新疆農(nóng)機(jī)化2023年第6期 doi 10 13620 ki issn1007 7782 2023 06 011 中圖分類號 S625 1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 0 引言 日光溫室是我國首創(chuàng)的溫室結(jié)構(gòu)形式 作為我國設(shè)施 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的主體之一 為解決長期困null我國北方地區(qū)的 冬季蔬菜供應(yīng)緊缺問題 增加農(nóng)民收入 節(jié)約能源 促進(jìn)農(nóng) 業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 避免溫室效應(yīng)造成的環(huán)境污染等均做出 了較大nullnull 1 2 日光溫室由兩側(cè)山null 維護(hù)后null體 支撐null架 及覆蓋材料組成 傳統(tǒng)日光溫室在建造和使用過程中存在 一些缺陷 例如null土null體結(jié)構(gòu)或nullnull 石塊等null體遮陽 土 地利用率低且存在建null污染 抗風(fēng) 雪 雨及阻null能力均不 強(qiáng) 保溫材料陳null 建造及使用成本高 不利于工業(yè)化生產(chǎn) 和產(chǎn)業(yè)化操作等 3 4 組裝式日光溫室已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施領(lǐng)域的研 究熱點(diǎn) 目前國內(nèi)外已有不少關(guān)于輕簡裝配式日光溫室的 研究 其中國內(nèi)研究主要集中在材料的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計上 如采用輕鋼結(jié)構(gòu)和nullnull纖維增強(qiáng)塑料等輕質(zhì)材料 設(shè)計出 簡單 易于組裝的結(jié)構(gòu)以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要 5 6 null者認(rèn) 為需要注重溫室的功能和效益 如采用節(jié)能技術(shù)及智能化 控制系統(tǒng)等提高溫室的生產(chǎn)效率和質(zhì)量 根據(jù)我公司的組 裝式深冬生產(chǎn)型日光溫室的組成及具體運(yùn)用情況進(jìn)行總 結(jié)介紹 通過集成示范設(shè)施null培關(guān)鍵技術(shù)來解決我國農(nóng)業(yè) 發(fā)展中存在的問題 為南疆地區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展 提供技術(shù)途徑 1 南疆地區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)條件 南疆以塔克拉null干沙null為中心 三面環(huán)山 屬于溫帶 大陸性干旱氣候 年均降水量較少 夏季null熱干燥 冬季 文章編號 1007 7782 2023 06 0037 04 南疆地區(qū)組裝式深冬生產(chǎn)型日光溫室的設(shè)計及建造 平媛媛 1 劉立平 2 張彩虹 3 穆肖蕓 1 卜立君 2 卞志偉 2 卜崇興 2 1 新疆科創(chuàng)天達(dá)農(nóng)業(yè)工程有限公司 新疆昌吉831100 2 上海孫橋null佳農(nóng)業(yè)技術(shù)股份有限公司 3 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研 究所 摘 要 為解決傳統(tǒng)日光溫室在建造和使用過程中存在的一系列問題 以南疆地區(qū)日光溫室建設(shè)條件為基礎(chǔ) 針對傳統(tǒng)日光溫室 的缺點(diǎn) 提出了南疆地區(qū)組裝式深冬生產(chǎn)型日光溫室的設(shè)計及施工技術(shù)方案 結(jié)果表明 該日光溫室具有可移動 可拆卸 易組裝 及良好的蓄熱 保溫功能 且節(jié)能環(huán)保 土地利用率高 是適合南疆設(shè)施應(yīng)用發(fā)展的日光溫室 研究成果具有一定的實踐意義和推 廣價值 關(guān)鍵詞 日光溫室 組裝式 深冬生產(chǎn) 南疆地區(qū) Designandconstructionofassembly typedeepwinter productionsolargreenhouseinsouthernXinjiang PingYuanyuan 1 LiuLiping 2 ZhangCaihong 3 MuXiaoyun 1 BuLijun 2 BianZhiwei 2 BuChongxing 2 1 Xinjiang Kechuang Tianda Agricultural engineering Co Ltd Changji 831100 Xinjiang China 2 Shanghai Sunqiao Yijia Agricultural TechnologyCo Ltd 3 InstituteofAgriculturalMechanization XinjiangAcademyofAgriculturalSciences Abstract Inordertosolveaseriesofproblemsintheconstructionanduseoftraditionalsolargreenhouse Basedonthecon structionconditionsofsolargreenhouseinsouthXinjianganditsshortcomings thedesignandconstructiontechnicalschemeof assembly typedeepwinterproductionsolargreenhouseinsouthXinjiangwereputforward Theresultsshowthattheassem bly typedeepwinterproductionsolargreenhouseofsouthXinjianghastheadvantagesofmoving detachable easyassembly goodheatstorageandheatpreservationfunction energysavingandenvironmentalprotection andhighlandutilizationrate Itisa solargreenhousesuitableforthedevelopmentoflocalfacilityagricultureinsouthXinjiang Theresearchresultshavecertain practicalsignificanceandpromotionvalue Key words Solargreenhouse Assembly type Deepwinterproduction SouthXinjiang 通訊作者 劉立平 基金項目 2022年新疆維吾爾自治區(qū)重大科技專項 2022A02 005 1 修回日期 2023 07 08 設(shè)施農(nóng)業(yè) 37 新疆農(nóng)機(jī)化 2023年第6期 寒冷 但水土 光照資源豐富 有利于農(nóng)牧業(yè)發(fā)展 7 南疆 地區(qū)土地資源相對nullnull 多數(shù)區(qū)域土壤質(zhì)量較差 nullnull化 問題普遍存在 水資源相對null乏 主要依null天然降水和地 下水 地下水位下降和水質(zhì)null化是當(dāng)前面臨的問題 2 日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計 組裝式深冬生產(chǎn)型日光溫室為單null 溫室外長度50 150m 可根據(jù)地塊現(xiàn)狀進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計 寬度9m 10m或 12m 最高點(diǎn)高度5 1m 后null高度4 2m 山null與后null材質(zhì) 相同 后null及兩側(cè)山nullnull入地下0 75m 圖1 溫室結(jié)構(gòu)示意 1 前沿通風(fēng)口2 拱桿骨架3 固定棚膜4 前坡保溫被5 頂通風(fēng)口6 前坡卷 簾7 后墻體新材料保溫被固定端8 前坡保溫被固定端9 后墻體保溫被高10 新材料保溫墻體11 拱桿骨架12 后墻及兩側(cè)山墻埋地端 2 1 日光溫室方位設(shè)計 日光溫室方位設(shè)計為null北null南 東西延長 使采光面 null向正南以充分接受日光照射 8 本日光溫室以葉null縣為 項目示范區(qū) 示范區(qū)所在地冬季早晨比null晚氣溫更低 因 此保溫被不能太早null開 為了充分利用下null的陽光 溫室 方位可以稍微向南偏西 偏離角的確定要考慮當(dāng)?shù)氐牡乩?null度和nullnull時間 并綜合考慮當(dāng)?shù)囟镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向 如果 采光面直接受到寒風(fēng)吹null將會降低溫室的保溫性能 因此 設(shè)計采用偏離角取值南偏西5 10 2 2 溫室間距 為了確保后座溫室內(nèi)作物在冬至日至少獲得4h的光 照時間 兩座溫室之間的距離應(yīng)為溫室null高的2 2 5倍 null度高的地方取較高值 null度低的地方取較低值 圖2為溫 室間排布示意 展示了兩座溫室南北之間距離應(yīng)不小于下 列公式計算的數(shù)值 圖2 溫室間排布示意 D h tan L R 1 式中h 日光溫室的null高與保溫被高度之和 m L 日光溫 室后null面投影與后null厚度之和 m 當(dāng)?shù)氐臏厥疑a(chǎn)太陽 高度角 R 修正值 一般取值為1m 葉null縣位于北null37 36 冬至日太陽高度角為 29 14 建造日光溫室高度為5 1m 加上保溫被高度計為 5 5 m 后null寬為0 1 m null高投影點(diǎn)距后null內(nèi)側(cè)位1 1m 按照式 1 計算可得前后兩座溫室的合理間距為D 9 67 m 取整設(shè)計前后兩排日光溫室的間距為10m 2 3 溫室整體設(shè)計 溫室設(shè)計應(yīng)符合GB T51183 2016農(nóng)業(yè)溫室結(jié)構(gòu)荷 載規(guī)范 GB T 51424 2022農(nóng)業(yè)溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) GB 50009 2012建null結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 NY T 3223 2018日光 溫室設(shè)計規(guī)范 JB T 10296 2013溫室電氣布線設(shè)計規(guī) 范 JB T 10306 2013溫室控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范和JGJ T 260 2011采null通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)檢測技術(shù)規(guī)程等要求 2 4 骨架設(shè)計 創(chuàng)建日光溫室三維模型 圖3 在模型中包括建null物 的外觀 結(jié)構(gòu) 覆蓋 維護(hù)結(jié)構(gòu) 通風(fēng)及電氣系統(tǒng)等各個方 面的元素 生成平面圖 立面圖和null面圖等施工圖紙以及 設(shè)計報告和材料清單 圖3 日光溫室三維模型 整個溫室地梁及null架采用組裝式輕鋼結(jié)構(gòu) 溫室地梁 及null架材料中涉及到的鋼材質(zhì)量應(yīng)符合GB T 13793 2008直縫電焊鋼管的標(biāo)準(zhǔn) null架總長15 3 18 0m 其中前null面弧長9 3 12 0m 后null面及后null鋼梁長度6m null架可選用 60的熱nullnull鋼 管 加工成75 30mmnull圓管 鋼null架間距0 9m或1m 分 別在底部 null部 null部設(shè)5 7道 25的橫向穩(wěn)定桿 橫拉 桿 后null設(shè)4道 25的橫向穩(wěn)定桿 螺旋地null基礎(chǔ)地null采用熱nullnull鋼質(zhì)螺旋地null 76 mm L 1 55m或1 60m 具體使用依據(jù)施工地的土質(zhì)和 水文狀況確定 圈梁材料采用熱nullnull鋼null圓管 75 30 2 0mm 組裝 而成 圈梁上有與溫室null桿相匹配的連接nullnull件 2 5 維護(hù)材料 溫室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括后null 山null及后null 根據(jù)日光溫室 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 1 0 0 5100 0 000 h L D 設(shè)施農(nóng)業(yè) 38 新疆農(nóng)機(jī)化2023年第6期 的三維模型分解溫室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計工廠模塊化組 件 為了方便制作 運(yùn)輸及安裝 后null與后null形成連體結(jié) 構(gòu) 山null同山null鋼結(jié)構(gòu)形狀匹配 隨后山null與后null體焊 接成一體 溫室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用新材料保溫null體 厚度約 0 1m 圍護(hù)結(jié)構(gòu)null體技術(shù)參數(shù) 質(zhì)量 3 5kg m 2 熱導(dǎo)率 0 037w m k 保溫率達(dá)到96 2 6 覆蓋材料 1 采光透明覆蓋材料 選擇聚nullnullnull無滴膜 EVA 高保溫?zé)o滴膜 聚nullnull無滴膜或PO高保溫?zé)o滴膜 厚度 不低于0 10mm 2 保溫覆蓋材料 前null保溫被選擇高強(qiáng)PE復(fù)合布 與高效新保溫材料null縫焊接制成 防水性能好 可有效阻 null 熱導(dǎo)率 0 07w m k 2 7 配套裝備及材料 2 7 1卷簾機(jī)系統(tǒng) 保溫被兩端分別固定在溫室null部和下部null被桿處 用電力作動力 動力經(jīng)減速機(jī)傳到轉(zhuǎn)動軸 使一端固定 在轉(zhuǎn)動軸上的保溫被拉null不斷繞到null被桿上 將保溫被 null慢地null至日光溫室的null部 電機(jī)反轉(zhuǎn) 保溫被靠自重 null慢落下 2 7 2通風(fēng)系統(tǒng) 溫室自然通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)流體力學(xué)原理和通 風(fēng)量要求來選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和通風(fēng)口的面積 推薦 采用nullnull電動和null膜電動組合的通風(fēng)結(jié)構(gòu) 每條null膜null 的一端配有null膜電機(jī)和導(dǎo)向支撐桿 立面裝有金屬null膜 桿 此設(shè)計可以實現(xiàn)溫室通風(fēng)的自動化控制并能有效調(diào)節(jié) 溫室內(nèi)的溫度和null度 1 null部通風(fēng)系統(tǒng) null部通風(fēng)口設(shè)置為1 3 1 5m 溫 室null部安裝一條電動啟閉null膜側(cè)天null null膜高度為0 8 1 2m 通風(fēng)口內(nèi)裝有40 60目防蟲網(wǎng) 根據(jù)需要增加null部 網(wǎng)片 防止null部null水 2 null膜通風(fēng)系統(tǒng) 溫室前null面0 5 1 5m高處設(shè)前 null面通風(fēng)口 與null風(fēng)口配合使用 促進(jìn)空氣null環(huán) 立面裝有 電動啟閉null膜前null面 內(nèi)側(cè)裝有40 60目防蟲網(wǎng) 2 7 3電氣控制系統(tǒng) 溫室的電控系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)充分考慮智能化控制的要 求 電控系統(tǒng)由控制箱 電線及電null等組成 2 8 主動蓄熱供熱系統(tǒng) 根據(jù)具體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求和環(huán)境條件模擬極端低溫 天氣并持續(xù)3天以設(shè)計合理的空氣源熱泵主動蓄熱供熱 系統(tǒng) 包括農(nóng)業(yè)專用空氣源熱泵 一般選擇5 20 P null 環(huán)泵 環(huán)流風(fēng)機(jī)及控制裝置和供熱管道等 確定熱泵的 型號和供熱管道的類型 一般選用PE RT管 PE X管 和PP R管材質(zhì) 水溫應(yīng)在5 45 之間 耐壓要求達(dá)到8 kg cm 2 設(shè)計管路布置及設(shè)備布局等 3 施工建造技術(shù) 通過日光溫室的三維建模模擬施工過程 組裝式深冬 生產(chǎn)型日光溫室采用工廠化生產(chǎn) 現(xiàn)場組裝 方便快捷 建 造時首先組裝好山null和支撐null架 然后將覆蓋材料安裝在 null架上 最后將維護(hù)后null體安裝在山null上 日光溫室的施工 過程應(yīng)符合NY T3024 2016日光溫室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) NY T 2134 2012日光溫室主體結(jié)構(gòu)施工與安裝驗收規(guī)程 NY T 1832 2009溫室鋼結(jié)構(gòu)安裝與驗收規(guī)范和JB T10286 2013日光溫室技術(shù)條件等要求 3 1 場地定位及放線 依據(jù)設(shè)計圖確定場地道路和邊界方向線的位置 在 確定溫室的位置之前需要對溫室建設(shè)用地進(jìn)行平整并清 除各種雜物 依據(jù)主干道路方位進(jìn)行溫室定位 根據(jù)設(shè)計 尺寸劃定每個溫室的占地邊界并確保每個溫室在各自地 塊的正確位置 在定位過程中需要使用基礎(chǔ)螺旋null并對 放線點(diǎn)位做好標(biāo)記以確保溫室的定位準(zhǔn)確無誤 3 2 基礎(chǔ)及圈梁 施工過程中根據(jù)定位放線點(diǎn)位使用專業(yè)機(jī)械將基礎(chǔ) 螺旋null旋入土體中 基礎(chǔ)螺旋null的上部需略高于地面或 與地面相平 然后使用拉線進(jìn)行找平 之后使用固定件和 螺桿連接螺旋null基礎(chǔ)與上部的圈梁 通過螺旋null鋼管null 側(cè)與土壤之間的側(cè)摩阻力 尤其是旋轉(zhuǎn)葉片與土體之間 的null合力來抵擋上拔力和承受null直載荷 9 同時利用null體 和螺旋葉片與土體之間的相null作用來抵抗水平荷載 該 設(shè)計利用null體 螺旋葉片與土體之間null土相null作用抵抗 水平荷載來確保溫室的基礎(chǔ)穩(wěn)固 3 3 主體鋼結(jié)構(gòu)安裝 溫室主體鋼結(jié)構(gòu)在工廠加工完成 主體鋼結(jié)構(gòu)的安 裝應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)文件的規(guī)定步驟和要求進(jìn)行 各null架平 面應(yīng)相null平行并null直于地平面基準(zhǔn) 將溫室null桿組裝之 后分別對應(yīng)固定在圈梁前null連接件與后null連接件上 確 保所有null架的高度和角度保持一致 然后用連接件分別 固定每根null架的上端和下端及橫向穩(wěn)定桿的兩端 山null null桿用連接件分別固定立柱及斷面穩(wěn)定桿 之后安裝斜 支撐進(jìn)行穩(wěn)定 立柱與null桿采用螺栓連接形式 橫向穩(wěn)定 桿和null桿采用螺栓連接形式 受力部件均采用對null螺栓 進(jìn)行連接 設(shè)施農(nóng)業(yè) 39 新疆農(nóng)機(jī)化 2023年第6期 3 4 維護(hù)結(jié)構(gòu)處理 首先將保溫后null體鋪成一字型null端并將兩側(cè)null入null null圓鋼 然后null機(jī)將保溫null體null起 用壓null帶固定于null部橫 向穩(wěn)定桿 然后將保溫null體上下左右拉平展 null直方向也用 壓null帶固定于null架上 保溫山null沿著山null鋼null架以類似的 形式安裝并拉展 保溫后null體與保溫山null外部安裝好之后用保溫null接 縫條將兩縱向接縫焊接成一體 溫室內(nèi)部相應(yīng)位置沿著 橫向穩(wěn)定桿及端面穩(wěn)定桿安裝緊固null以保證null體與null架 之間緊密相連 溫室后null體與上幅膜緊密null合 防止漏風(fēng) 影響溫室保溫性能 溫室后null體與保溫山null底端均需null 入土壤以nullnull土壤傳熱 溫室四周增設(shè)防寒溝null設(shè)防寒 棉以減少熱量散失 3 5 覆蓋材料固定 1 透明覆蓋材料的安裝固定 溫室null膜由上幅膜 下 幅膜和null膜3幅膜組成 設(shè)置通風(fēng)口 選用厚10絲的PO 膜 長度比null長3 4m 在null天中nullnullnull 將null膜拉開并null 熱 兩端分別null入壓膜條中 待整個null膜拉緊鋪展后將另 一端固定 2 保溫覆蓋材料的安裝固定 null天時將保溫被null上 后null面按 川 字形排列 保溫被之間錯茬覆蓋 東西兩邊 要蓋到山null外沿20cm以保證保溫被覆蓋溫室前null 提 高整體保溫性能 3 6 主動蓄熱供熱系統(tǒng)安裝 主動蓄熱供熱系統(tǒng)包括空氣源熱泵機(jī)組 null環(huán)泵 環(huán)流風(fēng)機(jī) 控制裝置和供熱管道等 需確定熱泵的型號和 供熱管道的類型 設(shè)計管路布置及設(shè)備布局等 3 6 1安裝熱泵和蓄熱裝置 按照設(shè)計方案安裝熱泵機(jī)組 null環(huán)泵 環(huán)流風(fēng)機(jī) 控 制裝置及主動蓄熱地null管開溝供熱管道等 3 6 2連接管路 根據(jù)設(shè)計方案連接好熱泵和蓄熱裝置之間的管路 確保管路的嚴(yán)密性和安全性 采用節(jié)能null施 如在溫室 四周增加null熱層減少能量損失以提高系統(tǒng)能效和節(jié)能 效果 3 6 3安裝控制系統(tǒng) 安裝熱泵控制系統(tǒng) 包括溫度傳感器等 確保系統(tǒng)的 正常運(yùn)行和安全控制 3 6 4 電氣接線 進(jìn)行熱泵和控制系統(tǒng)的電氣接線 確保電氣系統(tǒng)的安 全可靠 3 6 5系統(tǒng)調(diào)試 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試 包括熱泵的啟動和運(yùn)行檢查 熱泵及 null通管道的放熱檢查和控制系統(tǒng)的調(diào)試等 確保系統(tǒng)的 正常運(yùn)行和性能穩(wěn)定 4 結(jié)論 本項目通過日光溫室的三維模型大大提高了設(shè)計和 研究的效率和質(zhì)量 便于向施工人員展示設(shè)計方案以及 施工人員理解 同時也方便施工人員進(jìn)行施工過程的協(xié) 調(diào)和管理 在nullnull地區(qū)葉null縣建設(shè)完成后的多null組裝式深冬生 產(chǎn)型日光溫室在環(huán)境溫度 25 情況下可正常越冬生產(chǎn) nullnull和nullnull等 最低室溫可達(dá)8 以上 地溫維持在18 22 在短期 28 情況下未發(fā)生null害 2023年1月17 日葉null最低溫度 27 5 溫室內(nèi)溫度超過8 nullnull和 nullnull生產(chǎn)正常 該結(jié)果表明該組裝式深冬生產(chǎn)型日光溫 室結(jié)構(gòu)和建造技術(shù)符合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)需求 是一種理想的日 光溫室 新材料保溫null體密封性好 可有效防止溫室內(nèi)熱 量的散失 整個溫室地梁及null架采用組裝式輕鋼結(jié)構(gòu) 具 有可移動 可nullnull 易組裝 能夠充分利用光熱資源 節(jié)能 環(huán)保和土地利用率高等優(yōu)點(diǎn) 參考文獻(xiàn) 1 周長吉 中國日光溫室結(jié)構(gòu)的改良與創(chuàng)新 一 基于被動儲 放熱理論的null體改良與創(chuàng)新 J 中國蔬菜 2018 2 1 5 2 null娜 日光溫室蔬菜生產(chǎn)效益影響因素分析 D 南京 南京農(nóng) 業(yè)大學(xué) 2014 3 李雪null null中日光溫室null體保溫蓄熱性能研究 D 保定 河北 農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016 4 null錦標(biāo) 姜null勝 滿null紅 等 內(nèi)保溫組裝式溫室的實證性研究 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室null藝 2009 7 20 21 5 張義 方慧 周波 等 輕簡裝配式主動蓄能型日光溫室 J 農(nóng)業(yè) 工程技術(shù) 溫室null藝 2015 9 40 42 6 王超 方慧 張義 等 輕簡柔性null體裝配式日光溫室能耗分析 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 2023 39 3 190 197 7 null艷 周躍志 師慶東 基于氣溫 降水變化的南疆氣候變化分 析 J 干旱區(qū)資源與環(huán)境 2007 8 54 57 8 馬彩null 王曉冬 null平 等 新疆新型高效節(jié)能日光溫室標(biāo)準(zhǔn)化 設(shè)計探討 J 中國農(nóng)機(jī)化 2010 2 47 51 9 桑濤 光伏電站螺旋鋼管null的應(yīng)用和計算 J 工程技術(shù)研究 2016 5 53 54 設(shè)施農(nóng)業(yè) 40