周博士考察拾零（八十七）

“長(zhǎng)城”溫室——記成都市新津縣花舞人間花卉博覽園溫室

2018年學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所組織的設(shè)施7月11日，筆者隨中國(guó)農(nóng)業(yè)科農(nóng)業(yè)專家考察團(tuán)來到了成都市南郊的花舞人間4A級(jí)旅游景區(qū)。該景區(qū)位于新津縣永商鎮(zhèn)，距離成都市約30km。景區(qū)占地面積3000多畝（200hm2），擁有迷宮花園、同心潭、杜鵑長(zhǎng)廊、云海、花卉博覽園、花舞天階、森林漂流、金沙溝花海、海棠山舍等景點(diǎn)，不同季節(jié)根據(jù)花期還舉辦郁金香節(jié)、杜鵑花節(jié)、魯冰花節(jié)、向日葵節(jié)、百合花節(jié)、野菊花節(jié)、花粉節(jié)、蘭花紅葉節(jié)等多個(gè)主題花節(jié)慶，景區(qū)365天花開不斷，被譽(yù)為“西南賞花之地”。這里山巒疊嶂、空氣新鮮，再加上人工營(yíng)造的能夠四季盛開的各種造景花草樹木，已經(jīng)成為了成都市郊有名的休閑觀光目的地之一。

景區(qū)依山而建，山水相連。汽車一路繞山，我們也在花海中盤旋。在這迷人的花海中，我們似乎早已忘卻了多日參觀考察的疲倦，個(gè)個(gè)神清氣爽，車廂內(nèi)人們不時(shí)的驚訝聲和相機(jī)咔咔的快門聲，已經(jīng)成為我們進(jìn)入景區(qū)后的主旋律。不知不覺中，我們的車已經(jīng)到了山頭的最高峰，把我們引到了要參觀的現(xiàn)代溫室設(shè)施。

我們從停車場(chǎng)下車后，沿著導(dǎo)引的臺(tái)階拾步向前，從郁密的花叢中突然看到了一座宏大的玻璃建筑（圖1），正面墻面上碩大的“365天花舞人間花卉博覽園”告訴我們，這里就是我們要參觀的目的地。

前面的花海已經(jīng)調(diào)動(dòng)了大家的神經(jīng)，看到溫室更使我精神倍增，一探溫室中花海的沖動(dòng)驅(qū)使我疾步向前，以至于忘卻了我們還是10多人的團(tuán)隊(duì)。

跨入溫室的大門，首先看到的是敞亮的大廳，涼爽的空氣環(huán)境使我不自覺地去思考溫室究竟采用了什么方法降溫。要知道7月的成都，室外基本是天然的桑拿浴場(chǎng)，突然進(jìn)入清涼的花海世界，不僅能一飽眼福，還能避暑納涼，因此這里必然是游客們的地方。作為專業(yè)的考察，找到溫室的冷源，自然也就成了我們行動(dòng)的必然。四周看，玻璃墻面光潔平整；抬頭看，典型的文洛型溫室屋面，似乎和傳統(tǒng)的玻璃溫室沒有兩樣；定睛細(xì)看，原來溫室的結(jié)構(gòu)、降溫方法、建造技術(shù)等與傳統(tǒng)的文洛型溫室相比，有很多改進(jìn)和創(chuàng)新，亮點(diǎn)絕不止一處。不著急，這就讓我們一起隨著導(dǎo)游——溫室的建設(shè)者，成都聚倉(cāng)農(nóng)業(yè)科技有限公司總經(jīng)理?xiàng)罾偱浚黄饋砺u(píng)鑒。

溫室建筑

該溫室依勢(shì)而建在山頂上，沿著山脊方向曲曲折折地展開（圖2），恰似中國(guó)北方的萬里長(zhǎng)城，故筆者稱之為“長(zhǎng)城溫室”。溫室總長(zhǎng)度1100m，雖然與萬里長(zhǎng)城的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，但在國(guó)內(nèi)外溫室建筑中，這種寬度只有30~50m，長(zhǎng)度超過1000m的窄長(zhǎng)形溫室，足可以稱其為溫室建筑中的“長(zhǎng)城溫室”了。說溫室窄長(zhǎng)是根據(jù)溫室的長(zhǎng)寬比而言，但單從溫室的跨度看，30~50m的跨度在常規(guī)溫室中也不能算太小。

沿長(zhǎng)度方向，溫室共分為9個(gè)不同的展館，依次用英文字母從A館到I館排序（圖3）。每個(gè)館根據(jù)展示內(nèi)容的不同而給出命名，分別為“迎賓館”“峽谷館”“幸福館”“奇妙館”“花舞天階”“銀色海灘”等。根據(jù)各個(gè)區(qū)域展示花卉和造型的不同，形成不同的功能區(qū)。實(shí)際上溫室內(nèi)部是完全連通的，所不同的只是每個(gè)功能區(qū)的長(zhǎng)度和跨度有所不同，因此溫室中每個(gè)功能區(qū)的面積有所不同。不同的功能區(qū)，是通過不同的植物布景和游覽功能來實(shí)現(xiàn)的。

沿長(zhǎng)度方向，溫室共分為9個(gè)不同的展館，依次用英文字母從A館到I館排序（圖3）。每個(gè)館根據(jù)展示內(nèi)容的不同而給出命名，分別為“迎賓館”“峽谷館”“幸福館”“奇妙館”“花舞天階”“銀色海灘”等。根據(jù)各個(gè)區(qū)域展示花卉和造型的不同，形成不同的功能區(qū)。實(shí)際上溫室內(nèi)部是完全連通的，所不同的只是每個(gè)功能區(qū)的長(zhǎng)度和跨度有所不同，因此溫室中每個(gè)功能區(qū)的面積有所不同。不同的功能區(qū)，是通過不同的植物布景和游覽功能來實(shí)現(xiàn)的。

狹長(zhǎng)的平面布局，只有一個(gè)主出入口，不設(shè)盤門左道（消防門除外），往返超過2km，不僅延長(zhǎng)了游人的游覽停留時(shí)間，也為游人提供了充分的休閑娛樂空間，如游樂場(chǎng)、茶館、餐飲區(qū)、聊天娛樂場(chǎng)等，這些功能區(qū)也就成了溫室設(shè)計(jì)中的必要因素。

從溫室建筑用材看，屋面采用了中空PC板，在保證溫室保溫和采光的條件下，更增強(qiáng)了溫室屋面的安全性（相對(duì)玻璃屋面而言）；墻面采用平板玻璃，透亮而美觀，正面入口立面更是采用了藍(lán)色鍍膜玻璃（圖1），通過建筑的色彩變化，調(diào)和了玻璃溫室單色的色調(diào)，更符合觀光溫室吸引游客的條件。

從建筑防火安全的角度考慮，溫室在每個(gè)功能館設(shè)置了2道2000mm×2000mm的外開門，便于在應(yīng)急情況下游客的逃生。當(dāng)然，考慮到溫室四周為玻璃材料，溫室寬度方向的距離不長(zhǎng)（30~50m），在應(yīng)急狀態(tài)下，打碎玻璃逃生也是一種可行的方案。

溫室結(jié)構(gòu)

從溫室的屋面支撐結(jié)構(gòu)看，溫室采用了傳統(tǒng)的文洛型結(jié)構(gòu)，即平面桁架支撐天溝，天溝支撐屋面梁，屋面梁支撐屋面透光覆蓋材料，如圖5。這是一種非常經(jīng)濟(jì)的屋面支撐結(jié)構(gòu)，溫室的屋面跨度小、矢高低，室內(nèi)光照均勻，而且每個(gè)屋面的匯水面積小，相應(yīng)天溝的截面面積小，天溝對(duì)室內(nèi)光照的影響也小，利用支撐屋面的桁架結(jié)構(gòu)還可以吊掛室內(nèi)遮陽保溫幕、噴灌系統(tǒng)（含自行走式噴灌車）、循環(huán)風(fēng)機(jī)、CO2發(fā)生器等設(shè)備。這種結(jié)構(gòu)形式的承力構(gòu)件和連接配件均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和供應(yīng)，構(gòu)配件熱浸鍍鋅，使用壽命長(zhǎng)，技術(shù)成熟，造價(jià)低廉，因此在硬質(zhì)板屋面覆蓋材料（玻璃和PC板）的生產(chǎn)性溫室中已經(jīng)成為了主流，近年來有的溫室企業(yè)甚至將這種結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用在了柔性塑料薄膜溫室上，形成了小屋面的鋸齒形、拱圓形或是尖頂形小屋面塑料溫室，使溫室的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)一步提高、造價(jià)進(jìn)一步降低、性能進(jìn)一步提升（包括室內(nèi)光照的均勻度和設(shè)備安裝的靈活性等）。

為了增強(qiáng)屋面結(jié)構(gòu)的承載能力，該溫室在傳統(tǒng)文洛型溫室屋面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在每個(gè)小屋面的屋面梁上增加一道水平拉桿（圖5a），不僅增強(qiáng)了溫室屋面的承載能力，而且還縮短了屋面梁的長(zhǎng)細(xì)比，使屋面梁的截面尺寸進(jìn)一步減小。應(yīng)該說這種結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)處理方法是合理的，也是必要的。

除了對(duì)屋面梁的加強(qiáng)之外，該溫室還對(duì)支撐屋面的平面桁架進(jìn)行了局部加強(qiáng)，也就是在支撐天溝的位置除了傳統(tǒng)的一道豎向支撐腹桿外，還在其兩側(cè)各平行附加了一道豎向支桿（圖5b）。這種加強(qiáng)支撐方法，是否合理值得商榷。因?yàn)?個(gè)平行的豎直支桿作為桁架的腹桿承受天溝的壓力時(shí)應(yīng)該全部都是壓桿，如果由于安裝或構(gòu)件截面出現(xiàn)偏差，很容易發(fā)生各個(gè)擊破的屈曲變形，反而使局部加強(qiáng)的部位成為了承力薄弱點(diǎn)。正確的做法應(yīng)該是采用斜拉腹桿的方式，盡量讓腹桿承受拉力，這樣構(gòu)件的截面才會(huì)變小，而且桁架的整體承載能力也會(huì)更強(qiáng)。

傳統(tǒng)的文洛型結(jié)構(gòu)，支撐平面桁架都用立柱，而且立柱之間的間距大都在6.4~12.8m。該溫室由于建設(shè)時(shí)分為2期工程設(shè)計(jì)施工，溫室屋脊的走向也有2種形式：一種是沿溫室長(zhǎng)度方向；另一種是沿溫室的寬度方向。前已敘及，該溫室在長(zhǎng)度方向的尺寸達(dá)到1100m，而寬度方向的尺寸在30~50m。盡管溫室沿長(zhǎng)度方向分為了若干個(gè)單元，但每個(gè)單元在跨度方向的尺寸，也就是單榀平面桁架的總長(zhǎng)度，最小也在30m及以上。如此大跨度溫室，單用平面桁架，如果沒有支撐，其變形和構(gòu)件截面將會(huì)很大，由此會(huì)大大增加溫室的工程造價(jià)。

為了減小平面桁架的支撐跨度，該溫室采用了相互垂直的“井字”梁結(jié)構(gòu)。“井字”梁結(jié)構(gòu)采用了截面不等高而相互垂直的兩種截面的桁架。直接支撐屋面天溝的桁架為平面桁架（前已敘及），與屋脊方向垂直；與平面桁架垂直的桁架采用三角形空間桁架，其作用是支撐平面桁架，方向與溫室屋脊方向平行，相當(dāng)于傳統(tǒng)文洛型溫室屋面桁架的立柱支撐。

三角形空間桁架的出現(xiàn)大大加大了溫室的跨度，設(shè)計(jì)中跨度在30m以內(nèi)時(shí)（稱為大跨度）不設(shè)室內(nèi)立柱，跨度超過30m時(shí)（稱為超大跨度）才在空間桁架下設(shè)立支撐立柱（圖6）。這種設(shè)計(jì)大大減少了溫室內(nèi)的立柱數(shù)量，溫室中大部分區(qū)域基本看不到室內(nèi)立柱，更有利于室內(nèi)作物的布局，也不影響游客在室內(nèi)的視線。
三角形空間桁架在兩端以及中間與立柱的連接，采用了立柱承臺(tái)的支撐方法（圖7a和圖7b），而與之交叉的平面桁架的連接則采用了對(duì)接連接的方式，即將平面桁架的端板做成與三角形空間桁架傾斜腹桿相同的傾斜角，平面桁架的下弦桿與空間桁架腹桿的下部平齊，并通過螺栓將平面桁架的端板與空間桁架的傾斜腹桿相連（圖7c），從形式上看形成了相互交叉的“井字”梁桁架在二者下弦桿上的基本對(duì)齊。

相互垂直的“井字”梁桁架在下弦桿上保持齊平后，由于平面桁架和空間桁架的截面高度不同，必然將使空間桁架的上弦桿遠(yuǎn)遠(yuǎn)高處平面桁架的上弦桿。為了處理好二者之間的空間關(guān)系，該設(shè)計(jì)將三角形空間桁架正好布置在溫室小屋面的正下方，而且由于溫室屋脊走向與空間桁架的布置方向正好也是同方向，相當(dāng)于將空間桁架藏在了溫室的小屋面內(nèi)，不僅有效利用了空間，而且也不影響溫室的凈空。應(yīng)該說這是該溫室設(shè)計(jì)的最大創(chuàng)新亮點(diǎn)之一。

溫室通風(fēng)降溫

傳統(tǒng)的溫室通風(fēng)系統(tǒng)大都采用開窗通風(fēng)的自然通風(fēng)方式，運(yùn)行節(jié)能更節(jié)約成本；溫室的降溫系統(tǒng)多采用內(nèi)外遮陽和濕簾風(fēng)機(jī)降溫相結(jié)合，降溫負(fù)荷小，運(yùn)行成本低。該溫室考慮到采用開窗通風(fēng)可能會(huì)出現(xiàn)屋面漏水、墻面不美觀（由于溫室是按照地形走勢(shì)設(shè)計(jì)的，有的局部立面可能無法排風(fēng)；齒條開窗時(shí)齒條安裝高度低了，可能會(huì)影響游人，高了不方便檢修），所以不論溫室立面還是溫室屋面都采用了完全封閉結(jié)構(gòu)，沒有設(shè)置任何的開窗通風(fēng)。為了降低溫室的降溫負(fù)荷，溫室設(shè)計(jì)了室外遮陽，但考慮到室內(nèi)的美觀，沒有設(shè)計(jì)室內(nèi)遮陽。由于屋面覆蓋材料中空PC板的透光率較低（80%以下），成都市常年的室外日光強(qiáng)度也不高，僅用外遮陽足可以滿足降低室外光照強(qiáng)度和室內(nèi)熱負(fù)荷的需要。溫室的通風(fēng)降溫主要依靠室外遮陽和風(fēng)機(jī)濕簾降溫系統(tǒng)。為增強(qiáng)室內(nèi)空氣流通，在溫室內(nèi)局部區(qū)域還增設(shè)了循環(huán)風(fēng)機(jī)和獨(dú)立空調(diào)。

風(fēng)機(jī)濕簾降溫系統(tǒng)的設(shè)置方法與傳統(tǒng)溫室有很大不同。傳統(tǒng)溫室的風(fēng)機(jī)和濕簾一般都是分別設(shè)置在相對(duì)面的山墻或側(cè)墻上，風(fēng)機(jī)與濕簾之間間距小（多控制在50m以內(nèi)），室內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)流向相同，室內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定、均勻。該溫室考慮到溫室的美觀和觀光游覽的需要，沒有將大量的風(fēng)機(jī)均勻排布在溫室的側(cè)墻上，而是將濕簾相對(duì)集中安裝，風(fēng)機(jī)也相對(duì)集中安裝，而且由于風(fēng)機(jī)噪音大可能會(huì)影響游客，在風(fēng)機(jī)安裝位置的設(shè)置上大都將集中的風(fēng)機(jī)組安裝在人流不及的地方，或者在風(fēng)機(jī)組安裝的周圍采用了布景遮擋暗藏的方法，盡量減小風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)給游客帶來的噪音干擾或安全隱患，而濕簾則安裝到了溫室墻面的上部，完全不會(huì)影響室內(nèi)游客游覽以及室內(nèi)植物的布景。

濕簾布置時(shí)，在跨度較大的大空間，采用了相鄰立面集中連續(xù)布置的方式；在跨度較小的區(qū)域，則采用相對(duì)立面均安裝濕簾的布置形式（圖8）。這種布置方式加大了濕簾的布置面積，因此可更有效降低室內(nèi)的空氣溫度，對(duì)于保持溫室內(nèi)適當(dāng)?shù)臐穸纫灿泻艽髱椭＿@種濕簾、風(fēng)機(jī)分別相對(duì)集中布置的降溫方式也算是該溫室設(shè)計(jì)的一種創(chuàng)新，其他溫室設(shè)計(jì)中可參考和借鑒。

風(fēng)機(jī)濕簾的這種布置方法，從原理上講，風(fēng)機(jī)創(chuàng)造室內(nèi)負(fù)壓，在室內(nèi)外空氣壓差的作用下，自然將會(huì)有室外干熱空氣通過濕簾降溫后進(jìn)入溫室。由于溫室屋面和墻面沒有開窗，相對(duì)溫室的密封性較好，溫室內(nèi)始終處于負(fù)壓狀態(tài)，濕簾風(fēng)機(jī)降溫的效率也較高。據(jù)介紹，這種風(fēng)機(jī)濕簾降溫系統(tǒng)基本能滿足夏季室內(nèi)的降溫要求（我們參觀時(shí)正值7月的盛夏三伏天，這個(gè)季節(jié)能有效降溫，基本可以判定溫室的降溫系統(tǒng)是有效的）。美中不足的是一年四季每天都要開啟風(fēng)機(jī)通風(fēng)（不論降溫與否），相比自然通風(fēng)系統(tǒng)，在一定程度上增加了溫室的運(yùn)行能耗。

這種完全封閉溫室采用全天候風(fēng)機(jī)濕簾運(yùn)行的設(shè)計(jì)方案為我們的溫室設(shè)計(jì)提供了一個(gè)樣板。在具體的溫室設(shè)計(jì)中是否要采納這種形式的降溫系統(tǒng)，應(yīng)該經(jīng)過開窗機(jī)構(gòu)的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本與濕簾風(fēng)機(jī)的運(yùn)行成本比較分析后確定，不必照搬照抄這種形式。