求：建一個15平方左右，高不低于2米的小型溫室大棚的構(gòu)建方案及加溫方法

【專家解說】：大棚構(gòu)建
（一）棚架類型和結(jié)構(gòu)。塑料大棚的類型結(jié)構(gòu)有很多種。目前推廣應(yīng)用最多的有裝配式鍍鋅薄壁鋼管型（簡稱鋼管大棚）和竹木圓拱型大棚兩種。主要用于番茄、甜（辣）椒、茄子、黃瓜等夏菜的春季早熟栽培和冬延后栽培，以及育苗、雜交制種等。還有一種竹架小棚，常單獨或與大棚配合（即大棚套小棚），用于冬春季茄、瓜類蔬菜育苗和春季早熟栽培。
鋼管大棚有兩種規(guī)格：一種是中心高2.2米、寬跨度4.5米，長20米，面積90平方米；另一種是中心高2.5米，寬6米，長30米，面積180平方米。使用壽命一般為15年。
為了降低生產(chǎn)成本，還可采用竹架大棚。棚架以毛竹或小圓木為材料搭成，高2米左右，寬4—5米，一般使用壽命為3年。
（二）覆蓋材料：大棚覆蓋材料有以下幾種：
1、普通膜：以聚乙烯或聚氯乙烯為原料，膜厚0.1毫米，無色透明。使用壽命約為半年。
2、多功能長壽膜：是在聚乙烯吹塑過程中加入適量的防老化料和表面活性劑制成。浙江省新光塑料廠生產(chǎn)的多功能膜，寬幅7.5米、厚0.06毫米，使用壽命比普通膜長一倍，夜間棚溫比其他材料高1—2℃。而且膜不易結(jié)水滴，覆蓋效果好，成本低、效益高。
3、草被、草扇：用稻草紡織而成，保溫性能好，是夜間保溫材料。
4、聚乙烯高發(fā)泡軟片：是白色多氣泡的塑料軟片，寬1米、厚0.4—0.5厘米，質(zhì)輕能卷起，保溫性與草被相近。
5、無紡布：為一種滌綸長絲，不經(jīng)織紡的布狀物。分黑、白兩種，并有不同的密度和厚度，常用規(guī)格50克/?，除保溫外還常作遮陽網(wǎng)用。
6、遮陽網(wǎng)：一種塑料織絲網(wǎng)。常用的有黑色和銀灰色兩種，并有數(shù)種密度規(guī)格，遮光率各有不同。主要用于夏天遮陽防雨，也可作冬天保溫覆蓋用。
（三）大棚搭建：選擇向陽、避風(fēng)、高燥、排水良好，沒有土壤傳染性病害的地方搭棚。
（四）塑料薄膜維護(hù)：扣膜時要盡量避免棚膜的機械損傷，特別是竹架大棚，在扣膜前應(yīng)先把架表面突出的部分削平，或用舊布包扎好。用彈簧固定時，在卡槽處應(yīng)加墊一層舊報紙。另外要注意避免新舊薄膜長期接觸，以免加速新膜的老化。在通風(fēng)換氣時要小心操作。
薄膜受凍或曝曬，會促進(jìn)老化，鋼管在夏天經(jīng)太陽曝曬，溫度可上升到60—70℃，從而加速薄膜老化破碎。
薄膜使用過程中，難免有破孔，要及時用粘合劑或膠帶粘補。

在溫室大棚生產(chǎn)運行中，冬季加熱是保證溫室大棚高效高質(zhì)運行的首要條件。溫室大棚的加熱設(shè)備有多種類型，較多采用的是燃煤鍋爐，以2噸和4噸的鏈條型熱水鍋爐為主；其次為熱風(fēng)爐；另外還有燃油燃?xì)忮仩t、燃油燃?xì)鉄犸L(fēng)爐以及電加熱設(shè)備等。不同的加熱設(shè)備對應(yīng)不同的加熱方案，具體到某一溫室大棚應(yīng)采取的加熱設(shè)備和加熱方案應(yīng)根據(jù)實際的情況來選擇。其目的就是要盡量提高能量的利用效率，降低溫室大棚的冬季運行成本。

我們北方溫室大棚建設(shè)施工的生產(chǎn)用 連棟智能溫室 和壽光式日光溫室蔬菜大棚
一、燃煤熱水鍋爐
燃煤熱水鍋爐使用的燃料是煤，傳熱介質(zhì)是熱媒水。煤的燃燒熱值較低，價格也較低。使用鍋爐采暖加熱，熱水管道可在溫室大棚內(nèi)任意布置，與溫室大棚的作物要求密切相關(guān)。管道布置越密，溫室大棚的溫度場分布均勻，溫度波動越小。反之，溫度場分布不均勻，溫度波動大。除此之外，由于水的比熱容較大，因此溫室大棚受干擾的作用較小，從而使得溫室大棚內(nèi)的溫度波動相對較小。
燃煤鍋爐的熱效率一般隨著鍋爐容量的增加而增加。因此，不同的溫室大棚規(guī)模和不同的鍋爐容量同樣也影響著供熱系統(tǒng)的效率。經(jīng)對上海某現(xiàn)代化玻璃溫室大棚的耗熱量進(jìn)行了分析，其3公頃的溫室大棚使用了兩臺熱功率為2.8MW的熱水鍋爐，實際熱效率為68％，溫室大棚冬季6個月運行所需熱量為2．02x1010KJ，全年耗煤量為1668噸。折算的系統(tǒng)運行單位面積耗煤量為55．6kg／m2，費用為15．57元／m2。如溫室大棚面積僅有0．5公頃，根據(jù)對該溫室大棚熱負(fù)荷的模擬計算，可以選擇0．35-0. 7MW的鍋爐，鍋爐的熱效率將降低4％。系統(tǒng)運行單位面積的耗煤量為59．1kg／m2，費用為16．57元／m2。因此，由于鍋爐熱效率的降低每平方米的耗煤量增加3．5公斤，費用增加0．98元。如果溫室大棚占地面積再小，使得鍋爐容量更小。當(dāng)鍋爐容量低于0．35MW時，溫室大棚單位面積的耗煤量將達(dá)到66．4kg／m2，費用為18．59元／m2。因此，較小型的溫室大棚考慮供熱方案是應(yīng)更多地考慮供熱設(shè)備熱效率的變化。
二、熱風(fēng)爐
溫室大棚 熱風(fēng)爐按燃料的類型分為煤熱風(fēng)爐、燃油熱風(fēng)爐與燃?xì)鉄犸L(fēng)爐。由于熱風(fēng)爐是直接加熱方式，與熱水鍋爐相比，沒有啟動時熱媒介質(zhì)的熱容損失，因此熱風(fēng)爐的加熱量可以全部用于溫室大棚的室內(nèi)加熱。并且由于熱風(fēng)爐的啟動過程中不需要首先加熱熱媒介質(zhì)，因此，溫室大棚加熱的滯后短，溫室大棚升溫快。在溫室大棚的室內(nèi)外溫差較小，或白天室外太陽輻射強度充足的情況下，熱風(fēng)爐可隨時關(guān)閉與開啟來調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度環(huán)境，增加了溫室大棚加熱的靈活性。由于直接加熱的原因，溫室大棚內(nèi)的溫度分布均勻度稍差一些，溫度波動也要大一些。
熱風(fēng)爐的送風(fēng)溫度通常為40℃-120℃。送風(fēng)溫度過高，熱射流呈自然上升趨勢，會使溫室大棚下部加熱不好。送風(fēng)溫度過低，熱風(fēng)爐出口焓值較小，需要布置更多的熱風(fēng)爐，或提高熱風(fēng)爐的送風(fēng)風(fēng)量。因此熱風(fēng)爐出口送風(fēng)溫度的選擇對溫室大棚內(nèi)部的溫度分布影響較大。與熱水鍋爐相同，燃煤熱風(fēng)爐的調(diào)節(jié)性能較差，但溫室大棚內(nèi)加熱的熱慣性較小。簡單的啟?？刂凭湍鼙ＷC溫室大棚內(nèi)部不會過熱。
三、電加熱溫室大棚
和其它能源形式相比，電能需要進(jìn)行熱-電-熱的二次能量轉(zhuǎn)換，能量品位最高，價格也較高。在熱-電的轉(zhuǎn)化中，火力發(fā)電的效率只有30％左右。因此，盡管電加熱的電-熱轉(zhuǎn)換效率較高，但從總體能源的利用來說，電熱的能量利用效率是很低的。在種植蔬菜或瓜果的溫室大棚中使用電加熱是不經(jīng)濟(jì)和不合理的。但是對于種苗溫室大棚來說，土壤溫度關(guān)系著種子的發(fā)芽率及種苗的正常生長，是溫室大棚環(huán)境控制的主要對象。實踐證明使用電加熱方式對土壤局部加熱是可行的方案。
四、電熱泵溫室大棚
所謂熱泵就是把熱量從低溫區(qū)向高溫區(qū)輸送的設(shè)備的總稱。熱泵的熱力循環(huán)原理和制冷機的熱力循環(huán)原理基本相同，但用途和作用剛好相反。電熱泵溫室大棚就是利用電為動力，將熱量由相對低溫的環(huán)境輸送到相對高溫的溫室大棚中的設(shè)備。白天環(huán)境溫度較高，一部分太陽能輻射能夠轉(zhuǎn)化為熱量起到對溫室大棚加熱的作用，使得用煤量相對于其它時間減少。因此，溫室大棚所需的加熱量大部分是在晚上供給。假設(shè)溫室大棚白天的采暖供熱量占總供熱量的40％，而夜晚的供熱量占60％?？紤]用電系統(tǒng)收費的蜂谷值，則用電費用還可以節(jié)省。如果電能的夜晚收費為白天的一半，當(dāng)工業(yè)用電采用蜂谷值電價收費，夜晚收費為白天的1／2，電熱泵溫室大棚的用電費用相對于單純電加熱減少了一半費用，比燃油燃?xì)忮仩t更便宜，僅比燃煤多64．7％的費用，如果電能的夜晚收費為白天的1／3，電熱泵比燃煤多42．1％的費用；如果電能的夜晚收費為白天的l／4，電熱泵比燃煤增加30．9％的費用。加上電能無污染特性，可見電驅(qū)動熱泵用于溫室大棚加熱的應(yīng)用潛力。