適宜我省蔬菜生產的主要棚室結構 黑龍江省經濟作物技術指導站于杰2014 11 29 品種豐富 面積穩定 我省蔬菜生產形勢 2011年和2012年是我省多年來棚室蔬菜發展最快 質量效益最好的兩年 2012年全省蔬菜總播種面積668 1萬畝 其中春夏菜播種面積452 1萬畝 秋菜216萬畝 預計全年總產量1740萬噸 總產值266億元 設施面積65 9萬畝 比2010年增加25 8萬畝 增幅達64 3 其中溫室和大棚分別新增5 8萬畝 20萬畝 設施蔬菜總產將達335萬噸 比2010年增加126 1萬噸 增幅60 3 預計今年秋冬設施蔬菜播種面積30 8萬畝 產量103 2萬噸 比2010年實現倍數增長 單產提高 質量安全 法蘭變送器充灌設備的研制 截止到2012年11月統計我們黑龍江省的設施園藝生產面積達到了68 2萬畝 僅占全國設施栽培總面積的1 1 全國蔬菜面積和面積居前10位的省份及其相對比例 全國設施園藝總栽培面積 法蘭變送器充灌設備的研制 黑龍江省67萬畝 預計 吉林省95萬畝 遼寧省500萬畝 河北省900萬畝 山東省1094萬畝 53 8 47 5 18 3 10 設施蔬菜面積 露地蔬菜面積 40 5 我省設施比例仍然不高 發展空間大 法蘭變送器充灌設備的研制 2 節能 國際領先 節能 國際領先 我國獨創的日光溫室高效節能栽培 能在 10 至 20 的嚴寒條件下不加溫生產喜溫蔬菜 在冬春日照百分率 50 的地區迅速推廣應用 法蘭變送器充灌設備的研制 高效節能日光溫室 傳統加溫溫室 燃煤用量 7噸 畝 23噸 畝 黑龍江省利用高效節能日光溫室進行生產加溫期通常按6個月計算 10月20日 4月20日 達到作物正常生長的環境溫度燃煤用量如左圖示 法蘭變送器充灌設備的研制 1173萬畝的日光溫室和加溫溫室 竹木土墻架構的簡易溫室約占80 設施 經濟實用 法蘭變送器充灌設備的研制 4 作物 蔬菜居多 作物 蔬菜居多 2008年 全國設施園藝面積為5249 9萬畝主要以設施蔬菜為主 概述 概念 設施農業是指在不適宜露地種植的季節或地區 利用溫室 塑料大棚 拱棚 遮蔭棚等保護設施栽培農作物的生產方式 我們所講的設施農業生產特指設施園藝生產 日光溫室 由圍護墻體 后屋面和前屋面三部分組成 前屋面采用透明覆蓋材料 以太陽輻射能為熱源 具有蓄熱及保溫功能 可在冬季栽培作物的園藝設施 節能型日光溫室 按合理采光時段理論與異質復合多功能墻體結構原理及防摔打合理曲線公式進行設計 并按要求進行施工建造的日光溫室 日光溫室概念 蔬菜設施的設計與建造 當前的主要問題與成因生產安全性差風雪災害冷害凍害低溫高濕病害高溫熱害主要成因缺乏統籌規劃可地扣棚棚間距太小設計建造不科學盲目標新立異盲目追捧 巨型 化圖省錢窮湊活 我省生產中應用的主要溫室類型 1 全光現代化日光溫室磚混基礎 鋼骨架 陽光板全覆蓋 光熱水肥自動化 機械化調節 2 傳統日光溫室磚混后墻 苯板保溫 內夾 外掛 鋼架結構 3 土筑溫室后墻全部為土堆砌 前屋面有竹木 也有鋼結構 溫室部分下臥或不下臥 4 異質復合體溫室近年來新發展的后墻為鋼結構 苯板 水泥抹灰或者是發泡澆筑 前屋面為鋼結構 5 改良型雙拱結構溫室 法蘭變送器充灌設備的研制 三 實施農業應用的可行性 我省設施蔬菜生產中存在的問題 法蘭變送器充灌設備的研制 1 盲目追求超大型棚室 1 盲目追求超大型棚室 近年來出現了盲目追求大型化的傾向 超長 超寬的 巨型 棚室 不僅采光性能低下 而且抗風雪災害的能力極差 用作冬春生產設施安全隱患很大 有的地方出現了跨度12米以上 長度100 150米 墻體底部厚度4 7米的 巨型溫室 和跨度超過30 50米 長度逾100米 矢高2 2米的 巨型大棚 法蘭變送器充灌設備的研制 我國設施農業發展概述及其發展前景 巨型大棚超長 巨型大棚超寬 棚間距過小 棚體方位大小各異 棚間距過小 法蘭變送器充灌設備的研制 我國設施農業發展概述及其發展前景 2 棚室維修更新不及時 2 棚室維修更新不及時 調查發現 大量始建于20世紀90年代前期的棚室仍在使用 建材老化 保溫維護結構殘缺不全 抗災 保溫能力衰減嚴重 法蘭變送器充灌設備的研制 我國設施農業發展概述及其發展前景 3 采光保溫設計建造不科學 3 采光保溫設計建造不科學 目前已投入生產的節能日光溫室 采光保溫設計建造達不到第二代節能日光溫室結構性能要求的約占70 采光角度偏小 后屋面投影偏窄或偏薄及材料結構不合理 墻體偏薄或建材選用和結構不合理 導致冷害 凍害時有發生 溫室的采光保溫性能顯著降低 墻體偏薄 建材選用和結構不合理 法蘭變送器充灌設備的研制 我國設施農業發展概述及其發展前景 冰雪災害 有些專業技術人員為了標新立異 故意夸大區域特點 導致日光溫室的結構性能不佳 另外 一些地區為了搶時間爭速度 致使結構性能差 抗災能力弱 耕地破壞嚴重 利用率低 室內地面過度下沉 法蘭變送器充灌設備的研制 造價類型竹木土墻無加溫設施附屬設備鋼架磚混異質復合體苯板加溫設備附屬設備 日光溫室設計與建造 按著我們現行應用的幾種類型溫室我們有一個綜合的參考報價磚混 鋼架 單拱 畝平均造價18 20萬元土夯實墻體 鋼架 單拱 畝平均造價10 12萬元苯板復合體 單拱 畝平均11 12萬 附屬設備 卷簾機 卷杠約3000元 加溫設備2萬元 棉被每平方米13 15元 棚膜2 2 3 3元 平米 采光設計影響采光的因素自然因素維度變化季節變化晝夜變化天氣變化人為因素溫室方位角采光屋面角采光屋面造型骨架材料 日光溫室設計與建造 1 檢驗 倉儲區 采后包裝 具備集約化育苗 標準化生產 產品檢測 采后商品化處理等功能區 配備必要的設施設備 集約化育苗 規?；a 3 園內水 電 路設施配套 確保澇能排 旱能灌 主干道硬化 4 5 土壤肥沃 有機質含量高 無金屬 農藥 化肥 石油類殘留和有害生物污染 無工業污染源 距離主要交通干道100米以上 日光溫室主要技術參數 16 跨度日光溫室的后墻內側到前底腳的距離 高度最高透光點到水平地面的垂直距離 后屋面水平投影后屋面頂端到地面引垂線 垂點到后墻基部的水平距離 后墻東西延長方向與地面垂直的墻 山墻垂直于日光溫室屋脊的兩側外墻 方位角以正南向 指南針的磁南 磁偏角 與日光溫室東西延長線構成的夾角 前屋面采光角前屋面最高點到其前緣著地處的連線與水平地面的夾角 后屋面仰角 后屋面與后墻頂部水平線之間的夾角 理想屋面角冬至日正午12時 日光溫室前屋面與太陽光構成90 的投射角時 即入射角為0 時的日光溫室前屋面傾角 日光溫室參數名稱 日光溫室主要技術參數 16 跨度日光溫室的后墻內側到前底腳的距離 高度最高透光點到水平地面的垂直距離 后屋面水平投影后屋面頂端到地面引垂線 垂點到后墻基部的水平距離 后墻東西延長方向與地面垂直的墻 山墻垂直于日光溫室屋脊的兩側外墻 方位角以正南向 指南針的磁南 磁偏角 與日光溫室東西延長線構成的夾角 前屋面采光角前屋面最高點到其前緣著地處的連線與水平地面的夾角 后屋面仰角 后屋面與后墻頂部水平線之間的夾角 理想屋面角冬至日正午12時 日光溫室前屋面與太陽光構成90 的投射角時 即入射角為0 時的日光溫室前屋面傾角 日光溫室參數名稱 日光溫室主要技術參數 16 理想屋面角冬至日正午12時 日光溫室前屋面與太陽光構成90 的投射角時 即入射角為0 時的日光溫室前屋面傾角 合理屋面角冬至日正午12時 入射角為40 的日光溫室前屋面傾角 合理采光時段屋面角冬至時日 上午10時到14時的合理采光時段內 入射角均不大于40 的日光溫室前屋面傾角 恒載溫室永久性結構的重量 包括墻體 屋架 透光覆蓋材料和所有固定設備 活載在溫室使用過程中產生的臨時荷載稱為活載 活載不包括風載 雪載和恒載 溫室外部活載包括在屋面上工作的維修人員和放置的臨時設備 如維修梯子等 內部活載指結構上的臨時懸掛物 任何作用于結構上超過30天的活載都應視為永久性荷載而計入恒載 作物荷載生產中植株吊在骨架上形成的拉力 風載風吹到溫室上產生的壓力 雪載堆積在溫室上的雪的重量 日光溫室參數名稱 場地定位及平地放線依據設計圖先確定場內道路和邊界方向位置 道路和邊線的定位方法采用羅盤儀測出磁子午線 再根據當地磁偏角測出真子午線 然后測出垂直道路的東西方向線 場地定位后 對日光溫室用地進行平整 清除各種作物 障礙物等 按照設計的尺寸把每棟日光溫室的邊界劃定 基礎日光溫室墻體不高 荷載不大 可不按房屋建筑基礎設置 在滿足地基穩定和變形要求下 可淺埋 達到基本凍層即可一般深度不小于0 8m 1 2m 地基底面應在地下水位以上 寬度0 62m 采用毛石和M5水泥砂漿砌筑 建造中的基本操作 建造中的基本操作 進行施工建造的日光溫室 L 跨度 L0L1 前屋面水平投影 L2 后屋面水平投影長度 前屋面采光角 后屋面仰角 h 后墻的高度 H 脊高 采光角可按公式計算 cos s sin cosH cos s n cos sinHs 方位角按公式計算 方位角 指南針的磁南 當地磁偏角 5 正南方位為指南針的磁南加當地磁偏角 南偏西5 為指南針的磁南加當地磁偏角 5 南偏東5 為指南針的磁南加當地磁偏角 5 后屋面仰角可按公式計算 tan H h L2后屋面仰角取值范圍可在當地冬至日太陽高度角基礎上增加5 10 基本技術指標具有良好的采光屋面 能最大限度地透過光照 冬至前后的合理采光時段應保持在4小時以上 即10時至14時 地方時 有較好的光照 依據塑料薄膜對太陽直射光的透過特性 太陽光線入射角應控制在40 45 范圍內 冬至日正午日光溫室內后坡及后墻無光照死角 建造中的基本操作 合理采光時段原理sin sin 10 cos 10 10 50 h10sinh10 sin sin cos cos cos30 理想采光屋面角與合理采光屋面角 采用太陽時角與方位角的計算差異 建造中的基本操作 具有優良的保溫和蓄熱構造 能夠在溫室密閉條件下最大限度地減少室內散熱 冬至前后晴天凌晨不加溫的條件下室內外溫差不小于30 溫室的結構 采光 保溫覆蓋及圍護結構等材料的質量要達到國家或地方標準要求的同時 應遵循因地制宜 就地取材 注重實效 降低成本的原則 建造中的基本操作 溫室的結構具有抵抗當地較大風雪荷載的強度 既堅固耐用又避免大面積遮光 溫室的結構具備通風 排濕 降溫等環境調控功能 有利于作物生長和便于人工作業 建造中的基本操作 溫室的結構具有抵抗當地較大風雪荷載的強度 既堅固耐用又避免大面積遮光 溫室的結構具備通風 排濕 降溫等環境調控功能 有利于作物生長和便于人工作業 保溫設計熱量主要損失途徑貫流放熱地中傳熱縫隙放熱 夜間凈放熱白天凈蓄熱 保溫原理與措施減少貫流放熱的措施貫流放熱量與貫流放熱率和放熱表面積成正比 貫流放熱率與放熱體內表面材料的吸熱系數 放熱體材料的導熱系數和放熱體外表面材料的放熱系數成正相關 放熱體厚度成反相關 減少貫流放熱表面積 適當放熱體厚度和采用吸熱系數 導熱系數 放熱系數小的材料建設放熱體 都能有效減少貫流放熱 不同墻體的蓄熱保溫性能比較 減少地中傳熱的措施埋設苯板開設寒溝室內地面下沉 減少縫隙放熱的措施盡可能減少墻體 后屋面縫隙采用拱圓形采光屋面設作業間避免過度放風 高質量建造優化設計日光溫室結構參數按照園區規劃做好調整土地和田間放線工作溫室方位角嚴寒地區南偏西5 7 溫和地區南偏東5 7 其他地區真南真北為好溫室間距以冬至前后揭苫后不遮陽為度溫室長度60 70米為宜嚴格按照標準選用合格建筑材料要保證墻體厚度 永久性墻體須異質復合 土墻須防止盲目超厚或減薄 后墻內每間隔3米須預設支撐固定柁或加強桁架的立柱或中心設置鋼筋的水泥垛 立屋架須特別注意 中主北傾5 6 前柱南傾10 15 柁或加強桁架須與后墻內的預設立柱或水泥垛固定牢固鋼架和鋼竹混合結構的溫室 拉桿與加強桁架要采用 人 字形鋼筋焊接固定 拱架須與立柱 吊住 固定牢后屋面仰角40 左右為宜 其投影寬度與溫室跨度的比值應 0 2 建造中的基本操作 基礎在滿足地基穩定和變型要求下基礎可淺埋 深度不小于0 5m 0 7m 墻體不同緯度地區冬季外界溫度和凍土層深度確定墻體厚度 墻體為三層結構 中間為密度8 10cm等厚聚苯板兩層 內側墻體為240mm寬磚墻 外側墻體為240mm寬空心磚墻 建造中的基本操作 筑墻采用異質復合多功能保溫墻體 兩層紅磚墻中間夾聚苯板 內外墻體為240mm寬磚墻 保溫層采用2層等厚聚苯板錯縫放置 先砌內墻 然后抹一層水泥砂漿 再鋪聚苯板 砌外墻 山墻高度按骨架的弧度定 下好骨架橫拉筋的丁字預埋 前屋面3個 兩側山墻上各安裝一排壓膜槽 建造中的基本操作 后屋面為多層保溫防水結構 平均厚度相當于墻體厚度的30 50 防寒溝在溫室地梁外側設置防寒溝 溝內填充10cm厚 密度為8 10g cm3苯板作防寒層 溝深根據當地凍土層深度確定 一般大于0 7m 建造中的基本操作 后屋面為多層保溫防水結構 平均厚度相當于墻體厚度的30 50 防寒溝在溫室地梁外側設置防寒溝 溝內填充10cm厚 密度為8 10g cm3苯板作防寒層 溝深根據當地凍土層深度確定 一般大于0 7m 建造中的基本操作 承重設計當采用人工卷放草簾時 荷載組合為G S V V1 W K 當采用機械卷放草簾時 荷載組合為G S V V2 W K 式中 G 恒荷載 S 雪荷載 W 風荷載 K 保溫草簾荷載 V 植物吊重荷載 V1 人工卷簾荷載 V2 卷簾機卷簾荷載 雪荷載前屋面的雪荷載值 應按公式 7 計算 S So 7 式中 S 雪荷載的標準值 單位為千牛每平方米 kn m2 So 基本雪壓 單位為千牛每平方米 kn m2 屋面積雪分布系數 基本雪壓是指按30年一遇標準 計算在當地相對空曠平坦地面上 最大積雪的自重確定 屋面積雪分布系數 可按圖3坐標參數求出 主要取決于前屋面的坡度 建造中的基本操作 風荷載風荷載值可按公式 8 計算 W Wo 8 式中 W 風荷載值 單位為千牛每平方米 kn m2 Wo 基本風壓 單位為千牛每平方米 kn m2 風壓成形系數 建造中的基本操作 建造中的基本操作 前后兩排日光溫室間距以冬至前后前排日光溫室不對后排日光溫室構成明顯遮光為準 按公式 12 計算 S h tanH0 L l K 12 式中 S 為前后兩排日光溫室的間距 H 脊高 含卷起草簾高 tanH0 為當地冬至日太陽高度角正切值 L 后屋面水平投影 l 后墻底寬 K 為修正值 一般取1m 1 3m s 間距 l 墻體厚度 L 后屋面水平投影 h 溫室的脊高 含卷起草簾高度 建造中的基本操作 無支柱骨架焊制與安裝跨度8米以上 上弦用 20mm 2 75mm鍍鋅鋼管 下弦用 12 7mm 2 75鍍鋅鋼管 加強筋用 12鋼筋焊制 跨度7 0m 7 5m骨架上弦用 20mm 2 75mm鍍鋅鋼管 下弦用 12mm鋼筋 加強筋用 10mm鋼筋焊制 骨架上下弦距平均不少于200mm 與地梁連接處上下弦兩連接點距離為100mm 與后梁連接處上下弦兩連接點距離為200mm 骨架最高點 屋脊處 距后屋面上弦距離為200mm 骨架雙面焊接 牢固平整 建造中的其他設備 日光溫室中的其他設備包括 照明 補光 加溫 保溫 給排水及卷簾機 建造中的其他設備 日光溫室中的其他設備包括 照明 補光 加溫 保溫 給排水及卷簾機 建造中的其他設備 日光溫室中的其他設備包括 照明 補光 加溫 保溫 給排水及卷簾機 建造中的其他設備 日光溫室中的其他設備包括 照明 補光 加溫 保溫 給排水及卷簾機 建造中的其他設備 日光溫室中的其他設備包括 照明 補光 加溫 保溫 給排水及卷簾機 建造中的其他設備 日光溫室中的其他設備包括 照明 補光 加溫 保溫 給排水及卷簾機 建造中的其他設備 日光溫室中的其他設備包括 照明 補光 加溫 保溫 給排水及卷簾機 建造中的其他設備 日光溫室中的其他設備包括 照明 補光 加溫 保溫 給排水及卷簾機 北緯43 46 磚混結構高效節能日光溫室主要參數及結構示意圖 主要參數 1 溫室朝向 正南或偏西3 5 2 內部跨度 7 8 5m3 脊高 3 3 4m4 后墻高度 2 2 2 8m5 后陰坡投影 1 3 1 6m6 底角 60 65 內部跨度 8 5m 脊高 3 3 4m 后墻高度 2 2 2 8m 后陰坡投影1 6m 底角60 65 6 9m 1 6m 620mm 500mm 400mm 主要參數 1 溫室朝向 正南或偏西3 5 2 內部跨度 6 5 7 5m3 脊高 3 2 3 7m4 后墻高度 2 2 2 5m5 后陰坡投影 1 3 1 6m6 底角 60 65 內部跨度 7 5m 脊高 3 2 3 7m 后墻高度 2 2 2 5m 后陰坡投影1 6m 底角60 65 7 5m 5 9m 1 6m 620mm 類型一 二 北緯46 48 磚混結構高效節能日光溫室主要參數及結構示意圖1 內部跨度 6 5m 脊高 3 2 3 7m 后墻高度 2 2 2 5m 后陰坡投影1 3m 6 5m 5 2m 1 3m 類型二 二 北緯46 48 磚混結構高效節能日光溫室主要參數及結構示意圖2 三 北緯48 53 磚混結構高效節能日光溫室主要參數及結構示意圖1 主要參數 1 溫室朝向 正南或偏西3 5 2 內部跨度 6 7m3 脊高 2 8 3 3m4 后墻高度 2 2 3m5 后陰坡投影 1 3 1 6m6 底角 60 65 類型一 內部跨度 7m 脊高 2 8 3 3m 后墻高度 2 2 3m 后陰坡投影1 6m 底角60 65 7m 5 4m 1 6m 620mm 500mm 400mm 三 北緯48 53 磚混結構高效節能日光溫室主要參數及結構示意圖2 類型二 內部跨度 6m 脊高 2 8 3 3m 后墻高度 2 2 3m 后陰坡投影1 3m 底角60 65 6m 4 7m 1 3m 620mm 500mm 400mm 主要參數 1 溫室朝向 正南或偏西3 5 2 內部跨度 6 7 5m3 脊高 2 8m以上4 后墻高度 2 2 5m5 后墻厚度 上寬1 8 2m 下寬2 8 3m6 后陰坡投影 1 3 1 6m7 底角 60 65 類型一 四 北緯43 53 土筑節能日光溫室主要參數及結構示意圖1 500mm 400mm 類型二 四 北緯43 53 土筑節能日光溫室主要參數及結構示意圖2 500mm 400mm 塑料大棚的設計與建造Y 4 F K X L X L2 KF 矢高K 肩高X 距側面底角水平距離L 跨度 上弦用6 熱鍍鋅鋼管 下弦用 16mm圓鋼 拉花用 10mm圓鋼 五 北緯43 53 全省各地 黑龍江省大棚主要參數及結構示意圖 主要參數 1 方向 南北朝向 東西走向 2 跨度 10 12m 3 脊高 3 3 5m 4 橫拉桿 5排以上 5 棚架間距 不超過1 2米 6 長度 50 70m 跨度10 12m 上弦 16 縱拉桿 12 斜拉桿 12 脊高3 3 5m 肩高1 4 1 6m 肩高1 4 1 6m 下弦 14 外高3 2 3 7m