日光溫室是我國有自主知識產(chǎn)權的溫室結構形式，應用面積大，普及全國各地[1]。從目前發(fā)展形勢看，由于優(yōu)異的經(jīng)濟性和廣泛的適應性，日光節(jié)能溫室在未來相當長的時間內(nèi)仍是我國設施農(nóng)業(yè)發(fā)展的主流[1]。但現(xiàn)行的日光溫室在建筑材料和結構形式上仍存在不足，影響了溫室的進一步發(fā)展。雖然木結構溫室造價低，但使用壽命較短、承載能力弱，使用維護量大，溫室的可操作性差；金屬結構溫室雖然承載能力高，使用壽命長，但造價高，大部分農(nóng)民經(jīng)濟上難以承受。所以對于日光節(jié)能溫室的建筑材料的優(yōu)化一直是研究的主要方向之一。為此，在研究日光節(jié)能溫室結構特性、材料要求和生產(chǎn)性能的基礎上，詳細分析了適合該類日光節(jié)能溫室建造的無機復合材料的相應的結構形式和生產(chǎn)性能。無機復合材料建造的日光溫室造價低、承載能力強、壽命長、生產(chǎn)性能好，能滿足民眾的生產(chǎn)需要。
1基本結構及其相關材料
1.1基本結構溫室基本結構  復合材料日光溫室基本造型和普通日光溫室相近，跨度可為8～10 m，一般高度為跨度的35%～45％，拱架間距為0.8～1 m。拱架與墻體基礎的連接固定可以采用預埋件和現(xiàn)澆混凝土等形式，但無論用哪種方法，一是要求墻體基礎要穩(wěn)固；二是要求拱架和墻體基礎的連接要牢固。
1.2溫室拱架結構及其材料  無機復合材料溫室拱架采用自然玄武巖連續(xù)纖維或玻璃連續(xù)纖維作為主要組織結構的連接材料，以氧化鎂作為化合主劑，以氯化鎂作為配料劑，以新的催化固體劑作為助劑，以金屬絲為加強主筋，運用新的制作工藝流程和技術生產(chǎn)而成[2]。在無機復合材料溫室拱架的截面中，截面尺寸為8號或更大的冷拔絲嵌入骨架無機復合材料中，與無機復合材料合成一體，有效提高了溫室拱架的抗彎強度，從而實現(xiàn)日光溫室的大跨度無支柱建造[3]。為了提高無機復合材料溫室拱架的綜合抗力，溫室中的所有拱架都必須用包塑鋼絲繩或復合材料連桿成1～2 m的間隔，連成網(wǎng)狀結構。包塑鋼絲繩或復合材料連桿的東西2個端點與墻體連接及其中間各點與拱架的連接一定要可靠、牢固。
1.3溫室保溫墻體及其材料溫室墻體基礎視建筑地土質情況，一般采用條形基礎，寬約1000mm，深400～500 mm，三合土夯實200 mm，其余用磚砌筑即可。后墻和東西墻可采用磚砌結構，外設5 cm厚聚苯乙烯板或其他相應厚度的保溫材料，也可采用全復合材料墻板。和磚砌墻體試驗研究相比，此保溫墻體可節(jié)約土地60％以上，而造價又低于磚墻。如在復合材料墻的內(nèi)側面再附以蓄熱性能好的材料，效果更好。后斜坡底層可鋪放10 cm厚復合木板，中層可填爐渣、粉煤灰、鋸末或柴草作保溫蓄熱處理，上層用水泥沙漿或油氈瀝青作防水處理。
1.4覆蓋采光材料溫室采用透光率較高，厚度為0.1～1 mm的聚氯乙烯或聚乙烯無滴膜或無滴轉光膜覆蓋材料，覆蓋膜采用卡簧卡槽和壓膜線固定。
2綜合性能研究
2.1無機復合材料及其溫室構件的性能經(jīng)長期實驗和檢測測定，無機復合材料及其制品具有如下性能。
2.1.1性能穩(wěn)定優(yōu)化配置的無機復合材料化學性能穩(wěn)定、抗逆性強、耐潮濕。經(jīng)長效試驗，無風化和龜裂等現(xiàn)象，使建筑構件使用壽命達20年以上。
2.1.2熱變性穩(wěn)定無機復合材料固化后，熱變性穩(wěn)定，不易結露，可在-30℃～100℃范圍內(nèi)保持形狀不變。
2.1.3結構均勻抗力強復合材料固件組織結構均勻、密實、穩(wěn)定、抗力強度高。對于規(guī)范化生產(chǎn)的日光節(jié)能溫室拱架，其抗力可大于500 N/m2。
2.1.4嵌入金屬加強筋技術優(yōu)越復合材料構件組織結構中優(yōu)化埋設嵌入金屬加強筋的技術，有效地解決了無機復合材料抗拉強度偏低、不適合大跨度建筑結構的缺點。經(jīng)試驗，其平均承載力增加了60%以上，抗拉強度增加超過120%，有效地降低了資源的消耗，資源的降低率大于20%。
2.1.5性價比高無機復合材料制作的農(nóng)業(yè)設施建筑構件，造價是金屬結構建筑的65.6%，金屬和木結構溫室的70%，與木結構的造價基本持平，而使用壽命和金屬材料相當，是木材料的3倍左右。且使用期間又無需任何方式的維護和保養(yǎng)，其價格性能比是現(xiàn)行其他材料無可比擬的。
2.1.6實現(xiàn)材料綠化復合材料組織結構中塑料纖維對網(wǎng)狀結構的利用，消除了固件中的應力集中，既改善了無機復合材料的韌性和彈性，也實現(xiàn)了材料的綠色化。
2.1.8成型性和可加工性強新型復合材料可以借助模具加工成任何形狀的建筑結構構件，其成型性，可加工性是普通建材無法比擬的，如可加工成任何弧形的溫室拱架、支架等。
2.1.9使用范圍廣作為建筑材料，由于復合材料的綜合性能基本上兼有金屬、竹木、磚、水泥等為一體的共性，其使用范圍將不僅限于溫室結構構件，還可以制作盆栽生產(chǎn)構件、溫室工具間等民用設施。
2.1.10綠色環(huán)保無機復合材料原料、主料均為自然的可再生資源，其開發(fā)利用不會破壞自然界的平衡。
2.1.11提高了溫室的土地利用率  由于在構件中嵌入了金屬加強筋，增加了溫室骨架的抗力，從而可實現(xiàn)溫室的大跨度（8～12 m）無柱化。與木結構、磚混結構溫室相比，顯著地提高了溫室的土地利用率。當溫室跨度為12 m時，土地利用率可達到80％[3]，竹木結構溫室的土地利用率不到50％。另外，由于加強筋的嵌入結構使溫室骨架截面幾何尺寸基本不隨跨度的增加而增加（8～10 m長跨度骨架截面均為5 cm×7 cm），又不需支柱，因此與純復合材料結構相比，其遮光率大大降低。
2.2日光溫室的生產(chǎn)性能
2.2.1耐候性及抗惡劣氣候性  由于大跨度無支柱溫室具有較大的熱慣性，所以具有較強的抵御自然惡劣氣候的能力。又由于加強筋結構的合理優(yōu)化，致使結構抗力較強。從開始研究、試用、推廣到現(xiàn)在，各推廣應用溫室均處于正常運行狀態(tài)，未發(fā)生過因暴雨和大風引起的坍塌，也未發(fā)生過凍害或熱害現(xiàn)象。
2.2.2作物生長發(fā)育狀態(tài)  由于無機復合材料本身具有良好的熱穩(wěn)定性，對塑料的支撐面又較大，所以對膜的破壞作用小。常用的國產(chǎn)膜使用壽命均得到不同程度的提高，從而使溫室作物的栽培期延長。這種延長對于無限生產(chǎn)型的茄果類、瓜菜類作物作用更為明顯，經(jīng)對比測量，延長平均收獲期在30d以上。
2.2.3 對產(chǎn)品及環(huán)境的影響  無機復合材料的原料都是相對穩(wěn)定的自然原料，本身都不具有毒害性，再加上經(jīng)化合后固化為一體，其化學穩(wěn)定性是金屬和木材所不能比的。經(jīng)長期的觀察、測定，到目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)其對農(nóng)作物產(chǎn)品和環(huán)境有污染。
2.2.4 溫室造價、使用維護和運行費用是建造溫室首先要考慮的問題。無機復合材料日光溫室造價較低，使用壽命較長，僅需很少維修費用。無機復合材料溫室的造價僅為金屬型材溫室的33.8％，略高于竹木混用結構。若考慮到維修費用，無機復合材料溫室單位造價和使用運行費用是相對最低的，因而最具有市場潛力和競爭力。另外，無機復合材料溫室的使用壽命與金屬結構相當，可達到20年以上。由此可以看出其優(yōu)越的性價比和投入產(chǎn)出比[2]。
 
3結論                                   
新型無機復合材料中加固技術與材料符合的應用，有效地提高了復合材料溫室骨架的抗拉強度，滿足了溫室的大跨度無柱結構需求。運用無機復合材料建造的大跨度無支柱日光溫室的土地利用率高、可操作性強、采光率高、生產(chǎn)率高，具有良好的綜合生產(chǎn)性能新型無機復合材料日光溫室不僅造價低，而且基本無需維護，使用壽命長，而且美觀大方，具有廣闊的應用推廣前景。
參考文獻：
[1]周長吉，王應寬.中國現(xiàn)代溫室的主要型式及其性能[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2001,17(1)：16-21.
[2]解繼紅，王雙喜，陳建軍.大跨度無支柱無機復合材料日光溫室的研究[J].農(nóng)機推廣與安全,2004，5（5）：18-19.
[3]張澤民，王雙喜.大跨度無支柱日光節(jié)能溫室性能的研究[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報,2007,9（3）：11-14.