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溫室大棚設計

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溫室(greenhouse),又稱暖房。能透光、 保溫(或加溫),用來栽培植物的設施。在不適宜植物生長的季節,能提供溫室生育期和增加產量,多用於低溫季節喜溫 蔬菜、 花卉、 林木等 植物栽培或 育苗等。溫室的種類多,依不同的屋架材料、采光材料、外形及加溫條件等又可分為很多種類。

溫室的類型包括種植溫室、養殖溫室、展覽溫室、實驗溫室、餐飲溫室、娛樂溫室等;溫室係統的設計包括增溫係統、保溫係統、降溫係統、 通風係統、控製係統、灌溉係統等; 大棚隻是簡單的塑料薄膜和骨架構結,其內部設施很少,沒有溫室要求的高。因此嚴格說來,溫室比大棚設備要求更高,可能要用到比較先進的儀器來嚴格控溫。

但廣義上說,大棚就是溫室的一種。它的目的也是為了維持一定的溫度。

溫室(greenhouse),又稱暖房,如 玻璃溫室、塑料溫室; 單棟溫室、 連棟溫室;單屋麵溫室、雙屋麵溫室;加溫溫室、不加溫溫室等。溫室結構應密封保溫,但又應便於通風降溫。現代化溫室中具有控製溫濕度、光照等條件的設備,用電腦自動控製創造植物所需的最佳環境條件。

一種室內溫室栽培裝置,包括栽種槽、 供水係統、溫控係統、輔助 照明係統及濕度控製係統;栽種槽設於窗底或做成隔屏狀,供栽種植物;供水係統自動適時適量供給水分;溫控係統包括排風扇、熱風扇、溫度感應器及恒溫係統控製箱,以適時調節 溫度;輔助照明係統包含植物燈及反射鏡,裝於栽種槽周邊,於無日光時提供照明,使植物進行光合作用,並經光線的折射作用而呈現出美麗景觀;濕度控製係統配合排風扇而調節濕度及降低室內溫度。

溫室是以采光覆蓋材料作為全部或部分圍護結構材料,可在冬季或其它不適宜露地植物生長的季節供栽培植物的建築。

溫室功能分類根據溫室的最終使用功能,可分為生產性溫室、試驗(教育)性溫室和允許公眾進入的商業性溫室。 蔬菜栽培溫室、花卉栽培溫室、養殖溫室等均屬於生產性溫室; 人工氣候室、溫室實驗室等屬於試驗(教育)性溫室;各種觀賞溫室、零售溫室、商品批發溫室等則屬於商業性溫室。

溫室大棚主要配件有:大棚接頭管、大棚壓頂簧、大棚壓膜槽(卡槽)、大棚壓膜簧(卡簧)、大棚護套、大棚壓膜卡、大棚斜撐、大棚U型卡、大棚夾箍、大棚固定器、大棚連接片、大棚壓膜線、大棚門、大棚卷膜器、大棚卷膜杆、大棚雙管卡、大棚管管卡、大棚人字卡、大棚防霧薄膜、防蟲網等。

社會不斷進步,傳統的農業生產模式已經不能滿足現代文明發展的需要,新型的設施農業受到業界人士的追捧。所謂的農業裝備,其實主要就是 溫室設施,它不受時間和空間的限製,可以在高原、深山、沙漠等特殊環境下進行農業生產。

中國是一個農業大國,農民占總人口的一半還要多,農業創新應用的空間有無限大,農業裝備行業從幕後走到台前。縱觀國內溫室大棚行業,大中小企業參差不齊,落地的溫室項目質量自然也大相徑庭。

為了能讓有意發展設施農業的組織單位,能夠更好的選擇溫室項目服務商,對溫室大棚行業做了係統調研,將溫室大棚項目質量控製主要分為材料控製、技術控製、施工控製、售後控製四大方麵。

材料作為溫室項目工程的源頭,要把好項目質量關,首先要從材料的選用上把好關。比如溫室項目上用的鋼構件,對優質的鋼材加工除鏽,在專業的鍍鋅廠熱鍍後,質檢部門再進行檢測,檢測合格後才會運往工地使用。

技術方麵的控製

項目團隊有專業的設計人員,在每個項目開工前,溫室項目經理對工程技術人員進行詳細的項目培訓,把本項目的難點、要點拿出來研討,對容易出錯的地方提前做好防範,這樣工程技術人員在項目開工之前做到心中有數,項目啟動後按照預定的計劃和步驟實施,有效避免了在施工過程中出現錯誤,也保證了整個項目的實施質量。

施工過程的控製

每個溫室項目都應配有專業的技術工程師,在項目的實施過程中,工程師服務於施工的全過程。保證施工人員嚴格按照圖紙及規範執行。

此外項目實施質量差異也很大,質量控製整體上主要是以上的四大方麵。

春季溫室 大棚的 通風管理

一、拱度不同,放風口大小不一

春季風口的大小不能完全用某一個數據界定,因為 溫室的結構不同,降溫的時間和速度也是不同的。拱度較大的大棚,因為棚麵拱度適宜,熱氣流很容易沿大棚 棚膜的上部排出,即使放風口較小,也能取得較好的放風效果。而種植年限較長的低矮老棚,因為大棚拱度較小,棚麵較平,棚內的熱氣流從放風口排出的速度就慢,棚內的溫度就高。通常情況下,這樣的大棚將頂部放風口開到40厘米寬,才與高度較高、拱度較大的大棚風口開到30厘米的放風效果相同。

二、春季更要注意分次通風

早晨拉開棚1小時後,敞開上風口3-5厘米左右放小風,目的是將棚內濕氣排出,同時補充棚內 二氧化碳,為光合作用的順利進行補充原料。等棚溫上升到28℃以上時,將放風口逐步打開,保持棚內溫度不超過33℃(對於黃瓜、絲瓜等喜溫蔬菜來說)既可。

三、春季大風多,放風口注意防風

增加放風繩的密度,而且放風繩最好使用 摩擦力較大的寬布條為好,這種布條在打活結固定棚膜時,摩擦力大,活結不容易被大風吹鬆。很多菜農圖方便使用尼龍繩作為防風繩,因為摩擦力較小,菜農要適當增加尼龍放風繩的密度,並將其固定好,以防風口被風吹合。同時,菜農還要注意在大風天氣時隨時進行檢查,防止放風繩鬆動,風口閉合。

1、 熱浸鋅 鋼管結構:熱鍍鋅管是使熔融金 

屬與鐵基體反應而產生合金層,從而使基體和鍍層二者相結合。天津市飛龍製管有限公司供應的熱鍍鋅管是先將鋼管進行酸洗,為了去除鋼管表麵的氧化鐵,酸洗後,通過氯化銨或氯化鋅水溶液或氯化銨和氯化鋅混合水溶液槽中進行清洗,然後送入熱浸鍍槽中。熱鍍鋅具有鍍層均勻,附著力強,使用壽命長等優點。熱鍍鋅鋼管基體與熔融的鍍液發生複雜的物理、化學反應,形成耐腐蝕的結構緊密的鋅一鐵合金層。合金層與純鋅層、鋼管基體融為一體。故其耐腐蝕能力強。

2、 鍍鋅帶管結構:鍍鋅帶管把生產熱鍍鋅管的生產工藝做了調整。先對其製管用的帶鋼進行酸洗,為了去除帶鋼表麵的氧化鐵。然後風幹,再製成管。具有鍍層均勻、光亮,鍍鋅量很少,比生產熱鍍鋅管的成本低。其耐腐蝕能力比熱鍍鋅管稍差!

3、 區別

性狀區別:

熱鍍鋅管:1)重量:6米長有6.5公斤;2)耐腐蝕能力強、使用壽命長、價格略高;

鍍鋅帶管:1)重量:6米長有5.5公斤;2)耐腐蝕能力強稍差使用壽命比熱鍍鋅鋼管的使用壽命短、價格低經濟。

外觀區別:

1)熱鍍鋅管雪白色但是不發亮不反光,表麵雪花狀很多,兩端口有鋅瘤(凝結狀的鋅)

2)鍍鋅帶管白得發亮而且反光,極少有雪花狀,兩端口潔淨無鋅瘤。

透光性

溫室是采光建築,因而透光率是評價溫室透光性能的一項最基本指標。透光率是指透進溫室內的光照量與室外光照量的百分比。溫室透光率受溫室透光覆蓋材料透光性能和溫室骨架陰影率的影響,而且隨著不同季節太陽輻射角度的不同,溫室的透光率也在隨時變化。溫室透光率的高低就成為作物生長和選擇種植作物品種的直接影響因素。一般,連棟塑料溫室在50%~60%,玻璃溫室的透光率在60%~70%,日光溫室可達到70%以上。

保溫性

加溫耗能是溫室冬季運行的主要障礙。提高溫室的保溫性能,降低能耗,是提高溫室生產效益的最直接手段。溫室的保溫比是衡量溫室保溫性能的一項基本指標。溫室保溫比是指熱阻較小的溫室透光材料覆蓋麵積與熱阻較大的溫室圍護結構覆蓋麵積同地麵積之和的比。保溫比越大,說明溫室的保溫性能越好。 

溫室大棚的保溫性能是十分好的,加溫耗能是溫室冬季運行的主要障礙,提高溫室大棚的保溫性能,降低能耗,是提高溫室生產效益的最好方法。

耐久性

溫室建設必須要考慮其耐久性。溫室耐久性受溫室材料耐老化性能、溫室主體結構的承載能力等因素的影響。透光材料的耐久性除了自身的強度外,還表現在材料透光率隨著時間的延長而不斷衰減,而透光率的衰減程度是影響透光材料使用壽命的決定性因素。一般鋼結構溫室使用壽命在15年以上。要求設計風、雪荷載用25年一遇最大荷載;竹木結構簡易溫室使用壽命5~10年,設計風、雪荷載用15年一遇最大荷載。

由於溫室運行長期處於高溫、高濕環境下,構件的表麵防腐就成為影響溫室使用壽命的重要因素之一。鋼結構溫室,受力主體結構一般采用薄壁型鋼,自身抗腐蝕能力較差,在溫室中采用必須用熱浸鍍鋅表麵防腐處理,鍍層厚度達到150~200微米以上,可保證15年的使用壽命。對於木結構或鋼筋焊接桁架結構溫室,必須保證每年作一次表麵防腐處理。

物聯網技術

實際上,物聯網技術是將各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用。在溫室環境裏,單棟溫室可利用物聯網技術,成為無線傳感器網絡一個測量控製區,采用不同的傳感器節點和具有簡單執行機構的節點,如風機、低壓電機、閥門等工作電流偏低的執行機構,構成無線網絡,來測量基質濕度、成分、pH值、溫度以及空氣濕度、氣壓、光照強度、二氧化碳濃度等,再通過模型分析,自動調控溫室環境、控製灌溉和施肥作業,從而獲得植物生長的最佳條件。

對於溫室成片的農業園區,物聯網也可實現自動信息檢測與控製。通過配備無線傳感節點,每個無線傳感節點可監測各類環境參數。通過接收無線傳感匯聚節點發來的數據,進行存儲、顯示和數據管理,可實現所有基地測試點信息的獲取、管理和分析處理,並以直觀的圖表和曲線方式顯示給各個溫室的用戶,同時根據種植植物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息,實現溫室集約化、網絡化遠程管理。

此外,物聯網技術可應用到溫室生產的不同階段。在溫室準備投入生產階段,通過在溫室裏布置各類傳感器,可以實時分析溫室內部環境信息,從而更好地選擇適宜種植的品種;在生產階段,從業人員可以用物聯網技術手段采集溫室內溫度、濕度等多類信息,來實現精細管理,例如遮陽網開閉的時間,可以根據溫室內溫度、光照等信息來傳感控製,加溫係統啟動時間,可根據采集的溫度信息來調控等;在產品收獲後,還可以利用物聯網采集的信息,把不同階段植物的表現和環境因子進行分析,反饋到下一輪的生產中,從而實現更精準的管理,獲得更優質的產品。

塑料溫室

大型連棟式塑料溫室是近十幾年出現並得到迅速發展的一種溫室型式。與玻璃溫室相比,它具有重量輕、骨架材料用量少、結構件遮光率小、造價低、使用壽命長等優點,其環境調控能力基本上可以達到玻璃溫室的相同水平,塑料溫室用戶接受能力在全世界範圍內遠遠高出玻璃溫室,成為現代溫室發展的主流。

塑料溫室結構

1. 塑料溫室的總體尺寸

此類溫室在不同國家有不同的結構尺寸。但就總體而言,通用溫室跨度在6~12m,開間在4m左右,簷高3~4m。以自然通風為主的連棟溫室,在側窗和屋脊窗聯合使用時,溫室最大寬度宜限製在50m以內,最好在30m左右;而以機械通風為主的聯棟溫室,溫室最大寬度可擴大到60m,但最好限製在50m左右;對溫室的長度,(從操作方便的角度來講)最好限製在100m以內,但沒有嚴格的要求。

2.主體結構

塑料溫室主體結構一般都用熱浸鍍鋅鋼管作主體承力結構,工廠化生產,現場安裝。由於塑料溫室自身的重量輕,對風、雪荷載的抵抗能力弱,所以,對結構整體的穩定性要有充分考慮,一般在室內第二跨或第二開間要設置垂直斜撐,在溫室的外圍護結構以及屋頂上也要考慮設置必要的空間支撐。最好有斜支撐(斜拉杆)錨固於基礎,形成空間受力體係。

塑料溫室主體結構至少要有抗8級風的能力,一般要求抗風能力達10級。

主體結構的雪荷載承載能力要根據建設地區實際降雪條件和溫室的冬季使用情況確定。在北方使用,設計雪荷載不宜小於0.35kN/平方米。

對於周年運行的塑料溫室,還應考慮諸如設備重量、植物吊重、維修等多項荷載因素。

玻璃溫室

玻璃溫室是以玻璃為透明覆蓋材料的溫室。

設計要求

基礎設計時,除滿足強度的要求外,還應具有足夠的穩定性和抵抗不均勻沉降的能力,與柱間支撐相連的基礎還應具有足夠的傳遞水平力的作用和空間穩定性。溫室底部應位於凍土層以下,采暖溫室可根據氣候和土壤情況考慮采暖對基礎凍深的影響。一般基礎底部應低於室外地麵0.5米以上,基礎頂麵與室外地麵的距離應大於0.1米,以防止基礎外露和對栽培的不良影響。除特殊要求外,溫室基礎頂麵與室內地麵的距離宜大於0.4米。

獨立基礎。通常利用鋼筋混凝土。

條形基礎。通常采用砌體結構(磚、石),施工也采用現場砌築的方式進行,基礎頂部常設置一鋼筋混凝土圈梁以安裝埋件和增加基礎強度。

鋼結構主要包括:溫室承重結構和保證結構穩定性所設的支撐、連接件、堅固件等。

我國玻璃溫室鋼結構的設計主要參考荷蘭、日本和美國等國的溫室設計規範進行。但在設計中必須考慮結構強度、結構的鋼度、結構的整體性和結構的耐久性等問題。

日光溫室

前坡麵夜間用保溫被覆蓋,東、西、北三麵為圍護牆體的單坡麵塑料溫室,統稱為日光溫室。其雛型是單坡麵玻璃溫室,前坡麵透光覆蓋材料用塑料膜代替玻璃即演化為早期的日光溫室。日光溫室的特點是保溫好、投資低、節約能源,非常適合我國經濟欠發達農村使用。

日光溫室的性能

節能型日光溫室的透光率一般在60%~80%以上,室內外氣溫差可保持在21~25℃以上。

1.日光溫室采光

一方麵太陽輻射是維持日光溫室溫度或保持熱量平衡的最重要的能量來源;另一方麵,太陽輻射又是作物進行光合作用的唯一光源。

2.日光溫室保溫

日光溫室的保溫由保溫圍護結構和活動保溫被兩部分組成。前坡麵的保溫材料應使用柔性材料以易於日出後收起,日落時放下。

對新型前屋麵保溫材料的研製和開發主要側重於便於機械化作業、價格便宜、重量輕、耐老化、防水等指標的要求。

日光溫室主要由圍護牆體、後屋麵和前屋麵三部分組成,簡稱日光溫室的“三要素”,其中前屋麵是溫室的全部采光麵,白天采光時段前屋麵隻覆蓋塑料膜采光,當室外光照減弱時,及時用活動保溫被覆蓋塑料膜,以加強溫室的保溫。

塑料大棚

塑料大棚的結構

塑料大棚的溫光性能

塑料大棚能充分利用太陽能,具有一定的保溫作用,並通過卷膜在一定範圍內調節棚內的溫度和濕度。

塑料大棚在北方地區:主要是起到春提早、秋延後的保溫栽培作用,春季可提早30~50天,秋季能延後20~25天,不能進行越冬栽培。在南方地區:除了冬春季節用於蔬菜、花卉的保溫和越冬栽培(葉菜類)外,還可更換成遮陽棚,用於夏秋季節的遮蔭降溫和防雨、防風、防雹等。

塑料大棚一般室內不加溫,靠溫室效應積聚熱量。其最低溫度一般比室外溫度高1~2℃,平均溫度高3~10℃以上。

塑料大棚透光率一般在60%~75%。為保證全天平均光照基本平衡,大棚平麵布局多為南北延長的形式。

塑料大棚是以塑料薄膜為覆蓋材料的不加溫、單跨拱屋麵結構溫室。

塑料大棚特點:建造容易、使用方便,投資較少,是一種簡易的保護地栽培設施。隨著塑料工業的發展,被世界各國普遍采用。

中、小棚

北麵有1m高的土牆,南麵為半拱圓的棚麵;或是北麵為半拱圓的棚麵,南麵為一麵坡的棚麵。這種棚一般為無柱棚,跨度大時,中間設1~2排立柱,以支撐棚麵及覆蓋防寒的草席

單體溫室

采用圓拱型插地棚:基本要求是棚寬8米,棚長30米,肩高1.8米,頂高3米,拱杆采用φ25×2mm熱鍍鋅管, 拱杆間距1.0米,插入土中0.4m以上。材料選用熱浸鍍鋅鋼材,設計3根縱向拉杆,增強抗風抗壓能力;縱向設計4道壓膜槽(每邊2槽)。裙邊膜高40cm,上麵用壓膜槽固定,下邊埋在泥土中,加強抗風性和密封性;第二道安裝在離地140cm處,卷膜與裙邊膜重複30cm。端頭安裝6根豎杆;每兩拱杆之間安裝一道壓膜繩,增加抗風能力,棚四角安裝防風撐,增加棚的穩定性。每座插地棚端麵各安裝1樘雙麵推拉門,門規格為1.8×1.4m,每座共2樘。

以超越凍層為宜,溫室基礎設計是根據地質結構和當地氣候條件決定的寒冷地區、土質酥鬆的地區基礎相對深一些。不能全年生產的溫室要比全年都進行生產的溫室深些,毛石或河石填充的基礎上麵要加2030厘米厚的地梁,地梁上麵砌築牆體,牆體要有保溫夾層,保溫夾層填充苯板、珍珠岩等保溫材料。牆體超越70延長米的建議留伸縮縫,溫室的後牆要根據溫室的使用性質,留有一定的通氣窗,供冬季通風使用。彩虹溫室牆體砌築封頂前要下拱架預埋件,供拱架安裝時使用。溫室牆體高度根據溫室跨度而定,一般8米跨溫室後牆高度2.5米為宜。7.5米跨溫室後牆高度2.3米為宜。 

選址時應盡量選在平坦地塊,溫室大棚選址非常重要。地下水位不要太高,避開擋光的高山和建築,對種植和養殖業用戶來說,有汙染的地方也不能建棚。另外有強烈季風的地區要考慮所選溫室大棚的抗風能力。一般溫室大棚的抗風能力應在8級以上。 

溫室的朝向對溫室內的蓄熱能力影響很大,對日光溫室來講。根據經驗南方地區的溫室朝向偏西一些為好。偏西角度在510度為宜。這樣便於溫室更多的積蓄熱量。如果建造多棟溫室,溫室間的間距不應低於一棟溫室的寬度。

大棚朝向即大棚的棚頭分別在南北兩側,搞種植的大棚建議選擇南北走向。這種朝向能使大棚內的作物分配到均勻的光照。 

溫室的牆體資料隻要具有良好的保溫性和蓄熱能力的資料都可以采用。這裏強調的溫室內牆一定要有蓄熱功能,日光溫室的砌築要因地製宜。以便貯存熱量。夜間,這些熱量會釋放出來保持棚內的溫度平衡。磚牆、水泥抹灰牆、土牆都具有蓄熱能力。溫室的牆體一般采用磚混結構較好。

溫室中有毒氣體的形成以及預防措施

塑料大棚栽培蔬菜,常常回為施肥方法不當,忽視了通風換氣,使棚內有毒氣體的過量,危害蔬菜,而又經常被誤診為病害,導致了達不到最終效果。 

1、氮氣由於施用過量尿素、硫酸鋟等速效化肥,或施肥方法不當,如果因為施用未經腐熟的有機肥,有棚內高溫條件下分解產生氨氣,就會為害蔬菜,使葉緣組織出現水漬狀斑點,嚴重時整葉枯死。常被誤診為霜老病或其他病症,對氨氣敏感的蔬菜有黃瓜、蕃茄、西葫蘆等。 

2、亞硝酸氣體 一次施用銨態氮肥過多,會使某些菌體的作用降低,造成土壤局部酸性。當PH值小於5時,便產生亞硝酸氣體,可使蔬菜葉片出現白色斑點,嚴重整葉變白枯死,常被誤診為白粉病,對亞硝酸氣體敏感的蔬菜有茄子、黃瓜、西葫蘆、芹菜、辣椒等。 

3、乙烯和氯氣 如果農膜或地膜的質量差,或地內有地膜殘留,以陽光曝曬,在棚內高溫條件下,易揮發產生乙烯和氯氣等有害氣體。當濃度達到一定時,可使蔬菜葉緣或葉脈之間變黃,進而變白,嚴重時整株枯死。常被誤診為細菌性角斑病,對黃瓜的危害尤為嚴重。 

另外,冬季取暖升溫,若燃料燃燒不充分會產生有毒氣體,通風不及時會使二氧化碳積累過多。影響蔬菜生產。 

二預防措施: 

1、合理施肥。大棚內施用的有機肥必須經過發酵腐熱,化肥要優質,尿素應與過磷鈣混施。基肥要深施20厘米,追施化肥深度要達到12厘米左右,施後及時澆水。 

2、通風換氣。在晴暖天氣,應結合調節溫度進行通風換氣,雨雪天氣也應適當進行通風換氣。 

3、選用安全無毒的農膜和地膜,及時清除棚內的廢舊塑料品及其殘留物。


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