大棚的类型与性能(大棚由哪几部分组成?各有什么作用?)
大棚的类型与性能
一、塑料棚。棚主要以细竹竿或竹片、荆条、6-8cm钢筋为支撑材料,弯曲成拱形骨架,中高1-1.5cm,跨度2-3cm,每60cm插入框架,深度约20-30cm,长度根据地形确定,骨架覆盖塑料薄膜。温室结构简单,施工方便。适用于耐寒绿叶蔬菜早熟栽培(如卷心菜、芹菜、韭菜、春播露地蔬菜)的短期覆盖,提前种植和收获。
二、塑料中棚。跨度4-6米,中高1.5-2米,中间有一排柱子,拱杆间距1米,三个拱杆有一根柱子,柱子纵向连接到棚面20厘米处的竹竿,用10号铁线拧紧,固定每根柱子,形成一个整体。拱杆弯曲成弧形,两端插入地面。拱杆下部无支柱的,用吊柱下端固定在纵杆上,上端支撑拱杆。还可增加一排柱成双排柱中棚。中棚主要用于耐寒绿叶蔬菜的春季早熟栽培或露地蔬菜育苗,也可作为瓜果蔬菜的春季早期和秋季延迟栽培。在生产上,很多所谓的温室其实都是中棚。
三、塑料温室。1、竹木拱塑料温室:跨度8-14米,中高2.2-2.5米,长约50米,直径3-6厘米的竹竿为拱杆,每排拱杆由4-6根柱支撑,拱杆间距1.0-1.2米,柱用水泥杆或木杆,柱间距3.0-3.6米。拱杆下部无支柱的,由吊柱支撑。拱杆上覆盖塑料薄膜,以8号线为压膜线。棚结构简单,成本低,推广方便,但遮阳多,操作不方便。2、装配式镀锌钢管塑料薄膜温室:跨度6-8m,中高2.5-3m,长30-50m,用φ22×拱杆、拉杆、立杆由1.2-1.5cm薄壁钢管制成。温室用卡具和套管连接棚杆组装成棚体,用卡膜槽固定覆盖塑料薄膜。上盖一大块薄膜,两肩下盖一米高底围裙,方便扒缝放风。这种温室骨架属于定型产品,规格统一,组装拆卸方便,棚内空间大,无支柱,操作方便,光线充足。
温室的规划设计
1、场地选择与规划:温室场地应阳光充足,避风,地势平坦,土壤肥沃,土壤质量好,水源充足,排灌方便,周围无高大树木和建筑物遮荫。建造温室群时,棚间距应保持2-2.5mm,棚头距5-6mm,有利于通风和运输。
二、温室规格及方向:温室一般长30-50公尺,宽6-12公尺为宜。两端温差过长,运输管理不方便;通风不良也增加了设计和施工的难度。中高度宜为2.2-2.8米。温室越高,承受的风荷越大。但温室太低,棚面弧度小,易受风害。雨大的时候会形成水口袋,导致棚子塌陷。温室的方向非常重要,南北延伸的温室光线均匀,适合春秋生产;冬季光照条件好。
3、棚型与高距比:棚型与高跨比主要关系到温室的稳定性。在一定风速下,流线型棚面弧度大,风速减弱,抗风性好,而肩棚高跨比小,弧度小,抗风性差。
温室建设方法
主要由立柱、拱杆、薄膜、压杆或8号铁线组成。这种温室的横截面是遂道式的,适合纵向南北,棚长50-150公尺,棚宽13公尺左右。
1.埋立柱:立柱选择6:×水泥柱8厘米或5厘米×8cm的木柱或竹竿都可以,南北方向每3.2cm埋一排柱,每排一般由4-6根柱组成,中柱高于地面2cm,两根腰柱高于地面1.5cm,两根侧柱高于地面0.7cm,柱埋在地下0.3-0.4cm,每一根柱子都要定点准确,埋牢,埋直,使东、西、北成排,每一排柱子高度一致。
二、安装拱杆和杆:杆选择鸭蛋竹,固定在柱顶以下0.3米处,使每排纵向柱形成一个整体。拱杆用鸭蛋竹固定在柱顶,用铁丝拧紧。
3、盖膜:薄膜*无滴膜。宽度根据棚型跨度选择。首先从两侧开始,然后依次覆盖。两层薄膜的连接缝相互重叠20厘米。棚膜上的两个拱杆之间设置了一个压力杆,压紧薄膜,使棚面呈互边形。
大棚由哪几部分组成?各有什么作用?
大棚的骨架由立柱、拱杆、拉杆、压杆或压膜线等部件组成,俗称3杆1柱。大棚3杆1柱是一个统一的整体,材料选择上应科学合理。各部分应紧密、牢固相接,以达到受力均匀,避免某一部件或部位受力过大而另一部位受力很小,造成大棚变形,甚至部件断裂现象发生。大棚各部件应是互相协作,共同受力,才能承受风、雪等自然力量的冲击,提高抵抗自然灾害的能力。
(1)立柱 立柱是大棚主要负荷的承受者,承受大棚拱架、棚膜、雨、雪的压力和风压与侧风引起的引力。因此,立柱要坚固,而且立柱方向尽可能对应压力的方向。大棚不同部位的压力大小及方向均有差异,相应部位的立柱粗度或密度及方向也应不同,力求物尽其用,充分发挥每一根立柱的作用,使大棚坚固耐用。
大棚立柱多用水泥钢筋构件、竹竿、木材等材料。立柱应尽量细、少,以减少棚内遮阳,并利于棚内田间操作。立柱应埋设50厘米左右,以避免大棚下沉、拔起或变形。立柱基部应设柱脚石或横木,增加立柱的稳定性。
钢材或钢管骨架的大棚可以取消立柱,而采用拱架负担棚顶及自身的全部重量。该种大棚由于没有立柱,有利于田间采光及农事操作。
(2)拱杆 又称拱架,是支撑棚膜的骨架。横向固定在立柱上,呈自然拱形。拱杆的两端插入地下,或固定在水泥基柱上,以避免竹木拱杆的腐烂及钢材拱杆的锈蚀,以延长使用寿命(图1-9)。拱杆的间距依拱杆的种类、强度、弹性、大棚跨度、高度、当地雨雪负荷、风压、草苫有无等情况的不同有很大差异,从1米到3米均有可能。在实际实施时应量材而用,既要保证大棚的坚固性,又要尽量节省材料,降低成本,减少遮阳。
图1-9 竹木结构大棚
1.拱杆 2.中立柱 3.侧立柱 4.顶拉杆 5.侧拉杆 6.水泥基柱
拱杆既可以选用同一种材料,也可以选用不同的材料。选用同一种材料时也可以在一个大棚上混合使用不同的规格或型号的拱杆。如钢材拱杆和竹木拱杆的混合使用,粗、细竹竿作拱杆时的混合使用,钢架大棚的单杆拱架与三角形拱架的混合使用。不同类型、型号的大棚拱杆混合使用可以充分发挥不同拱杆材料的优势。
(3)拉杆 拉杆在水平方向连接立柱和拱杆,或只连接拱杆。拉杆的材料多同拱杆一致,拉杆起到固定拱杆相对间距,避免立柱倾斜,和使整个棚架成为一体的重要作用。拉杆下方可有立柱,亦可没有立柱而只与拱杆连接。拉杆的位置应在立柱之上,拱杆之下。大棚拉杆除中心立柱之上的拉杆外,两侧的拉杆与拱杆间多设小支柱,以便在拉杆与拱杆间留出10~20厘米不等的间隙,即小支柱长10~20厘米,使压膜线有下勒的空间,以勒紧塑料薄膜。
大棚内如果不使用压膜线而采用压杆固定薄膜,小支柱则无需设置,省工,方便,还可使大棚更坚固、稳定。
(4)压杆 大棚覆膜后,在拱杆之间加上一根或多根细竹竿,使薄膜压平、压紧,以固定薄膜。压杆必须与拉杆结合才能互相固定,并固定薄膜,没有拉杆的大棚则无法使用压杆。在镀锌铁管组装大棚上多采用压膜线来固定薄膜,亦可以用长槽将薄膜卡紧而省去压膜线。长槽固定薄膜不易损坏薄膜,同时固定薄膜的质量也好。
生产上也有用铁丝,如用8号铁丝来代替压膜线和压杆。用铁丝固压薄膜施工方便,不易扎伤薄膜,效果很好。
(5)塑料薄膜 薄膜是大棚的透明覆盖物,起着采光、保温双重作用。大棚塑料薄膜一般为聚氯乙烯和聚乙烯薄膜,厚度在0.1毫米左右。可用电熨斗将多幅薄膜烫接成要求的棚布,亦可不烫接,将两幅薄膜上下叠压,压膜线压紧固定。两幅薄膜的叠压宽度应在25~35厘米之间,需通风时上下扒开即可,不需通风时再合起来。这种薄膜连接方法较烫接法灵活、方便,便于通风,但密封、保温性能稍差。
薄膜在大棚的四周应留出约30厘米的薄膜埋入土中,以固定棚布。四周薄膜埋入土中,固定方法不应采用永久性的,因在高温季节薄膜还应揭开通风。
(6)门窗 棚门设在大棚的一端,作为出入和通风口。在寒冷季节,门口外面还可设一简易缓冲间,以避免开门时冷风直接侵入,造成大幅度降温。大棚的通风多采用在两幅薄膜的重叠处扒缝放风,或将大棚薄膜四周间隔一段距离揭开一个通风口的方法放风、降温、排湿,一般不另设通风窗。在连栋大棚的设计上应专门设立通风口进行通风、降温。
(7)天沟 天沟是在连栋大棚的连接处设立的槽状积水设备。它将降雨时流入连栋大棚山谷处的雨水汇集并排走。天沟集水槽应有一定坡度,以防止积水。集水槽不可过大、过重,以避免遮阳过重和过分增加大棚的负荷。
连栋温室大棚有哪些优势?
连栋温室大棚是一种经济型温室大棚,它的优势主要是以优美的弧线形和造价低倍受用户欢迎。弧形室顶美观大方,视线流畅。结构用钢量小,保温性能好。制造成本相对较低,属经济型温室,适用于我国大部分地区。其类型及造价主要分为以下三种:
一、薄膜连栋温室大棚:
薄膜连栋温室大棚又可分为简易连栋和标准连栋温室两种,主要区别在温室大棚内部配置不同。
1,简易薄膜连栋温室大棚造价最低,主要配置有热镀锌骨架,防滴露薄膜,顶部天沟排水,两侧卷膜器开窗,防虫网等配置。这种连栋温室大棚造价一般在每平方65-80元左右,配置较低适合果蔬等作物的栽培使用。
2,标准薄膜连栋温室,主要配置有热镀锌骨架,防滴露薄膜,天沟排水,电动卷膜器,开窗通风,风机湿帘降温,外遮阳,内保温等丰富配置,可以实现全年生产。这种温室大棚造价一般在每平方120-160元左右,配置不同造价有所差异。
二、阳光板连栋温室大棚:
阳光板连栋温室也可分为圆拱形和尖顶形两种,主要区别在温室结构不同。
1,圆拱形阳光板连栋温室大棚,这种温室大棚造价一般在每平方260-320元左右,全部使用10年质保以上的温室专用阳光板。
2,尖顶形连栋温室大棚,这种温室大棚造价一般在每平方320-350元,主要差别是在温室大棚骨架造价较高。
三、玻璃连栋温室大棚
玻璃连栋温室也被称为智能温室或连栋智能温室,造价一般在每平方340-420元不等,一般四周使用双层保温中空玻璃覆盖,顶部使用阳光板覆盖。
资料参考:连栋温室大棚分类造价分析
大棚建造的参考标准
塑料大棚的建造要符合经济、有效、实用的要求。搭建的方向,只要条件允许,大棚应采用南北向,因为南北向大棚的透光量要比东西向高5-7%,且光照分布均匀,棚内白天温度变化平缓。
选择向阳、避风、高燥、排水良好,没有土壤传染性病害的地方搭棚。
基本参数
(一)大棚建造场地的选择
要选在背风、向阳、土质肥沃、便于排灌、交通方便的地方建造。棚内最好有自来水设备。
(二)大棚的面积
从光、温、水、肥、气、保苗等因素综合考虑,南方地区单栋式大棚面积,以400平方米较为有利,“三北”(东北、,华北、西北)地区则以600。800平方米为宜。连栋式的大棚比较少用,效果也不大好,主要是不利于各种栽培环境因素的调节。
(三)天棚的宽瘦
叉称跨度。从栽培管理和建棚用材两个方面考虑,要求尽可能做到方便和牢固耐用。单栋式大棚,南方地区因冬季时间短、高温季节长、空气相对滠糜高等因素,宽以6—8米为宜,便于实现综合调节,实现良性管理。北方地区的单栋式大棚多为宽10~l4米,因为北方秋、冬、春3季犬部分喜温蔬菜要实行保护地栽培,受冻时边缘效应比例相对减小,有利于各种栽培因素的综合调节。其中,钢管拱架组装式单栋大棚宽度多为l0米,少数为l2米;钢筋焊接大棚和竹木大棚、混合结构大棚,多为14米宽,少数为l2米,风小地区也有达到l5米的,但超过l5 米以上的,必须增加高度,否则牢固性、抗风、抗雪、承压力则受影响,易于破损或变形。
(四)大棚的高度
大棚的中高和两侧的肩高,直接影响结构的强度、采光、保温、管理操作的性能。竹木结构多柱式大棚,多为人工操作通风,中高有L 8米,最高不能超过2.2米,肩高约1米。钢筋焊接和钢管组装式大棚,一般设计、建造时要考虑曲率问题,要求曲率达O.15-0.2才能有较好的抗风、雪和采光性。曲率为高跨比,即曲率=(顶高一肩高)÷跨度。如,跨度l2米,顶高3 米,肩高l.2米,则曲率为0.15,所以,这两种类型的无柱大棚高度多数超过2米。北京地区的多为2.6~3.2米,最高不能超过3.5米。虽然随高度增加可使棚内温度变化趋势较稳定,也利于田间作业和作物的生长,但是在早春季节升温慢、热空气在上层,不利于早熟栽培。
(五)大棚的长度
我国机械化程度较低,施肥、定植、产品搬运都是人力完成,所以,尽量避免棚过长,以降低人力负担,一般以40“60米长较为合适,如果有小型机械进行耕作的,则可用跨度l5 米、长度达90米的圆锶和镀锌薄壁管作拱架的大棚,更有利于充分发挥机械作业的作用和大棚的生产潜力。
(六)棚间距离
集中连片建造大棚,又是单栋式结构时,两棚之间要保持2 米以上距离,前后两排距离要保持4米以上,以利通风、作业和设排水沟渠,并防止冬季前排对后排遮阴。
(七)大棚抗风、雪力的设计
失棚的雪荷载能力受多种因素影响,如棚体曲率小,积雪不容易自然滑落,势必加重负荷,甚至把棚压趴。假定某地积雪达30厘米厚时,雪荷载则要求迭到20一22.5千克/平方米;某地风力为8级时,风速可达17.3—20.7米/秒,则风荷载要能承受18.3.26.9米/秒,才能保证棚体的安全。
(八)大棚的方向
指单栋式大棚东西向延长还是南北向延长,主要从光照强度考虑。在高寒(北纬350,I地区的冬季,东西延长比南北延长的光照强度平均增加l0%左右,但由于大棚的保温性有限,冬季无法进行栽培。只能秋、春、夏3季生产,结果光照条件基本能满足要求,造成产量差异也不显著,而且一般习惯栽培畦与太棚长向成垂直安排,便于操作。所以,大棚的方向多数为南jE向延长,也有以东西向延长,南北畦垄式栽培,其效果稍为好些。
(九)大棚的通风
主要是调节栅内气体成分和调整温度、湿度。大棚宽度l0 米以上,多采用3道通风口,即留中缝和两道边缝。中缝在大棚中部最高位置。边缝在大棚两侧的肩部,离地面.l~1.2米高的地方。这种通风口把冷空气从边缝放进,热空气从顶缝排出,通风效果好。不需要通风时,把两片薄膜拉合即关闭,两片薄膜的重叠要超过10厘米。跨度10米以下的大棚,多为组装式,顶部有接管,形状偏凸形,一般不留顶缝,利用两道边缝进行通风换气,若设顶缝,则缝口开闭比较困难。
温室大棚的主要种类
大型连栋式塑料温室是近十几年出现并得到迅速发展的一种温室型式。与玻璃温室相比,它具有重量轻、骨架材料用量少、结构件遮光率小、造价低、使用寿命长等优点,其环境调控能力基本上可以达到玻璃温室的相同水平,塑料温室用户接受能力在全世界范围内远远高出玻璃温室,成为现代温室发展的主流。
塑料温室结构
1. 塑料温室的总体尺寸
此类温室在不同国家有不同的结构尺寸。但就总体而言,通用温室跨度在6~12m,开间在4m左右,檐高3~4m。以自然通风为主的连栋温室,在侧窗和屋脊窗联合使用时,温室最大宽度宜限制在50m以内,最好在30m左右;而以机械通风为主的联栋温室,温室最大宽度可扩大到60m,但最好限制在50m左右;对温室的长度,(从操作方便的角度来讲)最好限制在100m以内,但没有严格的要求。
2.主体结构
塑料温室主体结构一般都用热浸镀锌钢管作主体承力结构,工厂化生产,现场安装。由于塑料温室自身的重量轻,对风、雪荷载的抵抗能力弱,所以,对结构整体的稳定性要有充分考虑,一般在室内第二跨或第二开间要设置垂直斜撑,在温室的外围护结构以及屋顶上也要考虑设置必要的空间支撑。最好有斜支撑(斜拉杆)锚固于基础,形成空间受力体系。
塑料温室主体结构至少要有抗8级风的能力,一般要求抗风能力达10级。
主体结构的雪荷载承载能力要根据建设地区实际降雪条件和温室的冬季使用情况确定。在北方使用,设计雪荷载不宜小于0.35kN/平方米。
对于周年运行的塑料温室,还应考虑诸如设备重量、植物吊重、维修等多项荷载因素。 玻璃温室是以玻璃为透明覆盖材料的温室。
设计要求
基础设计时,除满足强度的要求外,还应具有足够的稳定性和抵抗不均匀沉降的能力,与柱间支撑相连的基础还应具有足够的传递水平力的作用和空间稳定性。温室底部应位于冻土层以下,采暖温室可根据气候和土壤情况考虑采暖对基础冻深的影响。一般基础底部应低于室外地面0.5米以上,基础顶面与室外地面的距离应大于0.1米,以防止基础外露和对栽培的不良影响。除特殊要求外,温室基础顶面与室内地面的距离宜大于0.4米。
独立基础。通常利用钢筋混凝土。
条形基础。通常采用砌体结构(砖、石),施工也采用现场砌筑的方式进行,基础顶部常设置一钢筋混凝土圈梁以安装埋件和增加基础强度。
钢结构主要包括:温室承重结构和保证结构稳定性所设的支撑、连接件、坚固件等。
我国玻璃温室钢结构的设计主要参考荷兰、日本和美国等国的温室设计规范进行。但在设计中必须考虑结构强度、结构的钢度、结构的整体性和结构的耐久性等问题。 前坡面夜间用保温被覆盖,东、西、北三面为围护墙体的单坡面塑料温室,统称为日光温室。其雏型是单坡面玻璃温室,前坡面透光覆盖材料用塑料膜代替玻璃即演化为早期的日光温室。日光温室的特点是保温好、投资低、节约能源,非常适合我国经济欠发达农村使用。
日光温室的性能
节能型日光温室的透光率一般在60%~80%以上,室内外气温差可保持在21~25℃以上。
1.日光温室采光
一方面太阳辐射是维持日光温室温度或保持热量平衡的最重要的能量来源;另一方面,太阳辐射又是作物进行光合作用的唯一光源。
2.日光温室保温
日光温室的保温由保温围护结构和活动保温被两部分组成。前坡面的保温材料应使用柔性材料以易于日出后收起,日落时放下。
对新型前屋面保温材料的研制和开发主要侧重于便于机械化作业、价格便宜、重量轻、耐老化、防水等指标的要求。
日光温室主要由围护墙体、后屋面和前屋面三部分组成,简称日光温室的“三要素”,其中前屋面是温室的全部采光面,白天采光时段前屋面只覆盖塑料膜采光,当室外光照减弱时,及时用活动保温被覆盖塑料膜,以加强温室的保温。 塑料大棚的结构
塑料大棚的温光性能
塑料大棚能充分利用太阳能,具有一定的保温作用,并通过卷膜在一定范围内调节棚内的温度和湿度。
塑料大棚在北方地区:主要是起到春提早、秋延后的保温栽培作用,春季可提早30~50天,秋季能延后20~25天,不能进行越冬栽培。在南方地区:除了冬春季节用于蔬菜、花卉的保温和越冬栽培(叶菜类)外,还可更换成遮阳棚,用于夏秋季节的遮荫降温和防雨、防风、防雹等。
塑料大棚一般室内不加温,靠温室效应积聚热量。其最低温度一般比室外温度高1~2℃,平均温度高3~10℃以上。
塑料大棚透光率一般在60%~75%。为保证全天平均光照基本平衡,大棚平面布局多为南北延长的形式。
塑料大棚是以塑料薄膜为覆盖材料的不加温、单跨拱屋面结构温室。
塑料大棚特点:建造容易、使用方便,投资较少,是一种简易的保护地栽培设施。随着塑料工业的发展,被世界各国普遍采用。
中、小棚
北面有1m高的土墙,南面为半拱圆的棚面;或是北面为半拱圆的棚面,南面为一面坡的棚面。这种棚一般为无柱棚,跨度大时,中间设1~2排立柱,以支撑棚面及覆盖防寒的草席 采用圆拱型插地棚:基本要求是棚宽8米,棚长30米,肩高1.8米,顶高3米,拱杆采用φ25×2mm热镀锌管, 拱杆间距1.0米,插入土中0.4m以上。材料选用热浸镀锌钢材,设计3根纵向拉杆,增强抗风抗压能力;纵向设计4道压膜槽(每边2槽)。裙边膜高40cm,上面用压膜槽固定,下边埋在泥土中,加强抗风性和密封性;第二道安装在离地140cm处,卷膜与裙边膜重复30cm。端头安装6根竖杆;每两拱杆之间安装一道压膜绳,增加抗风能力,棚四角安装防风撑,增加棚的稳定性。每座插地棚端面各安装1樘双面推拉门,门规格为1.8×1.4m,每座共2樘。
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