【图文】第三章温室_百度文库
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第三章温室
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温室大棚&1.内保温可移动温室大棚&&&设计理念新：环保&&& 在辽宁农业职业技术学院，记者见到了这栋鲜为人知的新型温室大棚，令人眼前一亮。内保温组装式温室是一种新的温室类型，由塑料薄膜、V型龙骨、复合梁连接件、腔囊保温被、叠被机械系统、活动山墙等部分组装成形，采用内保温形式、部件组装式架构、现代保温材料，前后坡弧度均匀一致，两坡均设内保温被。取消了传统温室的硬式墙体、立柱、草苫、棉被和土木建筑，克服了传统温室的不足。&&& 内保温组装式温室环境保护优势明显，温室无硬式墙体，无混凝土地基，无建筑污染，不破坏耕地，体现可持续发展要求。温室前坡与后坡弧度均匀一致，延长后坡，相对缩短温室间隔距离，对比传统温室可提高土地利用率25%。由于无墙体遮阳挡风，不影响露地耕种，可提高耕地利用率。同时温室不受方向限制，适应东西及南北任意方向地块。&&& 原来因为土地征用、作物倒茬等原因大棚不能再利用，内保温组装式温室因为可移动就好办了。温室采用部件组装架构，V型龙骨、复合梁连接件、腔囊保温被材料、叠被机械系统等部件完全采用工业流水线生产，温室建造及拆卸方便。温室可移动，便于更改土地使用方向，可以解决温室土壤盐质化和生产轮作倒茬问题。同时，有利于温室产业的规模化和产业化操作。接收光线好：保温&&& 由于温室龙骨横断面呈V型，压膜线压在V型槽口内，薄膜与龙骨紧密吻合，使温室表面塑料薄膜平整，采光率高于传统温室30%以上。同等光照条件下，室内温度比传统温室高5℃左右。薄膜流滴顺畅，避免了传统温室沿着压膜线滴水伤苗现象。&&& 传统大棚是用草帘、棉被等覆盖在薄膜外面，新型温室是将保温被放在塑料薄膜内，沿着龙骨弧度上下运行。保温被与薄膜之间设一定距离，保温被不与塑料薄膜接触，不伤害薄膜，延长薄膜使用寿命；薄膜裸露在外表，雨雪自然滑落，免除清扫积雪和晾晒草苫的麻烦，避免了雨雪天气降低保温性能现象；薄膜及保温被内面均保持一定湿度，具有较强的阻燃性，还可以避免温室火灾发生。&&& 内保温组装式温室利用保温被降温、山墙窗口对流换气、薄膜通长对流通风的方式调节温湿度。保温被迎着太阳交替开合则采光保温，延长温室采光时间；背离太阳交替开合保温被则遮阳降温，降温速度快。干旱地区，利用保温被降温可以降低温室水分消耗，节省水资源。&适合国情：造价低&&& 蒋锦标教授向记者介绍说，温室主要有两大类，日光温室与连栋温室，内保温组装式温室是介于这两者之间的一种形式。连栋温室因为造价与运行成本高不适合农民使用。“内保温组装式温室”是辽宁农业职业技术学院申请立项的省级研究项目。从2001年就开始研究，取得了三项国家专利，具有自主知识产权。内保温组装式温室现代化特征及优势鲜明，造价低，具有性能、建造及使用等多方面优势，适应我国国情的需要。&&& 使用高分子感光复合材料做成的腔囊（空心）保温被，保温效果相当于双层草苫。腔囊保温被质轻，减轻温室架构负荷，节省架构材料，对比传统砖墙钢架温室降低造价30%左右。保温被夏季以叠被状态封存在温室上端，薄膜卷到温室顶端封存，相对延长其使用寿命，降低使用成本。&&& 由于保温被很轻，在温室大棚内工作人员向记者演示，一个人就能利用手摇装置轻松地将保温被盖上。设置了两套叠被机械分别控制两坡保温被，单手3-4分钟完成叠被或盖被。手动机械不需要电能，适应边远地块，既节能又可避免传统温室卷帘机械伤人现象。&&& 设施面积一亩的大棚通常要占地1.5亩到2亩，而内保温组装式温室几乎是实打实的只占地一亩，能够节约很多耕地。这几年辽宁省每年都要建设设施农业80万亩左右，如果都用这种新型温室，将节约数十万亩的耕地。目前辽宁已有日光温室400万亩以上，有些陆续开始更新，新型温室是很好的换代品。而且建造内保温组装式省工省力，一栋这样的温室不到一个星期就能建成，传统的日光温室要一个月以上。记者了解到，目前已有部分农户、企业参观了样室，并达成初步合作意向，这为该项目的深入研究及推广奠定了基础。“内保温组装式温室”辽宁农业职业技术学院&&&& &4月22日，为了总结经验，查找不足，更好地做好项目研发工作。我院组织召开了“内保温组装式温室”项目发布会。农业部首席专家张真和、省农委副主任陈健、中国农业出版社种植业中心主任孟令洋、《农业工程技术·温室园艺》杂志社采编部经理李春艳、省教育厅科技处桑秋红、省内部分市农委有关领导共20人参加了发布会。农民日报、辽宁电视台新闻媒体进行了现场采访。参加发布会的我院领导有学院党委书记里勇、院长蒋锦标、老专家吴国兴教授及课题组成员。会议上学院党委书记里勇同志致欢迎词。蒋锦标院长对内保温组装式温室项目进展情况进行了汇报。然后，专家及领导对新型温室进行了现场考察。省农委副主任陈健同志发表讲话。对学院内保温组装式温室项目的研发工作给予肯定，同时提出新的要求。农业部首席专家张真和同志对内保温组装式温室的创新意义给予充分肯定，对项目的进一步研发提出建议。&新型温室连栋大棚。内保温组装式温室是一种新的温室类型，由塑料薄膜、V型龙骨、复合梁连接件、腔囊保温被、叠被机械系统、活动山墙等部分组装成形，采用内保温形式、部件组装式架构、现代保温材料，前后坡弧度均匀一致，两坡均设内保温被。取消了传统温室的硬式墙体、立柱、草苫、棉被和土木建筑，克服了传统温室的不足。　　　内保温组装式温室环境保护优势明显，温室无硬式墙体，无混凝土地基，无建筑污染，不破坏耕地，体现可持续发展要求。温室前坡与后坡弧度均匀一致，延长后坡，相对缩短温室间隔距离，对比传统温室可提高土地利用率25%。由于无墙体遮阳挡风，不影响露地耕种，可提高耕地利用率。同时温室不受方向限制，适应东西及南北任意方向地块。　　　原来因为土地征用、作物倒茬等原因大棚不能再利用，内保温组装式温室因为可移动就好办了。温室采用部件组装架构，V型龙骨、复合梁连接件、腔囊保温被材料、叠被机械系统等部件完全采用工业流水线生产，温室建造及拆卸方便。温室可移动，便于更改土地使用方向，可以解决温室土壤盐质化和生产轮作倒茬问题。同时，有利于温室产业的规模化和产业化操作。　　　接收光线好：保温　由于温室龙骨横断面呈V型，压膜线压在V型槽口内，薄膜与龙骨紧密吻合，使温室表面塑料薄膜平整，采光率高于传统温室30%以上。同等光照条件下，室内温度比传统温室高5℃左右。薄膜流滴顺畅，避免了传统温室沿着压膜线滴水伤苗现象。　&&&&& 传统大棚是用草帘、棉被等覆盖在薄膜外面，新型温室是将保温被放在塑料薄膜内，沿着龙骨弧度上下运行。保温被与薄膜之间设一定距离，保温被不与塑料薄膜接触，不伤害薄膜，延长薄膜使用寿命；薄膜裸露在外表，雨雪自然滑落，免除清扫积雪和晾晒草苫的麻烦，避免了雨雪天气降低保温性能现象；薄膜及保温被内面均保持一定湿度，具有较强的阻燃性，还可以避免温室火灾发生。　　　内保温组装式温室利用保温被降温、山墙窗口对流换气、薄膜通长对流通风的方式调节温湿度。保温被迎着太阳交替开合则采光保温，延长温室采光时间；背离太阳交替开合保温被则遮阳降温，降温速度快。干旱地区，利用保温被降温可以降低温室水分消耗，节省水资源内保温项目组研发的新型节能内保温温室，采用V型龙骨、高效棚膜、专利保温被，技术进一步改进完善，目前温室内部温度已经完全达到甚至超过传统温室标准，温室管理方便，温室可利用面积大，管理方便。&&&& 整个温室一共占地面积1亩，只有一名学院勤工助学的农业大学生参与管理，棚内蔬菜长势喜人，引来社会各界相关人士参观学习。从19世纪30年代到现在，日光温室的采光屋面从玻璃改为塑料薄膜，规格、结构和性能都在不断改进，只有覆盖草苫外保温始终没有改变。&&&& 实践表明，覆盖草苫存在难以克服的问题，如卷放过程中遗落的草苫碎屑污染前屋面薄膜影响透光，雨雪天气草苫冻结卷放困难，除雪麻烦，覆盖期间始终存在的火灾隐患等。只有把草苫淘汰，用轻型保温被代替，改外保温为内保温，才能彻底解决问题。　& 辽宁农业职业技术学院蒋锦标教授和姜兴盛高级实验师主持的“内保温组装式温室”实用性研究课题组，经过十年试验研究，设计了新型的日光温室，筛选了轻型保温被，保温被的开闭装置试验也已经取得成功。温室跨度11米，脊高4.5米，长67米，无立柱，无墙体和不透明屋面，由　V型钢管骨架，复合梁连接件组装，用高分子感光合成材料制成腔囊保温被，安装在温室屋面薄膜下的拱杆上，与屋面薄膜保持20的厘米间距。保温被的收放机械系统等部件，采用工业流水线生产，手摇装置，单手操作3～4分钟可将保温被拉开或关闭，灵活轻便。　& 新型温室分为东西延长和南北延长两种。东西延长的温室，冬季后部保温被不拉开，可代替后墙和后屋面，进入春季可显出没有后墙和后屋面的优越性。南北延长的温室最适于南方应用。新型温室以传统的日光温室为对照进行生产试验，测试结果表明，保温效果相当于覆盖双层草苫，室内作物长势无明显差异。除彻底克服了覆盖草苫的所有缺点外，利用腔囊保温被内保温还有以下优点：1.腔囊保温被材质轻，收放轻便，并可减轻骨架的负荷。2.保温被与室面薄膜保持一定距离，不但薄膜受不到磨损，更有利于减少贯流放热，提高保温效果。3.保温被夜间放开，白天收起，既不受风吹雨淋，又不受紫外线影响，不容易老化，使用寿命比草苫长，相对成本低。4.内保温极大地降低了火灾隐患。保温被与屋面薄膜间的距离，使薄膜内外形成大温差，薄膜内表面夜间始终有露或霜，保温被内表面也呈潮湿状态，有效地避免了火灾发生。5.内保温腔囊保温被造价略高于草苫，但开闭装置比卷帘机造价低，保温被寿命长，所以内保温成本低于外保温。传统的无立柱日光温室，改为内保温，保温被的用料减少，安装更方便，将是今后的发展方向。& 进入春季随着气温的升高、光照时间的延长，也到了日光温室蔬菜生长旺盛的阶段，也是产量形成的高峰时期；同时早春茬大中棚栽培的蔬菜、西甜瓜开始育苗、移栽逐渐地进入生长盛期。据农技中心4月下旬调查了解，截止目前全县温室冬春茬黄瓜绝大部分叶片老化，新叶生长缓慢，生长点普遍表现为花达顶，营养生长衰弱，产量下降明显；番茄大部分开始进入二次座果期（即7-12层果实生长期）；大棚西瓜茎蔓生长量较往年偏小，个别棚苗子看参差不齐，有缺苗现象。总的情况是今年春季设施蔬菜、瓜果长相较常年差。　　&&&& 一.原因分析：造成瓜类生长不良的主要原因有两个方面，一是气候条件反常是主要的客观原因。3月份相继有13天的阴雨（雪）天气，4月10日大风降温及阴雪天气使气温骤降至1.7℃，而这次如此剧烈降温是前几年不曾见到的。而黄瓜（西甜瓜）是喜温作物，生长期要求温度30℃左右，光照不足、棚温低，加之剧烈降温引起瓜类营养物质积累不足，营养生长失调，根系活力降低，加速叶片功能衰退，产量大幅下降。二是保温措施不够及时导致室内温度低是造成长势弱的主观原因。3月中旬时节，正是黄瓜旺盛生长季节，按照往年的天气状况，外界气温已达10℃以上，温室内易出现15℃以上的高夜温，引起秧苗徒长，昼夜温差拉不开影响雌花分化，故而陆续撤掉了温室上的草帘，突如其来的大降温使棚内温度骤然降低，更使黄瓜遭遇冷害，生长量大大萎缩。　　&&&& 二.技术管理措施：　　&&&& 1.调控环境条件，满足作物生长需要。随着温度、光照条件的不断改善，瓜类生长适宜温度为30—35度。根据苗子长势适当拉大昼夜温差，同时配套相应的设施，如遮阳网、滴灌等随灌水冲施有机肥、沼液、微量元素，促进营养生长和生殖生殖协调发展（黄瓜在花达顶解除前要摘掉蔓上的幼瓜）。西瓜在坐果前土壤见干见湿即可，尽量少灌大水，以防徒长。番茄、茄子及时落蔓。尽可能少打叶片。　　&悠客网！络&&& 2.有效防止灾害性天气造成损失。进入夏季以后，频繁高温袭击，大风、雷雨、冰雹等天气会随时发生，影响设施蔬菜、瓜果正常生产，为防止对设施的损坏并使不利因素降至最低，有大风降温或雷雨冰雹天气时及早关闭并压严风口，用遮阳网、防寒膜、草帘等辅助设施保护墙体和无滴膜，以防棚内进大水。温室、大棚周围和整个园区水流要畅通无阻，墙体周围无积水。　　&&&& 3.病虫害的防治。　　&&&& ⑴白粉虱药剂防治& 用22%敌敌畏烟剂0.5㎏/亩，于傍晚密闭棚室熏烟，可杀灭成虫；作物生长期间发现白粉虱后，立即用10%扑虱灵（灭幼酮）1000倍液，或25%扑虱灵可湿性粉剂2500倍液喷洒。　　&悠客网络&&& ⑵叶霉病药剂防治：25%丙环唑或10%世高或25%阿米西达　　&&&& ⑶番茄病毒病：发病初期喷洒1．5％植病灵或20％病毒A或3.85%病毒必克，10天喷1次，连喷2～3次，抑制病害扩展防止温室冻害的措施是：提高温室保温性能，加强保温管理；适期播种，对植株进行锻炼；春季水、肥应适当逐渐增加，不可操之过急等。此外，还可喷施天然芸薹素—硕丰481，促进叶片光合作用能力，提高蔬菜的抗低温能力。用磷酸二氢钾0．2％溶液根外追肥2～3次，亦有提高蔬菜抗低温能力的作用。采用抗寒品种，也可取得良好的抗冻、冷害效果。&&&&&&& 温室、大棚内发生冻害、冷害的时间和原因可分如下几种：　　一、苗期冻害：发生时间约在12月份前后。其原因有：播种期过早，温度高，水肥充足，很易造成秧苗的徒长。徒长的秧苗不抗低温冷害，一旦低温来临即造成冷害或冻害。　　二、深冬季节的冷害和冻害：发生的时间多在1月份，突然的—15℃以下的寒流侵袭，常常使温室内的气温下降至5℃以下，而发生冷冻害。黄瓜冷害表现为：下部叶片变黄，最后转白脱落，中部叶片小而发黄，生长缓慢，瓜条弯曲，产量不高。冻害则使茎叶枯萎，全株死亡。　　三、早春季节的冷害和冻害：发生的原因有两方面：一是植株旺盛的生长，加上人为管理中水、肥的增加，使植株的抗寒力显著下降。所以有冬天未冻死，春天反而冻死了的反常现象；二是2月份仍有较大的寒流，使温室内黄瓜产生冻、冷害。多数的冻害、冷害产生的气象条件是：连续5～7天的阴雨天，日照不足，温室温度不高，突然的低温来临，即造成冻害和冷害。　　以上三个时期的冻、冷害的共同主要原因是：一是人为的管理不善，温室的保温性能不强，导致低温发生危害；二是外界气温的降低，尤其连阴天之后气温的降低为重；三是植株的抗寒锻炼情况。&农业部全国农业技术推广服务中心首席专家张真和、辽宁省农村经济委员会副主任陈健、辽宁省农村经济委员会种植处处长吕春修、辽宁熊岳农业职业技术学院党委书记里勇、辽宁熊岳农业职业技术学院院长蒋锦标等专家和领导出席了该发布会。此外还有来自农村和生产基地的用户代表、研究人员、推广人员和媒体代表等参加了发布会，并进行了实地考察和技术交流。&&&& 目前我国用于设施农业生产的温室设施主要有，传统的日光温室、塑料大棚、引进的现代温室。传统日光温室采光和保温性能好，农户可以自行建造，较适应我国设施农业发展初期国情。但随着我国设施农业现代化的推进，传统日光温室费工费力，耕地利用率低，传统的草苫、纸被、保温被等外保温覆盖物，易造成屋面积雪坍塌；遇到阴雨或雨夹雪易吸湿冻结，保温性能散失不说还难以卷放；一些地方采用重型机械构筑超厚的日光温室墙体，不仅土方量大，而且对土壤耕作层破坏严重；建筑永久性墙体需要大量粘土砖，也会破坏和污染耕地，而且造价高。而引进的现代温室，虽然现代化程度高，但采光、保温性能差，价格昂贵和运行成本高，不适合我国国情。&&&&& 内保温组装式温室技术的研发，综合了传统日光温室和国外现代化温室的优点，并克服了他们的某些严重缺陷，形成了单栋、连栋两个新型温室产品。单栋温室主要技术特征是：沿用传统日光温室的方位，东西延长；采用V型龙骨架构，部件组装，无永久性墙体；改外保温覆盖为内置复合气囊反射型聚乙烯保温被覆盖，造价不足永久性传统日光温室的1/2。目前，该温室在北纬40度以南地区示范，其保温效果与传统日光温室基本相同，具有低价、节能、环保、省地、省资材、抗灾等优点。内置保温V型龙骨架构连栋温室的造价仅相当于连栋玻璃温室的1/3左右，运行费用更低。辽宁熊岳农业职业技术学院研发的这两种新型温室产品，给种植者提供了更多的选择。&&&&农业部全国农业技术推广服务中心首席专家张真和对这一阶段性研发成功给予了高度的评价，他认为这对传统日光温室的升级和改造具有重大意义，让我们看到了日光温室现代化的曙光，也使我国日光温室产品走出国门成为可能。同时，他在充分肯定该项成果的同时，也指出了还需要进一步完善的地方，尤其希望在温室性能的系统观测、现代化构型日光温室研制，内置保温被改进以及温室生产技术的集成配套等方面，进一步加大研发力度，尽快形成交钥匙温室工程技术产品，为我国设施农业现代化做出更大贡献。&内保温组装式温室简介&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 内保温组装式温室是新的温室类型，采用内保温形式、组装架构、现代保温材料和V字型龙骨。温室脊高3.8m、宽11m、长60m，保温效果介于温室和桥棚之间。取消了传统温室的墙体、立柱和草苫。具有无建筑污染、土地利用率高、节省能源、抗逆性强（抗雨、雪、火）、建造使用方便、造价较低等优势，有利于工业化生产和产业化操作，构成适应国情的现代温室。1、内保温模式：保温被在温室塑料薄膜内，保温被与薄膜之间设定一定距离，保温被沿着龙骨弧度上下运行。相对传统外保温温室，具有抗雨、雪、火等优势，有利于现代保温材料的运用。2、组装架构：温室由工业化部件组装成型，其保温被、叠被机械、龙骨架构、地角、地锚等均由专业厂家定向生产，建造快捷，拆卸方便，有利于产业和商业化操作，便于温室的轮作倒茬。3、腔囊保温被：采用高分子复合材料，组合成为腔囊保温被。利用材料的封闭性、反射性和隔热性，针对温室的缝隙、辐射和传导三种散热形式理性保温。腔囊保温被取代传统温室的草苫和硬式墙体，使用和保存方便，避免了建筑污染。4、V字型龙骨：龙骨横断面呈V字型，压膜线压在V字型槽口内。薄膜与龙骨紧密吻合，温室表面薄膜平整。改变了传统温室压膜线将薄膜压成凹槽，有利于采光和薄膜清洗。内保温组装式温室大棚”主要特点&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&具有环保、保温、造价低、可移动、推广价值大等特点。&设计理念新：环保 　取消了传统大棚的硬式墙体、立柱、草苫、棉被和土木建筑，无建筑污染，&&不破坏耕地，体现大棚可持续发展要求。温室大棚可移动，有利于大棚规模化和产业化操作。便于更改土地使用方向，解决大棚土壤盐质化和生产轮作倒茬问题。北方温。室　　接收光线好：保温　龙骨横断面呈V型，温室表面塑料薄膜平整，采光率高于传统大棚30%以上,同等光照条件下，大棚内温度比传统温室大棚高5℃左右。北方，温室　　适合国情：造价低　腔囊保温被质轻，减轻架构负荷，节省架构材料，对比传统砖墙钢架大棚降低造价30%左右。2.异形智能温室&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&温室规划图&&&&&&&&&&&&&智能异形温室&&& & & & & & & & & & & & & & & & & & &&&1、鸟巢温室概述&&鸟巢温室是一种基于仿生学的一种新型温室，它利用自然界鸟类筑巢的三角交叉法，及结合蜂巢的六角加固方式复合而成的高强度耐灾害性天气的曲面球体温室。&2、构造原理及优点&（1）利用三角交叉的稳固性来构建温室骨架，达到最佳的结构稳定性。 　&（2）利用曲面的球体结构形成整体张力，实现局部抗性的最大化。 　&（3）采用空间桁架及蜂窝状的张拉，实现温室承压与抗风能力的数倍提高，温室每连接点的平均负载达180公斤以上，是普通大棚所无法比拟的，这也是它耐雪抗压的关键技术所在。 　&（4）球体的温室形状具有最大的抗风性，任何角度的风袭，都可以化解，它具有最小的迎风面，可抗十几级的强风，是当前世界上最为抗风的几何球体温室。 　&（5）空间高旷，方便立体耕作，实现太阳有效辐射的最大化利用与生物转化，实现一亩顶5亩的耕作效率。 　&（6）结合肥皂泡保温遮阳技术，使温室的温光调控最优化与节能化，综合节能效率可达50%以上，是当前最为节能的温室技术。 　&（7）球体鸟巢温室还结合了水体蓄热调温技术，使温室的热蓄存系统达到最佳的节能效果，实现夏日降温寒季调温的仿自然生态效果。 　&（8）运用球体温室的热聚顶效应，实现顶开窗与侧通风的烟囱对流，实现通风节能化与高效化，如果结合无动力智能开窗系统，可以达到更佳的通风效果。 　&（9）适合观光农业、蔬菜生产、生态餐厅、庇护所、厂房、室内运动场及泳馆等多种用途，是一种适应性极广，发展空间极大，市场前景良好的新型温室。&（10）温室面积可根据用户需求设计，100平方米到2000平方米不等，结合其他温室结构，使外形更加美观，温室面积可实现数万平方连体，达到1000平方米无立柱超大空间温室。&（11）鸟巢温室已成为当前投资设施农业构建现代农业体系的重要平台与载体，更是发展都市型观光农业的首选项目。& & & 温室用途：该温室主要用于生态餐厅、展示观光、科研实验、示范推广、高效种植（瓜果、蔬菜、花木、中药材等）、农产展销、高效养殖（水产、畜禽、昆虫等）、产业综合循环。鸟巢温室的开发利用及效益评价、鸟巢温室的技术原理及技术路线自然界是最伟大的，它给人类科学的探索提供了最为直接的思路与启发，就如鸟巢温室，它其实融合了自然界鸟筑巢及蜂筑窝的原型技术之运用；鸟在树叉在悬崖等风吹雨打处能用最为简易的草与树枝构建起具有强大柔体抗性的巢穴，不得不令人深思，蜘蛛能用微米级的细丝构建起令飞虫难以挣扎的捕捉网，更是令人惊叹，其实这些都是自然界对力学美妙的最直接展示。其中鸟筑巢的三角交叉模式正是力学结构稳定性的铁三角原理，蜂窝与蜘蛛网的网格结构是张拉整体力学的充分诠释[7]；人类的伟大就是对自然的揭示及运用自然原理构建起现代科学之大厦；鸟巢温室就是在这些自然启示的基础上，结合现代建筑力学与科学的设计工具所创造的一种仿自然而超自然的温室结构，它一反常规温室的常态局部力学模式，形成了能充分体现材料特性及整体张拉力学新结构模型，为温室的创建提供了充分的理论依据；首先从材料的运用上，一改传统温室的长程材料为短程材料，建造普通温室的管材大多6m长左右，这样的长程材料受到外界扭曲后容易变形，而采用1-2m长的管材，就得需用数倍的力量才能让其变形，这就是材料短程化后，使材料的力学得以最大化的发挥[8]；另外普通温室在材料组建时大多采用排列式组建，没有对材料进行三角交叉，形成局部的铁三角，这样也形成了普通温室局部受力后易变形的原因，而三角结构所形成的稳定性就可以轻松地解决外力变形的问题；从温室整体结构来说，鸟巢温室突破性地迈出了一大步，就是从传统温室的隧道形改为以半球形为主体基础的各种曲面异形温室，但以生产性为主要用途的温室设计大多采用球体结构，因为这种几何结构具有更大的优势。如材料优势，构建同样耕作空间，半球体结构比普通的温室结构至少可以节省30%-50%的表面积材料，因为球体具有空间最大化表面积最小化的几何特征[9]；其中空间最大化可以创造出更为空旷的耕作空间，表面积最小化可以达到外界最小的气候干扰，冬季寒冷季节夜晚的幅射降温减小，夏季外界热源传递输入的表面积也减小，这样更利于温室内温度的稳定，更为节能[10]。在同样空间温室情况下，这球体结构所受外界气候的影响干扰是最小的，可以节省至少30%-50%的温室能耗；表面积最小化的曲面球体结构，在温室的利用上还有一个很大的优势，就是它的迎风面与普通隧道形或其它形状的温室相比，球体曲面结构它的受风面是最小的，也就形成了球体最为抗风的特性[11]。这在农业生产上是极为重要的温室性能，可以适合在强风区建造鸟巢；三角交叉所构建的球体曲面结构，从力学角度为了，它充分地发挥了整体张拉力学，这是普通温室结构所不具备的，也就是象蜘蛛网一样，网一处受触，整个丝网应力，使温室像鸡蛋壳一样，形成了非常强大的鸡蛋壳效应，即使是薄薄的钙质结构，但一旦形成整体平衡张力，就是人也能踩踏而不破，力士手捏而不碎，这就是球体平衡张拉力的神奇效果[12]。所以鸟巢的球体温室通过科学的平衡力结构设计，所构建的张拉力与平衡力，能抵御强大的雪压与风袭，这是鸟巢温室强大抗灾能力形成的主要原因；这些结构上的突破为鸟巢温室构建起一个独特的强大的物理基础与空间，是普通构造温室所不能比拟的。那么这种结构是不是就没有软肋与弱点呢？也不是，这种纯三角构建的球体温室一旦居部受到外力的破坏，整体结构的张力失去后，就会像多米诺骨牌一样，出现连绵效应，会导到整体球体的塌陷[13]；基于这问题，我们就创造出了蜂窝结构与三角结构的空间桁架复合模式，这是蜂窝五边形六边形结构所体现的优势，通过五边形或者六边形的结构分区，形成了力学的局部最大化，一是增加了局部抗击力的数倍提高，二是即使局部结构破坏，也能抑制多米诺骨牌效应的发生，出现连续的塌陷，有利于进行局部维修而不影响整体。这种蜂窝结构与三角结构的复合结构，所形成的空间桁架式鸟巢温室，具有数倍于单独三角结构的抗性，是当前温室中抗击强度最大的温室，这种复合结构为鸟巢更大空间的构建提供了最为科学的力学基础，可以在原来三角结构的基础上，构建出更大更为壮观的温室结构，为单体温室空间的最大化突破奠定了基础，从原来的单体200m2到现在的2000m2，使可建的单体温室大小提高了10倍；这种基于蜂窝结构与鸟巢三角结构为基础的球体温室在农业生产的气候调节上有哪些方面优势呢，这是研究与生产者最为关注的问题，通过近三年的研究及生产试验，总结出以下几大优势，也通过设计上的创新组合，完善了新型温室产能与运用效果的最佳化最大化，现把鸟巢型温室的科学构造与气候调节优势归纳如下，以供生产及科研借鉴。、鸟巢温室的光效应光环境对农业生产来说是极为重要的，是绿色植物进行生物转化的基础，它直接关系到植物的产量与质量；那么鸟巢温室具有哪些光优势与特点呢，普通温室在建造时常受冬季太阳光日偏角的影响而需要确定温室的走向，如南方温室大多采用南北走向，而北方温室一般采用东西走向，而球体温室是一个多面体结构，不需考虑温室座向的同时，它每个细分体的三角形切面结构，能为光照的入射提高垂直的照射角。也就是太阳光照和角度不管是哪个方向与高度入射，三角切面构建的鸟巢球体，它总有一个面是与光照射垂直的，这样就使温室的光摄入效果达到最佳，而且入射的光线进入球体的多面体内部结构后，可以通过不断的反射而创造最佳的柔性漫光效果，就如影棚光一样，没有温室内的光阴影，这是普通温室所不具备的特点。能为作物生长创造出最佳的光环境，能使光资源缺乏的地区或季节，得到最佳的光利用。这种光效果的创造更利于温室内空间的立体设计耕作，也更利于作物对光有效幅射的最大化利用及生物转化。、鸟巢温室的保温效应与新型保温技术的组合创新鸟巢温室的球体表面积具有最小化的幅射散热效应，所以寒季低温来袭的夜晚，与相同空间的温室进行比较，鸟巢型的热散发损失是最小的，同比条件下，可以节省30%的温室能源。在相同空间下，球体构造的温室，在南方地区早晨太阳出来前进行室温比较，球体鸟巢温室比普通温室至少高3-5℃以上；这是结构变化后对温室所产生的影响效应；同时鸟巢温室在冬季的白天，它还具有最佳的光摄入角，与多角度的光射入面与点，所以能充分发挥光照捕获效应，产生最佳的聚热效果；所以在寒季的白天鸟巢具有升温快的优势，这也是球体结构的光聚效果在温室上的体现；那么温室除了具有优势的结构外，要达到最佳的气候调节效果，还得结合保温技术，传统温室的结构大多采用草帘或者是棉被保温，那么在球面上覆盖保温材料在操作技术上有一定的难度，不像隧道形温室覆盖物操作那么方便[16]；蜂窝型的鸟巢结构的保温可以采用以下二种创新组合技术，一是双层膜充气保温，二是填充肥皂泡实现绝缘保温。长江以南气候下，一般采用双层膜的空气夹层保温即可，因为鸟巢构造除了覆外膜外，还可以在空间桁架为基础的内蜂窝结构上安装卡槽覆盖内膜，这样自然就形成了具有30-50cm厚空间桁架的双层充气夹层，达到双层膜的保温效果。每增一层膜所产生的效应大概可以提高5℃，那么在长江以南地区的气候条件下，通过双膜覆盖则基本可回避极低气温对作物的寒害冻寒影响；肥皂泡保温是新型的创新保温方式，它是基于球形温室独特构造所开发的保温模式，而且具有超强的保温性，与方便实用的使用性，更是一种节能环保可持续循环的技术；以下作简要的介绍。中国奥运水立方的覆膜技术就是采用众多气泡膜的多边形组合，这种可充气的中间夹层的气泡可以有效的阻隔热的幅射传递；采用肥皂水吹成直径0.8cm的气泡，形成了大量的空气静止层，而静止空气具有极低的导热系统，从而形成了良好的绝缘隔热效果。根据这一原理，于温室的夹层间填充厚度约50cm的肥皂气泡，而且是流体状充斥无断层，根据每个气泡的热绝缘值r=1计算，50cm的肥皂泡就可以产生R值为40的效果[18]，相当于数十层玻璃的隔热效果，而且这种气泡覆盖的方式是动态的，可人为操作或自动控制，更重要的是它的成本低，肥皂泡老化破裂成水后又可以收集循环利用，大大降低了保温覆盖的成本；这种肥皂泡填充的方式为温室的极寒区应用提供了技术支撑，可以在零下30℃的低温区使用，达到温室周年生产的效果；目前气泡温室已于黑龙江大庆农科院及河南温县等地运用中试，表现出良好的保温效果，是普通保温棉被覆盖所不可比拟的；这种气泡填充覆盖的方式它不仅适合于冬季夜晚的覆盖保温，其实还可以用在夏季高温天气的覆盖遮阴，这种遮阴所产生的效果也是普通遮阴网覆盖法所达不到的，它可以透入可见光形成漫射效果，而可以把热效应的红外光过滤，也可以阻挡外温室热量的传输，是一种不影响光合作用的遮光新技术，就如自然界的云朵漂移，创造最佳的温室光环境；、温室内蓄热系统的设计在全球能源危机的背景下，温室的节能显得极为重要，如果还是采用传统的思路，寒季的加温将成为农产品生产的主要成本，也成为能源浪费的主要环节；温室的性能除了上述的围障保温外，要达到节能的效果，更重要是要充分利用可持续的太阳光能源，只有的光幅射能得以充分利用才是最终低碳减排的关键；传统温室除了北方有土墙的日光温室以外，大多数的温室没有良好的蓄热系统，一遇寒冷，大多只依赖于燃油或者煤能源，使温室的运行成本大大提高；北方土墙式日光温室之所以在冬季达到节能效果，主要是因为厚实北墙的土蓄热，这种朝南的土墙设计白天可以吸收大量的太阳热幅射，一到晚上夜温渐渐降低时它可以缓缓释放潜热，从而达到温度的缓冲与能源节省的效果；最近北方有些地区开发石头作墙建成的石头温室其实也是利用石头的白天吸热晚上放热的特性来达到温室的温度缓冲与节能的效果；而鸟巢温室则引入了水蓄热系统，因为自然界中，水的比热是土与石头的三至五倍，也就是让水升高一度或降低一度温度，它所吸收与释放的热量是土及石头的三倍，这样我们就可以利用更少体积的水达到类似日光温室土墙的蓄热效果；水在鸟巢温室中可以采用中心水体法，也可以利用鸟巢四周排列涂黑水袋或水柱的方法。一般要达到良好的蓄热效果，通常需要50-100kg/m2的水，这些水系的设计，可以于鸟巢温室中心留出10%（占温室面积）的地面面积，用铁丝网围池覆膜的方法来构建，这种方式成本低建造方便，而且最好把膜涂成黑色，让它于白天吸收更多的热量，也可以环绕鸟巢温室的一周，排列水柱或水袋，水柱或袋的直径为0.5m-0.8m，高1m，紧密排列，建造时可以先设钢构围栏，然后排列水袋或水柱，就像给温室安装了大型的太阳能热水器。这些黑色的水容器具有强大的蓄热性，可以使温室的耗能降低70%以上。、利用球体温室的烟囱效应科学设计通风排气系统通风除了影响温度外，还影响到作物光合作用的二氧化碳流通，当温室通风条件差时，作物容易得病。而且在夏季高温天气，如果没有良好的通风，温度的骤热会给作物生长带来生理压力，而严重影响生长发育，严重时会出现高温灼伤，当温室温度超过35度时，大多数作物会出现午休现象；普通温室的通风采用掀膜透气或者排风扇主动通风，而鸟巢温室与普通温室结构不同，它可以轻松地实现对流通风而无需太多的动力；因球形的圆顶结构，会使热空气上升聚顶，只需于温室的顶部开窗透气，于温室的下方开设入风口，就会像烟囱一样，源源不断地外排热空气；更为巧妙的是风从下窗口吹进后会在球体内产生涡旋加强效应，使风速加快，更利于顶窗的热气流外排，这种通风设计无需动力，不像传统的隧道式温室需要排风扇的动力辅助，因传统温室大多采用横向排风，而球体温室结构使自然气流作用下不需动力就可以实现垂直的纵向通风；那么窗的启闭如何去控制呢，传统的温室大多采用手动方式，或者电动功能结合，而鸟巢型温室的新设计，我们创新性地开发了无动力智能顶杆系统，只需每扇窗安装一至二根顶杆就可以实现自动启闭；当温度高时自动顶开窗户，当温度下降至一定范围，顶杆在弹簧作用下收缩关闭，而且更重要的是顶杆是可以调节范围的，可以设定温度值，这种无需电动力的智能系统，主要是根据乙醚热胀冷缩的原理开发，在顶杆的尾端注入乙醚气体，当温度升高时，产生气压把伸缩杆顶开，从而实现开窗动作；当气温下降，乙醚气压消除，顶杆上的弹簧则收缩把窗户关闭，可以通过乙醚气室端的螺栓退进退出的方式来调节启闭温度；这种无动力系统具有智能化程度高而且稳定无故障的优势，特别在鸟巢温室上的运用意义重大，因为鸟巢温室顶窗通常在十多米的高处，这么高的窗户如果采用人工启闭会非常麻烦，如果采用电动，一旦停电也难以开启与关闭；、冷却塔技术结合使鸟巢温室的封闭栽培成为可能普通温室一到盛夏季节，只能掀膜或者启动湿帘与排风系统，与外界的空气交换量极大，虽然温室下降，但同时也带入了大量的病虫源，这是当前温室栽培难以实现免农药生产的关键原因；如果采用相对封闭的方式，又会导致温室温度过高的问题；当前降温也有采用温室的顶微喷弥雾，但这种方式会使温室空间的湿度提高或者叶片沾水，而使病害感染传播的机率增加；鸟巢型温室利用它的高旷性，与热量的聚顶性，再结合上下对流的通风优势，采用了中心布设冷却塔的方式进行降温，这种方式也有点类似于人工瀑布及工业上运用的冷却塔；于温室中心水体的上方安装水幕系统或者喷淋喷头，把地下水引入温室顶部，尔后从高10m以上的地方如瀑布般的泻流而下，这种水幕或瀑布其水珠大，不会使温室湿度提高过多，而且在这么高的行程下坠过程中与热空气发生了热交换，从而使空气温度下降，下降后的空气又把热流上推，周而复始形成了上下对流，热气通过顶窗外排，与水发生热交换的冷空气下沉，从而形成了自然的对流交换式降温；尽管夏日温度高，但地下水的温度始终是较为稳定，十多度的地下水进入30℃多度的温室环境中，可以产生非常高效的热交换效应；如果在没有地下水资源的情况下，可以于温室外建一较大的水池，并安装喷泉式散热泵，从温室水体中溢流出来的水，通过散热池的降温，又可以返回人工瀑布冷却系统，从而达到温室内外热交换的效果，这种以水作为载体进行交换式降温的方式，不需要温室有太大的通风量，可以大大减少病虫入侵的机率，是实现免农药生产的关健。、拟森林系统在鸟巢温室气候调节上运用在自然界中森林生态系统与所营造的气候是相对稳定的，利用鸟巢温室的高旷性，可以根据不同的光生态层次布局立体化的空间，在自然界森林系统中，具有多层林冠所构建的多元化生态系统，具有强大的生态及气候稳定性，而且各生态层之间产生相互的协同共生促进关系，使单位面积的生物产出量数倍于当前农业温室的线性耕作；鸟巢温室的高度大多在10m以上，可以容纳乔木、灌木、藤本等高层作物，当空间全部布满绿色植物后，等于给温室安装上巨大表面积的蒸腾降温系统，所以自然界中森林气候往往较为稳定，盛夏高温对林分茂盛的区域胁迫性影响不大，林冠下的生物照常生长发育良好；拟自然森林系统是结合耕作需要所形成的人工模拟系统，它不能混交杂合太多无用的树种，需以生产农作物与蔬菜瓜果等经济植物为主要目标，但同时又得达到多层次冠层的效果，为单位面积的最大产出额提供生物质基础；当前用于鸟巢温室复合多元化耕作系统的建立主要有以下几种：A、是中温室高4m-5m处进行吊顶分层，把温室分为二层楼结构，同样采用三角形网架式钢构技术，并在吊顶钢架上铺设铁丝网，可以透光但又能承重与走人，这样就可以在吊顶二楼栽培喜阳的瓜果植物或者攀爬的藤本植物（如葡萄、百香果、猕猴桃等）；这些植物繁茂的枝叶为底层的叶绿蔬菜或者喜阴耐阴经济植物提供遮阴，同时也为光幅射的充分转化生物质提供了大量的光合生态层；也可以采用钢结构技术构建高大的模拟钢构树，利用钢架树作为攀爬架，让瓜果藤蔓攀架而长，形成如自然界森林系统中的高大乔木，以占领与营造出良好的上层光合空间，为生物量最大化捕获利用更多的有效光幅射；通过森林系统的营造，鸟巢温室内各种经济植物各得其所，气候调节更为容易。在不需太多装备与能源投入的情况下，就可以实现夏季的降温；其实降温过程除了遮阴与蒸腾降温外，还与温室内总含水量的提高有关（包括水体水、营养液水、及生物含水量等）；布满空间的绿色植物含有大量的水，所起的缓冲作用也是较大的贡献。这种拟森林系统在普通低矮的温室中较难构建，会影响通风与透光，而鸟巢温室特有的空间构造，为森林系统构建提供条件；这种利用植物空间布局所产生的降温与遮光技术也可以叫做蓝绿技术，都是生物技术的科学运用，也是生态型温室构建的重要设计技术。、蓝绿藻培养技术对温室能源及气候调节的贡献。在上述提到的蓝绿技术中，绿代表着植物的遮阴与降温，蓝则是运用蓝绿藻来实现生物质能源的转换；在温室设计中为了达到最佳的蓄热调温系统，大多引入水为载体的蓄热系统；那么如何充分利用水体，就成为高效节能的一个重要技术；其实水不仅仅是蓄热与放热的载体，其实它还可以通过水系统的科学设计成为栽培蓝绿藻获取生物质能源的重载体；在世界上最初出现的植物其实就是海洋中的蓝绿藻，这些看起来很不起眼的生物，其实是世界上生长速度最为的植物，它以无性繁殖的方式进行快速分裂，在条件最为适合的环境中，24h它的生物量可以提高一倍；但限于自然界的水域，因温度、光照、水质等因素难以最优化而影响它固有的生长速度；如果在温室中进行科学设计与调节，可以产生惊人的生物增长量；在上述已论及的水蓄热系统中，四周的水体可以设计成藻培育生长系统，只需把透明的薄膜柱体底部连通形成一个水培循环系统，通过水循环与曝气溶入更多的二氧化碳，通过加入有机废物的发酵液作为营养源，就可以成为藻生长的良好系统；这种管柱式的培育系统其效率数倍于传统的池塘系统，因池塘只有表层是光照充足的光合层，越深处藻的生长因光照不足而越受抑制；而这种管柱式的水体四周透明，光照摄入量大而且较为均匀，非常有利于藻类的生长；这些在管柱中培育的藻可以通过简易的循环过滤收获，收获后的藻可以用普通的榨油机获取藻油，这些生物油可以作为冬季加温的燃料；另外一种设计是，利用温室的内夹层薄膜为水循环的承载体，水通过内膜的表面缓缓地均匀地从薄膜上流下，就像水培蔬菜的NFT系统，它具有充足的光照射，而且如果往密封的夹层膜空间内输入更多的二氧化碳，更有利于藻的生长，这种利用内膜流水培养的方式既生长了藻，又起到了很好的光过滤与降温效果，可谓是一举两得之招。在鸟巢温室的最外沿地缘处构建集水槽，收集膜流水并统一回流至地下蓄水池，收集的水又得以再次循环，这样就可以间歇性地让水中的藻得以曝光，对光合的影响较小，因为光合作用本身需要光暗期的交替；另外回流的收集池建于地下，有利于温度稳定，与夏日的降温，因藻在过高的温度下会抑制发育与生长。这种利用夏季充足过剩的光照作为能源，转化为生物质能，再于寒季作为加温燃料使用，是一种异季的能量贮藏与运用，是一种最可持续的方法，也是未来获取生物质能源最为有效的简易措施，它比种植其它的生物质能源植物效率要高数十倍甚至上百倍，估计此设计将会成为未来生态温室构建的最重要能源解决方案。、空间电场技术在鸟巢温室技术中的运用在自然界生物进化过程中都离不开地球电磁场的作用，所以生物的磁效应自然也成为生物生理效应的一部份；在球形的鸟巢温室中，空间电场的构建较为简单，只需在温室的顶部中心位置悬挂放电球，利用温室的钢构外壳接地，自然就形成了空间电场；空间电场强度达到一定域值后，可以发挥它的物理杀菌作用，使浮动于空气中的细菌真菌得以消除；同时在放电过程中电击空气还可以产生部份氧化氮，作为植物生长的叶面肥被吸收，犹如自然界的雷电效果；当温室内湿度过高雾气笼罩时，开启电场还可以除雾作用，让空气变得透澈；经多年研究与生产实践运用，电场对作用范围的植物叶片，具有促进气孔开度，加快二氧化碳吸收的功能，所以电场在温室中运用常常也作为促进光合，加快二氧化碳吸收的重要辅助措施，形成了电场与二氧化碳气肥同补的技术体系。空间电场防病促长装置在鸟巢温室中的运用可以有效控制病害的滋生与传播，是实现作物健生栽培的一项必不可少的物理农业措施，在没有任何化学残留的情况下有效达到防病促长效果；生产使用时一般在上午光合作用效率最高的8-10点左右开启，能大大加快光合效率促进生物转化；也可以用于阴天的弱光天气，在光强不足情况下，开启电场有类似于强化光照促进碳同化的效果，在连续阴天影响作物生长时，可以通过电场的作用得以缓减。、水循环技术的结合运用水资源是农业生产的重要基础，目前淡水资源中70%的水是用于农业灌溉用水，传统温室用水量大而且没有循环利用，达不到有效节水的目的；而球形鸟巢在设计时，把水循环作为一项重要的技术得以结合；一是利用鸟巢温室地缘一周设计雨水收集槽，集雨面收集的雨水直接进入温室中心的水体，可以作为养殖、降温、及栽培用水，这些雨水如果要作为生活之用可以再流经温室一周的砾质沙培槽进行人工湿地过滤，就可以成为生活用水，也可以作为无土栽培用水；降雨量大的地区只需收集雨水就可以满足鸟巢温室内无土栽培的用水需要；另外鸟巢温室是一个球体的蒸馏器，水分经蒸发后在球体大棚内遇膜会凝结成水珠，就像是一个太阳能蒸馏器，水蒸气凝成水珠后通过弧形薄膜重力作用下滑，又可以于温室地缘处的收集槽收集而重复利用，这种球形的温室结构可以有效地作为太阳能蒸馏器使用，特别适合于水资源缺乏地区获取空气中蓄存水蒸气的收集装置；现在科学家已形成一个大胆的构想，就是利用球形温室的太阳能蒸馏优势，把海水引入沙漠，再经海水蒸发蒸馏收集获取淡水，在沙漠上建立温室，这种球形的温室具有高效的蒸馏取水效果，它将为未来的沙漠绿化起到重要的作用。鸟巢温室的开发利用及效益评价(续2）、鸟巢温室的设计及建造技术这种穹顶温室的结构原型发明于上世纪40年代，是美国一位叫布基的科学家，他是一位极富才华的数学家、哲学家、诗人与建筑设计师，源于它丰富的想象力与科学功底，以及对未来建设的伟大预言。目前这种设计模型已广泛地运用于建筑行业，并形成了蜂窝建筑的力学理论[38]，而且在军事的雷达罩天线置及气象观测台上都得以广泛的运用。但在农业上的运用，最有划时代意义的还是美国的生物圈二号的设计，它开启了生态生物领域运用的大门。从模型来说，穹顶温室是几何二十面体结构的一个截面，它由通过精确计算的不同长度的材料组合而成，以三角形为组合单元所构成的一个半球结构。以下具体就以农业生产上的穹顶温室之构建作些简要的介绍。、场地的选择穹顶温室建造与常规温室建造相比，场地的要求没有太多的要求，不需要考虑走向与排列，只要有一块相对平坦的地块即可，其球的直径可因地而灵活决定，可以因地制宜建造各种不同直径规格的球体。但如果用于栽培农作物，则以有电有水有光及道路方便的地方建造为好，可以发挥其最大的穹顶生态与生物生长效果。、材料的选择对于材料选择也没有普通温室严格，因为它的构造都是有短距的材料拱建而成，对材料强度要求不高，可以是木条、竹竿、钢管、塑料管等材料，但如果条件许可最好是以轻型的不锈钢管为好，这样可以使整个温室的轻巧度提高。不过也因生产实际需要而灵活选择，如球体小的可以用木条或者竹竿，这些材料成本更低，而建成后也不失其牢固度。这在庭院穹顶设计上运用较多。对于跨度大的穹顶，通常以钢构为好，因为跨度增大后其每根材料的长度也变长，相对要求增强材料的强度，才可以达到最佳的受力效果。、维数的确定所谓维数，其实简单的理解就是穹的底边至顶点的层数，球体越大层数越多，其维数也就越大，不同的维数构成的穹顶温室，有不同的建造方法，用到不同的材料根数与尺寸长度。维数越大，组成球体的弧线上节点也越多，球的外观也就更圆，但同时材料的用量也就自然增加，农业生产上一般小型的温室（直径10米以下）通常采用3-4维结构，直径10-20米的较大温室则以5-6维设计为好，如果是大型的温室如直径达20-30米以上占地近1亩的，通常采用6-8维设计，也就是温室越大维数也就要增大，这样温室才具有更好的综合性状。、尺寸的计算具体的计算因涉及太多的数学公式，这里不再叙述，只以即定案例的方式，作些简要的介绍。如你需要建造一个直径8米的温室，而采用的是4维结构。通过计算需要以下几种长度规格的材料与根数，A：1.0127m*30；B：1.1781*60；C：1.181*30；D：1.1944*30；E：1.2515*70；F：1.2997*30；穹顶高度h为4m。基建成的效果图如下：&&、现场的安装穹顶温室的安装必须严格按照计算的长度与几何组图去安装，否则只要存在一根错位，就难以安装成功，这些尺寸与数量都是通过精确计算的结果，必须按规格对位组合。现把装配图勾画如下：&有了装配图从理论上应该说就可以组装成球，但在实际生产的运用上，这些不同规格材料的组合连接还是最重要的技术问题，如何把这些材料连接成三角形、五角形、六角形，最终成一个球形。连接的方法因材料不同采用不同的连接方法，木条的连接采用专门设计的连接器，钢管的连接可以直接打孔并用镙杆固定，也可用套接型连接器套接后上紧镙丝固定，PVC管材可以把材料两头削制成楔形，尔后上紧螺丝进行连接。但这里还需要注意的就是，材料的概念长度与装配因连接所需的实际长度有所区别，必须把因连接而延伸或缩短的部份长度进行减或加，从而才能让实际装配的中心点位置与理论计算位置相符。比妨说钢管的理论长度为A--1.0127m，而装配上螺杆或螺丝所耗的实际长度为每端2.5cm，那么在取材料时必须把各种规格的理论长度基础上加长5cm，这样才能达到装配成球的效果，否则都会改变计算效果，做不成穹型。现把各种材料的连接方法以图示的方法展示给大家作为参考。&除了上述的连接装配相关的一些技术外，还有装配次序的问题，通常情况下都是以顶点的A开始安装，遵循从顶点到底边的方法，这样可以减免从下往上安装带来的不便，无需梯架等高空作业工具，而且地面组装安全而快捷。、系统的设计（如示图）安装完毕后，接下去的工程就是系统的设计，系统的设计是发挥穹顶温室最佳运行功能的关键，从植物栽培角度来说，相关较为紧密的因子为温光气热水，如何创造最适合的生长因子环境是系统设计科学合理性的体现。首先从保温角度来说，穹顶本身具有较大的空间与较强的蓄热保温性，但从科学的设计角度来说，最好于正北面设立隔热反光板，面积约2/5帧的一个组合大三角（如图），可以用聚氨酯发泡填充，也可用玻纤材料隔热，表面再涂反光材料可者覆反光膜，起到更好的隔热与反光作用。水体的大小按以下比例设定，也就是温室空间越大水体容量也要求较大，以起到更好的调温调湿作用，一般水体设计以结合水产养殖或水生生物培育为好，起到更好的生态循环与稳定之作用。通风的设计，一般采用顶装冲天炉，下侧方开设通风口即可，任由自然通风，达到节能之效果，这种设计也是穹顶温室最大的特点，是与普通温室的水平通风最大的区别，能使热空气的上下对流通风发挥出最佳的效能。也是它能保持夏日适合温度的重要设计。微喷降温设计与地降温加温设计，于穹顶的节点上，围绕中心点，第间隔一维安装一环微喷降温管，空间的安装3-4环即可，较小的只需安装1-2环，这种高空弥雾可以达到最佳的降温效果，比普通温室的弥雾降温有更大的气化散热空间；另外，地降温与加温的设计就是于土壤下均匀地围埋通气管，实现穹顶空气与土壤的热交换与热贮藏，也对冬季或夏热起到很好的热缓冲作用。&&除了上述的系统设计外，内部空间的设计利用通常采用垂直气雾栽培法设计，以提高空间利用率，同时还需遵循多物种共生互作的原则，实现生物链的循环，与生产的零排放，达到最佳的生态社会与经济效益。鸟巢温室的开发利用及效益评价（续3）、鸟巢温室在生产生活军事上的运用鸟巢温室是一种介于温室及房屋住宅之间的一种边缘建筑，可以用于农业生产的温室大棚也可以用于其它各个领域，以下就各领域的运用作些简要介绍，重点突出农业的广泛运用前景，通过介绍让大家对鸟巢温室有更深刻的认识，既拓展了思路又能激发大家想像力与创造力；农业生态是与人们生产生活相关最为密切的生态系统，在全球性强调生态文明的情况下，如何构建科学的可持续的农业生态系统将是科研与生产工作者的重心；鸟巢温室的运用可以说是一种生态可持续的技术平台，通过它可以构建众多的生态子体系，包括生态住宅在内的外延运用。、鸟巢温室在农业生产上的运用农业生产是人类社会所有产业中最基础的产业，历经数千年的发展，农业经历了多种耕作方式的转变，才有现代农业的空前发展，但在发展的背后却也带给人类太多的负面包袱；如当前完全依赖于石油运输的农产品供应体系，将大大影响当前农业的可持续永久性，普通的农产品平均要运输上千公里才到消费者手中，这与气候及土壤的多样性及环境的选择性有关，现有的耕作方式与温室体系很难在任何一个地方生产任何农产品，所以存在着远距离运输大量耗能的问题；同时也与消费者同农耕脱离的生活方式有关，因为传统的农耕方式技术要求高耗时多，不可能像普通生活电器一样成为生活的一部份，如果耕作就像电器的使用一样，那农业生产获取食物的方式就变成生活方式，这样就可以实现城市家庭的真正可持续，真正永续的发展；这种依赖于远距离运输的农业体系我们也叫做石油农业，它随着能源危机的日益加剧，最终将会被击垮；那么人类的可持续生态文明之路该如何走呢？首先通过科技创新实现农业生产方式的转变，就如最近美国农业专家与设计师提出的新概念农业“耕作大楼”它可以数千倍地提高单位面积的耕作效率，一亩地可以养活5万人的大胆构思；而且与城市功能有机结合，让城市耕作农场融入城市建设的一部份，这是未来可持续城市发展的必然；也就是说农业得向空间要土地，得向精准可控化发展实现任何农产品的异地生产；在任何地方任何气候条件下都可以构建出任何农产品的高效生产系统，只有这样才能使农业的耗能得以解决，才能给农业的可持续找到出路；虽然这还是一个科学的构思，但它已经给人们提出了方向，也就是三维立体耕作思路，通过空间的集约化设计，达到单位面积产额的无限提升；鸟巢温室所构建的空间是一种当前农业水平条件下可实现的技术，可以实现并即时运用的新型三维耕作体系；它对农业气候的营造及对空间的充分利用来说都是普通温室难以企及的，以下就鸟巢温室的空间化生态利用作些模式介绍，而且是已实现在生产中推广的实实在在的耕作方式，它将为农业生产转型，农业生态可持续文明构建提供新思路。4.1.1、鸟巢温室技术与雾培农业结合，构建三维耕作的立体化蔬菜工厂体系；蔬菜瓜果的安全供应是各级政府的首要工作与工程，为了丰富菜篮子提高人民生活水平，光提高产量不行，还得关注健康与安全，而当前的土壤耕作体系与开放式的温室大棚难以构建免化学农药的生产体系。而鸟巢温室的相对封闭性与高旷性，具有三维设计耕作的最大优势，及病虫入侵的良好屏障与围护；利用鸟巢温室中心的冷却塔技术可以以最小的空气交换量，达到最佳的温度效果；利用空间的高旷性可以轻松地进行三维化的雾培耕作设计，可以提高土地利用率至少三倍以上，再加上雾培生产作物生长速度的加快与耕作指数的提高，使单位产额提高至5-10倍，甚至更高；雾培农业与鸟巢温室的结合，是最为理想的耕作方式，首先雾培可以轻松地进行三维立体设计，如柱式栽培、塔式栽培、蔬菜树栽培等，可以充分利用光资源，达到最大化的生物量产出；如我们在云南文山州做的实验，在20m2的土地上，采用立体栽培，在35d周期内能产出700kg菜，相当于1m2日增生物量为1kg，是普通土壤耕作的数倍产额；雾培的优势它的根系悬挂于空中，不需任何基质，可以在高旷的鸟巢空间内构建任何栽培系统，可以更为合理的按照不同的光生态位，布局不同的品种，而且免除传统耕作的中耕、除草、施肥、打药等工作，大大降低劳动力成本，使蔬菜瓜果生产变得简单而清洁，是未来工业化蔬菜生产的趋势技术，它除了立体化发展优势外，鸟巢温室内的系统运行是闭锁循环的模式，可以达到最少的水与肥投入，没有任何的点滴外排与浪费，不会如土壤栽培或者水培那样，有土壤渗漏与废水外排。所以它的用水量只需土壤耕作的1%-5%,用肥量只需土壤栽培的20%；不会造成水资源浪费及环境的污染；如果温室内清洁卫生控制得好，基本不用农药就可以生产出正真绿色的安全型蔬菜；即使有虫害入侵也相对容易控制，没有土壤与杂草的滋生空间；而且雾培生产方式还具有生长速度加快的优势，是普通土壤栽培的3-5倍，一些瓜果类甚至是数十倍地提高；鸟巢型温室的蔬菜生产方式自研究成功到现在，虽然只有三年时间，但已受到二十多个国家与地区的关注与重视，在我国大江南北遍地开花。4.1.2鸟巢温室与农家乐结合构建风格独特的生态型餐厅农业发展到一定程度必然会走向功能的多元化，与旅游结合构建观光农业，与社区农产品需求结合，构建社区农场，与市民体验结合构建开心农场等。这些新型的农业将是未来农业转型的一种独特的增长方式，它也是农业由生产转变化生活方式的桥梁；我国温室型生态餐厅的经营与发展，就是利用农地进行餐饮经营的一种很好结合，它改变了传统单一的就餐环境，让消费者在生态绿色舒适的温室环境中用餐，这种改变一可以使农产品的远距离运输销售变为就地消费，减少了碳排。二可以让市民吃到最为新鲜的三现农产品（现采、现摘、现杀），口味鲜美营养保全，不像长途运输农产品失去了原有产品的营养与口味。三是在温室气候可调控的生态环境下用餐，空气清新，绿意盎然，舒适而健康，改变了城里拥挤嘈杂的封闭式包厢带来的压抑。在这样环境下用餐让人们回归生态、放松心情，增长见识体验农趣，所以这种类型的餐厅在近年的中国大江南北极为火爆。政府也出台相关政策给予支持与引导，成为农业转型与方式转变的一种成功模式；当前生态餐厅大多采用玻璃温室与联栋温室，这些温室一是造价不菲，普通农民与投资者难以企及，二是传统结构的温室为线性多支柱结构，进行内部生态设计与包厢区分受到一些限制，而且在气候调节控制上也出现能耗过高的问题，并且温室高度受限，很难进行空间的绿化覆盖设计；针对这些问题，鸟巢型生态餐厅可以有效地解决这些问题，鸟巢温室空间高旷可以充分利用上层空间进行花卉蔬果的空间绿化，为用餐环环境营造出绿色的生态氛围；无支柱结构更适合灵活的生态布局设计，让每个功能区的协同关系更易构建，实现生态温室系统内的生态循环与可持续；良好的通风加上地下水喷淋的冷却塔技术结合，使餐厅的夏日致冷能耗最低化，不需大量的空调耗能；可以通过微生态系统的区划设计，模拟出更多的生态子系统、如丛林、湿地、溪流、高山、沙漠、草原等，让温室形成一个仿自然气候与地理的微生物圈，更像是一个地球的微型缩影，而普通温室在整体功能设计时，常常只能根据温室的线性结构进行线性生态布局，难以达到球体温室浑然一体的感觉。4.1.3利用鸟巢温室的轻型性构建水上漂浮温室浮动温室也叫水上温室，它具有在水上漂移随水位升降的动态特点，具有不占陆地拓展水域的优势，是未来人们获取可耕作空间与再造陆地的一种新型技术模式。当前气候变化，海平面上升，陆地将会变得越来越少，生存与生活的空间必将面临着挑战，水上城市的方案在建筑业上已有许多科学家建筑师曾都有过设想，构建漂浮的城市，再造人类生存空间，为应对未来气候变化而构画出宏伟壮观的水上城市蓝图。其实水上城市或者温室，并不是近代科学的伟大设想，在圣经中就有诺亚方舟的故事记载，上帝指意诺亚建造一艘高约12m，长120m的大船，带上地球上的生灵，拯救即将发生的大洪灾。这虽是圣经的故事，但它给人们以思路与启示，也给人们生态破坏气候变化，物种终将灭绝与危机的警示。目前人口越来越多，气候变得越来越难预测，对生产生活及人类社会的发展都带来破坏性的影响。冰川融化气候变暖物种灭绝已成为不争的事实，如何应对，将是一个综合而复杂的科学问题，有移居外星的伟大遥想，也有面对现实的应对方案，当然移居水面也是其中之一。因水面积占地球的70%，它的开发利用远远大于陆地，不管是从海洋获取食物，还是能源与资源的开发，都给人类敞开着一个巨大的开发远景。水上居住，水上生活，水上生产，水上农耕等，也是不难实现的。&就说水上农耕，更是较切合实际的发展思路，比如现在沿海地区，常因土壤的盐碱化及淡水资源的缺乏而使农业生产受到影响，如果建立水上温室，进行无土耕作，利用海水蒸馏淡化处理作为生产生活用水，利用海浪或者风力发电满足能源需求，运用深海水的低温与蓄热进行温室气候的调控，既是一种可行的方案，又是一种节能生态可持续的技术路径。采用鸟巢温室构建技术用于水上漂浮农场的建设具有以下优势，可以抵抗强大的风袭，因为球体构造具有最小的迎风面，利用鸟巢结构空间大而且耗材省的优势，可以大大降低温室的自重，有利于水面的漂浮，运用铁丝网水泥造船技术构建基板，构建可操作的耕作平台，采用海水的太阳能蒸馏技术获取最节能的淡水资源，再利用立体化的雾培技术进行农作物的工厂化生产，用最少的淡水资源获取最大的作物生物量。同时又可以运用水域气候的优势，缓冲剧烈的气候波动性，为农作物的周年生产提供保障，同时也不会像陆地一样招恶劣气候的影响而减产无收。更具创新的是，其实它又是一个可漂浮的拟船农场，可以沿海岸搬移。目前，虽然还是一个设想，但从技术层面来说已基本具有可操作的技术让这想法实现，它的运用，可以为沿海城市提供蔬菜瓜果食物的保障，可以为海军提供最方便的后勤服务，可以为孤岛的农业耕作开创更广的发展空间，是一项利国利民的好思路，也是一项应对气候变化保障食物安全供给的战略措施。、鸟巢温室技术在军耕上的运用战争环境通常是远离城区，而且气候资源土壤条件都是较差的地域，甚至是沙漠、孤岛、边防哨所等非传统农耕适应区，在这些异常的特定的环境下，如何进行农业生产确保部队之军需，就必须形成有异于传统农耕模式的新型耕作技术，这叫军耕技术。军耕技术的研究与应用，发达国家较为前沿，如美国日本以色列等国家，它们在上世纪四十年代开始，就投入较大的人力与物力开始研究，而且在运用上形成了各种各样新模式新技术与新发明。而我国在该领域的研究及投入尚属空白或刚刚起步。美国二战期间把水耕技术的运用有机地与军事结合在一起，解决特定环间下官兵对蔬菜瓜果的需要，1969年在空间站上开始研究运用超声波雾化栽培，解决了失重情况下耕作的技术瓶颈，上世纪90年代末，以色列开发了可高效化生产蔬菜的流动式耕作车，这些农业高新技术的研究与运用无不烙刻着军事及战争的印记，近代更有不少军事科研工作者或航天航空专家开始投向农业高新技术领域的研究及运用，如美国诺贝尔提名奖获得者丹卡尔森就是一位参予过朝鲜战争的军人，他研究的声波喷雾技术现已成为物理农业领域的一大期帜；还有很多成功的或正在研究推广运用的天线矩阵耕作技术及埋碳农法者是部队高科技研究的伟大成果。由此可见一斑，就是农业高新技术的研究及运用往往与军事的发展之间存在着一层隐蔽的密切关系。而中国军事发展及与农耕的联系更是存着着鱼水不分的紧密关系，如新疆的建设兵团就是一支庞大的农业生产野战军，还有各地的农副业后勤基地，更是一支布点广泛的农业生产示范研究基地。革命战争时期，农业生产更是当时困难时期部队求生存度难关的有力武器，但以往的军耕大多只是采用传统的农耕模式，没有在科技性前沿性科研性上作过更多的探索及研究，是地方技术在部队的一种转移运用。那么在未来战争形势多变，世界动荡变化难测的情况下，如何在军耕技术上更进一步，并形成我军特有的技术体系与模式就显得极为重要，这也将成为军队战斗力及实力的标志。针对这些问题，我中心计划在军耕技术的研究上投入更多的精力，以形成适合我军当前形势的特有军耕技术与模式，为部队军耕服务，为应对未来战争多变环境服务，估计可于三年内初步建立适应各种环境与作战需求的军耕新模式。其中鸟巢型雾培蔬菜生产技术就是一项能在恶劣环境下进行高效耕作的崭新模式，还有鱼菜共生、工厂化牧草生产、闭锁型种养系统、防空洞型蔬菜工厂、远程农场、海上植物工厂等技术，将会在未来的三年中初步成形与中试运用，以提高我军的农耕装备。、鸟巢温室在闭锁型温室设计上的运用目前我国所有的温室基本上属于半封闭型温室，这种温室的气候调节主要采用通风与对流的方式，这种传统的调节技术存在一个致命的问题，就是外界的传播传染源不能切断，同时温室内的二气化碳浓度也不能提高，导致温室的屏障保护功能丧失，同样会出现病虫危害，同样需要采用农药进行防治，难以生产出真正不用杀虫的免农药蔬菜。而采用全封闭的策略后，温室就变成了类植物工厂的模式，可以做到完全不用农药，温室就相当于一个闭封的生态球系统，不会受到外界不良的环境干扰与病虫入侵，是稳定化安全化生产的模式。而且它既具植物工厂的集约化标准化洁净化的优势之同时，又具有最大的节能特性，只需普通温室的20-50%的能源投入即可。那么在完全封闭的温室内如何实现夏季的高温降温问题与冬季的加温保温问题呢？这问题一直也是温室设施研究者困扰的长期性问题。如果采用传统的降温与加温思路，在全封闭的情况下难以实现节能化与环境调控的最优化。在鸟巢温室技术基础上，引进冷却塔技术就可以轻松实现节能化调温与气候最优化的效果，它利用地下水送入冷却塔以达到温室内环境降温的效果，同时因冷却降温后，温室内形成大最冷凝蒸馏水又可以轻松收集回流作为气雾培的营养液配水。达到了水资源的循环利用，据初步估计，这种封闭型温室可以大大抑制作物蒸腾，又可以让蒸腾冷却水回收，比开放式水资源节省近50-80%，用于水资源紧缺的盐碱区（沿海地区）或者沙漠地区都具有积极的作用，是一种节水型温室。&&&当然如果在海边建温室，流入温室的可以是海水，而收集回流的是蒸馏水，鸟巢温室就是一个巨大的太阳能蒸馏器。如果建于城市，可以利用灰水或者黑水作为流入源，黑水与灰水经由过滤硝化及植物吸收后的处理水，再作为进入冷却塔的导入水，实现调温与蒸馏获水的水源。海上温室的建设也可以采用该方式进行处理，实现封闭温室的调温及收集水的双重作用。封闭型温室最重要的贡献在于调温的节能化，及水的太阳能蒸馏获水，起到了节水节能的双重作用。而且在设施栽培中可以阻遏因空气流通而导致的病虫入侵，是解决农药使用问题的终极方案---封闭温室。封闭温室的开发与使用，为植物工厂技术的实用化作出了重要的技术支撑与环境保障。&&&&封闭温室除了冷却塔技术外，还可以采用顶淋水系统进行降温，该方法与顶微喷有很大的区别，顶微喷会使空气中弥漫细雾滴而导致温室湿度过高，而采用顶淋水的方案可以解决该问题，但顶淋水的设计必须与水下坠后的地面蒸发式收集槽结合，所谓蒸发式收集槽就是V形的淋水收集槽是以蜂窝状的湿帘组合而成，可以使水的气化表面积最大化，加快气化吸热降温过程，可以在温室上空或者地面建设蒸发收集槽，采用运行地下水的方式进行温度调节。如果温室空间高大也可设计与植物层冠的上方，也可设计与耕作区的行间，可以每隔10m，设计一排淋水降温系统。为了使降温效果更好，淋水管的离地高度必须在3m-4m以上，为整个温室构造出瀑布淋浴效果。构建封闭温室还有一个方法就是在行间或者空间，布设通气筒，于筒的一端开口处安装弥雾风机，把细雾吹入长筒内，实现降温而不增湿的效果，这种筒可以用软质的膜围合而成，可以因温室需要而进行随意布局，以达到良好的效果为冷。&&上述这些方法同样也可以用于加温，只要水源以太阳能热蓄水或者地下水都可以，太阳能加热后的热蓄水进入温室系统后，可以通过蒸发辐射方式很快使温室温度提高，用热泵也行，因一定深度的地下水往往具有很好的温度稳定性，就是在寒冬，深水层的地下水也可以十几度以上，这样的水进入温室后，也可以成为寒季的重要热源。&&&&温室的加温与降温是温室气候调节的最重要技术环节，而采用温室封闭，水源循环及太阳能的综合利用后，温室的气候调节技术就可以在完全封闭的环境下进行，使封闭温室技术可行性得以实现。温室封闭后，人为施入的二氧化碳气不会逃逸散失，可以让温室的二氧化碳浓度得以数倍的提高，又可以大大促进光合作用，提高生物质能的合成。在其它因子都相同的情况下，提高二氧化碳浓度可以使作物的产量至少提高30%-50%以上，有些作物甚至可以提高一倍以上。封闭型温室友综合效率是普通温室的数倍，降了降低能源成本外，更重要使作物生长加快实现免农药生产。它的贡献将会是一场革命，也将成为植物工厂产业的核心技术，更是解决农药让作物正真安全放心的变革技术，也是解决淡水匮乏区进行作物耕作的法宝，未来可以实现海水耕作，沙漠还绿，大大拓展人类的可耕空间，让沙漠变绿洲、让海上漂温室、让极地得挑战，让盐碱得复垦。封闭温室技术是一崭新的技术，它所涉及的技术除了热交换以外，还得有科学的温室结构设计与物理数学模型模拟与计算机的控制，只有这样才能让封闭温室技术从概念走向实用。、鸟巢温室在庭院花园建设计运用&庭院花园或菜园的建设已成为都市农业的重要组成部份,除了美化环境营造城市生态文明外,还具有较高的效益,渐渐将成为市民发展社区农业的主要模式.而庭院温室建造的设施技术在我国基本还处于空白状态,当前还没有一种综合性能良好,外型美观,经济实惠的温室在市场上出售,导致庭院生产整体水平不高,难以周年生产,难以集约经营.从产出效率来说,如果一户家庭有20-30m2的温室,可年产蔬菜500kg以上,基本可满足三口之家的蔬菜供给,这对于可持续农业与城市的和谐发展来说意义重大,是缓减农产品供需矛盾的一项重要技术措施.为了使单位面积耕作效率的提高,及生产的全年化稳定化进行,建造庭院温室成为必不可少的农业装备技术.这里介绍的鸟巢型庭院小温室可以基本满足都市温室建设的要求,(1)外型美观别致,不会影响都市景观;(2)强大的抗御灾害天气的能力,特别是风力大的楼顶,它能发挥强大的抗风性;(3)空间利用良好,可以实现多层次立体栽培或养殖;(4)方便循环型的鱼菜共生设计,构建可持续零排放的都市农业模式;(4)与阳光房或玻璃温室相比,成本低,经济实惠;(5)建造不受场地局限,灵活性大.鸟巢型小温室是一个迷你的农业生产系统,更是一个循环的生态球,它集休闲与生产功能为一体,能充分体现都市现代农业的高科技特色,能成为小孩认识自然、掌握农耕技术、倡导生态文明的重要科普园，对社会对生态的贡献来说意义重大。现把相关设计展示如下&&、鸟巢温室构造在农业可持续建筑上运用可持续、生态、环保、绿色理念是当前建设社会主义新农村及发展现代农业必须考虑的前提与基础，任何一项建设或者工程都要把可持续的生态文明作为衡量标准，特别是在全球气候变暖的今天，节能环保绿色生态已成为这个伟大时代的代名词，产业的发展是否低碳、城市的建设是否可持续性、家庭生活是否生态环保等都是倡导与建设生态文明的具体表现。而用于农业生产的相关建筑，如生态园、观光园、产业基地的管理用房、仓库、加工厂、临时住房等，当前主要还是依托于传统建筑理念，没有实现低碳可持续建筑的要求，针对这问题，我们进行了调研考察，分析了传统泥墙建筑、茅草竹木建筑的特点，并结合现代新型建筑的设计与建造技术，形成了既含合传统环保理念又具新潮建筑特点的边缘建筑风格。如铁丝网水泥结构、及沙袋土墙结构、钢架或竹木的鸟巢结构等，这些结构所涉技术简单，通过简单培训就可人人操作、而且可以就地取材减少建筑材料运输所带来的高能高碳之浪费，同时，也能给人耳目一新的观光效果与思维的激发。铁丝网水泥结构的特点：（1）&&&&就如雕塑一样可以发挥想像力进行铁丝网的随意造型，让建筑的艺术性得以提高，是非线性建筑灵活性最大化的体现。（2）&&&&成本大大降低，构造好丝网框架后，只需抹上一层水泥即可，其厚度大大低于现有的墙体厚度，使建筑材料成本大大降低，同时一体化的铁丝网骨架所构造出的混凝土整体结构，具有强大的牢固性。（如沿海地区的铁丝网水泥船就是采用该建造风格构造的）（3）&&&&不需专业化的技术人员，就可实现DIY操作，更适合农业建筑的低成本与实用之特点。（4）&&&&所涉材料种类少，只需铁丝网、水泥、河沙即可，适合于运输不便地区的建筑工程施工。沙袋土墙结构的特点：（1）&&&&该建筑风格是我国农村土坯墙建筑的改进与创新，在农村可以就地取材、建造材料来源广，如土壤、沙石、甚至无机的垃圾煤渣等都可作为建筑填料。（2）&&&&建筑所用到的袋材也可以灵活获取，如装饲料或者大米的编织袋或者破旧不用的布料所缝制的管袋皆可作为装料袋。（3）&&&&特别适合于曲面建筑或者随意化的艺术性造型设计，可以把装料后的管袋层层夯踏成各种形态的墙体，而且具有良好的隔热性与抗风抗震性。其实战争时的战壕就是用装料后的袋叠垛而成，也具有强大的防弹与抗爆能力。或者在拦截水流工程筑坝时也用土袋埋填的方法。（4）&&&&较适合贫困地区农民的自已动手建造，只需袋与土料即可，也是一种就地取材不耗资料与可持续性建筑。钢架或竹木的鸟巢结构特点：（1）&&&&不管是钢材或者竹木材料，采用鸟巢设计风格设计都具有材料最省化，强度最大化的特点，而且不需消耗大量的人力与物力，可以轻松快速地搭建。（2）&&&&风格独特，更适观光园建设，是一种极具特色的田园化创新设计。（3）&&&&空间大通风好，可用于生态包厢、小型的田园别墅、管理用房及仓储等随着全球气候变暖的不断加剧，人们不得不开始重新辨证地思考科技发展所带来的进步与不足，让一些传统的简易的朴素的建筑设计重现它的光芒，在传统基础上创新性地发展，往往是更加符合科学发展规律与可持续的生态之路。鸟巢温室的开发利用及效益评价(续4）、鸟巢温室的效益评价鸟巢温室从2007年底开始立项研究到现在近三年时间，虽然历时不长，但它于业界的影响非常巨大，受到国内外科研机构及生产企业的关注；现已在我国各省份建立中试基地，并受到全军农副业生产基地的高度重视，在全军各大军区建立示范进行推广；还被俄罗斯、哈萨克斯坦、韩国、台湾等国家与地区作为高新农业技术项目引进，现已部份国家建立推广示范基地。首先是它的外观独特深受旅游观光农业业主的喜爱，其次它高旷的空间为生态设计与立体运用带来便利，另外良好的保温与气候调节性体现农业生产上的实用价值，在异常气候环境中它又能表现出强大的抗风耐雪性，大大拓展了恶劣环境下温室蔬菜生产的空间。通过三年的研究与实践总结，鸟巢温室开发运用带来的效益是巨大的，具体有以下几方面：生态效益评价5.1.1土地资源的评价耕地是农业生产的基础，随着人口不断的急聚增长，城市化进程的不断加快，可耕土地资源越来越少，估计到2050年地球人口将达到80-100亿，如果还是采用当前的平面拓展的土耕方式，人类将会面临着食物的危机，及耕地开发带来的生态危机，这是人们不得不考虑的两大危机。而采用设施化结合的鸟巢型雾化培耕作体系，它可以使耕地的利用率提高到5倍以上，而且是永久可持续的耕作；当前的土地耕作模式除了耕地面积的限制外，其实还存在着土壤退化及水土流失带来的潜在危机，特别是园艺用地，土壤的连作障碍日益严重，生产力水平越来越低，农产品的产量与质量难以持续的保障；而鸟巢型的大温室，可以实现立体化垂直耕作，可以在不破坏原有土地资源基础上再造五倍的可耕空间，也就是仅仅是目前的技术水平，也可以解决五倍人口增长带来的食物供应压力；鸟巢温室空间的多元化利用，使农业生物量数倍地提高，这是解决人口增长食物安全保障的重要技术保障；鸟巢温室与雾培耕作技术的结合，还可以拓展现有非耕地的生产空间，在滩涂、沙漠、戈壁、高山、极寒区、岛屿、废弃矿坑、垃圾填埋区、湖泊水域等都可以建立鸟巢型植物工厂，而且不受气候影响实现周年生产，是项意义巨大的革命性农业科技。在未来，只需城市郊区的少量土地就可以实现城市蔬菜的自给，只需楼顶与庭院的零星面积就可以实现家庭蔬菜供应，是一项融合新型生活方式与理念的农耕新技术；对于土地资源稀缺的国家与城市，只有实现立体化垂直耕作才能实现食物安全的保障，只有利用高旷的鸟巢温室才能实现全球任何地区的高效生产。是未来持续性城市发展的重要配套功能。目前，我们对于粮食作物的生产也进行了试验，经上半年初步试验，在鸟巢温室进行立体化气雾栽培水稻熟期只需70-80d，大大缩短生长发育周期，而且是完全免农药的有机稻产品，通过科学立体设计，未来有望达到亩产万斤粮的产量指标，这意义之巨大也是划时代的革新，到时再也不需那么多的农田生产粮食，也不需考察粮区的气候因素，可以在北方任何地方实现双季或三季生产，为全球粮食保障与耕地的矛盾找到了新的技术出路，也为粮食的正真安全与无害找到了技术路径。5.1.2水资源评价世界淡水资源中70%是用于农业生产，其中农田灌溉是主要的耗水，传统土耕农业用水量大是因为土壤的地下渗漏及地面径流造成，而且这各开放式的生产方式，会造成地下水的严重富营养化污染，给生态环境的破坏也是空前的。而封闭式的鸟巢温室生产体系，结合了先进的鱼菜共生技术或者立体化雾培技术，水资源得以充分的循环利用，没有任何的浪费，对于资源极为紧缺的地区，甚至还可以利用鸟巢温室内膜蒸馏凝结的水示反回栽培系统，这样使植物叶片蒸腾水的水也得以循环利用，所以这种封闭型的鸟巢温室生产系统它的用水量只需传统农业用水量的1%-5%,大大减少水耗，实现水资源的可持续发展。在海水资源丰富的沿海或者较易实现海水引流工程的沙漠区，都可以建造大型的鸟巢型太阳能蒸馏器，用于蒸发收集蒸馏的淡水，是获取淡水资源成本最低的方式，只需把海水或盐碱水引入球形温室内，在封闭的温室空间内通过太阳能激发水蒸发，遇膜冷凝后就可以收集蒸馏后的清洁淡水，可以直接饮用或者无土栽培，当然废水也可以采用这种鸟巢型的蒸馏系统来低成本地获取淡水资源。在食品加工厂或养殖场排放的废水，可以通过建造鸟巢型温室的植物湿地公园，经由湿地植物与微生物处理后即可排出灰水，可以达到生活用水标准，这种仿天然的人工湿地系统运用鸟巢型温室设计，具有更加大的景观优势与高大植物的空间设计优系，每个有外排废水的区域都可配备一套鸟巢型的湿地公园，既处理了废水又缔造了生态景观与材用经济林木或者能源植物的生物收益，是实现企业零排放的一项重要生物修复技术。5.1.3碳平衡评价地球气候变暖与人类生产生活的碳排放急聚增加有关，如何减少碳排放构建碳中性或者平衡系统是工农业生产与生活中重要的技术与设计问题；鸟巢温室这种相对封闭性的系统其实就是一个相对独立的生命支持系统；在碳平衡设计中，鸟巢温室是一种低碳的温室模式，它的内部栽培不需涉及耕作机械的耗能，也没有冬季大量燃油加温所导致的碳排问题，它更是一个吸收碳转化生物量与放出氧气的仿森林氧吧，具有普通温室数倍的碳吸收能力；如果用于城市社区农场建设，更是一项平衡城市碳排的城中森林；就低碳零排放的温室设计而言，它主要利用太阳的可持续能源，利用太阳能实现冬季的反季耕作，无需依赖燃油或煤加温，通过鸟巢型肥皂泡保温技术的结合，在北方地区可以基本实现免加温工作，即使遇到无太阳能源的天气，也可以利用夏季培育的生物质藻油加温，实现能源消耗的可持续，这种具有高度保温与太阳能蓄热的鸟巢温室与普通温室相比节能效率可达90%，为冬季温室内反季栽培蔬菜提供了条件，为反季蔬菜的就地供应提供基础，可以大大减少外源远距离调运蔬菜导致的严重碳排问题，可就实现城市郊区的就地生产与供应；对北京地区玻璃温室的耗能调查，玻璃温室构造的花房，一个冬季所需加温的耗能成本将达到每平方米40元，这样高额投资的能源成本就抑制了当地冬令蔬菜的生产，也自然就依赖高碳排的远距离运输了；所以构建良好的保温温室减少能源的加温投入，发展当地蔬菜产业，是实现低碳的重要环节；另外鸟巢温室的多层耕作模式，也为本身系统的碳平衡设计提供了基础，在未来倡导发展种养混合的农业生态系统中，鸟巢温室具有独特的优势，当前一些地方我们偿试一个新碳平衡系统的构建，如利用鸟巢温室的一楼用于栽培食用菌或者养殖鱼、猪、鸡、牛等动物，实现系统内的碳平衡与能量互补，构建一个更为稳定的生态碳中性系统；动物产生的生物热或者养殖水体所蓄的热源都可以成温温室的加温能源，食用菌或者圈料发酵产生的生物质能源与动物呼吸产生的二氧化碳都可以成为二楼作物栽培的碳源与能量源；而且养殖池的废水或者禽蓄圈料都可以作为二楼栽培作物的肥源，实现肥的自供，不需外源远距离运输肥料的投入，也是一种减少碳排的环节。当代农业是基于高能碳排的农业体系，机械耕作用的燃油、运输用的石油、化肥农药的生产运输、农产品的远距离流通等，每个环境都存在高的碳排放量，而减缓碳排固定碳源的耕作层又过来单薄，导致总碳排过载，从而成为影响气候变暖的一个重要因子，采用鸟巢型温室技术结合科学的耕作模式，就可以有效解决上述的各种高碳排问是，建立低碳的碳平衡中性体系，为农业可持续发展提供重要的模式支撑。5.1.4环境评价从生态破坏环境污染来说，农业生产带来的危害是非常巨大的，我国是化肥农药施用量是全球最大的国家之一，据2002年统计，我国每年施用农药达50-60万吨，化肥3791万吨，这是个惊的的数据；也就是说每年至少要为我国的耕地投入这么多的污染源，其中植物吸收的化肥其实只占20%-30%，也就是大多数成为地下渗漏与径流的污染源，所以各地赤潮频发，是回江河湖泊已富营养化造成藻类的疯长，最终又破坏了水生生态系统，甚至使很多地方饮用水水源都成为问题；所以农业生产对环境的污染也是因为耕作体系是开放的非循环的，所以它也是注定难以持续的模式，所以当今世界农业趋势还得回归到有机耕作，可传统开放式的有机耕作，也很难抑制病虫危害而不用农药；只有基于环境相对封闭，系统生态闭锁循环，再加上病虫的科学有效控制，采用物理方法阻隔与预防，完全可以实现农药对环境带来的污染；而肥料与水的循环体系构建，又可以实现无渗漏与径流的零外排体系；这是未来农业生产走向零排放无污染的必然选择；否则环境污染日益加剧，生存和活空间都难以健康保障，最终危及生命与人类的可持续发展；只有零排放的可持续耕作才是环境友好型的永久耕作模式，人类可以在这星球上永续发展，否则一味地以破坏生态污染环境为代价，最终人类能否走千年百年都是很难说的事情；比如蜜峰的灭绝地球人类将不能持续3-4年，因为地球许多植物都需以蜜峰为授粉才能传宗接代；这不是危害耸听，因为生物间的生态链是环环相扣，一种物种的灭绝将导致从多相关物种的生存危胁；所以尊重生态与自然构建人与自然各谐的农业生产体系，确保环境与食物的安全是人类可持续的重要基础，是构建生态文明的重要内容。5.1.5能源评价能源危机已成现实，石油一旦耗尽，生产生活的运行将依赖于什么，这是世界性的问是，只有太阳能与风能等可持续能源的开发利用才可以让人类社会这庞大的机器得以正常运行，如美国的石油最多只能再供60年，那60年之后靠什么，所以当前人类社会必须强化能源危机概念，不管在是在生产还是生活中都可重视可持续能源体系的构建与利用；鸟巢型温室的耕作体现，减少了操作环境的大量能源投入，而且在气候调节措施上也采用了各种节能措施与免能耗系统；如开窗通风技术采用先进的无动力智能开窗系统，即可以达到准确的温度调控要求又无需动力，可以利用自然对流方式实现通风透气；利用肥皂泡技术构建温室的绝缘系统，让冬季夜晚的幅射性热耗散降到最低，再利用了庞大的水系蓄热，达到太阳能的最大化利用，还有生物质藻油能源的培养，实现生物质可持续能源的循环利用；采用肥皂泡保温及水体蓄热技术，既使在极寒区（-30℃）也不需外在的石化能源加温实现冬季的反季生产，这就是鸟巢温室气候调节性的重要意义，与普通温室相比综合节能降低90%；如果再于温室内结合相变材料聚热或者地下土壤蓄热及太阳能风能发电的结合，基本上可以实现外在能源的零投入，实现能源的可持续永久循环，真实实现零碳排温室。鸟巢温室的开发利用及效益评价&5.2经济效益评价&鸟巢温室技术通过三年的技术推广运用，在鸟巢型生态温室设计与建设项目上已形成了基本模式与技术服务体系，在全国将近建立了100多个示范基地，以下就以一个1000平方米低碳循环型鸟巢温室的内外部设计及投资预算、成本效益分析为例作综合介绍评价，为投资者提供参考与借鉴。&5.2.1生态循环型鸟巢温室设计与经济效益分析&温室设计&温室采用蜂窝三角复合的空间桁架结构，具有强大的抗风性与抗雪性；温室地缘直径36m，顶高12.5m，占地面积1017m2；桁架结构具有50cm的空间厚度，冬季可于温室内表面与外表面覆膜形成具有50厘米空气夹层的保温空间，大大降低温室的幅射降温；温室通风透气良好，采用顶开窗与底通风的方式结合方式，让气流在温室内形成自然