我國早期的日光溫室通常采用塑料薄膜為外覆蓋材料，圓鋼作骨架，細繩穿過塑料膜將其捆扎在鋼骨架上。這種日光溫室對塑料薄膜的損害很大，而且固定也不牢固，在春季大風(fēng)天氣下很容易被刮壞，大大降低了塑料薄膜的使用壽命，農(nóng)戶也不得不在1～2年就更換一次新的塑料薄膜，大大增加了日光溫室的運行成本和農(nóng)戶的經(jīng)濟負擔(dān)。為此，設(shè)計了一種用型材固定塑料薄膜的方法，并通過數(shù)學(xué)計算及強度計算，對溫J室的骨架型材進行改進，達到了降低成本的目的。用型材固定塑料薄膜時，采用U形型材作鋼骨架，用塑料壓條和塑料鎖條將塑料薄膜固定在型材骨架里，這樣可以把塑料薄膜展開得更緊、更平，降低了對塑料薄膜的損害，一番在風(fēng)大時也不至于被刮壞，因而使塑料薄膜的使用壽命可以達到3～5年。

　　1 新舊型材的對比

　　用型材固定塑料薄膜時，采用U形型材作鋼骨架，用塑料壓條和塑料鎖條將塑料薄膜固定在型材骨架里，這樣可以把塑料薄膜展開得更緊、更平，降低了對塑料薄膜的損害，一番在風(fēng)大時也不至于被刮、壞，因而使塑料薄膜的使用壽命可以達到3～5年；同時，這種方法安裝拆卸方便，塑料壓條和塑料鎖條可以重復(fù)使用，U型鋼骨架的強度也比圓鋼骨架高。這種方法經(jīng)過幾年的實際應(yīng)用取得了很好的效果，但是增加了農(nóng)戶的一次性投入成本，導(dǎo)致農(nóng)戶普遍不看好這種新型的型材骨架。為了解決這一矛盾，筆者經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致型材結(jié)構(gòu)日光溫室成本增加的主要因素是塑料壓條及塑料鎖條。因此，筆者重新設(shè)計了鋼骨架型材結(jié)構(gòu)以及塑料壓條、塑料鎖條的尺寸。型材結(jié)構(gòu)如圖1所示，尺寸如表1所示。

　　表1 新舊型材橫截面積對比表
　　　　　　鋼骨架　　　　塑料壓條　　　　塑料鎖條
新型材　　　155.60　　　　69.36　　　　　 23.57
舊型材　　　157.40　　　　121.46　　　　　85.25

　　從表1可知，新的設(shè)計方案中鋼骨架的截面積沒有太大變化，但塑料壓條和塑料鎖條的用料只是原來的44.9%，下降了一半多，雖然加工成本略有增加，但是總成本還是大大地降低了。

　　2 新舊型材強度的計算

　　筆者設(shè)計的U形型材是作為骨架應(yīng)用于溫室中的，在它的上面要承載天窗機構(gòu)、側(cè)窗機構(gòu)、風(fēng)、雨等，這樣就對型材在Z軸向的承載能力提出了很高的要求。尤其是北方的溫室，冬季夜間要蓋保溫被，在下雪的天氣里，有時12h內(nèi)的降雪量就能達到300～400mm，承重大概要增加120～160kg/m2，如果型材的強度不夠，后果將不堪設(shè)想。
　　在使用舊型材時，筆者充分考慮了各種情況，確保了舊型材的強度合乎生產(chǎn)實踐的要求。為了檢驗新型材的強度，筆者對新舊型材在Y-Z軸向進行了強度計算，如圖2所示。對于相同材料的新舊型材，它們的Y-Z軸向的強度與Y-Z軸向的慣性矩成正比。因此，筆者只要分別算出新舊型材Y-Z軸向的慣性矩，就可以知道新舊型材的強度關(guān)系了。Z軸方向的強度要好于舊型材，在Y軸方向的強度不如舊型材。不過在實際應(yīng)用中，受力主要來自Z軸向，Y軸向受力很小。因此，新型材強度要比舊型材好，在實驗室的承載實驗中也證明了這一點。

　　3 結(jié)語

　　通過上述的對比計算，筆者發(fā)現(xiàn)，型材骨架的改進設(shè)計是合理可行的。改進后的型材骨架、塑料壓條和塑料鎖條在成本上降低了近 1/2，雖然利潤有所下降，但是卻大大降低了農(nóng)戶的技資，為以后新型日光溫室的推廣打下了堅實的基礎(chǔ)。