海南热区温室工程产、学、研现状与所面临问题探讨

海南热区温室工程产、学、研现状

温室工程行业发展现状

总体发展情况

过去人们认为，海南是天然大温室，用不着温室大棚设施。事实上，在国际旅游岛建设进一步深化、海南国家冬季瓜菜基地与海南省常年瓜菜基地开始建设的背景下，温室大棚设施对海南的重要性逐步显现。

海南作为我国最大的热区之一，其“热带”的特点将是海南发展设施农业的独特之处。温室大棚设施在海南的发展与内地有着很大的不同，可以直接拿来用的经验比较少。海南地区的热带（高温高湿）、台风、暴雨等气候特点是岛内发展设施农业的最大制约因素。因此，探索“热带（高温高湿）、台风、暴雨”条件下的设施农业发展模式在海南应该得到足够重视。

海南规模化发展设施农业起步较晚。至2000年以来，在有关项目资金的支持下，海南省温室大棚栽培瓜菜面积逐年增加。大棚种植的作物由单一的哈密瓜，发展到蔬菜、花卉、食用菌，以及部分热带果树。大棚设施栽培的地域也从南部几个市县向全省扩展。特别是近两年来，在现代农业生产发展资金补贴的推动下，海南省温室大棚栽培瓜菜的面积不断扩大。截至2011年底，海南全省温室大棚设施栽培瓜菜面积达到1.2 万公顷（18 万亩）。

基于海南热区气候特点的主要温室大棚类型介绍

目前，在海南使用范围较广的温室大棚类型主要包括：简易圆拱形连栋大棚、平顶荫棚（网室）、部分锯齿形连栋温室。PC板及玻璃覆盖的文洛型温室仅限于部分的科研、观光、育苗等使用。

对简易圆拱形连栋大棚而言，随着其覆盖材料和局部通风措施的不同，又分为不同的使用类型，即防雨棚、防虫网室、防虫荫棚等，如图2所示。防雨棚由于四周采用防虫网，同样具有防虫功能；防虫网室除具有防虫功能以外，顶部保留圆拱形结构能够在暴雨时缓冲雨水对叶菜类的冲刷，兼具了一定的防暴雨作用；防虫荫棚既具备防虫网室的优点，同时又具有遮阳作用，能够为夏季瓜菜生产创造良好的光热环境。正是由于这类温室大棚灵活多变、适应海南地区的气候特点，造价低，使得其推广使用的面积最大，成为目前海南温室大棚的主流类型。

同时，高温是制约海南地区温室大棚夏季使用的又一大障碍，特别是屋顶为薄膜覆盖时，内部集聚的高温严重影响作物的生长。海南地区在温室大棚建设使用过程中，逐步形成了以自然通风形式为主的通风降温措施。由于本地区的温室大棚四周立面多为防虫网覆盖或卷膜开窗，因此通风的主要区别在于屋顶的通风形式。主要包括：屋脊通风帽式、屋脊锯齿式、屋肩通风口式（如图3所示）。这几种屋顶通风形式在海南地区较为常见，其中屋肩通风口式在三亚及周边地区应用普遍。

设计施工过程中应注意的主要问题

如前所述，海南岛地区独特的气候和地理特点决定了本地温室的设计与建造不能直接照搬大陆地区，特别是北方地区的温室设计。也正是由于这样的原因，本地区建造的温室大棚在材料的几何尺寸、结构形式、材料性能选择和结构抗风等方面出现较多问题。

天沟的设计问题

目前，海南多处温室出现天沟截面小，排水不畅的问题。主要原因是由于海南的降雨强度大，如海口地区降雨强度q5为151 L/（s.100m2），而部分设计和施工单位并没有严格按照海南地区的降雨量及相应的温室结构几何尺寸进行计算，仅简单地沿用北方少雨地区的天沟截面和形状造成。同时，海南地区的常年温度较高，温室内部结露现象基本没有，在天沟截面形状设计时，可考虑设计为平底形式，以方便节点设计，减少加工量，降低成本，集露槽同样也没必要在本地区采用。笔者曾遇到在三亚地区建设的育苗温室采用集露槽的设计，均是没有仔细考虑本地区气候特点出现的问题。

材料的腐蚀与老化问题

海南地区的光照（紫外线）强，材料老化速度快，特别是在温室金属结构受热后，在局部高温和外界紫外线的双重作用下，进一步加快了覆盖材料的老化速度。因此，增强材料的抗老化性能，特别是局部抗老化措施显得尤为重要。

在卡槽处，薄膜、防虫网、遮阳网等材料这方面问题尤为突出，如薄膜、防虫网沿卡槽边局部老化破损（图4所示）。主要原因在于薄膜等材料的需紧贴卡槽，卡槽受热后加快了材料的局部老化，卡槽处也是荷载作用下的主要传力部位。因此，沿卡槽处的膜、网破坏的现象在海南地区比较突出。

另外，高温、高湿的特点也极易诱发薄膜及防虫网出现青苔（图5所示）的现象，影响温室内部的采光。海南北部部分地区的温室使用不到一年时间，此现象就已非常严重。

结构抗风问题

独特的海洋气候特点，使得海南地区遭遇台风的几率大大增加。冬季温暖少雨，蔬菜等作物可不依赖温室大棚而进行大规模生产；而夏季的频繁暴雨使得露地蔬菜生产困难，蔬菜的供应主要依赖于岛外的输入，一旦遭遇台风，运输中断，将面临“无菜可吃”的局面。因此，海南常年瓜菜基地的建设离不开温室大棚设施，在台风时期，设施的作用尤为明显。探索经济、合理的抗台风措施（结构形式），保障本地蔬菜的常年生产已成为当务之急。

温室工程企业情况

据不完全统计，海南本土从事温室工程行业的企业有10余家，多为近年随着海南设施农业的快速发展而成长起来的，多数面临经验少、底子薄、技术不成熟等较多问题，发展的空间还很大，需要社会各界的共同努力。

温室工程人才培养现状

目前，海南开设设施农业相关专业的院校仅海南大学，即海南大学园艺园林学院设施农业科学与工程系。专业开办之初，如同多数院校一样，主要是从蔬菜栽培等专业方向转型而来。近几年，海南大学的设施专业加大了设施工程方向建设。通过努力，目前基本实现了设施栽培和设施工程两个方向的融合，培养方案中工程方面的课程占到50%。

目前，开设温室工程方面的主要课程包括：工程制图、测量学、CAD、建筑结构与构造、设施农业工程学、农业建筑学、温室设计与建造、温室灌溉、农业园区规划、设施农业工程概预算等。同时，学校注意加强了实践教育环节，学生大四一年主要以毕业论文、毕业实习等实践教育为主。

设施农业科研现状

目前，海南地区从事设施农业科研的单位主要有：三亚市南繁科学技术研究院（海南省热带设施农业工程技术中心）、海南省农业科学院蔬菜研究所、海南大学园艺园林学院、中国热带农业科学院等，科研力量正在逐步壮大。

海南热区温室工程面临问题探讨

设计方面问题

设计问题在方案阶段、施工图及加工图设计阶段均存在。现场任意更改温室几何尺寸或材料规格，导致经常出现加工的构件尺寸错误，现场装配效率低，大量存在现场焊接的施工方式等。其主要原因在于，部分企业缺乏完整的设计能力。

材料加工方面问题

海南在温室材料加工方面能力差，没有专业从事温室材料加工及热镀锌的企业。而本地相关加工企业对温室材料的加工能力差、成本高，导致大量的加工材料依靠岛外运输。由于运输距离及管理问题，往往导致材料成本增加，材料的质量和加工精度也难以保证。如遇到一些量少或损耗需补充的构件，更是让工期与成本难以控制。

施工方面问题

由于工厂加工，现场组装的施工方式对加工设计的能力要求较高，相关企业缺乏相应的专业技术人员，加工设计能力差，同时又要控制材料成本，现场焊接成为常采用的施工方式。这也是目前海南地区温室大棚施工方面存在的最严重问题。

发展理念、模式方面问题

可以看出，目前，海南温室行业的发展模式还是快速、粗放的模式，处在探索前进的初级阶段，缺乏专业人才、积淀深厚的企业和成熟的使用者（建设业主）。

但也应该看到，海南地区发展设施农业的有利方面：独特的地理位置、气候特点、种植特点统一，这些都非常有利于温室标准化建设的实施。建议根据海南的气候特点和使用特点，通过调研、计算和验证，充分发掘并设计出适合海南建设的温室大棚类型，按照标准规范设计出不同类型的温室大棚各专业施工图等，形成一套标准化方案和施工图集。

通过以上的标准化方案，可以让从事设施农业领域的各方明明白白，做到心中有“底”：

在设计阶段，可避免不切实际的夸大性能，盲目选择；

在施工阶段，可以降低材料成本，验收有标准，责任有依据；

在使用阶段，可以根据设计的抗风等级合理安排生产和采取临时措施，避免造成生产上更大的损失、甚至人身伤害。