新疆非耕地日光温室建造技术及维护措施

焦锐斌，曹新伟，王 瑞，吴乐天

（1.新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆 乌鲁木齐 830091；2.新疆设施农业工程与装备工程技术研究中心；3.新疆设施农业智能化管控技术重点实验室；4.新疆农业科学院农业工程公司）

0 引言

我国有14亿人口，占全世界人口总数的22%，但人均耕地面积仅为0.093hm2，约占世界人均水平的1/3。根据自然资源部和国家统计局公布的最新数据，2022 年我国耕地面积为12786.19万hm2，耕地资源严重不足[1]。新疆占全国国土面积1/6，作为西北地区重要的粮食生产基地，新疆拥有耕地面积706.67 万hm2，人均0.213hm2，为了破解耕地资源不足的问题，2023 年中央一号文件明确提出在保护生态和不增加用水总量前提下探索科学利用戈壁、沙漠等非耕地发展设施农业，而新疆独特的气候条件和光照资源特别适宜发展非耕地设施农业。本文在细致调研的基础上充分利用新疆沙漠、荒滩、戈壁和盐碱地等非耕地资源，因地制宜发展设施农业，提出新疆非耕地日光温室建造方法及维护措施，对平衡我区生态环境区域和增加农业土地资源利用具有重要的现实意义[3]。

1 非耕地日光温室设计参数

1.1 结构参数

日光温室采用坐北朝南、东西延长建造，设计结构参数如下：

温室长度：标准日光温室长为60～80 m；适宜最佳卷帘长度不大于10m；跨度：北疆地区8～10m，南疆地区9～12m；温室方位角：北疆地区正南偏西5～10°，南疆地区正南偏西8～12°；温室脊高：3.8～5.5m；温室前屋面仰角：26～32°；温室后屋面仰角38～45°；后屋面长度2.2～2.4 m。

1.2 温室拱架

非耕地日光温室拱架：南北疆地区均可采用双拱全钢骨架，南疆少雨无雪地区亦可采用单拱拱架。

骨架结构。双拱骨架：上弦可选用Φ25～Φ32mm热镀锌钢管，下弦可选用Φ20mm 热镀锌钢管，腹杆斜撑可采用Φ12 mm 圆钢或Φ20 mm 热镀锌钢管，横拉杆采用Φ20mm热镀锌钢管且不少于5道。单拱骨架采用30×75的热镀锌椭圆管，专用热镀锌卡具固定横拉杆Φ25mm热镀锌钢管不少于5道。

骨架上弦与下弦间距：因温室跨度而异，跨度越大，上弦与下弦间距就越大。跨度8～9m，上弦与下弦间距宜为200～250mm。腹杆倾斜角应为45～60°[4]。

1.3 墙体及后屋面

温室墙体及后屋面是日光温室保温蓄热的主体部分，应当在充分了解建设当地的极端气候条件下依据日光温室维护结构的低限热阻进行设计和计算，对应当地室外设计温度来选择墙体及后屋面的低限热阻，见表1。

表1 日光温室围护结构低限热阻

非耕地日光温室墙体可以就地取材选用戈壁料碾压、沙土固化、砖砌体建筑、加气块建筑以及满足蓄热储热功能的各类复合墙体。后屋面及日光温室墙体应具有承重、隔热、蓄热和防雨雪等功能，最佳组合方式是由蓄热储热材料、隔热保温材料、防水抗老化材料组合而成，详细设计参数依据新疆地方标准DB65/T 378585、3785867、378587-2015 系列标准。

2 非耕地日光温室建造

2.1 场地选择

新疆非耕地日光温室应选择在戈壁、沙石、荒漠、盐碱等非耕地上建造，不占用耕地，可有效解决粮菜争地的矛盾。

2.2 温室间距

日光温室间距应当满足前一栋温室不遮挡后一栋温室内作物，以在离冬至日最近的日期内的光照时间不少于4h为原则。依据建设地的太阳高度角计算而得，在各地建设过程中可简单地选用相邻两栋温室南北间距应满足不小于温室的脊高+棉被卷厚高度+地势高差总和的2.5 倍，左右间距可根据道路宽度设计。

2.3 建筑主体结构

墙体施工。就地取材的戈壁土及砂石墙体需要夯实地基并做返碱隔潮处理，之后分层或分隔断进行墙体建筑和碾压，就地取材的温室墙内外留30～50 cm 空地，不可取土，不能取室内表层30cm 以内熟土；砖砌体及加气块墙体需要地基开挖后清理、平底、晾槽并做好钎探工作，做好基础之后按照建筑规范做好墙体搭接及砌筑[5]；无墙体的组装式温室结构需要预制地桩并严格按照图纸划线施工。

后屋面施工。后屋面由轻型材料芦苇板、炉渣或彩钢板构成，后屋面按照蓄热材料隔热材料依次填充，在墙体与温室拱架安装完毕后进行后屋面的搭接，彩钢板可采用钻尾螺丝穿透与钢骨架连接，桁架安装完成后对温室剩余墙体进行补砌。

2.4 桁架结构

温室前屋面的屋面荷载全部由轻钢桁架来承受，为了保证前屋面骨架结构的整体刚度和桁架的稳定性，桁架结构安装时应从温室的中间向两边安装，尽量从靠近温室中间的那组桁架开始，以便把误差向两边赶，减少累积误差。安装时应保证桁架端面在一条线上，每1～1.2m 安装一组。桁架安装前要检查直线性和平面性，如弯曲过大则需校直。调好后，按照图纸要求将桁架安装在相应的位置上。为便于压膜及防止前屋面塑料薄膜兜雪，将桁架前坡横向支撑设在下弦顶面。屋脊和后屋面桁架应提交预留棉被、棚膜固定的预留件，为了方便大型农机具的进出，还需要预留2～3副活动骨架。

2.5 外覆盖安装

棚膜安装时首先应注意反正面，其次应在正午无风时扣膜，棚膜安装必须确保平展无褶皱，密闭严实。在顶部和底部预留通风口，每间隔1～1.2m设置1条压膜线。通风口膜穿铁丝或尼龙绳固定。

棉被应相连形成一个整体，雨雪较多的地区可选择防水保温被或在最外层增设防水膜；大风地区选择质量较大的保温被；紫外线强的地区选择表面抗老化性能较好的材料，兼顾抗风性能，密度不小于1.2kg/m2；寒冷地区建议选择内外表面防水、芯材传热系数较小、抗拉性能较高同时密度不小于2kg/m2的保温被。

2.6 应急立柱

现代化日光温室为了考虑机械化生产一般都设立柱。但新疆局部地区如遇特殊暴雨、暴风、大雪等灾害性天气建议增加应急立柱以提高抗灾害能力。应急立柱可依据温室高、宽设立单排或多排，应急立柱应做好有效支撑，防止因雪载荷和风载荷过大导致破坏性损失[6]。

3 非耕地日光温室维护措施

日光温室在使用运营一段时间后会产生各类问题，如棚膜老化、破裂，透光性变差；温室骨架受到风载荷、雪载荷以及大型机具碰撞导致变形弯曲等；温室墙体或后屋面发生坍塌、碱腐蚀，漏风漏雨等现象[4]。故重视日光温室的日常维护与整修是延续其使用寿命和维持温室良好性能的有效方法。非耕地日光温室的维护管理可从以下4 个方面考虑。

3.1 墙体维护

非耕地日光温室墙体的养护是关键问题之一。首先，雨雪较多的地区需要对后墙进行防雨雪处理，戈壁土墙体定期清理积雪，大雨天气针对性进行棚膜遮盖，为了降低成本，可使用旧棚膜，需使用胶带将破损处粘住，以防止雨雪渗入。由于新疆地区盐碱较为严重，非耕地日光温室的墙体可能会受到碱侵蚀，解决办法其一是在建造墙体碾压过程中喷洒添加土壤固化剂，其二是在基础上添加油毛毡、防水土工布和沥青漆等耐腐蚀材料。对于年久失修的旧温室建议及时发现并清理塌陷，进行局部砖砌体加固。

3.2 前、后屋面维护

非耕地日光温室的前屋面为透光性大棚薄膜和保温棉被。棚膜必须要选择适合种植蔬菜的防雾滴、高透光性棚膜并及时清理棚膜上的风沙灰尘，延长大棚薄膜的寿命。保温棉被的维护需要注意抗老化和防雨雪两个方面，多雨天需要及时在保温被上铺设防雨膜，雪天应及时清理积雪防止积雪融化渗透，夏季保温被应卷至顶部，用废旧棚膜进行包裹保存，防止紫外线损害棉被。长期卷放的棉被需要重新调整棉被之间的搭接使棉被形成无缝的整体，才能够提供温室保温性能，保证卷放的均匀性。

3.3 桁架维护

非耕地日光温室桁架常规维护应注意焊接节点、地脚连接的防锈和耐腐蚀处理，普通钢骨架每2年刷涂一遍防锈漆或镀锌层保护漆。对已经发生较大变形的桁架要进行矫正、焊接和加固。应急立柱是保证温室抗灾害天气的重要支撑，应定期检查其是否发生弯曲变形，如果在温室内局部地区发生支柱断裂，首先应保障人身安全，其次应在旁边设置固定柱后在进行立柱更换。

3.4 其他

对于一些棚龄在五年之上的温室大棚，应重新调整棚膜钢丝、覆盖保温技术、防水工艺及浮土等措施加以保护。