干打壘土墻由于墻體強(qiáng)度高、建材就地可取,建設(shè)成本低,在中國西北黃土高原地區(qū)有著悠久的建筑歷史。西北日光溫室建設(shè)中也充分借鑒了歷史建筑經(jīng)驗(yàn),用干打壘做圍護(hù)墻體,不僅可以承重,而且保溫儲(chǔ)熱性能也非常出眾,此外,不同于山東壽光機(jī)打土墻結(jié)構(gòu)日光溫室,干打壘土墻溫室的墻體占地面積相對較?。▔w厚度一般在1 m左右),對土地的破壞小,土地利用率更高。因此,這種墻體結(jié)構(gòu)的日光溫室在中國西北地區(qū)有大量應(yīng)用。
雖然干打壘土墻較機(jī)打土墻的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,但由于土的本質(zhì)沒有改變,所以仍然擺脫不了表面風(fēng)化的問題(圖1)。此外,干打壘土墻在施工過程中由于模板長度的限制,相鄰兩段墻體之間常出現(xiàn)通透的接縫,稱為施工縫(圖2),原則上要求在施工完成后應(yīng)對施工縫進(jìn)行填堵處理或表面防護(hù),如果不進(jìn)行相應(yīng)處理,室外冷風(fēng)將會(huì)通過該縫隙直接進(jìn)入溫室,使溫室的保溫性能難以得到保證。所以對干打壘土墻進(jìn)行表面保護(hù)不僅是延長這種溫室結(jié)構(gòu)使用壽命的重要手段,也是維護(hù)其保溫性能的實(shí)際需求。除了實(shí)用功能外,對土墻進(jìn)行表面防護(hù)也可提升溫室表面的整潔度,從而提高溫室建設(shè)區(qū)的整體美觀性,尤其對于采摘和觀光園區(qū),通過表面圍護(hù)甚至色彩的變化,更有利于吸引游人,提升園區(qū)運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)效益。
機(jī)打土墻結(jié)構(gòu)溫室墻體表面防護(hù)已經(jīng)有了比較成熟的做法[1],包括覆蓋塑料薄膜、無紡布等柔性材料的方法和鋪砌水泥板、黏土磚等剛性材料的方法等。但由于干打壘土墻為直立墻面,上述機(jī)打土墻坡面墻面上的表面防護(hù)措施基本不能直接引用,為此,尋找適合干打壘土墻表面防護(hù)的經(jīng)濟(jì)有效的做法也是生產(chǎn)實(shí)踐中的迫切需求。
2020年11月24~30日筆者在隨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)設(shè)施園藝工程專業(yè)委員會(huì)專家團(tuán)在甘肅考察期間看到了一些干打壘土墻表面防護(hù)的方法,現(xiàn)介紹給大家,期望各位同仁能夠在此基礎(chǔ)上總結(jié)提升,創(chuàng)造出更多、更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的干打壘土墻表面防護(hù)方法,以供此類溫室建設(shè)和日常維護(hù)所用。
外墻面防護(hù)方法
日光溫室的外墻面包括后墻外墻面和兩堵山墻的外墻面。后墻是日光溫室承重和儲(chǔ)放熱的主要載體,保護(hù)其完整性將直接影響溫室的性能和使用壽命,但后墻也是溫室墻體表面積最大的部位,防護(hù)后墻的用材和成本也是很高的。大部分溫室后墻體不做表面防護(hù)主要還是出于經(jīng)濟(jì)投入的考慮(不做防護(hù)也是因?yàn)檫@種墻體在干燥地區(qū)即使不防護(hù)使用壽命也在10年以上)。山墻雖然也有儲(chǔ)放熱和承重的作用(尤其對琴弦結(jié)構(gòu)溫室,山墻更是琴弦的主要承力體),但相對后墻接受太陽照射的時(shí)間短,儲(chǔ)放熱量少,理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常將其儲(chǔ)放熱的功能忽略不計(jì)。事實(shí)上,山墻的外墻面基本都直面室外道路,表面美觀直接影響園區(qū)的形象。所以,不論從功能講,還是從形象看,對土墻外表面進(jìn)行防護(hù)和美化都是生產(chǎn)實(shí)踐中需要的。
從墻體風(fēng)化的成因看主要有兩種動(dòng)因,一是風(fēng)力侵蝕;二是雨水(潮濕)侵蝕。西北地區(qū)風(fēng)沙大,長期的風(fēng)沙吹襲會(huì)使墻面土粒不斷剝落,由此造成墻體的破壞。因?yàn)轱L(fēng)力侵蝕是對墻體整體的風(fēng)蝕,所以墻體防護(hù)必須進(jìn)行整體防護(hù)才有效果。如果采用局部防護(hù),應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)馗髟碌闹鲗?dǎo)風(fēng)向,重點(diǎn)保護(hù)處于上風(fēng)向位置的墻體部位。
雨水侵蝕是因?yàn)閴w受到雨水浸濕后,土粒的結(jié)合強(qiáng)度降低,在上部壓力和風(fēng)力的作用下,墻面土體從墻體表面脫落。雨水侵蝕的途徑不僅限于天然降水的侵蝕,高位的地下水和室內(nèi)長期的高濕度都可能會(huì)造成與雨水侵蝕相同的結(jié)果,這種結(jié)果稱為“潮濕”侵蝕。圖1中墻體靠近地面部分出現(xiàn)侵蝕主要原因就是室外墻體受到雨水浸泡,室內(nèi)墻體由于長期種植作物的灌溉造成墻體基部潮濕所形成的。
針對不同的侵蝕動(dòng)因,在墻體表面防護(hù)上也應(yīng)采用不同的措施。保持墻體干燥是防止雨水侵蝕的主要技術(shù)防護(hù)路徑。圖3a是甘肅省平?jīng)鍪薪涤炅看蟮牡貐^(qū)為了減小雨水侵蝕將后屋面做挑檐的做法。這種做法可以將屋面雨水疏導(dǎo)到遠(yuǎn)離溫室墻體的地方,從而避免墻體直接遭受雨水侵襲,后墻面不再做防護(hù)也節(jié)省了投資。圖3b是甘肅酒泉大風(fēng)地區(qū)的墻體防護(hù)方法。由于河西走廊風(fēng)力較大,而且大風(fēng)頻發(fā),所以對日光溫室墻面的防護(hù)采用了整體防護(hù)的做法,后墻和山墻采用不同的材料分別進(jìn)行了防護(hù)。
外墻防護(hù)材料
與機(jī)打土墻墻面防護(hù)不同,由于干打壘墻體為直立墻體,所以對墻體防護(hù)材料的要求,一是粘接材料,能夠與土墻良好粘結(jié);二是剛性材料,雖不能完全粘接到墻面,但能夠自承重或能釘掛在墻體表面。塑料薄膜、無紡布等柔性材料由于在墻面固定比較費(fèi)事,而且在大風(fēng)條件下容易撕裂,所以,柔性材料不太適合做西北地區(qū)日光溫室墻體的表面圍護(hù)。
基于對墻體表面防護(hù)材料的要求,生產(chǎn)建設(shè)中也有不同的用材。草泥是最經(jīng)濟(jì)的防護(hù)材料,而且草泥與土墻也有極好的相容性。在泥漿中拌入雜碎麥草或稻草秸形成草泥漿,將草泥漿均勻涂抹在墻體表面即可形成既美觀又實(shí)用的墻面保護(hù)層(圖4a)。在草泥表面防護(hù)的基礎(chǔ)上再粉刷白灰漿或其他顏色的灰漿更可以改變草泥的顏色,增加溫室的色彩。這種做法在降雨量比較少的河西走廊地區(qū)可以較好地延長溫室墻體的使用壽命。主要缺點(diǎn)是草泥漿制備和草泥漿在墻體表面涂抹需要大量人工,操作勞動(dòng)強(qiáng)度大,作業(yè)效率低。
在甘肅的考察中,筆者還看到一種用壓型彩鋼板做墻面圍護(hù)的做法。壓型彩鋼板有紅色、藍(lán)色、綠色等不同的顏色。除了顏色的區(qū)別外,壓型鋼板表面花紋也有多種形式,這都給溫室建設(shè)提供了多種選擇,設(shè)計(jì)者可根據(jù)園區(qū)建設(shè)的風(fēng)格選擇不同形式的材料進(jìn)行防護(hù)。鋼板圍護(hù)溫室外墻面可以是圍護(hù)全部外墻面(圖4b、
圖4c),也可以是只圍護(hù)溫室后墻面(圖3b)或只圍護(hù)山墻面(圖3a)。為了節(jié)約用材,對材料用量大的后墻面采用間隔圍護(hù)的方法(圖4c),對于抵抗大風(fēng)的侵蝕也具有較好的防護(hù)效果。
磚是傳統(tǒng)的剛性建筑材料,不論是黏土磚還是灰砂磚都可用于土墻的表面防護(hù)。用磚做墻體表面防護(hù)就是在墻體外緊貼外墻面砌筑一層磚墻,磚墻的厚度可以是120 mm或240 mm,墻體砌筑的方法可以是平面墻體(圖3b),也可以是表面花紋的美術(shù)裝飾墻體(圖5),后者雖美觀,但砌筑費(fèi)工、費(fèi)時(shí),建造成本高,更適合在觀光采摘園區(qū)對溫室的山墻表面進(jìn)行局部防護(hù),對大面積的溫室后墻建議還是用簡易、廉價(jià)的防護(hù)方法進(jìn)行防護(hù)。在磚護(hù)墻的外表面用水泥砂漿罩面更能提高墻體保護(hù)的使用壽命(圖5c)。在水泥砂漿罩面上粉刷白色、黃色、綠色或繪制圖畫在一些觀光采摘園更能吸引游客的眼球。
內(nèi)墻表面防護(hù)方法
土墻結(jié)構(gòu)日光溫室內(nèi)墻表面既是溫室儲(chǔ)放熱的主要傳熱面,也是吸收和排放室內(nèi)濕氣的溫室“呼吸面”,不僅具有保持室內(nèi)溫度的功能,而且也具有平衡室內(nèi)濕度的作用。所以,對土墻內(nèi)部表面是否要進(jìn)行防護(hù)以及采用什么材料防護(hù)是值得探討的問題。
溫室內(nèi)表面處于室內(nèi),不會(huì)出現(xiàn)溫室外表面的風(fēng)蝕和雨水浸濕的現(xiàn)象,但室內(nèi)潮濕,尤其是溫室地面種植作物需要經(jīng)常灌溉致使墻體底部長期處于潮濕狀態(tài),在墻體上部壓力作用下,下部墻體表面土粒不斷剝離墻體表面而脫落,從而導(dǎo)致內(nèi)表面的侵蝕。從這個(gè)角度分析,土墻內(nèi)表面的防護(hù)應(yīng)該從降低墻體表面濕度的途徑尋找措施。
生產(chǎn)中經(jīng)常看到土墻溫室內(nèi)表面裸露不做防護(hù)的情況(圖6a)主要就是考慮到上述溫濕度控制的需要(雖然這是一種被動(dòng)式的控制方式)。為了在保證被動(dòng)式溫濕度控制功能的前提下又能獲得防止內(nèi)墻表面侵蝕的效果,有的溫室建設(shè)和管理者采用了在溫室內(nèi)表面下部局部進(jìn)行防護(hù)的方法(圖6b)。這種方法有效協(xié)調(diào)了溫室溫濕度調(diào)控性能,而且也節(jié)省了防護(hù)成本,應(yīng)該說是一種經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)方法。
除了在墻體內(nèi)表面下部進(jìn)行局部防護(hù)的做法外,在一些旅游或采摘的溫室內(nèi),為達(dá)到美觀的效果,有的溫室建設(shè)者采用了后墻表面整體防護(hù)的方法(圖6c)。在防護(hù)材料的選擇上,更多地考慮裝飾效果或視覺美觀,對經(jīng)濟(jì)性的考慮較少。筆者認(rèn)為采用草泥抹面也不失為一種經(jīng)濟(jì)美觀的內(nèi)墻面整體防護(hù)的有效方法。為增強(qiáng)室內(nèi)裝飾效果,可在草泥抹面的基礎(chǔ)上再進(jìn)行二次粉刷或繪制彩圖,使游客獲得更多的愉悅感。
參考文獻(xiàn)
[1]周長吉.周博士考察拾零(四)日光溫室土墻保護(hù)技術(shù)[J],農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(溫室園藝),2011,31(6):32-33.
[引用信息]周長吉.周博士考察拾零(一百一十四)干打壘土墻表面防護(hù)方法——甘肅設(shè)施農(nóng)業(yè)考察紀(jì)實(shí)(一) [J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù),2021,41(07):44-47.