周博士考察拾零(六十)连栋温室墙面硬质板窗户的安装与开启方法.docx

周博士考察拾零六十连栋温室墙面硬质板窗户的安装与开启方法 栋温室墙面设置窗户,一方面可以和屋面窗户结合形成大高差的热压通风系统,另一方面也可以在不打开屋面通风窗的条件下自身开启,形成室内的对流穿堂风而达到温室通风换气的效果。因此,连栋温室墙面(包括山墙和侧墙)设置通风窗是增强自然通风的一种重要手段。除自然通风外,为保证安装湿帘侧墙冬季的保温性和密封性,在安装湿帘的墙面外侧也往往需要安装保护盖板,保护盖板是另一种形式的通风窗。夏季湿帘保护盖板打开,室外干热空气在室内负压作用下(风机向外排风而形成室内负压),进入湿帘进行湿热交换后形成湿冷空气进入温室降温,此时,湿帘相当于进风口;
冬季湿帘-风机系统停止运行期间,为防止室外冷风通过湿帘进入温室,将湿帘保护盖板关闭,可有效减少温室冷风渗透热损耗、减少热损失、节约能源、提高效益。

与民用建筑不同,温室大部分的通风窗并没有窗扇,或者说传统的窗扇演变成了覆盖窗洞的“盖板”。这种“盖板”有柔性材质的塑料薄膜和硬质板材的玻璃、硬质PC板(包括PC中空板和PC浪板)之分。柔性材质的塑料薄膜一般采用卷膜的方式启闭,而硬质板材的玻璃和PC板则多采用齿轮齿条的驱动方式启闭。塑料薄膜温室一般均采用柔性薄膜,用卷膜方式启闭;
而玻璃和PC板温室则常采用同样材质的硬质板透光覆盖材料,推拉或提拉等方式启闭,但也不排除为了降低成本采用卷膜方式覆盖的,尤其是南方地区覆盖湿帘外墙的温室。

卷膜开窗的原理和方式比较简单,不多赘述,本文重点介绍硬质板材窗扇(为了统一表述,以下不论含在窗框内的窗扇还是贴在窗框或通风口、湿帘墙外的“盖板”均称为窗扇)的不同安装和开启方法。

温室墙面窗户的分类 按照窗扇的用途和目的来分,温室墙体上的窗户可分为通风窗和保温窗两种。这里讲的通风窗,是指安装在温室采光面上兼顾采光和通风作用的窗户,窗扇开启后温室进行通风换气;
窗扇关闭后,温室保温采光。而保温窗则专指安装在湿帘外侧的窗扇,湿帘-风机降温系统运行时窗扇打开,湿帘-风机降温系统长时间停止运行期间窗扇关闭。按照上述功能,通风窗的窗扇应尽量采用与温室墙面透光覆盖材料相同材质的材料,如玻璃温室用玻璃,PC板温室用PC板,但有的玻璃温室也有用PC板材料的;
而保温窗的窗扇则不必局限于使用与墙面透光覆盖材料相同材质的材料,可本着经济适用的原则选择使用材料,可以是玻璃、PC板、塑料薄膜等透光覆盖材料或彩钢板、玻璃纤维瓦楞板等不透光保温材料。

温室墙面上的窗户按照窗扇的开启方式可分为推拉窗、提拉窗、平开窗和上悬窗(外翻窗)。

推拉窗和提拉窗窗扇都是在平行于墙面的平面内运动,前者窗扇在窗口内水平运动,后者窗扇在窗口外上下运动。两种开窗方式共同的特点是窗扇不占用室内外空间、可随意控制开启面积、窗户开合时窗扇均沿轨道运行(提拉窗可不设轨道),操作轻便,防虫网安装不影响窗户的开启。但双层推拉窗最大开启度只能达到整个窗户面积的1/2,三层推拉窗最大开启度只能达到整个窗户面积的2/3,不可能实现整个窗口完全打开,在一定程度上限制了温室的通风量。而且无论是推拉窗还是提拉窗,其密封性能都不理想,冬季热损耗较大;
在风雨天,窗户只能关闭而无法换气。

平开窗(连栋温室一般采用外平开)和上悬窗(主要为外翻窗)不占用室内空间;
窗扇和窗框间一般采用橡胶密封压条,封闭性优良,冷风渗透热损失小;
外翻窗在下雨时也可开启透风。但两者均占用室外空间。

具体温室设计中,开窗方式可根据温室的使用要求、经济水平和当地的气候条件,因地制宜地选择采用。

温室墙面窗户的驱动方式 推拉窗 连栋温室中墙面推拉窗主要用于温室通风换气,其驱动方式有两种手动和电动。手动启闭投资少,可按照操作者的管理经验人为操作窗扇的启闭和开启面积的大小,但手动启闭要求窗户的设置高度应在便于手动作业的位置,一般窗扇下沿距地面不宜高于1.0 m(图1),而且围绕开窗的墙面室内必须设计操作走道以方便开启窗扇。由于是根据经验人为操作窗扇的开启,在操作时间和时机上都难以精确把控,环境控制比较粗放,对大面积连栋温室操作比较困难,多应用在小面积的实验温室中。

电动启闭是在窗扇的边框上安装推杆,用电机减速机驱动连接齿轮齿条的驱动杆推动窗框推杆往复运动,实现窗户的启闭。

提拉窗 连栋温室中墙面提拉窗可以用于温室通风换气,也可以用于湿帘外墙保温。由于窗扇采用提拉的方式,自身重量较大,而且操作位置较高,手动操作几乎不能实现,电动驱动是唯一的选择。电动驱动一般采用齿轮齿条开窗机构,选择直齿条竖直安装带动窗扇上下运动,实现窗扇打开和关闭的功能。电动驱动根据齿条安装的位置不同,分为室内驱动、室外驱动以及窗扇上框驱动和窗扇下框驱动几种形式(图2)。

平开窗 连栋温室墙面平开窗主要用于温室通风换气。由于单扇窗户的面积较小,对窗户不多的温室可采用人工启闭。采用人工启闭对窗户安装位置及操作要求同手动推拉窗。对于温室面积大、开窗数量多的平开窗,一般也采用电动驱动的方式控制启闭。

电动驱动的平开窗(图3)是在窗户的一端安装电机减速机,电机减速机带动竖直驱动轴转动,驱动轴的两端通过齿轮转换将动力传递到系统水平驱动杆上,带动系统水平驱动杆往复运动。每扇窗扇的上下框分别安装窗扇驱动杆,并将其连接到系统水平驱动U,通过系统水平驱动杆的往复运动即可实现窗扇的打开和关闭,从而实现电动控制窗扇启闭的功能。这种开窗系统控制面积大,精度高。

上悬窗 上悬窗亦称外翻窗,是连栋温室墙面开窗的主要方式,可用于温室通风,也可用于湿帘墙保温。

温室通风用上悬窗根据窗扇的安装位置可分为高位窗、中位窗和低位窗(图4)。所谓高位窗就是上悬窗的旋转轴安装在墙面的最高位置,一般在天沟下;
中位窗的上悬旋转轴应安装在墙面的中部位置,同时窗扇的下沿也在温室墙面的中部;
低位窗的上悬旋转轴一般安装在墙面中下部,窗扇的下沿正好达到墙面透光覆盖材料的最低位置。高位窗和中位窗由于安装位置较高,一般均采用齿轮齿条驱动开窗,而低位窗则可以采用人工开启的方式操作,由于是人工操作,所以每扇窗扇的面积也就受到限制(图4c)。电动驱动通风用上悬窗的齿条一般安装在室内,为减少齿条在室内所占空间,多采用弧形齿条。高位通风窗齿条安装和运行的位置相对较高,不会影响室内操作人员的行走,一般也不会影响室内的种植作业(图5a);
中位或低位通风窗由于齿条的安装位置较低,往往会影响室内作业人员的行走(图5b)。但高位通风窗由于进风口位置较高,与屋面通风口形成的联合热压通风系统由于进风口和出风口之间的高差较小,在相同开窗面积的条件下,通风量和通风效果较中位和低位通风窗差。一般墙面通风窗的进风口位置越低,与屋面通风口形成的热压通风量就越大。设计中为了最大限度增大温室墙面和屋面通风口联合热压通风的效果,同时又为了避免齿条安装位置过低影响温室室内作业,可采用全墙面窗扇的高位窗形式(图6),这种形式的窗扇结合了高位窗和低位窗的优点,但由于窗扇面积增大,启闭窗扇的动力也相应增大。

上悬式通风窗的窗扇可以是整堵墙面连续开窗(图4b),也可以是整堵墙面断续开窗(图7)。连续开窗进风均匀;
断续开窗可避开墙面的一些凸出面或其他障碍物,布置灵活,每段用1台电机减速机驱动,操作控制均比较灵活。

湿帘保温和密封用外翻窗,根据湿帘的安装位置可分为高位窗和低位窗两种;
根据窗扇在一堵墙面上是否连续安装又分为连续外翻窗和断续外翻窗(图8)。

不论是连续外翻窗、断续外翻窗,还是高位外翻窗、低位外翻窗,湿帘外翻窗的共同特点是开启窗扇的驱动齿条均采用直齿条,安装在窗扇的下沿,向上(外)拉动打开窗扇,向下(内)推动关闭窗扇。由于直齿条是安装在室外,需要单独设置立柱支撑电机减速机和驱动轴,除了占用一定的室外空间外,电机减速机、轴承座、齿轮等均需要防雨,在风沙较大的地方经常发生齿轮齿条咬合部位被泥沙填塞的情况,在这些地区齿条安装时应齿口向下安装,以尽量减少泥沙堆积,同时在运行管理中要经常清洁齿轮齿条,以确保开窗机构的安全运行。