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温室的历史和它们是如何建造的

温室既可以用于功能性用途,比如种植蔬菜,也可以用于休闲和娱乐。它们是美丽的发明,有着有趣的历史和起源。和我一起去发现关于温室的一切吧!

温室或温室是一种封闭的结构,通常主要由玻璃、塑料或玻璃纤维覆盖,为植物生长提供一个可控的环境(温度、湿度、通风)。温室通常至少部分依赖于太阳的加热,通常提供了一种培育幼嫩或过季植物的方法,保护它们免受过冷或过热的影响。温室的大小不一,小到一个有几棵植物的小棚子,大到一个占地数公顷(数英亩)的建筑,被称为温室或温室。第一批现代温室建于16世纪的意大利,用来种植探险家从热带带回来的外来植物。它们最初被称为giardini botanici(植物园)。温室的概念很快与植物一起传播到了荷兰和英国。

温室的历史

在环境受控区域种植植物的想法至少从罗马时代就存在了。黄瓜是罗马皇帝提比略的最爱,他“从来都离不开它”(老普林尼)刚建成时在Bostock和Riley 1855)。罗马园丁使用人工方法(类似于温室系统)种植,使他的餐桌上每天都有它。黄瓜被种在有轮子的车里,每天放在阳光下,然后在特殊的条件下放在里面,晚上保持温暖(老普林尼)刚建成时)。黄瓜被储存在框架下或黄瓜房中,用油布(称为“镜面”)或云母片涂上玻璃。虽然这与我们现在所知道的温室非常不同,但它是一个为我们现在所拥有的奠定基础的概念。

从13世纪开始th世纪,新技术使制作玻璃面板变得更加容易,到文艺复兴时期,从14世纪开始th到17号th世纪,越来越大的带有玻璃窗的建筑被建造出来。这是一个伟大的探索时期,植物从非洲、中东、亚洲,甚至后来的新大陆等异国他处被带回来。这些娇嫩的植物夏天在室外生长,但会被带到室内的大型温室里,称为橘园。它们之所以得名,是因为即使是大型果树——桔子树、柠檬树、椰枣树等——也可以在那里过冬。因此,第一批现代温室是16世纪在意大利建造的,用来种植探险家从热带带回来的外来植物。它们最初被称为基阿迪尼botanici(植物园)。温室的概念很快与植物一起传播到了荷兰和英国。其中一些早期的尝试需要大量的工作来在夜间关闭或过冬。

在凡尔赛宫,建于1684年至1686年的巨大的橙园长150米(492英尺),设计用于容纳1000棵橙树和其他亚热带水果,当它们在冬天被转移到室内时,在大板条箱中种植。它是由煤炉加热的。供暖系统效率低下,有的植物冻死了,有的被烤焦了,大多数植物很快就被烟灰覆盖,许多植物到春天就会半死不活。在这些早期的温室中,提供足够和平衡的热量存在严重的问题。法国植物学家朱尔斯·查尔斯(Jules Charles)通常被认为是在荷兰莱顿建造了第一个实用的现代温室,用于种植药用热带植物。温室最初建在富人的庄园里,随着植物学的发展,温室也传到了大学里。英国人有时称他们的温室为音乐学院,因为他们保护了植物。法国人称他们的第一个温室橘园,因为它们被用来保护橘子树不受冻。随着菠萝的流行松林,或者是菠萝坑。在17世纪的欧洲,温室设计的实验仍在继续,因为技术生产出了更好的玻璃,建筑技术也得到了改进。凡尔赛宫(Palace of Versailles)的温室就是它们的规模和精致的一个例子;它超过500英尺长,42英尺宽,45英尺高。19世纪,欧洲国家取消了对玻璃窗的征税,玻璃窗突然变得流行起来。房屋开始有更多更大的窗户,第一批全玻璃的现代温室出现了。温室也不再是植物学机构的专利:在任何大房子上加一个小温室变得非常时髦。这样的结构被称为冬季花园或温室。

在19世纪,建造了最大的温室。位于英国邱园的温室是维多利亚时代温室的典型代表,虽然它同时用于园艺和非园艺展览。其中包括伦敦的水晶宫、纽约的水晶宫和慕尼黑的格拉斯帕拉斯特。约瑟夫·帕克斯顿(Joseph Paxton)在德比郡查茨沃斯(Chatsworth)担任首席园丁时,曾尝试用玻璃和铁建造大型温室,为德文郡公爵工作,他设计并建造了伦敦的水晶宫。纪念性温室建筑的主要成就是为比利时国王利奥波德二世建造的拉肯皇家温室(1874-1895)。在日本,第一个温室是1880年由Samuel Cocking建造的,他是一个出口草药的英国商人。在20世纪,测地线圆顶被添加到许多类型的温室中。巴克明斯特·富勒(Buckminster Fuller)是这一创意的发明者,它最著名的版本是蒙特利尔的Biodome。要了解更多关于测地线圆顶和富勒的信息,请参阅我们的文章巴克明斯特·富勒对设计的影响著名的例子是康沃尔的伊甸园项目,罗代尔研究所在宾夕法尼亚州,密苏里州圣路易斯市密苏里植物园的气候馆,以及肯塔基州的丰田汽车制造厂。金字塔是另一种流行的高大温室形状;在阿尔伯塔省的mutart温室有几个金字塔形的温室(约1976年)。

20世纪60年代,当更宽的聚乙烯薄膜被广泛使用时,温室结构发生了变化。环屋是由几家公司制造的,也经常由种植者自己制造。建造铝型材,特殊镀锌钢管,甚至只是长度的钢或PVC水管,大大降低了施工成本。这导致在较小的农场和花园中心建造了更多的温室。20世纪70年代,开发和添加了更有效的紫外线抑制剂,聚乙烯薄膜的耐久性大大提高;这些延长了薄膜的使用寿命,从1或2年到3年,最终4年或更长时间。排水沟连接的温室在20世纪80年代和90年代变得更加普遍。这些温室有两个或多个由一堵普通墙或一排支撑柱连接的隔间。随着建筑面积与外墙面积的比例大幅增加,供暖投入减少了。连接排水沟的温室现在通常用于生产和植物种植并向公众出售的情况。 Gutter-connected greenhouses are commonly covered with structured polycarbonate materials, or a double layer of polyethylene film with air blown between to provide increased heating efficiencies.Worldwide, there are an estimated 9 million acres of greenhouses.

温室是如何工作的

温室的工作原理是将光能转化为热能。光线进入温室后被玻璃截留,并被植物和其他物体吸收。这使得光能转化为热能,并被困在温室内。温室内温度升高是因为入射的太阳辐射穿过透明的屋顶和墙壁,被地板、土壤和内容物吸收,从而变暖。由于该结构不向大气开放,温暖的空气不能通过对流逸出,因此温室内的温度上升。这与以地球为导向的“温室效应”理论不同。

定量研究表明,红外辐射冷却的影响不容忽视,并且可能对加热温室产生经济影响。对具有高反射系数屏风的温室近红外辐射问题的分析得出结论,安装这种屏风可减少约8%的热需求,并建议在透明表面上应用染料。复合低反射玻璃,或效果较差但更便宜的抗反射镀膜简单玻璃,也产生了节省。现在,让我们来看看温室功能的主要组成部分。

1.通风

通风是成功温室最重要的组成部分之一。如果没有适当的通风,温室及其生长的植物容易出现问题。通风的主要目的是将温度和湿度调节到最佳水平,并确保空气的流动,从而防止喜欢静止空气条件的植物病原体(如灰霉病菌)的积聚。通风也保证了光合作用和植物呼吸的新鲜空气供应,并可能使重要的传粉者进入温室作物。通风可以通过使用通风口(通常由计算机自动控制)和再循环风扇来实现。

2.加热

供暖或电力是全球温室运营中最重要的成本之一,特别是在较冷的气候中。加热温室的主要问题是通过温室的覆盖物损失的热量,而不是加热有不透明墙壁的建筑。由于覆盖物需要允许光线进入结构,因此它们不能很好地隔离。由于传统的塑料温室覆盖物的r值约为2,因此需要花费大量的资金来不断地补充损失的热量。当需要补充热量时,大多数温室使用天然气或电炉。存在用低能量输入寻求热量的被动加热方法。太阳能可以在相对丰富的时期(白天/夏季)捕获,并在较冷的时期(夜间/冬季)释放以提高温度。家畜产生的废热也可以用来加热温室,例如,在温室里放一个鸡笼可以回收鸡产生的热量,否则这些热量就会被浪费掉。一些温室也依赖地热供暖。

3.冷却

虽然这似乎与温室的目的背道而驰,但有时有必要冷却空间,使其保持在适合植物生长的最佳温度。降温通常是在温室温度过高时打开窗户。这可以手动完成,也可以自动完成。窗户执行器可以由于温差打开窗户,也可以通过电子控制器打开窗户。通常使用电子控制器来监控温度,并根据情况调整炉子的运行。这可以像一个基本的恒温器一样简单,但在更大的温室操作中可能会更复杂。在非常炎热的情况下,可以使用遮阳房,通过遮阳提供冷却。

4.照明

白天,光线通过窗户进入温室,被植物利用。一些温室还配备了生长灯(通常是LED灯),这些灯在晚上打开以增加植物获得的光照量,从而提高某些作物的产量。温室一般每天需要6小时的直射光或全光谱光。当植物需要尽可能接近真实阳光的光线时,全光谱照明是种植者的最佳选择,而节能灯提供了这一点。因为全光谱照明可以让植物在一年中的大部分时间里开花,所以节能灯对于有冬季生长需求的种植者来说是一个很好的选择。这个选择对于那些开始播种的人来说也是理想的。

世界上10个令人难以置信的温室

1.丘音乐学院

邱园温室是世界上最著名的温室之一。1987年,戴安娜王妃建立了温室,种植了3万多种植物,温室的设计是高效节能的,并使用了一些被动式加热和冷却设计技术来调节每个气候区域。在其中一个温室里,你会发现巨大的睡莲,跨度超过两米,地下室可以让你看到池塘的底部。然而,你只能通过购买Kew花园的门票来参观温室,所以我们建议你在春天或夏天去那里,尽可能多地沉浸在你所能忍受的古老的英国花园中。

2.玻璃房子

世界上最大的单跨度大温室容纳了北半球最大的地中海植物收藏。由诺曼·福斯特及其合作伙伴设计,大温室像一颗巨大的雨滴一样屹立在威尔士的风景中。它拥有地球上一些最濒危的植物,它们来自世界上六个地区:加利福尼亚、澳大利亚、加那利群岛、智利、南非、地中海盆地。Kathryn Gustafson在大温室内设计了富有想象力的流动景观,这些植物在这里茁壮成长。占地3500平方米,其岩石梯地、砂岩悬崖和砾石斜坡的轮廓反映了自然环境,创造了广泛的栖息地,平衡了光和影,并改变了湿度水平,以适应不同植物的需求。

3.伊甸园计划

从技术上讲,伊甸园项目不是由玻璃制成的,但它的可持续(令人惊叹的)设计和环保举措无疑在这份名单上赢得了一席之地。它建于2000年,在康沃尔郡圣布莱西镇附近一个废弃的高岭石坑上,当时这个坑已经寿终正矣。该结构由多个相连的测地线生物群落组成,其中包含最大的圈养雨林和沿着坑边缘层叠而下的漫无边际的花园。2005年建成了一个教育中心,包括教室和展览,向游客介绍可持续发展——伊甸园项目的核心信息。在冬天,热带生物群落可能是英国最温暖的地方,充满了罕见的食肉植物。

4.哥本哈根植物园温室

如果你想沉浸在温室文化中,哥本哈根的植物园是你最物有所值的地方。花园的入口是免费的,他们有27个温室(尽管有些不向公众开放)散布在花园中,覆盖了你能想象到的各种植物。把12号温室放在你的清单上,因为它专门用于来自特殊气候的稀有和濒危植物物种,比如马达加斯加、加拉帕戈斯群岛和马斯卡林群岛(你可能永远不会在野外看到)。还有10号温室,多肉植物和仙人掌的房间,为你自己的多肉花园找到灵感。

5.Palmenhaus,网址:Schönbrunn Palace

维也纳美泉宫Palmenhaus Schonbrunn是一座建在美泉宫皇家花园中的温室。它与精致的白色潮流相反,用暗绿色的钢材建造,就像二战前建造的许多温室一样,它有着悠久而丰富多彩的历史。1945年,帕尔门豪斯宫殿遭到猛烈的燃烧弹袭击,部分被毁,但后来重建,并将其植物标本室发展成为世界上最负盛名的植物标本室之一。在杂草丛生的花园中,你会发现世界上最古老的植物,1974年西班牙捐赠的一棵橄榄树,估计大约有350岁了。

6.巴比肯音乐学院

温室是由巴比肯的建筑师设计的张伯伦,鲍威尔和邦它环绕着巴比肯剧院的飞塔,在六层楼以下的舞台上拍摄的场景从这里下降到合适的位置。温室于1980年至1981年间种植,于1984年开放,现在有大约1500种植物和树木,其中一些在其原生栖息地是稀有和濒危的。从南非的岩石沙漠和丛林到巴西的海岸线,这些物种是温带和干旱类型的充满活力的混合体。屋顶由钢和玻璃构成,占地23,000平方英尺,为超过1600立方米的土壤提供覆盖,所有这些土壤都是根据特定要求手工混合的。在温室的东侧还有一个干旱的房子,里面有大量的仙人掌和多肉植物,还有一个越冬的蕙兰(凉屋兰花)。这个温室的一个独特之处在于它的鸟类生活。

7.滨海湾花园

滨海湾花园是一个自然公园,占地101公顷,位于新加坡中部地区,毗邻滨海水库。公园由三个滨水花园组成:南湾花园、东湾花园和中央湾花园。滨海湾花园的制冷温室占地16500平方米,在低能耗和可再生系统的帮助下达到了碳中和状态。这两个温室由Wilkinson Eyre设计,位于码头的北端。每座建筑都有自己独特的气候——“花穹”有地中海风格的干冷区,而“云雾森林”则是凉爽湿润的生物群落,内部有一个巨大的热带瀑布。每一个都展示了不同种类的植物——花穹探索人与植物之间的问题,云穹强调气候变化和热带云雾森林的破坏将如何威胁地球的生物多样性。

为了以节能的方式成功地运行这些温室,威尔金森·爱必须设计复杂的系统。信封是整个行动的关键;无数的玻璃面板可以让光线进入,同时减少太阳热量的增加。Low-e面板吸收了大约65%的入射日光,但只吸收了35%的太阳热量。凉爽、干燥的空气被引入靠近温室底部的植物和人之间,而热空气上升并离开结构或被引导回系统进行其他过程,如除湿。附近的太阳能树就像通风口一样将热空气排出,同时也为整个建筑群提供热水和电力。雨水从温室收集起来,储存起来,然后用于灌溉。现场的生物质锅炉提供热量和电力,并完全以公园的绿色废物为燃料。温室只是壮观花园的一个方面,最近获得了2012年世界建筑奖、2012年WAF奖和2012年BCA绿色标志白金奖。

8.新宿御苑国立花园温室

这个位于日本东京的大型温室建于1950年,截至2016年,展示了1700多种热带和亚热带植物。新宿御苑建于江户时代(1591年)内藤大名(封建领主)的私宅旧址上。政府管理的农业实验站成立于1872年,之后成为皇家庄园,于1906年建成皇家花园。它是作为国际外交的宫殿花园发展起来的,在第二次世界大战后被重新指定为国家花园Ⅱ并向公众开放。新宿御苑占地58.3公顷(144英亩),周长3.5公里,是明治时代具有代表性的现代西式园林,融合了三种不同的风格,即法国正式花园,英国景观花园和日本传统花园。该花园由法国园林设计师设计,被认为是明治时代最重要的花园之一。在19世纪建造的最古老的西式温室中,他们种植了包括兰花在内的热带和亚热带植物,并在日本温室园艺中发挥了先驱作用。2012年重建,成为保护和展示濒危物种的环保温室。

9.法兰克福植物园

这个极好的植物陈列柜最初是由于购买了拿骚公爵的优秀热带植物收藏而建立的。一个特殊的温室被用来容纳这些植物,使游客能够在丛林般的热带环境中漫步。棕榈屋是Palmengarten的心脏和展示品:它甚至比花园本身还要古老。它于1869年11月开放。在19世纪末,棕榈屋的建造被认为是开创性的。根据1867年巴黎世博会的专利设计的由钢和玻璃制成的建筑。直到今天,棕榈屋仍然是欧洲最大的同类建筑之一;在它建造的时候,它是德国许多类似建筑的典范。

10.Muttart音乐学院

Muttart温室是一个植物园,位于北萨斯喀彻温河谷,对面是加拿大阿尔伯塔省埃德蒙顿的市中心。作为埃德蒙顿最著名的地标之一,温室由三个城市运营的温室、公共花园和四个特色金字塔组成,用于展示在三个生物群落中发现的植物物种,第四个金字塔举办季节性展览。第五个小天窗金字塔照亮了中央门厅。温室独特的结构由建筑师彼得·海明威(Peter Hemingway)设计,由四个围绕中心服务核心建造的玻璃金字塔组成。两座较大的金字塔面积为660平方米(7100平方英尺),两座中等大小的金字塔面积为410平方米(4400平方英尺)。金字塔中的三个分别用于展示热带、温带和干旱地区的植物,第四个用于随着季节变化而变化的展览,其特点是大量展示观赏花卉。温带金字塔容纳了典型的温带气候的植物,这些植物来自五大湖区南部、澳大利亚,甚至亚洲的山区。热带金字塔提供了巨大的物种多样性;在高大的棕榈树的树荫下,香蕉和哭泣的无花果是兰花,各种木槿和天堂鸟。

温室为现代水果和蔬菜的消费提供了很大的便利。它们是一项美丽的发明,也是一种非常有用的工具,它使用了几乎无处不在的自然资源(阳光)作为主要能源。大多数大城市都有植物园,所以无论你住在哪里,这都是一个参观和与植物一起放松一天的好地方。

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