(完整)高效节能日光温室结构设计及建造技术
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建设日光温室工程方案设计一、引言随着全球气候变化和环境污染的日益严重,温室农业作为一种环保、高效的农业种植方式,受到了越来越多的关注和青睐。
日光温室作为一种受到光照控制的设施,能够提供温度、湿度和光照等条件对植物进行良好的生长,有效地提高了作物的产量和质量。
在本文中,将对日光温室工程方案进行设计,以实现高效环保的温室种植。
二、日光温室的类型日光温室主要分为传统日光温室和现代智能日光温室两种类型。
1. 传统日光温室传统日光温室是采用传统的钢架结构,覆盖透明的玻璃或塑料薄膜,通过地埋管、天窗、侧窗等方式进行通风和散热。
传统日光温室投资成本较低,适合一般规模的农业种植。
但其温室控制系统较为简单,对于气候变化的适应性较差。
2. 现代智能日光温室现代智能日光温室采用先进的自动控制系统,能够实现对温度、湿度、光照、通风等多个参数进行精准控制。
智能温室使用传感器、自动化设备进行监测和调节,可以实现全天候无人管理,大大提高了生产效率和品质。
因此,本文设计的日光温室将采用现代智能日光温室的设计方案。
三、日光温室工程方案设计1. 温室结构设计温室结构采用轻型钢结构,轻便灵活,便于搬迁和扩建。
覆盖材料选用高透光、抗老化的聚碳酸酯板,保证充分的光照条件,同时具有一定的保温效果。
温室顶部设置智能感应天窗,可根据温室内外气温自动开合,保持温室内部的适宜气候。
2. 控制系统设计温室控制系统采用PLC自动控制,配备智能温室控制软件,实现对温度、湿度、光照、通风等参数的智能控制。
温室内设置温度、湿度传感器、CO2浓度监测仪等设备,根据监测数据自动调节温室环境,保证植物生长需要的各项条件。
3. 温室设施设计温室内设置水肥一体化滴灌系统,根据作物的需水需肥量进行精准投放,减少水肥的浪费,保证植物的正常生长。
此外,还配备智能照明系统,可根据植物生长的需要进行光照周期控制,提高光照利用率,加速作物生长。
4. 温室布局设计温室内按照作物种植需要进行合理布局,利用空间,提高产量。
日光温室设计--方案(总13页)本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March日光温室设计方案一、结构设计说明温室设计规格为东西长80m,南北宽8m,北墙高、顶高、骨架间距。
顶部选用进口无滴膜单层覆盖,单栋温室占地面积640m²。
1、墙体北墙为(240+120+240)mm厚复合砖墙。
内、外墙为240mm砖墙,中间120mm保温层(保温层可用炉灰或黄土)。
2、屋顶:单层薄膜。
3、操作间一侧北墙后砌筑楼梯,便于屋顶检修。
北墙每隔设一通风洞,每套尺寸500mm×500mm,便于夏季通风。
地面根据实际种植需要进行硬化或做其它处理。
4、温室前坡地面挖防寒沟。
5、朔州土建基础设计资料:年平均气温一般为℃~℃左右。
1月份最冷,平均气温为一℃~一℃,极端最低气温一℃(1971年1月21日)。
从3月到5月,每个月气温平均升高8℃左右。
7月份为最热,平均气温为℃~℃,最高气温可达℃(1961年6月10日)。
秋季每个月气温平均下降7℃左右二、温室技术性能指标1、抗风载:m22、抗雪载:m23、顶部载荷:m2,需及时清雪。
4、墙基地基承载力:不小于100KN/m2且均匀。
5、电源参数:电压采用中国220/380V,50Hz标准。
三、主要系统设计1、温室骨架:温室骨架形状及材料规格均经过严格周密的计算,并最终通过计算机辅助设计、绘图并制造,确保他们符合建筑标准和耐久性要求。
结构计算依据最不利的情况,甚至考虑到各种荷载同时作用下进行了测试,以确保结构的可靠性,各种型材的壁厚除考虑强度满足外还充分考虑了各种锈蚀、腐蚀的作用。
经验证,结构的稳定性及强度都达到标准。
2、覆盖材料:日光温室的覆盖材料主要分为两部分,一部分为前坡采光面覆盖材料,另一部分为后坡保温覆盖材料。
本次设计,温室南坡采光面采用单层PEP15丝聚乙烯无滴长寿膜,为希腊进口产品,该膜为防紫外线层、抗静电层、无滴层三层共挤,使膜里有抗露滴、防紫外线、保温的作用。
高效节能日光温室结构设计及建造技术节能型日光温室是我国近年来在蔬菜生产中大规模采用的一项农业园艺设施。
由于较好地解决了采光、载热和保温的一系列问题,可在北方地区严寒的冬季不加温条件下进行反季节蔬菜生产,达到节能、优质、高效的目的。
该项技术在全国推广以来,深受生产者欢迎,显示了强大的生命力,促进了农业经济的迅速发展,在农村已形成了支柱型农业产业,其经济效益引起了社会各界的高度关注。
目前节能型日光温室在全国已发展到几百万亩,全范围解决了蔬菜的周年生产、均衡上市、四季常青,从根本上解决了城乡人民的吃菜问题。
为部队农副业生产提供了广阔的前景和有利的保障。
一、高效节能日光温室的基本特征高效节能日光温室是在科学的利用太阳能的基础上形成的农业园艺设施,在生产中体现了低成本、高效益的特点。
其性能特征是:1、采光好:高效节能日光温室的前屋面设计充分考虑到了不同纬度条件下的太阳高度角及太阳光对棚面的入射角,使其在不同的季节和不同的太阳光入射时段,都形成较理想的直射条件,尽可能减少光的散射和折射,最大限度的利用了太阳能。
2、保温好:高效节能日光温室,利用后墙体、后屋面及前屋面的透明覆盖材料和保温材料,最大限度的把白天太阳光入射带来的幅射热保存下来,尽可能减少夜间热传导、热幅射和热量的缝隙扩散效应,使室内温度在夜间不低于8℃,以保证蔬菜在冬季的安全生产。
3、载热好(贮热好):高效节能日光温室利用墙体吸热,后屋面载热等特点,在白天有太阳照射的条件下,尽可能使墙体、后屋面、地表面大量吸热,采用热容量大的材料,大量贮蓄热量,在夜间再不断释放出来,补偿温室气温损失的部分,以保证室内温度达到要求的区间。
二、高效节能日光温室的特征要素- 1 -1、方位角:高效节能日光温室在建造时,对温室在地面上的座落方位有较严格的要求,一般要求座北朝南,东西走向,正向布局,目的是尽可能延长日照时间,在具体实施时,由于地形的限制,无法作到正向布局时,可根据具体情况,向东或向西偏斜5°,最大偏斜不可超过10°,若偏斜角度太大,会减少日光温室的日照时间,直接影响温室的热性能,当然对生产也会带来很大损失。
全钢架日光温室建设技术方案正文第一篇:全钢架日光温室建设技术方案全钢架日光温室建设技术方案一、结构规范:主体为土夯墙,采光面为全钢架模式,其中立柱、后切为水泥预制件,棚架材料为钢架,用钢管固定。
温室后屋面用麦草帘填充。
二、技术规范:温室方位座北朝南,偏东(西)不超过10°,温室后屋面仰角大于37°;棚脊高3.8米,温室内径长60米,跨度9米;温室墙体根基厚度4米,顶部厚度2米,高度3米(不包括坑深),占地面积2.5亩;温室拱杆采用钢管拱架,拱杆长10米,下弦长10米,拉花长14米,拱架间距1米;横梁采用钢管,立柱间距1.5米;后屋面宽1.2米,其上横拉26#钢丝12道,采光面横拉钢管3道。
温室采光面棚膜选用12丝的北京华盾牌长寿流滴膜,保温材料用稻草帘。
前后温室间距8米以上。
前坎用水泥浇注全梁(温室建设简图附后)。
三、材料规范:钢架上弦钢管采用直径2021,壁厚2.0毫米的国标焊管,下弦和拉花采用直径12毫米的线材。
拉筋采用采用直径2021,壁厚2.0毫米的国标焊管,横梁采用直径50毫米,壁厚3.25毫米的国标焊管,后立柱长4.3米,厚7厘米,宽12厘米,内均加12#冷扎丝5根,后切长2米,厚8厘米,宽17厘米,内加12#冷扎丝7根,间距1.5米。
前坎浇注成宽0.5m,高0.4m,长60m的全梁。
第二篇:标准日光温室建设主要技术参数标准日光温室建设主要技术参数㈠温室建设主要技术参数高效节能日光温室是能最大限度充分利用天然太阳光给室内加温,促使果蔬提早成熟的一种设施类型。
温室设计必须采光合理、保温效果好、经久耐用、便于操作、有利于果蔬生产,同时还应能合理利用建筑材料和最大限度地利用设施内的土地和空间。
在当前,广大农村进行温室建设时主要应考虑以下技术参数1、温室方位角温室方位以东西走向,南偏西或南偏东5°左右为宜,偏东有利于早晨温室内提温,偏西有利于下午温室内温度的积累。
日光温室建造技术一、日光温室的规划与设计1、规模发展与地块选择日光温室的建造原则:节能、经济、实用、高效。
要求集中连片、规模发展,日光温室小区不少于200亩,拱棚小区不少于300亩,同一发展区域设施农业建设面积不少于1000亩。
地址选择:主要公路沿线、城镇近郊及周边地区;有水源条件且适宜设施农业发展的水浇地、旱地、荒地、荒坡等。
具体环境要求遵循以下四项要求:⑴要求地势排水良好、土质肥沃。
⑵要求背风向阳,东南西三面无遮光物。
⑶要求水、电、路三通。
⑷要求无空气、水源、土壤污染。
建造庭院温室时,房前要尽量满足温室对方位的要求;建在房后时,以温室前底角与房屋最高处垂直于地面点的水平距离,最低标准不应该小于其房高的3倍。
在田间建造大规模温室群时,要统一规划,统一设计,统一施工。
另外,在温室群内建造其它附属设施时,也应注意避免对温室遮光。
2、设计规格温室的前后栋间距18~24米,大间距可实现温室与塑料拱棚间作,东西两排温室棚头距离4~6米,要求主路宽8米,附设灌排水管路。
建设标准:达到设计科学合理,结构安全牢固,可利用率高,使用寿命长,具有良好的采光、蓄热、保温、防寒、抵抗风雪和适宜机械化作业的经济实用型的要求。
建造模式要因地制宜,用材要随着当前技术的进步而改进。
七度三材二图五项工艺七度⑴温室的最佳方位是南偏西 5~7度,根据实际情况偏东或偏西最多不超10度。
⑵墙体厚度大于当地最大冻土层厚度 1.5米,高度2~3米。
⑶日光温室跨度7~8米(垂直跨度),最宽不超8.5米;骨架间距0.8~1米。
⑷前屋面采光角度31.5~32.5度,确保大于30度;对边∶斜边=0.5左右。
⑸后屋面仰角30~38度,宽1.35~1.75米,厚0.5~0.7米。
⑹温室中脊高度3.5~4.5米;下深深度0.6~0.8米。
⑺东西长度为50~100米,最好80米左右。
三材⑴建筑材料:砖、水泥、沙石、竹竿、木材、铁线、钢筋、钢管等。
⑵覆盖材料:聚氯乙烯无滴膜、三层复合聚乙烯膜等。
XGZQ—10—46高效节能日光温室建造技术规范1 内容与适用范围1.1内容本标准主要规范了钢竹混合拱架,钢筋混凝土立柱的单栋塑料日光节能温室建造的选址,朝向,整体结构尺寸及骨架,围护墙体,立柱,覆盖材料等部件的材料选用,结构型式,技术要求和建造程序等。
1.2范围本规范主要是规范吕梁市各县(区、市)范围内XGZQ —10—46高效节能日光温室的建造和旧温室的改造工程。
2 引用标准下列标准所包含的条文。
通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 50203—1998 砌体工程施工及检收规范GBJ 7—1989 建筑地基基础设计规范GB/T 18622—2002 温室结构设计荷载GB/T 13793—1992 直缝电焊钢管GB/T 19165—2003 日光温室和塑料大棚结构与性能要求3 术语和定义3.1 XGZQ—10—46 高效节能日光温室以日光为主要能量来源,以塑料薄为透明覆盖材料,由透光的前屋面,外保温帘(被),后屋面(后坡)、后墙、山墙和工作间组成,基本朝向座北朝南、东西延伸,适合于冬季寒冷季节进行蔬菜、花卉和瓜果生产的单栋温室。
其脊高4.6m,跨度10m,长度60—100m。
命名解释X—下挖式GZ—钢竹结构,Q—琴弦式、10—跨度10m ,46—脊高4.6m。
3.2 墙体厚度节能日光温室山墙及后墙的基部与顶部的厚度3.3 脊高节能日光温室屋面最高点与室内地平面之间的垂直高度3.4跨度节能日光温室内后墙基部与前屋面基部之间的距离.3.5长度节能日光温室东西间的距离3.6 温室间距前后两栋节能日光温室之间的距离23.7 前屋面角度(采光角度)指前屋面切线与水平面之间的内夹角3.8后屋面角度后屋面内侧与水平面之间的夹角4 基本要求4.1 采光性建造温室必须选好朝向和前屋面阳光入射角,朝向为正南土5—7°,阳光入射角应在40°以下。
日光温室设计方案引言日光温室是一种利用日光照射和温室效应来增加农作物生长环境温度的设施。
它可以提供稳定的温度和较高的光照强度,为蔬菜、花卉和其他植物的生长创造良好的条件。
本文将介绍一个日光温室的设计方案,包括结构设计、材料选择以及光照管理策略等。
结构设计日光温室的结构设计需要考虑到温室的稳定性、通风性以及光线的透射和分布,下面是一个日光温室的基本结构设计方案:1.墙体结构:温室的墙壁采用双层玻璃或聚碳酸酯作为材料,这些材料既可以有效吸收和保留太阳能,又可以提供良好的绝缘性能。
2.屋顶设计:温室的屋顶采用半透明材料,如聚碳酸酯或类似材料。
这种设计可以使得光线透过屋顶进入温室,同时减少热能的损失。
3.支撑结构:为确保温室的稳定性,支撑结构需要具备足够的强度和抗风能力。
采用金属或钢结构作为支撑材料,可以提供稳定的结构支持。
材料选择选择适当的材料对于日光温室的设计十分重要,下面介绍一些常用的温室材料:1.玻璃:玻璃是一种常用的温室材料,它具有优良的透明性和保温性能。
双层玻璃可以更好地隔热,降低能量消耗。
2.聚碳酸酯:聚碳酸酯是一种轻质、高透明度且具有良好保温效果的材料。
它还具有抗冲击和耐紫外线的特性。
3.聚乙烯薄膜:聚乙烯薄膜是一种经济实用的温室材料,它具有良好的光透过性和保温性能,并且比较便宜。
综合考虑成本和性能,在温室的设计中可以根据不同地区的气候条件和作物种类来选择合适的材料。
光照管理策略在日光温室的设计中,合理的光照管理策略可以提高作物的生长效率和品质。
下面是一些常用的光照管理策略:1.光线透过率控制:通过调节温室材料的透光率和防晒措施来控制温室内的光线强度。
可以根据作物的需求和季节的变化,灵活调整光照条件。
2.反射板的使用:安装合适的反射板可以增加温室内的光线反射,提高光能利用率,进而促进作物的生长。
3.光照时间控制:通过调整灯光的亮度和工作时间来模拟不同季节的光照条件,帮助提前或延迟作物的生长周期。
. .第三章高效节能日光温室设计案---8米跨装配式"几〞字型钢构造一、温室设计原那么〔1〕坚持科学性,超前性、实际相结合的原那么,全面考虑到温室的实际使用功能,合理选择恰当的配套设备,实现良好的价格性能比。
〔2〕坚持从实际出发,合理确定设计标准,对生产工艺,主要设备和主体工程做到先进,适用,可靠。
〔3〕坚持因地制宜的原那么,重点结合当地气候条件和栽培要求设计。
二、温室设计依据〔1〕相关的温室标准. 专业资料.〔2〕现行有关建筑构造的设计施工规与设备要求规。
〔3〕温室的实际使用功能。
三、温室设计特点〔1〕无柱式"几〞字钢装配式骨架,轻巧稳固;〔2〕专业软件优化,采光好,升温快;〔3〕高脊构造,便于部操作,空间利用率高;〔4〕复合保温被配合复合保温墙体,多重保温效果好;〔5〕采用电动卷铺机构,自动化程度高;〔6〕工作间新颖别致、外型美观,适合观光、旅游。
四、温室概况温室跨度8m〔温室净宽度〕,长度105m;实际使用面积达840㎡;温室顶高3.5米,后墙高2.4米,温室后坡采用GMC强化面板覆盖,具有很好的保温隔热性能;其规格〔厚度〕为:100mm。
温室前坡面覆盖材料采用12丝希腊PEP三层共挤复合膜和五层防水复合保温被。
PEP三层共挤复合膜使温室在具有良好的透光性的同时,还具有较好无滴性能,能够有效降低雾滴对部种植蔬菜的伤害。
五层防水复合保温被在夜间可以有效的保证温室温度,电动卷帘机保证棚的光照时间。
设计参数:根本风压:0.3KN/㎡根本雪压:0.4KN/㎡吊挂载荷:15㎏/㎡电源参数:220∕380V,50HZ五、温室主体〔1〕温室后墙和东西两侧山墙及温室工作间为条形根底。
根底深埋0.8米;后墙和山墙为复合构造墙体,墙体为370砖墙外挂10公分保温。
〔2〕温室缓冲间3.5m*3m规格,墙体为240砖墙,安装塑钢门窗,顶部7.5公分夹层彩钢瓦覆盖,地面6cm混凝土夯实。
〔3〕温室部背墙处铺设一条宽800mm平砖道路。
日光节能温室结构设计建设技术规范一、日光节能温室适用范围及主要特点(一)适用范围日光节能温室适用于我区北疆逆温带、南疆、东疆等地区进行保护地生产。
结构性能良好的日光节能温室可以充分利用优良的采光及保温性能,保证在不需要加温的情况下,一般最冷月棚内中午最高温度可达2 0°C左右,夜间最低温度不低于8°C,可进行深冬蔬菜、西瓜、甜瓜、水果等反季节生产。
10月至12月和2月至4月可满足果菜良好生长发育。
(二)日光节能温室的设计原理1.保证墙体厚度,避免墙体散热。
温室后墙(含两侧墙)厚度应达到当地80%保证率冻土层厚度的1.2倍,保证80%以上年份温室墙体不被冻透,避免通过墙体散失热量。
2•降低后墙高度,延长后屋面,减少散热面积。
目前各地已建的温室大多数为短后坡结构,后坡仰角小,采光性能不好,顶部散热面积也大,进行深冬茬生产效果不好。
温室主要通过棚膜向外散射热能,通过延长后屋面,可以减少棚膜覆盖面积,达到减少散热面积,提高保温性能的效果。
一般后屋面长度由普通的1.5米左右,延长至2.4米,可减少散热面积10%左右。
3•加厚后屋面,增强后屋面保温效果。
通过加厚后屋面,增加保温隔热层,提高后屋面的蓄热保温效果,避免热量通过后屋面散热。
温室后屋面的建造:先铺木板,上面铺玉米秆捆或苇把子,再上覆麦草,最上面覆草泥,总厚度>70厘米,这种后坡兼有后墙与屋面之功能,在冬春季由秸秆积蓄大量太阳辐射热,夜间缓缓释放。
4•科学确定后棚仰角,增加光照面积,提高增温效果。
温室建造要求后屋面仰角要保证冬季太阳能够照射在后屋面内面上,这样的结构,虽然膜面减少,但采光面增加,可大大增加有效采光面积,提高增温效果。
后屋面的仰角根据太阳高度角确定,仰角高度应达到冬至前后白昼最短三个月的正午,太阳光线能直接照射到温室后墙及后棚内屋面。
5•科学确定前棚面弧度,保证太阳入射角,增加阳光透射率。
前屋面弧度:温室最前沿棚面弧度为60度,距离前沿1米处棚面弧度为40度,2米处30度,3米处25度,4米处20度,最上部18度。
节能型日光温室及大棚建造参数建筑材料:1.骨架结构:采用耐腐蚀、轻质、高强度的铝合金材料,具备优异的抗风能力和稳定性。
2.墙体材料:选择具有良好保温隔热性能的材料,如双层夹胶玻璃或H型PC板。
3.地基:选用混凝土浇筑的地基,以增强温室的稳定性和抗风能力。
4.外壳材料:使用透明、耐紫外线、具有良好隔热性能的材料,如聚碳酸酯板或太阳能陶瓷涂料。
保温隔热:1.外壁保温层:在夹胶玻璃或H型PC板外侧设置保温层,常用材料包括泡沫塑料、玻璃棉或岩棉等。
2.内壁保温层:在夹胶玻璃或H型PC板内侧设置保温层,常用材料包括泡沫塑料、玻璃棉或岩棉等。
3.地面保温层:在地面设置地面保温层,常用材料为泡沫塑料或聚苯板。
通风系统:1.天窗:设置可开启的天窗,以促进室内空气对流和温度调节。
2.侧窗:设置可开启的侧窗,以增加通风量,调节室内湿度和温度。
3.自动控制:安装温室温度、湿度和CO2浓度等参数的传感器,与温室通风设备实现自动调控。
遮阳及遮雨:1.遮阳网:在温室外侧设置遮阳网,调节室内光照强度,避免过热。
2.外遮雨棚:在温室顶部设置遮雨棚,防止雨水直接进入温室,同时保证通风畅通。
其他节能措施:1.地热系统:利用地下温度恒定的特性,采用地热循环系统进行温室供暖和制冷。
2.太阳能发电系统:安装太阳能发电系统,利用太阳能光伏电池板将阳光转化为电能,满足温室内各种电器设备的能源需求。
以上建造参数可以实现节能型日光温室及大棚的建造。
通过合理选择材料和采用适当的保温隔热、通风和遮阳遮雨系统,可以最大程度地减少室内能量的损失,提高温室能源利用效率,实现节能减排的目标。
日光节能温室结构设计建设技术规范首先,日光节能温室的结构设计应当注重选择光透性好、隔热性能强的材料。
玻璃、聚碳酸酯(PC)板等透光性好的材料可以最大限度地吸收和利用光能,提高温室的光照利用效率。
同时,应该选择具有隔热性能的材料,减少能量的散失,降低供暖和冷却的能耗。
其次,温室的布局设计应该充分考虑光照均匀性。
尽量减少影响光线透射的阻挡物,如柱子、横梁等。
可以采用尽可能大的跨度设计,减少隔墙的布置,确保光线能够充分地照射到作物的生长区域。
另外,温室的朝向要合理选择,避免阳光直射或者阴影过大的情况。
同时,温室的屋顶设计应该具备隔热和隔雨的功能。
合理选择屋顶材料,如双层玻璃、气窗、遮阳网等,能够实现对温室内外温度的控制,保持较稳定的生长环境。
此外,要注意屋顶的斜度和排水设计,避免积水和温室变形。
再次,要重视温室墙体的保温性能。
在温室墙体内壁上添加保温材料,如聚苯乙烯板、岩棉等,可以减少热能的散失,提高温室的保温性能。
墙体的设计也要注重排湿功能,避免墙体积水和霉菌的滋生。
另外,日光节能温室的通风设计也是关键。
合理设置通风窗和气窗,可以实现温室内外温度和湿度的调节,保持良好的通风环境。
可以采用自然通风与机械通风相结合的方式,根据温室内外的温度差异、风向和风速等因素进行合理调节。
最后,日光节能温室的光照补光设计也需要考虑。
在日照不足或气候条件较差的情况下,可以通过补光系统提供足够的光照,满足作物的生长需求。
补光系统可以采用高效LED光源,根据不同作物的光照需求进行合理布置和控制。
总之,日光节能温室结构设计建设技术规范涉及到材料选择、光照均匀性、屋顶设计、墙体保温、通风设计和光照补光等方面。
只有在各个环节都做到合理设计和施工,才能够实现节能、环保、高产的目标。
节能日光温室设计建造原理与技术石河子大学农学院史为民引言日光温室一般是指以日光为主要能量来源的单屋面温室,很多地方又称之为暖棚。
一般由透光前坡(前屋面)、外保温帘(被)、后屋面、后墙、山墙和操作间组成,坐北朝南,东西向延伸。
前屋面具有很高的太阳光透过率,围护墙体具有保温和蓄热的双重功能,适合于冬季寒冷,但光照充足的地区反季节种植蔬菜、花卉和瓜果。
冬季能够生产喜温蔬菜的日光温室称为节能型日光温室,其原理主要通过改进采光屋面的角度和形状以及保温墙体的结构和材料,白天尽可能多地吸纳、积蓄太阳能,夜间严密保温,来维持温室内的温度。
这种温室最突出的特点就是利用我国北方地区冬季晴天多,光能资源丰富,实现基本上不需要加热,进行反季节、超时令园艺生产。
与大型连栋温室相比,每亩节能型日光温室可节约煤炭50t左右,节约了大量能源,也减少了温室加温对环境造成的破坏。
节能型日光温室生产有较强的地域性,不同的区域气候决定了不同的日光温室结构形式、栽培方式、品种选育及茬口安排。
根据当地的气候特点安排日光温室生产可以充分利用其气候资源,最大限度避免气象灾害带来的损失,在能源、劳力、资金耗费最少的情况下达到高产、高效、优质的产出。
因此依据地区自然气候条件和资源合理设计温室结构和布局温室生产显得十分重要。
各地在发展温室时需要考虑的气候因子包括:年极端最低气温(℃)、12月和1月平均气温(℃)、冬季晴天日数(d)、12月和1月晴天日数(d)、12月和1月日照时数、12月和1月太阳辐射(MJ/m2)等。
表1 新疆各地区气象要素值第一章节能日光温室的结构、类型及性能第一节节能日光温室的发展历史早在1985年,辽宁省海城、瓦房店地区农民发明了节能日光温室进行冬春茬蔬菜生产,取得了在室外-20℃的严冬完全不加温的情况下,生产喜温类果菜的历史突破。
因此这一指标被专家认定为评判第一代节能日光温室性能的重要标准。
随后第一代节能日光温室向着有利于采光、增温、作业方便、结构稳定和经济实用的方向发展,在结构采用了拱形前屋面,增大脊高、跨度,减少立柱,缩短后屋面长度。
高效节能日光温室结构设计及建造技术节能型日光温室是我国近年来在蔬菜生产中大规模采用的一项农业园艺设施。
由于较好地解决了采光、载热和保温的一系列问题,可在北方地区严寒的冬季不加温条件下进行反季节蔬菜生产,达到节能、优质、高效的目的。
该项技术在全国推广以来,深受生产者欢迎,显示了强大的生命力,促进了农业经济的迅速发展,在农村已形成了支柱型农业产业,其经济效益引起了社会各界的高度关注。
目前节能型日光温室在全国已发展到几百万亩,全范围解决了蔬菜的周年生产、均衡上市、四季常青,从根本上解决了城乡人民的吃菜问题。
为部队农副业生产提供了广阔的前景和有利的保障。
一、高效节能日光温室的基本特征高效节能日光温室是在科学的利用太阳能的基础上形成的农业园艺设施,在生产中体现了低成本、高效益的特点。
其性能特征是:1、采光好:高效节能日光温室的前屋面设计充分考虑到了不同纬度条件下的太阳高度角及太阳光对棚面的入射角,使其在不同的季节和不同的太阳光入射时段,都形成较理想的直射条件,尽可能减少光的散射和折射,最大限度的利用了太阳能。
2、保温好:高效节能日光温室,利用后墙体、后屋面及前屋面的透明覆盖材料和保温材料,最大限度的把白天太阳光入射带来的幅射热保存下来,尽可能减少夜间热传导、热幅射和热量的缝隙扩散效应,使室内温度在夜间不低于8℃,以保证蔬菜在冬季的安全生产。
3、载热好(贮热好):高效节能日光温室利用墙体吸热,后屋面载热等特点,在白天有太阳照射的条件下,尽可能使墙体、后屋面、地表面大量吸热,采用热容量大的材料,大量贮蓄热量,在夜间再不断释放出来,补偿温室气温损失的部分,以保证室内温度达到要求的区间。
二、高效节能日光温室的特征要素1、方位角:高效节能日光温室在建造时,对温室在地面上的座落方位有较严格的要求,一般要求座北朝南,东西走向,正向布局,目的是尽可能延长日照时间,在具体实施时,由于地形的限制,无法作到正向布局时,可根据具体情况,向东或向西偏斜5°,最大偏斜不可超过10°,若偏斜角度太大,会减少日光温室的日照时间,直接影响温室的热性能,当然对生产也会带来很大损失。
2、高度:是指高效节能日光温室屋脊最高的位置,即矢高。
矢高太低,温室内空间太小,热容性能差,往往造成骤冷骤热,夜间保温性差,容易引起植物冷害,同时由于空间小,水蒸气排放不流畅,造成室内湿度过大,容易结露,会引起多种病害发生。
矢高过高,温室内空间太大,早上升温速度慢,白天在日照的条件下,仍不能把室内温度提高到要求的区间,那么在夜间也无法使室内温度保持在8℃以上,同样有造成冷害的可能。
通过多年生产实践,目前在生产中建造的日光温室,其矢高控制在3.6—3.9米是比较理想的。
3、跨度:也就是日光温室的南北向内径,即进深。
跨度过小,温室内栽培床面积小,生产能力差。
跨度过大,直接影响日光温室前屋面的坡度,也就是影响了太阳光的入射角度,造成日光棚面的温室直射率底,进而影响温室的热效应,降低温室的生产性能。
在3.6—3.9米矢高控制下的日光温室,其合理的的跨度是7.5—8.5米。
4、长度:是指日光温室东西延长的长度,无论建造多么长的日光温室,其东、西两侧的山墙高度是不变的,也就是说两侧山墙在温室内造成的遮阳阴影面积是不变的,这种阴影面积在温室内属弱光照区,即低产区,温室越长,两侧山墙内造成的遮阳阴影和温室总面积的比值就小,也就是说山墙阴影对温室生产造成的损失比例就小。
温室越短,山墙阴影对温室生产造成的损失比例就越大。
因此,原则上讲只要地形允许,日光温室越长越好。
但根据生产需要,为了操作方便,一般日光温室的建造长度控制在50-60米之间为宜。
5、厚度:是指高效节能日光温室墙体的厚度和日光温室后屋面的厚度。
(1)墙体厚度:主要是为降低热传导对温室内温度损失的影响,墙体厚度不够,热传导作用频繁,保温性能差,热量损失大。
墙体过厚,建造施工难度大,造价高。
因此,日光温室墙体的厚度要有一个科学合理的选择,通过试验和多年生产实践证明,日光温室墙体厚度一般确定为一米,即可达到降低热传导,提高温室保温性能的要求。
(2)后屋面草层厚度:为了提高日光温室后屋面的载热和保温作用,后屋面一般选用麦草做保温隔热层。
麦草比泥土、砼的热容大,白天在太阳照射下,可贮备大量热能,夜间随温室内气温不断下降,草层的热能不断释放出来,补偿温室内温度。
同时麦草层的空隙度大,热传导小,热量对外散失的少,有良好的保温作用。
一般后屋面的草层在屋面中部要达到70公分厚,前沿要达到20公分厚。
6、角度:是指后屋面的仰角和前屋面的太阳光入射角。
(1)后屋面仰角:一般温室后屋面和后墙体的交角为90°,后屋面对后墙体造成了很大的阴影面,因此,温光效应不好。
高效节能日光温室后屋面和后墙体的交角为90°+(40°±5°),也就是说形成了125°—135°的交角,后屋面对后墙体几乎没有造成阴影面,冬至前后,后屋面和后墙体同样可有太阳光照射,容易提高后屋面和后墙体的温度,从而提高温室性能。
(2)前屋面太阳光入射角:前屋面太阳光入射角是根据不同纬度地区冬至时的太阳高度角确定的,确定合理的前屋面太阳光入射角,是提高日光温室温光性能的基础,其计算办法为:∠α=Φ-δ冬至-40°其中:∠α:为日光温室合理采光屋面角。
Φ:为具体地区的地理纬度。
δ冬至:冬至时的赤纬为-23.5040°:是为了降低温室起架,形成的一个常数。
将太阳光入射角控制在00—900之间入射角不大于900例:在北纬36°地区,其合理采光屋面角应为:∠α=Φ-δ冬至-40°=36°-(-23.5°)-40°=19.5°在北纬39°地区,其合理采光屋面角应为:∠α=Φ-δ冬至-40°=39°-(-23.5)-40°=22.5°由于太阳高度角及入射角的年节期变化和日时段变化,致使日光温室只有在冬至正午时才能达到合理的采光要求,其它节期,其它时段采光均不够合理。
从作物光合强度及最佳光合作用时段看,早上、即日出至正午,是光合作用最活跃的时候,这段时间需要有充足的光照和理想的温度环境,因此,可将日出至正午视为最佳采光时段,那么,在确定合理采光屋面角时,以考虑最佳采光时段(早上10时)的太阳高度角及入射角最为合理。
根据计算,高效节能日光温室前屋面倾角应在合理采光屋面角的基础上增加5°—7°即可。
那么,在北纬36度地区,其最佳采光时段合理采光屋面角应为19.5°+5°或7°即为24.5°—26.5°。
在北纬39°地区,其最佳采光时段合理采光屋面角应为22.5°+5°或7°即为27.5°—29.5°。
以计算出的采光屋面角为基础,确定日光温室前屋面的坡度及弧度,即可建造理想的日光温室。
7、建筑材料:日光温室建设所用的材料本着因地制宜、就地取材的原则,其材料规格的选用直接影响着建筑造价的高低。
基本材料为:不含有机质的土、麦草、毛竹、8#铅丝、砼立柱或木立柱或金属立柱,木质框架或金属材料框架等。
墙体:一般选用不含有机质的湿土夯实打起,若需提高规格、建筑坚固美观,土墙内外可用砖砌起。
后屋面:一般在骨架上覆麦草封闭,麦草上用泥土覆盖,也可用砼板覆盖。
前屋面:骨架部分一般用竹、木材料做成,也可用金属材料制作。
在骨架上用8#铅丝制成网格状,再用毛竹分割即成。
8、透明覆盖材料:前屋面用透明材料覆盖,一般选用长寿无滴膜,即聚氯乙稀无滴膜,该材料柔韧性强,不易拉裂,保温性好,但表面静电吸尘严重,透光率低,一般新膜透光率为75%。
吸尘后透光率仅有50%左右,适用于黄瓜、蕃茄等作物栽培使用。
目前推广使用的醋酸乙稀膜,透光率在85%左右,表面静电吸尘差,适用于茄子、辣椒等作物栽培使用。
另外,还有多功能复合膜等正在生产中试用。
9、保温覆盖材料:夜间在前屋面透明覆盖材料上再覆盖一层保温材料,降低热损失。
一般选用稻草草帘,规格为长9米、宽1.2米用七道底绳编制,编制要紧密,厚度不低于4公分。
草帘也有用麦草、浦草等制做的,这种材料保温效果相对要差一些。
以上用方位角、五度、三材的概念叙述了日光温室的基本要点。
三、高效节能日光温室基本参数设计高效节能日光温室基本性能参数为:矢高3.6—3.9米跨度7.5—8.5米前屋面倾角上沿12°—14°中部23°—25°前坡26°—30°前坡角30°—35°后屋面仰角为90°+40°=130°或90°+45°=135°后墙内径高度:2.6米(以内地平为±0)后墙外侧在2.6米的基础上,作厚50公分,高1米的女儿墙(以内地平为±0)后墙厚度:地脚1.5米,随高度不断收缩最后收至1米厚。
山墙最高点3.7米或3.9米,前坡和温室前棚面弧度一致。
后屋面:长后坡温室:坡长3米(一般在冬季平均温度低于-25℃地区使用)垂直投影1.8米。
中长后坡温室坡长2.4—2.6米,垂直投影1.2米—1.4米。
短后坡温室:坡长1.8—1.6米垂直投影1米—0.8米。
后屋面厚度:后屋面中部草层厚度为70公分前沿为20公分。
上覆盖5公分厚草泥。
后屋面外坡度≤10°后屋面8#铅丝密度间距15公分前屋面8#铅丝密度间距40公分前屋面毛竹密度间距60公分后沿设一排立柱或不设立柱,平面开间3.6米,立柱面间距3.6米材料规格:毛竹:小头直径不小于1.5公分铅丝:8#立柱:木质的直径不小于15公分(小头)砼材料的10×12公分内设4根Φ8钢筋金属材料的用DN32厚壁管。
金属行架按图纸绘制的前屋面倾角弧度制作无立柱温行架材料上沿∠40或DN32管材下沿DN25管材。
行架内高40公分到底角均匀收缩止25公分,后屋面上沿[50或DN32管材,下沿∠40或DN32管材,行架内高40公分,行架间用Φ10—Φ12的钢筋人字型焊接。
有立柱温室后沿可设一排立柱,间距3.6米,行架材料上沿DN32设材,下沿Φ18麻花筋,其它做法同上。
后屋面砼预制板宽500mm、厚40mm按正规预制件加筋。
长度随后屋面坡长。
四、高效节能日光温室建造技术1、场地选择:建造日光温室场地要求:地形平坦,土质肥沃,道路畅通,水电齐备,地势开阔,尤其南侧无遮阳的建筑物或树木等。
(1)后墙体建造:地基下挖50公分,地槽宽度1.5米,素土夯实30公分,上用3∶7灰土夯实20公分至±0,处理好地基后在室内地表起去20公分肥土后,用下层素土打墙至要求的高度,并作外侧女儿墙,待土墙晒干后,若需包砖,可在内外侧用12公分砖墙包砌,每开间设24公分砖柱连接,砖柱嵌在土墙内,墙面平整。