周長吉（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100125）

2020 年11 月21 日，筆者有機(jī)會(huì)參觀了重慶數(shù)谷農(nóng)場(chǎng)。重慶數(shù)谷農(nóng)場(chǎng)位于重慶市梁平區(qū)金帶鎮(zhèn)雙桂村2 組。從重慶市區(qū)出發(fā)到數(shù)谷農(nóng)場(chǎng)大約有200 km 路程，在蒙蒙細(xì)雨中大巴車大約行駛了3 個(gè)多小時(shí)才到達(dá)目的地。據(jù)了解，農(nóng)場(chǎng)于2019 年9 月23 日正式開園，既是迎接新中國成立70 周年的獻(xiàn)禮，又是當(dāng)年“農(nóng)民豐收節(jié)”的活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)。農(nóng)場(chǎng)占地面積400 畝（26.68 hm2），現(xiàn)已建成高端智能溫室3.5 hm2，包括“一廳、一館、四場(chǎng)”，各功能區(qū)面積和主要展示內(nèi)容如表1。

表1 數(shù)谷農(nóng)場(chǎng)主要溫室設(shè)施建設(shè)規(guī)模及展示內(nèi)容

溫室總體布局分為三個(gè)區(qū)。大門入口為云騰田園館和鄉(xiāng)村振興展廳，兩個(gè)功能一座建筑，中間為大跨度異型玻璃溫室，兩側(cè)為標(biāo)準(zhǔn)的文洛型溫室（圖1）。荷蘭· 番茄工廠和以色列· 花卉工廠為一個(gè)區(qū)域內(nèi)的兩座并排的獨(dú)立建筑，均為標(biāo)準(zhǔn)的文洛型玻璃溫室（圖2）。西南大學(xué)· 草莓工廠和重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院· 瓜果工廠為第三個(gè)區(qū)域，也是本次考察最吸引筆者的一個(gè)區(qū)。

圖1 云騰田園館

圖2 荷蘭· 番茄工廠和以色列· 花卉工廠

遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去這個(gè)區(qū)的兩棟溫室恰似一個(gè)展開的“蝸牛殼”（圖3），一條弧帶在圍繞一個(gè)圓柱展開。當(dāng)筆者第一眼看到這種布局后，立刻想到了蝸牛殼造型。懷著好奇的探索心情，筆者快步走進(jìn)了這一區(qū)域。當(dāng)置身區(qū)域內(nèi)環(huán)繞一周后發(fā)現(xiàn)，這個(gè)“蝸牛殼”并非一棟連體的建筑體，而是兩棟獨(dú)立的溫室，一棟為平面圓形溫室，另一棟為平面弧形溫室。設(shè)計(jì)師巧妙的平面布局給游人造成了一種視覺上的錯(cuò)位，筆者的第一感覺恰恰就被這種視覺錯(cuò)位誤導(dǎo)，這或許也正是建筑設(shè)計(jì)師平面布局想要達(dá)到的真實(shí)效果，本文對(duì)2 棟獨(dú)立的異型溫室逐一進(jìn)行介紹。

圖3 “蝸?！睖厥胰?/p>

弧形平面溫室

弧形平面溫室為西南大學(xué)· 草莓工廠，總建筑面積3200 m2，由西南大學(xué)提供技術(shù)支持，主要展示草莓立體種植技術(shù)。草莓采用3 層A 字結(jié)構(gòu)立體栽培架栽培（圖4），是目前比較流行的一種草莓栽培形式。栽培基質(zhì)以草炭為主，配比珍珠巖以調(diào)節(jié)基質(zhì)空隙結(jié)構(gòu)；基質(zhì)表面覆蓋塑料薄膜，減少基質(zhì)表面水分蒸發(fā)；每個(gè)栽培槽沿長度方向設(shè)一道滴灌帶進(jìn)行灌溉供水，并在栽培槽下部設(shè)置了回水管，可回收營養(yǎng)液殘液。草莓生產(chǎn)還配套了熊蜂授粉以及物理和生物病蟲害防治設(shè)施，管理中不打農(nóng)藥，從而保證了草莓生產(chǎn)過程中的觀賞性與食用性，游客可在觀光游覽的過程中即采即食，實(shí)現(xiàn)了游覽、觀光、休閑、采摘、品嘗以及科普的統(tǒng)一。

由于是平面弧形建筑，如果溫室內(nèi)栽培架的布置是沿著弧線方向（溫室長度方向），則栽培架也必須是弧形或多折式，而且每個(gè)位置上栽培架的弧形或尺寸都不一樣，這給栽培架的制作和安裝增加了很大難度，相應(yīng)也將會(huì)提高建設(shè)造價(jià)。為統(tǒng)一栽培架的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)者采用了沿溫室跨度方向布置栽培架的形式，在溫室中部設(shè)置弧形的中央走道，在走道兩側(cè)設(shè)置沿溫室跨度方向且與中央走道垂直的栽培架（圖5a），在中央走道下埋設(shè)供回水管，由此可實(shí)現(xiàn)主供回水（液）管路的經(jīng)濟(jì)配置。

溫室外墻采用玻璃作圍護(hù)材料，透光率高、美觀（圖5b）；溫室屋面由于是拱形結(jié)構(gòu)，覆蓋材料則采用了塑料薄膜，價(jià)格便宜、安裝方便（圖5a）。溫室墻面立柱和屋面拱架均采用平面桁架結(jié)構(gòu)（圖5c、圖6c）。由于溫室跨度較大，為減小屋面桁架構(gòu)件的截面尺寸以及對(duì)墻面立柱的推力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體承載能力，溫室屋面結(jié)構(gòu)除了屋面拱架采用桁架外，還在拱形桁架上增設(shè)了懸索式下弦拉索和垂直吊索（圖6b）。

為保證溫室的通風(fēng)和降溫，溫室配套了風(fēng)機(jī)濕簾降溫系統(tǒng)以及遮陽和開窗系統(tǒng)（圖6）。風(fēng)機(jī)和濕簾分別安裝在溫室兩側(cè)側(cè)墻上，濕簾連續(xù)安裝在內(nèi)弧面墻面，風(fēng)機(jī)間隔一個(gè)開間安裝在外弧面墻面（圖5～6），其安裝高度均在墻面高度的上部，不會(huì)給游人造成影響，也不影響溫室的通風(fēng)和降溫。

在溫室兩側(cè)側(cè)墻的風(fēng)機(jī)和濕簾安裝位置的下部，每個(gè)開間安裝一扇外翻式上懸窗（圖5b、圖6a），在室外溫度不高濕簾風(fēng)機(jī)不開啟的條件下可用于溫室的自然通風(fēng)，由此，可降低溫室的運(yùn)行成本。由于溫室屋面沒有設(shè)置通風(fēng)窗，溫室自然通風(fēng)主要依靠兩側(cè)墻上的通風(fēng)口形成沿溫室跨度方向上的穿堂風(fēng)，在無風(fēng)條件下的熱壓通風(fēng)能力較低。

圖5 草莓工廠溫室建筑結(jié)構(gòu)

圖6 草莓工廠溫室配套通風(fēng)降溫設(shè)備

除了風(fēng)機(jī)濕簾和開窗通風(fēng)來解決溫室的通風(fēng)換氣和降溫問題外，溫室還設(shè)置了屋面室外遮陽系統(tǒng)和墻面室內(nèi)遮陽系統(tǒng)（圖5a、圖6b 和圖6c）來阻擋室外過強(qiáng)光照進(jìn)入室內(nèi)從而降低溫室室內(nèi)光照強(qiáng)度和進(jìn)入溫室的熱負(fù)荷。由于溫室平面為弧面形式，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的齒輪齒條無法適應(yīng)尺寸不規(guī)則的弧形屋面遮陽拉幕，為此，該溫室的屋面室外遮陽系統(tǒng)采用了鋼索拉幕系統(tǒng)，遮陽幕沿溫室開間方向每個(gè)開間1 幅，同時(shí)沿跨度方向再分為若干幅，拉幕系統(tǒng)沿溫室跨度方向行程，可一次同時(shí)收攏或展開跨度方向的所有遮陽幕布。對(duì)于較長的溫室，可沿溫室長度方向設(shè)置多個(gè)拉幕分區(qū)，每個(gè)分區(qū)可獨(dú)立控制，也可以聯(lián)合控制。

溫室墻面上的內(nèi)遮陽全部采用了卷膜電機(jī)控制啟閉的方式，沿溫室側(cè)墻垂直方向卷放，每個(gè)開間設(shè)置一幅遮陽網(wǎng)，采用管道電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷膜軸，可獨(dú)立控制也可以聯(lián)合控制。

圓形平面溫室

圓形平面溫室為重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院· 瓜果工廠，總建筑面積1800 m2，由重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供技術(shù)支持，主要展示新奇瓜果品種。工廠內(nèi)設(shè)置了造型各異的各類瓜果架，用以培育葫蘆瓜、蛇瓜、金錘瓜、砍瓜、小米冬瓜、金瓜、鼎瓜、鴛鴦梨等多個(gè)品種，游客置身其內(nèi)，仿佛進(jìn)入了一個(gè)奇妙的瓜果王國。

該溫室從平面布局看是一個(gè)完全的圓形平面，室內(nèi)的參觀走道也是從大門進(jìn)入后直通室內(nèi)中部的圓環(huán)通道，繞場(chǎng)一周可以看遍溫室內(nèi)所有的種植品種和種植模式。

和草莓工廠溫室采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)透光覆蓋材料一樣，瓜果工廠溫室也采用墻面玻璃、屋面塑料薄膜的做法，透光覆蓋材料的選擇兼顧了溫室的美觀和適用要求，在滿足觀光展示要求的同時(shí)，顯著降低了溫室建設(shè)成本。為了保證屋面塑料薄膜始終處于緊繃狀態(tài)，工程中采用了在每個(gè)屋面拱架上設(shè)置雙卡槽固膜的方式（圖7）。

圖7 溫室屋面塑料薄膜固定方式

僅從平面布局和透光覆蓋材料看溫室并沒有什么特色，但抬頭看溫室的屋面卻有很多創(chuàng)新。溫室的屋面整體上采用了一種倒錐體（圖8a），而到了屋面中部的錐底則又采用了隆起的圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱結(jié)構(gòu)頂面又采用半球穹頂（圖8b），溫室屋面與側(cè)墻之間連接還采用了曲線過渡（圖8c），由此形成了一種由圓球體與圓柱體相結(jié)合的三維空間結(jié)構(gòu)，不僅創(chuàng)造了一種美觀的造型，而且從也融合了多項(xiàng)生產(chǎn)和使用的功能。

圖8 圓形平面溫室結(jié)構(gòu)造型

溫室的倒錐體屋面形成了自然的集雨面，可以將屋面上的天然降水全部收集利用。溫室室內(nèi)地面中央設(shè)置了雨水收集池，溫室屋面中部倒錐體與圓柱體結(jié)合部位安裝了集雨槽，集雨槽下安裝了落水管（圖9a），落水管直接通向溫室內(nèi)的集雨池，從而將屋面雨水全部收集到集雨池中，通過過濾處理后可用溫室灌溉以及濕簾降溫系統(tǒng)的補(bǔ)水和其他用水。

圖9 穹頂結(jié)構(gòu)

屋面倒錐體底部設(shè)計(jì)的圓柱體直立面不僅有效阻擋或匯集了屋面雨水，而且在立面上可直接安裝濕簾，與安裝在溫室立墻面上的風(fēng)機(jī)（圖8c）形成溫室的濕簾風(fēng)機(jī)負(fù)壓通風(fēng)降溫系統(tǒng)。為了封閉安裝濕簾圓柱墻面的的頂面，設(shè)計(jì)者采用了半圓球的穹頂結(jié)構(gòu)（圖9c），不僅嚴(yán)密封閉了屋面中央錐孔，而且在溫室內(nèi)形成了形似“天井”的結(jié)構(gòu)，在全部遮陽系統(tǒng)展開后又能給溫室?guī)硪皇醒牍饷?，給游客一種通向光明的感覺。

為了解決溫室的通風(fēng)和降溫，除了在溫室屋面安裝濕簾（圖9b）和溫室墻面安裝風(fēng)機(jī)外（圖8c），和草莓工廠溫室一樣，瓜果工廠溫室也安裝有屋面外遮陽（圖8a）和墻面內(nèi)遮陽系統(tǒng)（圖8c）。

墻面內(nèi)遮陽系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與草莓工廠墻面內(nèi)遮陽系統(tǒng)一樣，采用管道電機(jī)上下卷膜啟閉，遮陽網(wǎng)每一開間為一幅。屋面外遮陽網(wǎng)的幅面也是按照屋面上拱架的間距裁剪并在沿溫室圓周平面直徑方向分為若干幅（圖8a），但與草莓工廠溫室屋面遮陽幕的拉幕系統(tǒng)不同，該溫室屋面遮陽幕的拉幕行程采用屋面拱架之間開啟。

由于在墻面與屋面的過渡帶沒有覆蓋遮陽網(wǎng)，所以，在所有遮陽網(wǎng)展開后會(huì)沿溫室外墻形成一個(gè)圓環(huán)采光帶，與屋面環(huán)形遮陽幕之間形成的采光帶共同構(gòu)成了溫室內(nèi)多條圓環(huán)采光帶，再加上屋面中央的穹頂采光井，整體上形成了溫室屋面的自然采光窗，即使所有的遮陽網(wǎng)展開溫室內(nèi)也有一定的光照，不致于造成溫室內(nèi)光照過低。此外，由于溫室屋面覆蓋材料為散射光塑料薄膜，在一定程度上也能散射進(jìn)入溫室內(nèi)的光線，不會(huì)形成強(qiáng)烈的光帶和陰影帶。整體來講，上述兩種形式的溫室，不論從造型還是從功能上都有很多設(shè)計(jì)創(chuàng)新，值得觀光展覽的異型溫室設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)和借鑒。