一种新型装配式节能日光温室的设计和建造.pdf

p温室园艺 2018-05 75 一种新型装配式节能日光温室的 设计和建造 *李 nbsp;星，刘海河 ** ，张彦萍，肖丽静，刘 倩，刘秀杰（河北农业大学园艺学院，河北保定 nbsp;071001） nbsp;【摘要】针对现在日光温室建造成本高、破坏耕层结构、土地利用率低和不便拆 装等诸多问题，课题组设计建造了一种新型装配式节能日光温室。该温室整体椭 圆钢拱架结构采用柱脚固定，后墙和山墙覆盖保温被，并配备电动卷帘和自动防 风设备，建造成本 100120 元 /m 2 。该温室建造方便，极大降低了对耕层结构 的破坏，提高土地利用率且便于拆装。现已在河北省中南部地区推广应用，经测 试，该温室在冬季室外 -10℃的低温条件下，室内可以保持 5℃以上，可越冬生 产草莓、生菜和甘蓝等喜冷凉的果菜，经济效益显著。 日光温室是中国主要的设施类型，在推广过 程中，日光温室的结构和性能得到了不断完善， 但目前仍存在诸多问题①土地利用率低。现在 推广应用的温室多为土墙结构， 墙体厚度达46 m ， 再加温室间距、工作间和人行道等占地，温室的 土地利用率仅在 40 左右。②破坏耕层结构。现 在温室土墙一般是从种植土壤取土建造，这种做 法极易大面积破坏耕层土壤，造成温室内种植的 蔬菜作物产量和品质的下降。③建造与维护成本 高。 现在的日光温室建造工程量大， 所需成本高， 且每年需要大量劳动力来维护。④不便拆装。温 室内栽培的作物多年连作、复种指数高且季节性 覆盖，一般种植 35 年后就会导致土壤连作障碍 的发生，造成种植作物产量和品质的下降，因温 室不便拆装，无法移到其它地块进行生产。针对 现代日光温室建造和生产中的诸多问题，课题组 应用现代日光温室设计原理并结合现代温室优型 结构，设计了一种新型可移动装配式节能日光温 室，其结构参数和建造技术如下 结构参数设计 新型可移动装配式节能日光温室（图 14） 具体设计结构参数为①温室跨度为 9.0 m，脊 高为 4.0 m，前后排温室之间距离 9.0 m。②温室 采用单立柱整体钢拱架结构，温室东西向每 1.0 m 设置一个整体钢管拱架， 拱架前端与地面夹角 （前 图 1 温室剖面图 图 2 温室侧面图 图 3 日光温室外观图 图 4 温室内部图 DOI 10.16815/ki.11-5436/s.2018.13.012 温室园艺 2018-05 76 屋面脚）35 ，后端与地面夹角为 85 ，立柱距离 后墙 0.4 m，走道宽 0.6 m。③前屋面设置纵向拉 杆 5 道，拉杆通过拱卡与拱架连接；后坡面纵向 设置 3 道拉杆，立柱纵向设置 3 道拉杆，通过螺 丝固定。④前屋面设置上、下放风口 2 个，采用 智能电动控制方式。⑤ 温室一端设出入口，并设 置内置式缓冲间，缓冲间长 2.5 m，宽 1.5 m，高 2.0 m，用镀锌钢管和塑料膜建造。⑥ 拱架外覆盖 三幅塑料薄膜后，再覆盖一层保温被，温室内立 柱上纵向设置一层保温被，东西山墙覆盖棚膜后 在外侧也覆盖一层保温被。⑦温室前后排间距与 跨度相同，均为 9.0 m，以便于温室使用 35 年 后就地移动位置，防止连作障碍。 建造材料 （1 ）柱脚为 30 cm30 cm40 cm 的水泥柱 墩，浇筑时设置固定螺栓。 （2 ）拱架采用规格为 80 mm30 mm2 mm 椭圆钢管，立柱采用规格为 50 mm30 mm2 mm 镀锌管 。椭圆钢管用自动弯管机加工后连接成一 体拱架。 （3 ） 前屋面纵向拉杆 5 道， 采用规格为 25 mm 2 mm 的镀 锌钢 管 ； 后 屋面采用规 格 为 40 mm 20 mm 2 mm 镀锌钢管 。 棚两端立柱和拉杆 规 格 均为为 50 mm 30 mm2 mm 镀锌管。 （4 ）透明覆盖材料采用 PO 膜；保温覆盖材 料采用 1 kg/m 2 防潮珍珠棉保温被。 （5 ）卷帘采用棚面自走式五轴卷帘机，电机 功率 1.5 kW。 （6 ）控制系统的电控设备及线路要求符合国 家要求标准。 建造技术要点 建造技术要点 依据日光温室建造规范选择建造场地，确 定日光温室的长度和排列方式，合理安排田间 道路、水路和电路的位置。确定场地位置后， 对日光温室用地进行清障和平整，按照设计的 尺寸，划定每栋日光温室的边界以及温室每个 柱脚的位置。 场地规划 依据日光温室建造规范选择建造场地，确定 日光温室的长度和排列方式， 合理安排田间道路、 水路和电路的位置。 埋设柱脚 确定场地位置后，对日光温室用地进行清障 和平整，按照设计的尺寸，划定每栋日光温室的 边界以及温室每个柱脚的位置，挖坑埋设柱脚。 安装拱架 将每个拱架的前端和后端与埋设的前、后排 柱脚对齐后用螺栓固定。 连接拉杆 温室前坡面等距离设置 5 道纵向拉杆，拉杆 规格为 2.5 mm2 mm 的镀锌钢管，通过拱卡与 拱架连接。后坡面设置 3 道纵向拉杆，立柱设置 3 道纵向拉杆，规格为 40 mm20 mm2 mm 镀 锌钢管，通过螺丝将拉杆和拱架、立柱连接固定。 设置放风口和后屋顶 在温室前坡面距地面 1 m 和距顶端 1 m 处各 设置一个放风口。放风口两侧的拱架上纵向设置 两道压膜槽，两道压膜槽间距 0.8 m, 在压膜槽间 固定 40 目防虫网。在温室顶端拱架上纵向铺设 宽 1 m 的 1 号铁丝网，上面覆盖 200 g/m 2 毡子一 层，用铁条和螺丝固定。 安装棚头和立柱 温室东西两侧山墙安装立柱，立柱上端通过 U 型槽与拱架连接并用螺丝固定，下端于水泥柱 脚连接并螺丝固定， 安装后立柱后安装横向拉杆， 立柱和拉杆规格为 50 mm30 mm2 mm 的热 浸镀锌钢管，通过螺丝固定。 建造内置式缓冲间 在靠近后坡面处设置棚门， 棚门宽 1 m、高 2 m。 在棚门内侧，用 50 mm30 mm2 mm 的热浸镀锌 钢管设置长 2.5 m、宽 1.5 m、高 2 m 的缓冲间，在 镀锌管上设置压膜槽， 用于固定棚膜， 形成缓冲间。 覆盖棚膜 覆膜时采用上 、中 、下三幅薄膜 。下幅棚膜 上端固定在下部放风口的下部压膜槽中 ，下端埋 入土中 ；中幅棚膜上端固定在上放风口的下端压 膜槽中 ，中间用下方风口上端压膜槽固定 ，下端 温室园艺 2018-05 77 覆盖下放风口并与下幅棚膜重叠 30 cm；上幅棚膜 中段用上放风口的上端压膜槽固定 ，前端覆盖上 放风口并与中幅棚膜重叠 30 cm, 后端覆盖整个后 坡 ，并用压膜槽固定 。覆盖好三幅棚膜后用压膜 线固定。 压膜线固定在柱脚口纵向设置的钢丝上。 覆盖保温被 先在温室内后墙上铺设一层保温被，用铁条和 螺丝固定在棚内立柱上。 然后铺设温室外部保温被， 先从温室的一侧开始铺设保温被， 覆盖整个棚面后， 在顶部和后墙外侧用铁条和螺丝固定在拱架上。 安装卷帘和卷膜设备 在温室前屋面中间位置安装自走式卷帘机， 在上下 2 个封口处安装卷膜机，将放风设备、卷 帘设备等通过线路与安装在温室一侧的控制设备 相连，连接完成后测试其是否能够正常运行。 工程验收 施工完成后进行验收， 通过验收后交付使用。 设施性能 经测试，该温室在冬季室外 -10℃的低温 条件下，室内可以保持 5 ℃以上，可越冬生产 草莓、生菜和甘蓝等喜冷凉的果菜，经济效益 显著。该类型温室现已在河北省中南部地区推 广应用。 * 项目支持河北农业大学大学生创新创业训练计划项 目（201710086008）；河北省高等学校科学技术研 究项目（ZD2016133）。 作者简介 李星（1995-），河北邢台人，本科，研 究方向设施工程。 ** 通信作者 刘海河 （1965-） ， 男， 河北邯郸人， 教授， 研究方向设施蔬菜。 [ 引用信息 ] 李星 , 刘海河 , 张彦萍 , 等 . 一种新型装配式节能日光温室的设计和建造 [J]. 农业工程技术 ,2018,381375-77./p