因为冬季太阳高度很小，如果要使采光面与冬至正午时阳光垂直，采光面必须很陡，如在北京这样的采光面与地面夹角要达到63°，而要满足这一点后墙必须很高。同时太阳位置也是在时刻移动着的，要做到时刻与太阳光线垂直显然是不可能的。笔者认为，必须从总体优化角度出发，考虑到温室生产季节，充分采光，建议优化的温室采光屋面的坡度如表10所列：

表10 各地区各时段优化屋面坡度（°）

由表10可以看出：太阳位置冬季偏低，春季升高，在温室前沿底脚附近，角度应保持在60°～70°，腰部30°40°，上部近屋脊处10°左右。

关于采光屋面的形状，笔者曾研究过几种典型的采光屋面形状与温室直射光透过率的关系，发现在相同的跨度、高度下，圆—抛物面组合式屋面透光率最高，一坡一立式和椭圆形最差，圆和抛物面居中，鞍山园艺所研究的结果与此类似，同是跨度为7米，中脊高为3米的温室，冬季一坡一立式透光率为56%，圆弧形的透光率为60%。

（3）后屋面的仰角和宽度后屋面应保持一定的仰角（后屋面与地面的夹角），仰角小势必遮荫太多，后屋面的仰角应视使用季节而定，但至少应略大于当地冬至正午时的太阳高度角，以保证冬季阳光能照满后墙，增加后墙的蓄热量。后屋面应保持适当宽度，以利保温。但后屋面太宽，春秋季室内遮荫面积大，影响后排作物的生育和产量。后屋面的宽度要兼顾采光和保温两个方面，南方后屋面投影（中脊至地面垂线到后墙根的距离）可短些；北方可长些，关于这个问题，我们在下面还要进一步分析。

（4）相邻温室的间距南北相邻两栋温室间距，应当保持一定距离，在1天之中的大部分时间里不致相互遮荫。考虑到揭、盖帘的时间，两温室间距应使在当地冬至上午9时至下午3时的时段内，南面的温室对北面的温室不致造成遮荫。设两温室的间距为L，当地冬至上午的太阳高度角为h，太阳方位角为A，温室方位角为B，温室脊高为H1，白天外覆盖保温材料卷起时的高度为H2，后屋面投影长度为L1，后墙厚度为L2，则如图15：

图15 求算南北两温室间距方法

（5）温室长度温室适当长一些可减少两山墙遮荫面积比例，降低造价，但如温室过长，影响通风，一般温室长以50～60米为宜。

在温室采光设计中还有采光材料的选择，将在下面专门讨论。这里强调选择用于日光温室的塑料薄膜时，应特别强调防雾、防滴性能和保温性能。此外缩小温室建材的尺寸，减少立柱等都是提高室内光照水平的措施。

回答2：

日光温室一般没有加温设备，而是主要以太阳光为能源来增加温室内温度。因此，在建筑结构上应具有充分采光，严密保温的性能，以满足作物生长发育对光温的要求，从而获得一定的产量。在进行温室设计中，要充分考虑室内能最大限度地获得光量和减少热量的散失。

（1）温室方位应坐北朝南、东西延长。可以偏东5°～10°，也可以偏西5°～10°。对于冬季严寒、早晨雾多雾大的地区以偏西为好。

（2）采光屋面的角度与形状采光屋面的角度设计应使采光屋面与入射光线所构成的入射角越小越好。从理论上讲，当入射光线与采光屋面垂直时入射角为零，太阳光线几乎可以全部进入温室内，反射光线为零。但这在实际设计中很难做到，因为冬至日正午时太阳的高度最低，如要使太阳入射光线与采光屋面垂直，必然造成采光屋面过分直立，进而使温室后墙过高，并且一天当中太阳的高度是在不断地变化的。另外，不同地理纬度的太阳高度也不相同，要想做到时刻保持光线与采光面垂直是不可能的。不同地区温室采光屋面的角度，均以冬至中午时室内光量最大为基础进行设计（表4-1）。可以根据主要生产时期采用不同的采光屋面角度。

表4-1各地区不同时段温室采光屋面角度

就采光屋面的形状而言，圆弧形比一斜一立式好，圆弧形中，半圆形和抛物线形比椭圆形好，冬季和春季圆形优于抛物线形，但从整个秋冬春季来看，则以抛物—圆弧形最好。

（3）后屋面的仰角和宽度两者直接影响秋冬季温室后部的光照。后屋面仰角是指后屋面与地面的夹角，仰角小势必造成温室后部遮阴。仰角的设计应略大于冬至正午时的太阳高度角，以保证在秋冬春不会因为后屋面仰角小而遮阴太多，一般以30°～40°为宜。

后屋面的主要作用是保温，其宽度是指中脊至地面垂线到后墙根的距离。但后屋面太宽，春季温室内遮阴面积大，会影响后排作物的生长发育和产量，太窄又不利于保温。在设计时不同地区温室后屋面的宽度应有所不同，南方可短些，北方可长些。

（4）相邻温室间距离本着经济利用土地，又保证在一天中大部分时间不相互遮阴，来确定两个相邻温室之间的距离，一般为脊高的2～2.5倍。

温室长度，以50～60米为宜。温室适当长一些，可减少东西山墙的遮阴面积比例，降低造价。但温室过长，影响通风。

（5）选择良好的透光覆盖材料温室的主要功能是采光和保温，但不同透光覆盖材料的透光率不同，而且由于耐老化性、无滴性、吸尘性等不同，使用以后的透光率也有很大差异。目前生产上使用的聚氯乙烯、聚乙烯、醋酸乙烯等薄膜在洁净时的透光率均在90%以上，但使用后透光率就会不断下降，其中聚氯乙烯薄膜下降的最为严重。因此，在选择透光覆盖材料时，应强调防雾、防滴性和保温性。在管理过程中还要尽量减少棚膜的污染，以保证较大的透光率。

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