第二节、土楼温室结构特征

土楼温室整体结构由七部份组成，环弧的人字形顶罩式屋顶、围桶的内侧垂壁、围桶的外侧垂壁、等速螺旋线式的螺旋梯面、内外壁的门窗开设、土楼的肤表与梯面的覆盖、中心天井组成。在土楼温室的钢结构技术上，不管哪部份全部都由三角结构、空间桁架结构与内蜂窝结构复合，形成土楼温室整体与局部的最大抗性（抗风、抗雪、抗震）。以下以图示的方式展示土楼温室各部份的结构特点与空间布局。

一、土楼温室的整体构型

土楼温室为温室技术与建筑技术的融合，在世界上著名的建筑，其外形上都非常的考究，它关系到落成后整体的美学；土楼温室的外圈半径及垂面高度构筑起整体外观轮廓，通过笔者的研究，土楼外观由垂高与半径比为构型的重要参数，以接近黄金比例0.618为宜，该高度可以达到拍照与体验的和谐之感；其实在建筑领域，建筑师们对数字0.618也特别偏爱，无论是古埃及的金字塔，还是巴黎的圣母院，或者是近世纪的法国埃菲尔铁塔，希腊雅典的巴特农神庙，都有黄金分割的足迹。以下为半径40m的土楼外观构型，其垂壁高度为12.36m，与半径之比恰好为0.618的黄金比例（图1，图2）。

二、人字形顶罩及结构

在福建土楼的建筑中，抗风最薄弱的环节在于环形的人字顶盖，在台风侵袭下，该处是最易损毁的部位，其主要原回是屋檐悬挑过大，极易导致屋盖上下表面形成“上吸下顶”的叠加效应；同时屋顶的木结构与内外壁的夯土墙之间采用柔性连接，薄弱部位没有进行加强抗风处理，在台风作用下极易招致破坏；而土楼温室的屋顶与内外垂面之间作整体钢结构连接，屋檐不作外挑处理，不会形成抗风薄弱点（图3）。

人字形的环形顶罩采用六裂等分循环构型，每裂结构相同，6循环构建环形；局部结构同样为外三角、内蜂窝、及空间桁架复合构造，该土楼顶罩跨距为8m，高为2.5m（图4）。

三、土楼温室的内外侧垂壁结构

土楼也叫桶子楼，由内圈垂面及外圈垂面围桶而成，内外垂面设计为等分等高等维等三角设计，与三角网架结构相距0.5-0.8m处再设一层六边形蜂窝结构，蜂窝结构与三角结构的节点之间用空间桁架相连接，形成厚0.5-0.8m的复合构造（图5,图6）。

四、螺旋梯面及挂杆式撑杆式连接

螺旋梯面是重要的立体化空间化耕作平台，必须具备强大的承重性，可以方便人员的走动管理及栽培设施的布局；所以螺旋梯田同样采用上层三角，中层桁架，下层蜂窝的复合结构，建成后并于梯面上铺设踩踏网；踩踏网是种高强度的铁丝网，除了方便管理人员走动，同时又达到上层对下层最小的挡光，让温室内的光辐射、漫射反、射光得以最充分的利用，以实现免补光栽培。

内外圈垂面之间跨距为8m，扣除空间桁架各侧厚0.5m，螺旋梯面宽则为7m；土楼垂面高度为12.36m，内部螺旋梯田作三层楼设计，则每层高为4.12m（图7）；因螺旋梯田为等速上升的盘绕结构，而内外垂面则为等高等维结构，两者之间的连接则采用挂杆式或撑杆式连接；即螺旋梯田内圈螺旋线节点对应于内垂面内蜂窝节点，外圈螺旋线节点对应外垂面的内蜂窝节点，而且内外圈螺旋线的等分节点数与内外圈蜂窝节点数相同；螺旋梯田与垂面内蜂窝之间则采用挂或撑式连接，通过撑与挂的方式把梯田钢构与内外圈垂面钢构组合为整体钢构，当螺旋线节点低于就近蜂窝点时，则采用挂杆方式（图8），当螺旋线节点高于就近蜂窝点时，则采用撑杆方式连接(图9)；通过与内外垂面的连接形成类似绷绷床的张拉力效果，构造起梯面强大的承重性。

五、门与窗的开设

土楼门的开设分为出入口大门与内圈进入天井的大门，每座土楼共设两道门，大门采用玻璃推拉门设计，门的大小因用途及美观而定；窗为温室的通风系统，三层螺旋梯田一般通风窗作2-3层等高开设，均匀开设于内外圈垂面，采用铝合金窗材质，设计为电动启闭方式，可以连接计算机自动控制系统，实现自动开关（图10）；土楼的开窗方式利于温室通风，其通风距离短，内外圈之间的跨距为8m，而常规温室大多为纵向通风，通风跨距较长；而且土楼温室中心为大天井设计，更利于通风与采光，风从外墙窗户吹入后，会在桶子结构内部产生涡旋加速效应，比方形建筑通风更为顺畅。

六、土楼的肤表覆盖

土楼的肤表覆盖可以采用薄膜覆盖，也可以选择阳光板扣板覆盖；对于一些寒冷的地区还可以进行内膜覆盖，形成具0.5-0.8m厚夹层的双膜保温，覆内膜只需于内蜂窝安装卡槽进行内膜卡覆即可；对于极寒地区还可以结合肥皂泡填充技术，于夹层间进行肥皂泡填充，厚0.5-0.8m的肥皂泡基本达到内外热传导的绝缘效果。

七、天井的设计与利用

土楼中心位置处为天井，在福建土楼的经典设计中，天井为公共活动区，是生产、生活及生态聚合的公共区；土楼温室中心天井也可以用于农业耕作，也可以用作休闲绿植或球形温室的建造。