設(shè)施農(nóng)業(yè) nullnullnullnull 設(shè)施農(nóng)業(yè) nullnullnullnull 16 17 設(shè)施裝備工程 Agricultural Equipment 數(shù)小 較小的厚度即可達(dá)到較高的保溫要求 保溫板材的厚度一 般為 10 cm 嚴(yán)寒地區(qū)不超過 20 cm 因此 溫室的采光 保 溫和結(jié)構(gòu)輕簡化水平都得到了大大提升 在一些冬季氣溫較高的地區(qū)的溫室 如青島 煙臺 唐山 和高寒地區(qū)只進行越夏生產(chǎn)的溫室 對后屋面的極端簡化措施是 完全取消后屋面 圖 1c 在最新的完全組裝結(jié)構(gòu)日光溫室中 后屋面的功能也在逐步弱化 或采用短后屋面 或完全取消后屋 面 使溫室結(jié)構(gòu)進一步向輕簡化 標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展 2020年7月在做河北省石家莊市無極縣七汲鎮(zhèn)設(shè)施蔬菜產(chǎn) 業(yè)發(fā)展規(guī)劃的現(xiàn)場考察中 筆者發(fā)現(xiàn)了一種另類形式的無后屋面 日光溫室 這種溫室的部分后墻仍采用傳統(tǒng)的機打土墻結(jié)構(gòu) 保 留了傳統(tǒng)土墻結(jié)構(gòu)日光溫室的保溫蓄熱性能 但同時又把現(xiàn)代工 業(yè)化保溫板后屋面轉(zhuǎn)移到了溫室的后墻 形成了從外形上看無后 屋面 從后墻圍護材料看為兩段結(jié)構(gòu)的一種新型日光溫室結(jié)構(gòu) 在此介紹給廣大的讀者 供大家研究和借鑒 1 溫室結(jié)構(gòu)的演變 后屋面的改進和變形首先表現(xiàn)為溫室屋面結(jié)構(gòu)的變化 傳 統(tǒng)的無后屋面溫室 溫室前屋面骨架要么是直接搭設(shè)在后墻壓 頂圈梁 或梁墊 上 要么與后墻立柱連為一體 完全取消了 溫室的后屋面骨架 但七汲鎮(zhèn)的溫室則保留了溫室后屋面骨架 與傳統(tǒng)的有后屋面溫室相比 只是將傾斜或圓弧形的后屋面骨 架改變成了直立的后屋面骨架 圖2a 而且為了增強溫室結(jié) 構(gòu)的承載能力 有的溫室還在原來傾斜后屋面骨架的位置增設(shè) 了斜支撐 圖2b 這種設(shè)計對抵抗屋脊位置卷簾機和保溫被 的荷載具有非常積極的作用 一種后屋面演變?yōu)楹髩Φ娜展鉁厥医Y(jié)構(gòu) 迄今為止 對日光溫室后屋面的功能和做法 無論是學(xué)術(shù) 研究還是工程實踐都沒有給出明確的定論 因此在日光溫室的建 設(shè)中包括后屋面的幾何尺寸 投影寬度 后坡仰角 熱工參數(shù) 低限熱阻 蓄熱性能 建筑做法 建筑材料 建筑構(gòu)造 等 各地做法都千差萬別 早期的日光溫室研究中 后屋面是重要的保溫結(jié)構(gòu) 尤其 在一些高寒地區(qū) 不僅要求后屋面的投影寬度大 2 0 m 以上 圖1a 而且要求后屋面要厚重 保溫 這種做法確實增強了溫 室的保溫性能 但同時也帶來了后屋面在春夏季節(jié)對溫室后墻及后 部種植作物的遮光 此外 厚重的后屋面也對溫室結(jié)構(gòu)的強度提出 了更高的要求 在后屋面下增設(shè)立柱即成了常規(guī)的做法和需求 這 又無形中提高了溫室的建設(shè)成本 也給室內(nèi)種植和操作帶來不便 山東壽光下挖式機打土墻結(jié)構(gòu)日光溫室率先對后屋面進行 了革命 主要表現(xiàn)在 一是將后屋面投影寬度減小到1 0 m以 內(nèi) 圖1b 最短的后屋面投影寬度不到0 5 m 二是對后屋 面的保溫要求進行了大幅度削減 常規(guī)的做法是在針刺保溫被外 直接覆土 這種做法不僅大大降低了溫室后屋面對結(jié)構(gòu)的荷載 而且溫室后墻可以全季節(jié)無死角接受陽光 不僅不影響溫室內(nèi)作 物的采光 而且由于增加了溫室后墻的光照時間和采光面積 使 溫室后墻的儲熱能力大大增強 由此也彌補了由于后屋面保溫性 能減弱而造成溫室整體保溫性能下降的損失 隨著近年來日光溫室建設(shè)工業(yè)化水平的不斷提高 傳統(tǒng)的 多層松散保溫材料后屋面也逐步被標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)化保溫板材所替 代 如早期的苦菱土板 現(xiàn)今的聚苯板 彩鋼板等 這種材料的 更替大大降低了溫室后屋面的自重 而且由于材料自身的導(dǎo)熱系 周長吉 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院 北京 100083 a 傳統(tǒng)的長后屋面溫室 b 壽光短后屋面溫室 c 無后屋面溫室 圖1 日光溫室后屋面投影寬度的變遷 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 設(shè)施農(nóng)業(yè) nullnullnullnull 設(shè)施農(nóng)業(yè) nullnullnullnull 16 17 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 設(shè)施農(nóng)業(yè) 由于將傾斜后屋面變?yōu)榱酥绷⒑笪菝?事實上 也就相當(dāng)于取 消了溫室后屋面而提高了溫室的墻體高度或者說將溫室的屋脊脊位 后移到了溫室后墻 這種改變 從溫室的整體保溫性來看 與相同 結(jié)構(gòu)有后屋面溫室相差無幾 但將后屋面從傾斜改變?yōu)橹绷⒑?一 是溫室后屋面的防水問題得到了徹底解決 二是溫室后墻可以全天 候接受太陽輻射 從另一個角度分析 將溫室后屋面從傾斜改變?yōu)?直立后 一是溫室脊位后移將加大前后溫室棟與棟之間的間距 不 利于提高土地的集約利用 二是前屋面骨架和后墻骨架呈銳角連接 在轉(zhuǎn)折點容易形成應(yīng)力集中 非常不利于結(jié)構(gòu)的內(nèi)力傳力 由此采 用圖2b的加強措施也是不得已而為之 綜上可見 這種結(jié)構(gòu)的改 良還是利弊共存 總體而言 似乎還是弊更多于利 將后屋面徹底改良的另一種方法是取消后墻承重 將上述改良 后屋面骨架直接作為后墻立柱從屋脊直通到后墻基礎(chǔ) 圖 2c 這 種改良不僅徹底摒棄了傳統(tǒng)日光溫室墻 后墻 梁 屋面梁 即屋面骨架 承重體系 而改為了柱 梁承重體系 墻體不再 行使承重功能后 其基本功能將轉(zhuǎn)化為圍護 保溫和儲熱 由此 溫室的后墻將由大面積土墻改變?yōu)榇竺娣e保溫圍護 圖3a b 對于機打土墻結(jié)構(gòu)日光溫室而言 由于大幅度減少了后墻土方 由此溫室的挖土方以及溫室的地面下挖深度也相應(yīng)顯著減小 雖 然沒有完全摒棄挖土方的建設(shè)思想 但由于后墻土方量減少 可 以采用下挖兩棟日光溫室之間空地的方法來補充后墻建設(shè)的土方 需要 只要做好場區(qū)的排水 基本可以保證不破壞溫室內(nèi)種植地 面的土層 從而在一定程度上保護了耕地 更完全保護了溫室內(nèi) 的土壤耕作層 溫室地面不下沉也不會造成室外積水倒灌 溫室 內(nèi)濕度過大等問題 應(yīng)該說這種改良還是利更大于弊 將高土墻改為矮土墻在溫室結(jié)構(gòu)上的另一種改進方法是將 土墻內(nèi)置在保溫墻內(nèi) 圖 4 這種做法是在后墻設(shè)置一立一斜 一組墻柱 低矮土墻內(nèi)置在兩根柱的中下部 圖4a 在立柱 的兩側(cè)分別展掛保溫板或保溫被 圖4b 形成既保溫又儲熱的 溫室墻體 需要強調(diào)的是 這種改進由于增加了一道斜立外墻 立柱 與溫室屋面拱架形成了鈍角連接 由此也有效減輕了柱 梁連接處的應(yīng)力集中 更有利于溫室結(jié)構(gòu)承載能力的提高 在溫 室結(jié)構(gòu)承載能力要求不高 如溫室跨度較小或風(fēng)雪荷載較小的地 區(qū)建設(shè)溫室 時 甚至還可以省去墻體內(nèi)側(cè)直立柱 從而大幅降 低溫室結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本 2 室內(nèi)立柱的設(shè)置 除了屋面和墻體結(jié)構(gòu)的改變外 考察中還發(fā)現(xiàn)室內(nèi)立柱的設(shè) 置很不規(guī)范 第一種做法是將立柱插入墻體基部 圖 5a 這種 做法 立柱的設(shè)置不影響室內(nèi)作業(yè) 便于機械化作業(yè)和室內(nèi)種植 安排 但從結(jié)構(gòu)的合理性來講 由于立柱在屋面拱架上與后墻立 柱之間距離過小 二者分擔(dān)屋面拱架內(nèi)力的位置相對集中 對骨 架整體結(jié)構(gòu)的強度提升有限 第二種做法是將立柱設(shè)置在后走道 的外沿 圖 5b 這種做法 立柱設(shè)置也基本不影響室內(nèi)的種植 a 高土墻 b 矮土墻 圖3 溫室后墻的演變 a 直立后屋面 b 附加斜支撐 c 與后墻立柱連為一體 圖2 屋面骨架的演變 設(shè)施農(nóng)業(yè) nullnullnullnull 設(shè)施農(nóng)業(yè) nullnullnullnull 18 19 設(shè)施裝備工程 Agricultural Equipment 而且立柱傾斜 柱頂設(shè)置在屋脊通風(fēng)口的下沿 不僅有利于屋面 通風(fēng)口的設(shè)置 而且也更能分散屋面拱架的支點 有利于提高溫 室結(jié)構(gòu)的整體承載能力 是一種比較好的立柱設(shè)置方案 第三種 做法是在前兩種做法的基礎(chǔ)上 采用臨時立柱的方法在溫室中部 設(shè)置立柱 圖 5c 合理的屋面拱架設(shè)計原則上不推薦采用這種 方案 但如果遇到偶遇荷載 如極端降雪 極端暴雨等 作為 臨時支撐 保全結(jié)構(gòu) 保證安全生產(chǎn)也不失為一種有效的應(yīng)急措施 3 改進直立后墻的建筑構(gòu)造 將傳統(tǒng)的傾斜后屋面板改為直立后墻板后 兩段墻體連接的 構(gòu)造處理是這種結(jié)構(gòu)有別于傳統(tǒng)日光溫室的一個重要特點 由于 直立后墻板主要起防水和保溫作用 無承重功能 所以 在構(gòu)造 處理上用塑料薄膜將直立后墻板全部包裹 并將包裹直立后墻板 的塑料薄膜進一步延伸到下部土墻 使直立后墻板與土墻外表面 形成統(tǒng)一的防水面 圖6a 可有效解決兩段墻體銜接處的水 密性問題 同時用塑料薄膜覆蓋下部土墻也可永久保護土墻不受 雨水侵蝕 為了保證土墻面塑料薄膜的牢固固定 設(shè)計者在后墻 面外側(cè)間隔一定距離設(shè)置塑料薄膜壓板 從而可保證在大風(fēng)天氣 塑料薄膜不被風(fēng)吹起 后墻上部保溫板與溫室骨架的固定采用了 琴弦結(jié)構(gòu) 屋面 固定塑料薄膜的辦法 即在保溫板的外側(cè)敷設(shè)一根壓條 將壓條 與溫室骨架用鋼絲連接即可將保溫板牢固固定在溫室骨架上 為了進一步增強后墻上部圍護部位的保溫性能 在鋪設(shè)保溫 被時 有意將保溫被后延 在完全覆蓋后墻上部保溫板后用沿溫 室長度方向通長的壓條固定 圖6b 其中固定壓條可采用地 錨釘 上端固定壓條后 下端打入土墻 由此 溫室墻體的保溫 和防水都得到了良好的保證 引用信息 周長吉 一種后屋面演變?yōu)楹髩Φ娜展鉁厥医Y(jié)構(gòu) J 農(nóng)業(yè)工程技 術(shù) 2023 43 6 16 18 a 墻體結(jié)構(gòu) a 塑料薄膜包裹保溫板和土墻 b 墻體保溫 圖4 低矮土墻內(nèi)嵌在保溫墻內(nèi)的做法 b 保溫被覆蓋保溫板 圖6 后墻材料的保護 a 單立柱插入墻基 b 單立柱設(shè)在走道邊 c 多立柱 圖5 室內(nèi)立柱