温室怎么设计才能节能耗、降成本,这里的实用要点告诉你!
一种新型装配式节能
日光温室的设计和建造
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4~6m,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3~5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1~4)具体设计结构参数为:①温室跨度为9.0m,脊高为4.0m,前后排温室之间距离9.0m。②温室采用单立柱整体钢拱架结构,温室东西向每1.0m设置一个整体钢管拱架,拱架前端与地面夹角(前屋面脚)35°,后端与地面夹角为85°,立柱距离后墙0.4m,走道宽0.6m。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2.5m,宽1.5m,高2.0m,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9.0m,以便于温室使用3~5年后就地移动位置,防止连作障碍。
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
建造材料
(1)柱脚为30cm×30cm×40cm的水泥柱墩,浇筑时设置固定螺栓。
(2)拱架采用规格为80mm×30mm×2mm椭圆钢管,立柱采用规格为50mm×30mm×2mm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25mm×2mm的镀锌钢管;后屋面采用规格为40mm×20mm×2mm镀锌钢管。棚两端立柱和拉杆规格均为为50mm×30mm×2mm镀锌管。
(4)透明覆盖材料采用PO膜;保温覆盖材料采用1kg/m2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1.5kW。(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
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2.5mm×2mm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40mm×20mm×2mm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1m和距顶端1m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0.8m,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1m的1号铁丝网,上面覆盖200g/m2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50mm×30mm×2mm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1m、高2m。在棚门内侧,用50mm×30mm×2mm的热浸镀锌钢管设置长2.5m、宽1.5m、高2m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,下端覆盖下放风口并与下幅棚膜重叠30cm;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30cm,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。
作者:李星,刘海河,张彦萍,肖丽静,刘倩,刘秀杰(河北农业大学园艺学院)