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从两种大棚的实例(双膜夹卷帘机和在北面黑色薄膜上喷水),看SolaRoof金豆荚温室的优越性和立体种植

注:进一步调研了加拿大卡城北部Olds小镇上北大毕业生董健毅先生(网名董菜菜)的温室大棚,发现他采用的是双拱双膜大棚,双膜间的间距在最大处竟高达两米。在如此浩大且几乎空空如野的大空间内安装了全覆盖的卷帘机,还有特殊的震雪功能。凭直观显而易见,就知道其造价不菲,也体会了在寒冷的冬天,为什么要如此耗费,才能保证里面的温度适宜种植的需要。

先看一看关于他的两个视频(因为在国内的腾讯视频平台上查不到,就将其上载到那里,以便国内的人也可以看到),然后再看我们的点评:

一位北大毕业生在加拿大的种菜之路(油管视频ID是 6iIOW_h5bDA):

此视频展示了此大棚的结构和内部设置(油管视频ID是 dXTddqgYPiY)​:

这是此大棚的简图,可以看到其整体的设计理念:

看完视频,感慨很深。这种中国北方的双拱“棉被”大棚,在北美被直接称为China Greenhouse。一般采用钢筋构架和单层覆膜,为了加大朝南面的采光面积,以致南北结构明显不对称形成其特有的形状,冬天的夜晚需要用厚厚的棉被覆盖保温,必要时还需要补热。夏天到来时,需要借助有效的通风措施,使得里面的温度不致过热,湿度不致过高。为此,这种单层膜的传统大棚暴露了其最大的一个问题,那就是:冬天太冷,需要使用昂贵的保温棉被;而夏天又太热,需要自动或手动通风来调节温度和湿度。

所幸的是,董先生采用的不是单层膜大棚,而是双层膜,两层间距在最大处高达两米。这确实在原有的单膜加卷帘机的基础上,大大改进了蓄热保温效果。而且,他在北面垒砌又高又厚的土墙,目的想大大增加大棚蓄热的能力。

他在视频中说到,他是因为在加拿大看到这里用大棚种菜的技术很落后,才想到从中国国内引进上面所说的棉被大棚。遗憾的是他调研的工作不够,否则就会发现早在八十年代,加拿大的理查德.耐尔森就已经发明了用肥皂泡作填充的新式温室大棚,用小小的肥皂泡取代造价昂贵且冬天无用的棉被和卷帘机,彻底解决了传统大棚“冬冷夏热”,即“冬天需保暖,夏天需通风”的问题。采纳此新型的肥皂泡双膜大棚,可以轻松做到“冬暖夏凉”——点击这里进一步了解肥皂泡遮阳保温的原理

最后要提的是哈尔滨于彦国在北面黑色双膜腔内喷水雾的温室大棚,从另外一个侧面印证了金豆荚肥皂泡大棚的整合功能性和有效性,请看下面的视频:

通过这两个实例我们可以看到:在加拿大种菜的最大难题是冬天需要极好的保温和取暖措施,否则根本无法在零下三十度左右的天气下种菜。最大可能地加大南面的采光度,将卷帘机放在双膜夹层的中间,是有效利用太阳能的好办法,但缺陷是:(1)盖棉被的方法造价高而且夏天完全无用,而自动卷帘机又额外耗费财力和电能;(2)棚顶高达两米的双膜间隔,大大增加了大棚的造价不说,也减少了大棚可利用的空间;(3)太阳能的蓄热机制还仅停留在北墙和地面土壤被动蓄热的层面,没有充分利用水的蓄热功能,实际上,所谓的土壤蓄热也还是利用土壤中水和水汽的蓄热功效;(4)夏天的通风散热增加麻烦不说,还带出其它一些问题;(5)北面完全不透光,大大影响了大棚的采光率,在夏天还问题不大,但在冬天太阳斜射的状态下,采光率低的问题就会显得更加突出。

更好的办法是,采用全透明的双层结构(包括北面也是透明的),在双膜之间用肥皂泡动态填充(需要时才填充),用表面积发达数千倍的肥皂泡作最佳的吸热介质(夏天用来遮阳),将吸收的热量用储蓄在肥皂水中,最大化地利用免费的太阳能,使得大棚的内部冬暖夏凉,白天凉爽晚上温暖。更重要的是,将水直接引入双膜夹层,使得水的两种相变热转换的功能达到最大的发挥——夏天的汽/水相变,以及冬天的冰/水相变和汽/水相变的双重效应。

SolaRoof 在夜间和冬季的运作原理

另外,如果将鱼菜共生(特别是更加简洁的硅沙鱼菜共生体系)一起纳入温室大棚中,不单自然加大温室大棚的蓄热空间和能力,而且有效兼顾了鱼儿需要氧气,植物需要二氧化碳这两个矛盾。而且,利用同样蓄热能力极好的沙子作硝化菌的介质,将鱼的粪便自然转化为硝酸盐,达成“养鱼不用换水,种菜不用施肥”,形成封闭共赢的生态循环体系。

想要在大棚里引进立体垂直种植?下面这个视频是发明人 Peter Kielland 的简单设计(点击这里看他的网站):

最后,下面两个图会有助于你明白封闭种植和硅沙鱼菜共生系统的好处(第一个图:从1960年到现在一直在一个完全封闭的体系里存活的植物)。

从1960年到现在一直在一个完全封闭的体系里存活的植物

硅沙鱼菜共生系统

Aubrey Zhang

自1994年获得电化学博士学位以来,经历了许多事情,例如使用扫描隧道显微镜进行博士后研究,在UIUC(伊利诺伊大学香槟分校)跟踪镉元素在单晶银Ag(111)表面原子级电沉积的过程。自由传道,创建神道出版社和PyraPOD Global Inc,做 Superprem Industries 金刚石工具的销售员,开店 DiaSolid Kitchen&Bath,木匠,在基洛纳的太阳能公司CRE Green安装太阳能设施。 现在,我已经开始了PyraPOD的设计和制造。经过所有这些经历,我的人生座右铭是:敏锐的头脑必须与熟练的双手结合在一起。和我的妻子陈泳生了三个孩子:方舟、方圆、方丽。

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