龙园“LY-Ⅲ”型日光节能温室建造技术规程

北方园艺２０１７（２４）９６－９８ Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ·设施园艺 ·作者简介 陈立新 （１９６３－），男 ，研究员 ，博士生导师 ，现主要从事园艺设施设计及栽培等研究工作 。基金项目 国家大宗蔬菜产业技术体系资助项目 （ＣＡＲＳ－２５－Ｇ－０１）。收稿日期 ２０１７－０６－２２ｄｏｉ１０．１１９３７／ｂｆｙｙ．２０１７１３２１龙园“ＬＹ－Ⅲ”型日光节能温室建造技术规程陈 立 新（黑龙江省农业科学院 园艺分院 ，黑龙江 哈尔滨１５００６９）摘要 节能型日光温室是蔬菜生产中大规模采用的一种园艺设施 ，尤其是在东北地区冬季低温条件下进行蔬菜生产 ，能达到节能 、优质 、高效的目的 。经过多年的实践 ，黑龙江省农业科学院园艺分院探索出适合北纬４５°地区的日光温室建造模式 。为指导此类型日光温室的建设 ，特制定本技术规程 。关键词 龙园 “ＬＹ－Ⅲ”温室 ；建造 ；技术规程中图分类号 Ｓ ６２５．１ 文献标识码 Ｂ 文章编号 １００１－０００９（２０１７）２４－００９６－０３温室的建造是以节能 、降耗 、高效率生产为基本目标 ，温室的结构决定了温室的适用性和生产效率 ，不同纬度地区 ，温室的型式和结构有很大差异 ，龙园 “ＬＹ－Ⅲ”型日光节能温室是针对北纬４５°地区的环境条件设计而成 ，重点对温室棚架的结构进行创新 。该温室采用 “双层式 ”棚架结构 ，大幅度提高了温室内环境温度 ，提高作物生产效率 ，比之前类型的日光节能温室更具有适用性 ，应用效果更明显 。１ 龙园 “ＬＹ－Ⅲ”型高效日光节能温室的建造规程龙园 “ＬＹ－Ⅲ”型高效日光节能温室优化了龙园 “ＬＹ－Ⅰ”型日光节能温室的结构 ，在原有屋面钢架倾角 、保温蓄热复合墙体结构之上 ，再设置外部钢架 ，配套设施和设备的应用及不同生态区的气候特点 、土质性状 、地下水位情况 、太阳高度角等生态和气象指标等方面进行优化设计 ，最大限度吸收太阳辐射 ，并通过保温墙体的蓄热 ，实现能量的转换 ，从而保证温室内热源持续供给 ，温度指标稳定 。龙园 “ＬＹ－Ⅲ”型高效日光节能温室建筑尺寸为轴线长度５０ｍ，轴线宽度７．５ｍ，外棚架顶高＋５．０００ｍ，内棚架顶高＋３．５００ｍ，使用面积约为３４５ｍ２。１．１ 温室基础温室的基础形式主要是根据建设地区的气候条件 、水文地质条件决定 ，需满足一般砖混建筑结构设计规范 ，同时也要考虑到农业应用及工程造价等因素 ，所以一般采用墙下条形基础 （图１）。图 １温室的基础形式基础底部深度由建设地区土壤冻深决定 ，基础的结构由建设地区地下水位高低和土壤理化性质决定 。哈尔滨及周边地区冻深一般为－１．８１ｍ，砖混建筑基坑深度一般在－２．０ｍ左右 ，基坑内结构为砂垫层０．５～０．８ｍ、０．１ｍ混凝土垫层找平层 、砖基础高度一般为垫层上至地面－０．３ｍ处 ，采用Ｍ１０砂浆砌筑 ，基础上设置２４０ｍｍ３００ｍｍ混凝土圈梁 ，前墙处设置预埋件 ，在基础外侧贴厚１０ｃｍ、高度１ｍ的苯板 ，起到防寒沟的作用 。１．２ 温室墙体结构设计温室墙体由东西两侧山墙和北侧墙体组成 ，除了具备保温功能外还具有蓄热功能 ，其结构直接关系到蓄热量和释热的持效性 ，龙园 “ＬＹ－Ⅲ”的墙体设计为 “蜂窝式 ”，墙体结构为砖砌体０．４９ｍ，外贴１０ｃｍ苯板 ，采用Ｍ７．５水泥沙浆覆盖外侧面层 ，砖砌体为 “跑不变 ，跑丁间隔一块缩回２寸 ”，从而形成 “蜂窝 ”形状 ，内墙砖缝需采用Ｍ７．５水泥砂浆勾缝密封 。该形状砌筑使温室内后墙表面积增加３０％，蓄热量大幅度提高 ，使温室在不加温的情况下内外温差达３０℃，释放热延长２ｈ，能源损耗降低５％，原材料节省２．５％（图２、３）。图 ２温室墙体结构设计图 ３温室墙体结构 “蜂窝式 ”１．３ 温室后坡的设计根据哈尔滨地区大寒日的太阳高度角 ，龙园“ＬＹ－Ⅲ”型高效日光节能温室内墙钢架后坡仰角为３０°，保证后墙最大采光面积 ，提高蓄热效率 。后坡结构为钢架上铺设１０ｃｍ厚ＧＭＣ保温板 ，板上铺２０ｍｍ水泥砂浆面层找平 ，外侧铺设防水卷材 。１．４ 温室采光屋面钢架设计温室的主要作用在于充分利用太阳辐射热 ，提升温室内的空气和土壤温度 ，并用蓄热墙体及覆盖材料 ，减缓热量散失的速度 ，从而达到快速升温 、缓慢降温的效果 ，使作物得以在温度相对稳定的环境内生长 。因此 ，温室采光角度和覆盖材料的应用是日光节能温室的核心 。根据东北地区多年的气象数据统计 ，冬季最冷时为大寒时节 ，因此温室采光面的倾角设计应以大寒时的太 阳 高 度角为基 点 。同 时 要 考 虑 到 温 室 的 雪 载 、风 载 、棉被荷载等因素 ，因此温室的采光屋面结构为“双行钢架网状结构 ”，即上 、下弦钢筋结构 ，同时配以 拉 筋 。主要技术参数为 上弦Φ１６、下弦Φ１４、拉筋Φ１０、每隔１．２ｍ为一排钢架 。哈尔滨地区钢架基点倾角６３°、跨度７．５ｍ、高度３．５ｍ、仰角３０°、后坡投影长度１．５ｍ，但随着纬度的变化 ，倾角和仰角作相应的调整 。哈尔滨地区该温室采光屋面的风载为０．４５ｋＮ·ｍ－２、雪 载０．５５ｋＮ·ｍ－２、保温被荷载３ｋｇ·ｍ－２、吊挂物荷载１５ｋｇ·ｍ－２。龙园 “ＬＹ－Ⅲ”型高效日光节能温室在龙园“ＬＹ－Ⅰ”型日光节能温室原有钢架的基础之上 ，在外面单独设计一组钢架 ，钢架采用镀锌钢管焊制 ，前墙钢架在地面处与原有钢架间距不小于４０ｃｍ；在高度２ｍ位置 ，２层钢架间距不小于６０ｃｍ，便于内层棉被的卷放 ；后墙钢架设置于后墙之上 ，将温室后坡也覆盖其中 ，起到整体保温 、防雨雪的功效 ；外部钢架与原有钢架在最高点处高差为１．５ｍ，保证了外部钢架的坡度足以让冬季雨雪自然滑落 ，减少人工清雪工作量 ，同时保障内部棉被卷放自如 ，不受雨雪侵害 ，保证保温效果 。钢架外部设置棚膜覆盖 ，保证温室内部温度上升迅速 ；２层棚膜之间的空气隔热层又能保证温室内温度下降速度缓慢 （图４）。７９ 第 ２４期北方园艺图 ４龙园 “ＬＹ－Ⅲ”型高效日光节能温室剖面图１．５ 温室薄膜的选择一是ＰＶＣ，聚氯乙烯无滴防老化膜 ，具有良好的透光性和保温性 ，且耐低温 ；但防尘性差且不耐拉 ，后期透光率下降幅度大 。二是ＰＥ膜 ，聚乙烯膜和聚乙烯无滴防老化膜 ，其优点为 拉力强 ，透光性 、保温性 、耐候性中且具有良好的防尘效果 ，缺点有 保温能力差 ，持续期短 。三是ＥＶＡ膜 ，聚乙烯－醋酸乙烯膜 ，不仅具有耐拉 、透光 、耐低温性的优势 ，还能保温 、除尘 、流滴性良 ，用量少 ，但是单价相对较高 。１．６ 温室卷帘电机的选择温室用卷帘电机可选择单侧式自走型卷帘电机 ，匹配厚度２．０ｍｍ以上的撑杆及卷杠 ，保证棉被卷放平顺 ，受力均匀 。１．７ 复合型保温棉被棉被主要功能是防止热量散失 ，应为复合型并尽量轻 ，一般２ｋｇ·ｍ－２左右 ，棉被采用新型真空棉材料 ，被面为防雨绸 ，棉被之间要用拉锁式锁扣相连 ，以保证棉被密闭性和整体性 。２ 温室内附属设施２．１ 电力设施温室内应匹配４ｍｍ２的铜线作为供电线缆 ，为温室内照明设施 、卷帘机 、小型用电设备 、风机等设施供电 ，如配备大功率用电设施 ，需按照用电负荷单独计算配备线缆 。２．２ 滴灌设施采用膜下软管滴灌技术对早春蔬菜生产意义重大 ，它比大水漫灌可提高地温３～５℃，湿度可降低２０％，节水５０％左右 ；可促进作物提早成熟 。２．３ 聚酯反光幕在日光温室张挂反光幕可有效补充作物的光照强度 ，促进作物的花芽分化和营养生长 ，使作物产量提高１０％～２０％，特别是对茄果类蔬菜果实的转色具有很强的效果 。在作物生长期 ，可根据不同作物光合作用功能叶片的多少 ，来确定反光幕的位置 ，一般在作物的苗期把反光幕安装在距离作物１ｍ高 、仰角４５°的位置 ，可使温室内光照强度提高３ ０００～８ ０００ｌｘ，距离越近提高幅度越大 。２．４ 排湿设备由于日光温室生产一般处于全封闭状态 ，即使使用滴灌 ，温室内的空气湿度也都在７５％以上 ，虽然高湿能减少散热 ，但易发生可湿性病害 。因此要在通风口安装窗式可开关的排湿风机 ，可达到调整温室湿度的目的 。２．５ 内保温和加热设备东北地区冬季室外温度很低 ，在生产过程中 ，可在室内高度２．０ｍ处设置内保温材料一层 ，保证温室内的热量集中在植株附近 ，提高生长效率 ；为防止极端天气的出现 ，需预备临时加温措施 ，以免冻害的发生 ，较常用的采用生物质颗粒燃料锅炉 ，用热风为温室内加温 ；或采用电力热风机为温室加温 ，但电能消耗较大 。８９北方园艺１２月 （下 ）