温室大棚的结构
我国纬度跨度大,由南向北,保温显得重要;由北向南,通风与降温显得重要。北方大棚体积较大,一般单个棚占地0.5~1亩[1],往南则温室有缩小的趋势,一般南方地区单个温室的面积一般为0.3亩左右。
温室大棚属于农用设施,国家制定了一系列的建设规范标准,如GB/T10292《温室工程术语》、GB/T18622《温室结构设计荷载》、NY5010《无公害食品蔬菜产地环境条件》、GB50205《钢结构工程施工质量标准》等。但我国南北跨度大,各地在建设时做法有所不同。因此,具体施工往往是采用地方标准或企业标准进行。
1.塑料温室大棚基本构造
塑料大棚可采用竹木、水泥、钢管为支撑件,其中钢筋结构大棚为目前的主流,耐用性和采光能力超过前两类。其基本结构如图2.4所示。南方地区塑料大棚有的还在侧面开窗,以便夏季高温时通风与降温。
图2.4 塑料大棚构造示意图
2.现代温室连栋大棚基本构造
1)基本构造
此类大棚为玻璃板、PC板铺设的高档大棚,采用钢架结构。这类大棚结构较为复杂,目前没有统一的配件标准,由各大棚厂家自行设计,使用各自标准的配件。其主要结构如图2.5、图2.6所示。
图2.5 现代温室大棚构造(外部)
图2.6 现代温室大棚构造(内部)
目前通常的做法是厂家设计单跨大棚,单体大棚栋栋相连成为连栋形式,内部可分开也可连通。这样简化了设计与施工,降低了建造成本。
这种温室大棚的空间大,采用钢架结构和硬质围护结构抗雨雪等恶劣自然气候的能力强,使用寿命长,而且能够设计成智能型大棚,大棚内气象环境条件可控,大棚内适合蔬菜瓜果等作物的种植,还能够做生态餐厅用。其缺点是造价较高,如果施工质量不高的话大棚内接缝较多,保温效果并不十分理想。这类温室大棚比较适合我国南方地区偏暖的气候条件,用于育苗、生态景观展览和生态餐厅等方面。
2)常见术语
现代温室大棚虽不属于严格意义上的建筑物与构筑物,但结构与设计均与一般民用和工业建设规范相同,国家对其术语制定了行业标准。但由于新的工艺不断出现,标准相对滞后,设计者和使用者往往借用民用与工业建筑的术语。这些术语最初来自民间,较“土气”,各地说法不尽相同,存在同一物品多种名称的现象。
以下列出一些常见术语。
基础:承受温室荷载的底脚,常用钢筋混凝土浇筑或用砖砌成。
天沟:屋面与屋面连接处的排水沟,常用冷轧镀锌板压制。
温室跨度:两相邻天沟中心线之间的距离。
脊高(顶高):封闭状态下温室的最高点至室内地平面的距离。
肩高(檐高):温室屋面与侧墙交线至室内地平面的高度,即滴水高度,立柱底板到天沟下表面的高度。
开间:天沟方向相邻两根承重立柱之间的距离。
拱架:垂直于大棚轴线的拱形骨架。
拱距:相邻两个拱架之间的距离。
棚头:大棚主体结构的两端部分。
横梁(横向拉杆):屋架的下弦,与地面平行,与天沟垂直的长条形杆件。
立柱:温室中支撑屋面的直立构件,常用型钢制作。
斜撑:倾斜支撑两平行或垂直杆件的长条形杆件。
3)温室大棚内常见设施
(1)通风降温系统。通风降温系统包括风扇、风机、降温水帘等(图2.6、图2.7)。
图2.7 通风降温系统
(2)增温加热系统。增温加热系统采用锅炉加热供暖或燃气加热供暖的方式。采用锅炉加热供暖污染较大,采用燃气供暖的方式燃气成本较高。图2.8为燃气加热供暖装置。
图2.8 燃气热风机用于连栋温室大棚供暖
(3)移动育苗床、多层育苗床。移动育苗床是现代温室大棚内常见的育苗设施,能够使育苗床之间有足够的作业空间(图2.9);多层育苗床能够充分利用设施空间(图2.10)。
图2.9 移动育苗床
图2.10 多层育苗床
(4)其他设施。
补光设施:可在温室大棚的相应位置安装补光用的灯,一般采用大功率碘钨灯(图2.11)。
图2.11 补光用灯(大功率碘钨灯)
图像采集:安装摄像头,可用终端实时监控温室大棚内部情况(图2.12)。
图2.12 摄像头
物联网控制器:对温室大棚的温度、湿度、CO2浓度、光照强度、图像等参数的数据进行采集与处理的装置,管理者能现场控制或通过远程终端管理温室大棚(图2.13)。
图2.13 物联网控制器