周博士考察拾零（八十七）

“長城”溫室——記成都市新津縣花舞人間花卉博覽園溫室

2018年學院都市農業研究所組織的設施7月11日，筆者隨中國農業科農業專家考察團來到了成都市南郊的花舞人間4A級旅游景區。該景區位于新津縣永商鎮，距離成都市約30km。景區占地面積3000多畝（200hm2），擁有迷宮花園、同心潭、杜鵑長廊、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，不同季節根據花期還舉辦郁金香節、杜鵑花節、魯冰花節、向日葵節、百合花節、野菊花節、花粉節、蘭花紅葉節等多個主題花節慶，景區365天花開不斷，被譽為“西南賞花之地”。這里山巒疊嶂、空氣新鮮，再加上人工營造的能夠四季盛開的各種造景花草樹木，已經成為了成都市郊有名的休閑觀光目的地之一。

景區依山而建，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，個個神清氣爽，車廂內人們不時的驚訝聲和相機咔咔的快門聲，已經成為我們進入景區后的主旋律。不知不覺中，我們的車已經到了山頭的最高峰，把我們引到了要參觀的現代溫室設施。

我們從停車場下車后，沿著導引的臺階拾步向前，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。

前面的花海已經調動了大家的神經，看到溫室更使我精神倍增，一探溫室中花海的沖動驅使我疾步向前，以至于忘卻了我們還是10多人的團隊。

跨入溫室的大門，首先看到的是敞亮的大廳，涼爽的空氣環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，突然進入清涼的花海世界，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。作為專業的考察，找到溫室的冷源，自然也就成了我們行動的必然。四周看，玻璃墻面光潔平整；抬頭看，典型的文洛型溫室屋面，似乎和傳統的玻璃溫室沒有兩樣；定睛細看，原來溫室的結構、降溫方法、建造技術等與傳統的文洛型溫室相比，有很多改進和創新，亮點絕不止一處。不著急，這就讓我們一起隨著導游——溫室的建設者，成都聚倉農業科技有限公司總經理楊利瓊女士，一起來慢慢評鑒。

溫室建筑

該溫室依勢而建在山頂上，沿著山脊方向曲曲折折地展開（圖2），恰似中國北方的萬里長城，故筆者稱之為“長城溫室”。溫室總長度1100m，雖然與萬里長城的長度遠遠不在一個數量級上，但在國內外溫室建筑中，這種寬度只有30~50m，長度超過1000m的窄長形溫室，足可以稱其為溫室建筑中的“長城溫室”了。說溫室窄長是根據溫室的長寬比而言，但單從溫室的跨度看，30~50m的跨度在常規溫室中也不能算太小。

沿長度方向，溫室共分為9個不同的展館，依次用英文字母從A館到I館排序（圖3）。每個館根據展示內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。根據各個區域展示花卉和造型的不同，形成不同的功能區。實際上溫室內部是完全連通的，所不同的只是每個功能區的長度和跨度有所不同，因此溫室中每個功能區的面積有所不同。不同的功能區，是通過不同的植物布景和游覽功能來實現的。

沿長度方向，溫室共分為9個不同的展館，依次用英文字母從A館到I館排序（圖3）。每個館根據展示內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。根據各個區域展示花卉和造型的不同，形成不同的功能區。實際上溫室內部是完全連通的，所不同的只是每個功能區的長度和跨度有所不同，因此溫室中每個功能區的面積有所不同。不同的功能區，是通過不同的植物布景和游覽功能來實現的。

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

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，更增強了溫室屋面的安全性（相對玻璃屋面而言）；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色鍍膜玻璃（圖1），通過建筑的色彩變化，調和了玻璃溫室單色的色調，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，溫室在每個功能館設置了2道2000mm×2000mm的外開門，便于在應急情況下游客的逃生。當然，考慮到溫室四周為玻璃材料，溫室寬度方向的距離不長（30~50m），在應急狀態下，打碎玻璃逃生也是一種可行的方案。

溫室結構

從溫室的屋面支撐結構看，溫室采用了傳統的文洛型結構，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。這是一種非常經濟的屋面支撐結構，溫室的屋面跨度小、矢高低，室內光照均勻，而且每個屋面的匯水面積小，相應天溝的截面面積小，天溝對室內光照的影響也小，利用支撐屋面的桁架結構還可以吊掛室內遮陽保溫幕、噴灌系統（含自行走式噴灌車）、循環風機、CO2發生器等設備。這種結構形式的承力構件和連接配件均實現了標準化生產和供應，構配件熱浸鍍鋅，使用壽命長，技術成熟，造價低廉，因此在硬質板屋面覆蓋材料（玻璃和PC板）的生產性溫室中已經成為了主流，近年來有的溫室企業甚至將這種結構形式應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，使溫室的標準化進一步提高、造價進一步降低、性能進一步提升（包括室內光照的均勻度和設備安裝的靈活性等）。

為了增強屋面結構的承載能力，該溫室在傳統文洛型溫室屋面結構的基礎上，在每個小屋面的屋面梁上增加一道水平拉桿（圖5a），不僅增強了溫室屋面的承載能力，而且還縮短了屋面梁的長細比，使屋面梁的截面尺寸進一步減小。應該說這種結構的加強處理方法是合理的，也是必要的。

除了對屋面梁的加強之外，該溫室還對支撐屋面的平面桁架進行了局部加強，也就是在支撐天溝的位置除了傳統的一道豎向支撐腹桿外，還在其兩側各平行附加了一道豎向支桿（圖5b）。這種加強支撐方法，是否合理值得商榷。因為3個平行的豎直支桿作為桁架的腹桿承受天溝的壓力時應該全部都是壓桿，如果由于安裝或構件截面出現偏差，很容易發生各個擊破的屈曲變形，反而使局部加強的部位成為了承力薄弱點。正確的做法應該是采用斜拉腹桿的方式，盡量讓腹桿承受拉力，這樣構件的截面才會變小，而且桁架的整體承載能力也會更強。

傳統的文洛型結構，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。該溫室由于建設時分為2期工程設計施工，溫室屋脊的走向也有2種形式：一種是沿溫室長度方向；另一種是沿溫室的寬度方向。前已敘及，該溫室在長度方向的尺寸達到1100m，而寬度方向的尺寸在30~50m。盡管溫室沿長度方向分為了若干個單元，但每個單元在跨度方向的尺寸，也就是單榀平面桁架的總長度，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，其變形和構件截面將會很大，由此會大大增加溫室的工程造價。

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”梁結構。“井字”梁結構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，相當于傳統文洛型溫室屋面桁架的立柱支撐。

三角形空間桁架的出現大大加大了溫室的跨度，設計中跨度在30m以內時（稱為大跨度）不設室內立柱，跨度超過30m時（稱為超大跨度）才在空間桁架下設立支撐立柱（圖6）。這種設計大大減少了溫室內的立柱數量，溫室中大部分區域基本看不到室內立柱，更有利于室內作物的布局，也不影響游客在室內的視線。
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遠高處平面桁架的上弦桿。為了處理好二者之間的空間關系，該設計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，相當于將空間桁架藏在了溫室的小屋面內，不僅有效利用了空間，而且也不影響溫室的凈空。應該說這是該溫室設計的最大創新亮點之一。

溫室通風降溫

傳統的溫室通風系統大都采用開窗通風的自然通風方式，運行節能更節約成本；溫室的降溫系統多采用內外遮陽和濕簾風機降溫相結合，降溫負荷小，運行成本低。該溫室考慮到采用開窗通風可能會出現屋面漏水、墻面不美觀（由于溫室是按照地形走勢設計的，有的局部立面可能無法排風；齒條開窗時齒條安裝高度低了，可能會影響游人，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構，沒有設置任何的開窗通風。為了降低溫室的降溫負荷，溫室設計了室外遮陽，但考慮到室內的美觀，沒有設計室內遮陽。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度也不高，僅用外遮陽足可以滿足降低室外光照強度和室內熱負荷的需要。溫室的通風降溫主要依靠室外遮陽和風機濕簾降溫系統。為增強室內空氣流通，在溫室內局部區域還增設了循環風機和獨立空調。

風機濕簾降溫系統的設置方法與傳統溫室有很大不同。傳統溫室的風機和濕簾一般都是分別設置在相對面的山墻或側墻上，風機與濕簾之間間距小（多控制在50m以內），室內空氣運動流向相同，室內環境相對穩定、均勻。該溫室考慮到溫室的美觀和觀光游覽的需要，沒有將大量的風機均勻排布在溫室的側墻上，而是將濕簾相對集中安裝，風機也相對集中安裝，而且由于風機噪音大可能會影響游客，在風機安裝位置的設置上大都將集中的風機組安裝在人流不及的地方，或者在風機組安裝的周圍采用了布景遮擋暗藏的方法，盡量減小風機運行時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，完全不會影響室內游客游覽以及室內植物的布景。

濕簾布置時，在跨度較大的大空間，采用了相鄰立面集中連續布置的方式；在跨度較小的區域，則采用相對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的空氣溫度，對于保持溫室內適當的濕度也有很大幫助。這種濕簾、風機分別相對集中布置的降溫方式也算是該溫室設計的一種創新，其他溫室設計中可參考和借鑒。

風機濕簾的這種布置方法，從原理上講，風機創造室內負壓，在室內外空氣壓差的作用下，自然將會有室外干熱空氣通過濕簾降溫后進入溫室。由于溫室屋面和墻面沒有開窗，相對溫室的密封性較好，溫室內始終處于負壓狀態，濕簾風機降溫的效率也較高。據介紹，這種風機濕簾降溫系統基本能滿足夏季室內的降溫要求（我們參觀時正值7月的盛夏三伏天，這個季節能有效降溫，基本可以判定溫室的降溫系統是有效的）。美中不足的是一年四季每天都要開啟風機通風（不論降溫與否），相比自然通風系統，在一定程度上增加了溫室的運行能耗。

這種完全封閉溫室采用全天候風機濕簾運行的設計方案為我們的溫室設計提供了一個樣板。在具體的溫室設計中是否要采納這種形式的降溫系統，應該經過開窗機構的建設和運行維護成本與濕簾風機的運行成本比較分析后確定，不必照搬照抄這種形式。