戈壁荒漠通用空心砌块墙体日光温室建造技术.pdf

甘 肃 农 业 科 技 G a n s u A g r .S c i .a n d T e c h n . N o .6 20 1 8 2 01 8 年 第 6 期 甘 肃 农 业 科 技 收 稿 日 期 ： 2018-01 -31 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 “组 装 式 日 光 温 室 热 环 境 及 主 动 蓄 热 系 统 耦 合 传 热 机 理 研 究 ” （ 51568002） 。 作 者 简 介 ： 赵 鹏 （ 19 79 ） ， 男 ， 甘 肃 酒 泉 人 ， 助 理 研 究 员 ， 研 究 方 向 为 设 施 农 业 环 境 与 工 程 。 Em a i l： z h a o p e n g g s a g r . a c . c n 。 摘 要 ： 从 设 计 指 标 、 结 构 特 点 、 参 数 、 建 造 材 料 等 方 面 介 绍 了 空 心 砌 块 墙 体 日 光 温 室 。 总 结 了 该 型 温 室 的 墙 体 建 造 、 前 后 屋 面 施 工 、 通 风 窗 安 装 、 覆 盖 棚 膜 、 保 温 材 料 覆 盖 及 缓 冲 间 、 工 作 间 、 防 寒 沟 、 蓄 水 池 等 建 造 施 工 技 术 。 关 键 词 ： 非 耕 地 ； 戈 壁 ； 荒 漠 ； 日 光 温 室 ； 空 心 砌 块 ； 建 造 中 图 分 类 号 ： S 6 2 5 ； T U 2 6 1      文 献 标 志 码 ： B      文 章 编 号 ： 1 001 -1 4 6 3（ 2 01 8） 06 -009 6 -03       d o i： 10. 39 69 /j . i s s n . 1001-1463. 2018. 06. 026 戈 壁 荒 漠 通 用 空 心 砌 块 墙 体 日 光 温 室 建 造 技 术 赵 鹏 1， 宋 明 军 1， 王 志 伟 2 （ 1 .甘 肃 省 农 业 科 学 院 蔬 菜 研 究 所 ， 甘 肃 兰 州 730070； 2.甘 肃 省 农 业 科 学 院 张 掖 试 验 场 ， 甘 肃 张 掖 734000） 我 国 西 北 地 区 未 开 发 的 非 耕 地 资 源 丰 富 ， 仅 沙 漠 、 戈 壁 滩 等 荒 地 面 积 就 占 到 陆 地 总 面 积 的 七 分 之 一 1 -4 。 日 光 温 室 建 造 技 术 等 方 面 的 研 究 使 利 用 戈 壁 、 荒 漠 从 事 农 业 生 产 在 技 术 上 成 为 可 能 ， 利 用 戈 壁 、 荒 漠 发 展 设 施 园 艺 生 产 ， 为 解 决 “粮 菜 争 地 ”矛 盾 提 供 了 良 好 的 解 决 途 径 ， 同 时 对 发 展 农 村 经 济 和 农 民 增 收 起 到 积 极 作 用 5 - 6 。 为 充 分 利 用 戈 壁 、 荒 漠 资 源 ， 更 好 发 展 戈 壁 农 业 产 业 ， 结 合 其 他 科 研 人 员 的 研 究 成 果 7 -11 ， 甘 肃 省 农 业 科 学 院 蔬 菜 研 究 所 通 过 多 年 的 研 究 实 践 ， 设 计 了 一 种 适 合 在 非 耕 地 上 建 造 和 生 产 使 用 的 空 心 砌 块 墙 体 日 光 温 室 ， 该 结 构 日 光 温 室 具 有 建 造 轻 简 、 成 本 低 、 使 用 寿 命 长 、 利 用 砂 石 为 墙 体 材 料 、 取 材 方 便 、 保 温 性 能 好 、 抗 灾 能 力 强 等 特 点 ， 冬 季 最 低 温 度 可 达 到 10 以 上 ， 与 外 界 温 差 可 达 到 30 ， 为 发 展 戈 壁 、 荒 漠 设 施 园 艺 产 业 提 供 了 有 力 支 撑 。 现 将 该 型 日 光 温 室 建 造 技 术 介 绍 如 下 。 1  设 计 指 标 1. 1 温 度 室 内 温 度 是 衡 量 日 光 温 室 性 能 的 一 项 重 要 指 标 。 该 型 日 光 温 室 设 计 保 温 性 能 可 满 足 喜 温 果 菜 生 长 要 求 ， 室 内 最 低 温 度 10 ， 冬 季 最 低 温 时 室 内 外 温 差 最 大 达 30 。 1. 2 光 照 光 照 是 作 物 生 长 必 备 条 件 之 一 ， 前 屋 面 采 光 角 度 和 覆 盖 材 料 决 定 室 内 光 照 强 度 ， 一 般 以 喜 光 作 物 为 参 照 对 象 进 行 温 室 采 光 设 计 。 日 光 温 室 内 光 照 强 度 4 k L x， 日 照 时 长 6 h ， 累 计 光 照 强 度 20 k L x， 前 屋 面 距 地 面 1 m 处 平 均 透 光 率 70%。 1. 3 荷 载 要 求 日 光 温 室 结 构 要 能 承 受 20 a 一 遇 的 风 压 、 雪 压 等 定 荷 载 以 及 材 料 自 身 重 量 、 作 物 悬 吊 重 量 、 设 备 、 生 产 操 作 等 动 荷 载 ， 结 构 荷 载 能 力 应 1. 5 k N /m 2 。 2   结 构 特 点 及 参 数 该 结 构 日 光 温 室 可 以 用 于 非 耕 地 设 施 蔬 菜 、 瓜 类 周 年 生 产 。 其 特 点 一 是 室 内 地 面 下 挖 0. 4 0. 8 m ， 可 减 少 温 室 前 沿 地 面 导 热 造 成 热 量 损 失 ， 同 时 可 降 低 温 室 高 度 以 减 少 风 沙 、 寒 流 危 害 ； 二 是 充 分 利 用 砂 石 堆 砌 成 墙 体 ， 大 大 降 低 日 光 温 室 建 造 成 本 ； 三 是 墙 体 采 用 空 心 砌 块 砌 筑 和 砂 石 堆 筑 而 成 ， 底 部 厚 度 3. 8 m ， 提 高 了 温 室 的 保 温 性 能 ； 四 是 骨 架 材 料 选 用 热 镀 锌 管 桁 架 结 构 ， 增 加 了 骨 架 强 度 和 使 用 寿 命 。 温 室 结 构 图 见 图 1， 结 构 参 数 见 表 1。 3   建 造 材 料 3. 1 骨 架 材 料 全 钢 结 构 钢 桁 架 间 距 1 m ， 上 弦 用 DN 15热 镀 锌 国 标 钢 管 （ 外 径 21. 3 m m ， 壁 厚 2. 75 m m ） 。 后 屋 面 骨 架 上 弦 用 DN 25热 镀 锌 国 标 钢 管 （ 外 径 33. 5 m m ， 壁 厚 3. 25 m m ） ， 下 弦 用 10 钢 筋 ， 腹 杆 用 8钢 筋 。 3. 2 墙 体 、 基 础 与 护 坡 温 室 墙 体 内 侧 用 39 0 m m 19 0 m m 19 0 m m 混 9 6 甘 肃 农 业 科 技 G a n s u A g r .S c i .a n d T e c h n . N o .6 2018 2 0 1 8 年 第 6 期 凝 土 空 心 砌 块 砌 筑 ， 外 侧 护 坡 为 砂 石 或 非 耕 地 土 壤 堆 筑 而 成 。 山 墙 墙 体 两 侧 用 砌 块 砌 筑 ， 中 间 用 炉 渣 填 充 ， 尺 寸 见 图 1。 基 础 为 500 m m 300 m m C 20素 混 凝 土 浇 筑 ， 后 墙 顶 部 浇 筑 390 m m 200 m m C 20钢 筋 混 凝 土 圈 梁 。 山 墙 在 距 基 础 1.2m 、 2.0 m 的 位 置 浇 筑 390 m m 200 m m C 20钢 筋 混 凝 土 圈 梁 2道 ， 圈 梁 间 用 300 m m 200 m m C 20钢 筋 混 凝 土 过 梁 连 接 。 前 沿 基 础 为 300 m m 300 m m C 20钢 筋 混 凝 土 圈 梁 ， 圈 梁 主 筋 12 钢 筋 4根 。 箍 筋 为 6钢 筋 ， 间 距 为 200 m m 。 3.3 后 坡 后 坡 钢 骨 架 上 每 隔 20 c m 横 向 拉 直 径 4m m 铁 丝 ， 铁 丝 上 铺 0.12 m m 棚 膜 ， 棚 膜 上 铺 装 厚 度 15 c m 、 密 度 为 18 20 k g /m 2 的 聚 苯 乙 烯 泡 沫 板 ， 表 面 可 用 抗 裂 砂 浆 或 菱 镁 材 料 处 理 。 聚 苯 乙 烯 泡 沫 板 上 铺 1层 草 帘 ， 表 面 抹 5 c m 厚 草 泥 。 3.4 横 梁 和 角 铁 前 屋 面 骨 架 横 向 焊 接 两 道 D N 15钢 管 作 横 梁 ， 屋 脊 处 横 向 焊 接 1道 L 50 50 3角 钢 梁 （ 图 1） 。 在 后 坡 距 屋 脊 1 200 m m 位 置 横 向 焊 接 1道 L 50 50 3角 钢 梁 ， 用 于 支 撑 、 连 接 后 屋 面 骨 架 及 覆 盖 材 料 。 3.5 铁 丝 后 坡 、 吊 蔓 横 拉 铁 丝 均 采 用 4.0 m m 镀 锌 铁 丝 ， 屋 脊 处 拉 成 双 股 。 纵 向 吊 蔓 用 2.2 m m 镀 锌 铁 丝 。 捆 扎 用 2.0 m m 镀 锌 铁 丝 。 撑 、 压 膜 竹 竿 用 1.0 m m 镀 锌 铁 丝 固 定 。 3.6 采 光 覆 盖 材 料 温 室 采 光 覆 盖 材 料 采 用 乙 烯 -醋 酸 乙 烯 （ E V A ） 薄 膜 或 聚 氯 乙 烯 （ P V C） 日 光 温 室 专 用 膜 ， 厚 度 0.12 m m ， 流 滴 持 效 期 180 d 以 上 。 3.7 保 温 覆 盖 材 料 保 温 覆 盖 材 料 采 用 草 帘 或 保 温 被 ， 也 可 在 草 帘 外 覆 盖 棚 膜 防 霜 保 温 。 草 帘 宽 1.2 m ， 长 度 为 9.0 m ， 厚 度 40 60 m m ； 保 温 被 宽 3 4m ， 厚 度 10 30 m m ， 重 量 1 3k g /m 2 ， 表 层 应 具 备 防 水 、 防 老 化 性 能 ， 芯 层 具 备 保 温 隔 热 性 能 ， 传 热 系 数 3.5W /（ m 2 K） 。 3.8 其 他 材 料 浇 筑 混 凝 土 圈 梁 时 应 按 照 图 纸 尺 寸 预 埋 焊 接 骨 架 的 预 埋 件 。 预 埋 件 用 150 m m 150 m m 、 厚 度 8m m 钢 板 制 作 ， 在 钢 板 上 焊 10锚 筋 四 根 ， 锚 筋 长 度 含 弯 钩 180 m m 。 4   建 造 施 工 技 术 4.1 墙 体 建 造 温 室 内 侧 墙 体 用 空 心 砌 块 砌 筑 ， 高 度 为 2 000 m m ， 每 层 砌 块 在 垂 直 方 向 后 移 20 m m 。 外 侧 堆 筑 砂 石 或 非 耕 地 土 壤 ， 高 度 、 宽 度 见 表 1； 山 墙 墙 体 、 基 础 建 造 方 法 见 3.2， 尺 寸 见 图 1。 基 础 浇 筑 时 埋 设 骨 架 支 座 预 埋 件 。 4.2 前 屋 面 施 工 4.2.1 骨 架 制 作 按 表 1及 剖 面 图 1等 高 线 加 工 骨 架 。 骨 架 长 约 8.0 m ， 钢 管 长 度 不 足 时 可 焊 接 ， 用 弯 管 机 加 工 主 骨 架 ， 先 按 剖 面 图 的 等 高 线 放 样 ， 然 后 在 放 样 图 上 焊 接 加 工 。 4.2.2 骨 架 安 装 严 格 按 照 图 纸 标 注 位 置 及 尺 寸 进 行 安 装 。 主 骨 架 前 、 后 端 与 预 埋 件 焊 接 ， 屋 脊 处 与 连 接 板 角 铁 焊 接 ， 最 后 安 装 横 拉 杆 与 横 拉 筋 。 要 求 温 室 骨 架 全 部 连 接 在 一 起 ， 横 向 应 在 同 一 水 平 面 上 。 骨 架 材 料 焊 接 结 束 后 ， 应 在 焊 点 处 做 防 锈 处 理 。 图 1 西 北 非 耕 地 空 心 砌 块 墙 体 日 光 温 室 建 造 示 意 图 5 c m 厚 草 泥 一 层 草 帘 15 c m 厚 密 度 20 k g /m 3 苯 板 3800 1200 2000 2000 2000 8000 800 400 500 400 150 300 300 0.000 1642 2885 D N 15横 梁 3456 3800 混 凝 土 空 心 砌 块 护 坡 1800 1700 2200 500 0.12 m m 厚 棚 膜 一 层 温 室 钢 骨 架 4m m 铁 丝 12根 ， 间 距 20 c m L 50 50 3角 钢 2400 0.000 9 7 甘 肃 农 业 科 技 G a n s u A g r .S c i .a n d T e c h n . N o .6 2018 2 01 8 年 第 6 期 甘 肃 农 业 科 技 适 用 区 域 温 室 跨 度 / m 温 室 长 度 / m 脊 高 / m 护 坡 厚 度 / m 后 屋 面 仰 角 / 采 光 屋 面 角 / 后 屋 面 长 度 / m 墙 体 高 度 / m 底 部 顶 部 底 角 腰 脚 顶 角 非 耕 地 8 1 0 6 0 8 0 3.8 4 .6 3.8 1 .8 38 4 0 6 6 32 1 0 2 .2 2 .4 2 .2 2 .6 表 1 非 耕 地 空 心 砌 块 墙 体 日 光 温 室 结 构 参 数 4. 3 后 屋 面 施 工 4. 3. 1 底 座 埋 设 主 骨 架 底 座 预 埋 于 墙 顶 圈 梁 内 ， 间 距 1m 。 4. 3. 2 后 屋 面 骨 架 安 装 骨 架 与 底 座 、 角 铁 焊 接 ， 距 屋 脊 1. 2 m 处 横 向 焊 接 角 钢 1道 ， 将 角 钢 平 扣 于 骨 架 上 ， 不 能 影 响 苯 板 安 装 。 4. 3. 3 安 装 横 拉 铁 丝 每 隔 20c m 横 拉 一 根 4 m m 铁 丝 ， 屋 脊 处 拉 双 股 。 4. 3. 4 后 屋 面 覆 盖 材 料 安 装 安 装 方 法 见 3. 3。 4. 4 通 风 窗 安 装 采 用 扒 缝 或 卷 膜 器 通 风 ， 顶 窗 宽 度 1. 5 m ， 底 窗 宽 度 1. 0m 。 窗 口 安 装 防 虫 网 ， 顶 窗 幅 宽 1. 7 m ， 底 窗 幅 宽 1. 2 m ， 采 用 40目 以 上 尼 龙 防 虫 网 。 采 用 卷 膜 器 通 风 口 时 ， 用 卡 箍 间 距 0. 8 m 将 棚 膜 下 边 固 定 于 卷 轴 上 。 卷 膜 器 卷 轴 为 D N 26镀 锌 钢 管 ， 壁 厚 2. 5 m m 以 上 。 4. 5 覆 盖 棚 膜 4. 5. 1 覆 盖 棚 膜 前 的 准 备 除 去 竹 竿 上 毛 刺 ， 分 清 膜 的 正 反 面 ， 裁 好 通 风 窗 棚 膜 。 采 用 扒 缝 通 风 时 ， 风 口 膜 的 宽 度 大 于 通 风 窗 40 50c m ， 采 用 卷 膜 器 通 风 时 ， 裁 剪 棚 膜 的 宽 度 大 于 通 风 窗 50 60c m 。 4. 5. 2 覆 盖 棚 膜 上 膜 要 在 无 风 晴 天 中 午 进 行 。 前 沿 留 30 50c m 埋 土 ， 顶 部 预 留 1. 0 1. 5 m 的 通 风 口 。 棚 膜 两 端 卷 小 竹 竿 固 定 ， 在 棚 膜 上 拉 压 膜 线 。 4. 6 覆 盖 草 帘 或 保 温 被 安 装 草 帘 时 ， 先 在 顶 部 东 西 向 拉 1道 4. 0m m 铁 丝 ， 在 铁 丝 上 固 定 草 帘 ， 草 帘 互 相 重 叠 20c m ， 草 帘 要 盖 到 山 墙 上 50 60c m 。 采 用 悬 臂 中 卷 式 卷 帘 机 拉 放 草 帘 ， 卷 轴 选 用 D N 40或 D N 50国 标 热 镀 锌 管 ， 壁 厚 3. 5 m m 以 上 。 保 温 被 上 端 固 定 在 后 屋 面 螺 杆 上 ， 扁 铁 压 实 ， 螺 母 固 定 ， 保 温 被 之 间 重 叠 15 c m ， 用 压 膜 线 穿 成 一 体 。 保 温 被 下 端 固 定 在 卷 被 钢 管 上 ， 用 卷 帘 机 卷 放 。 4. 7 缓 冲 间 、 工 作 间 施 工 缓 冲 间 位 于 日 光 温 室 的 外 侧 ， 温 室 与 缓 冲 间 门 的 方 向 要 错 开 ， 以 免 寒 风 直 接 吹 入 温 室 。 工 作 间 应 与 缓 冲 间 分 开 ， 在 缓 冲 间 外 修 建 工 作 间 ， 长 3. 3m ， 宽 3. 0m ， 高 度 2. 2 m 以 上 ， 一 般 建 造 在 靠 近 道 路 的 一 侧 。 4. 8 防 寒 沟 施 工 在 距 温 室 前 沿 10c m 处 挖 宽 40c m 、 深 50c m 的 防 寒 沟 ， 沟 挖 好 后 直 接 埋 入 厚 8 c m ， 宽 50c m 的 聚 苯 乙 烯 泡 沫 板 作 为 防 寒 沟 隔 热 材 料 。 4. 9 蓄 水 池 施 工 水 池 为 地 下 式 ， 边 沿 高 出 地 平 20c m ， 建 在 温 室 内 靠 近 水 源 一 侧 ， 距 山 墙 80c m 。 水 池 长 5 m 、 宽 2 m 、 深 2. 5 m 、 容 积 不 小 于 20m 2 ， 用 C 30抗 裂 防 渗 混 凝 土 现 浇 。 水 池 建 造 时 要 细 心 施 工 养 护 ， 以 免 漏 水 。 参 考 文 献 ： 1 刘 彦 随 .城 市 化 进 程 中 耕 地 资 源 态 势 与 优 化 配 置 模 型 分 析 C /倪 绍 祥 ， 刘 彦 随 ， 杨 子 生 .中 国 土 地 资 源 态 势 与 持 续 利 用 研 究 .昆 明 ： 云 南 科 技 出 版 社 ， 2004： 39-44. 2 左 可 贵 .西 北 六 省 非 耕 地 农 业 开 发 制 约 因 素 及 市 场 战 略 研 究 D . 武 汉 ： 华 中 农 业 大 学 ， 2014. 3 丁 小 明 ， 吕 艳 .“西 北 非 耕 地 温 室 结 构 与 建 造 技 术 ” 项 目 成 果 汇 报 （ 1） J .农 业 工 程 技 术 （ 温 室 园 艺 ） ， 2014 （ 1） ： 33-34. 4 邹 平 .新 疆 戈 壁 日 光 温 室 结 构 设 计 与 优 化 J .农 机 化 研 究 ， 2014， 36（ 12） ： 157-159， 163. 5 李 文 德 ， 张 文 斌 .对 张 掖 市 非 耕 地 日 光 温 室 发 展 的 思 考 J .现 代 农 业 科 技 ， 2013（ 8） ： 321-322. 6 于 铜 钢 .我 国 荒 漠 土 地 绿 洲 农 业 开 发 战 略 探 讨 C /中 国 土 地 学 会 .中 国 土 地 问 题 研 究 中 国 土 地 学 会 第 三 次 会 员 代 表 大 会 暨 庆 祝 学 会 成 立 十 周 年 学 术 讨 论 主 论 文 集 .北 京 ： 中 国 经 济 出 版 社 ， 1990： 247-250. 7 宋 明 军 ， 王 志 伟 ， 赵 鹏 .甘 肃 省 土 墙 立 柱 通 用 型 日 光 温 室 建 造 技 术 J .甘 肃 农 业 科 技 ， 2015（ 1） ： 67- 70. 8 宋 明 军 ， 王 志 伟 ， 赵 鹏 .甘 肃 省 全 钢 架 结 构 塑 料 大 棚 建 造 技 术 J .甘 肃 农 业 科 技 ， 2015（ 2） ： 77-80. 9 殷 学 云 ， 张 国 森 ， 赵 文 怀 ， 等 .西 北 非 耕 地 石 砌 墙 下 挖 型 日 光 温 室 建 造 施 工 技 术 J .中 国 蔬 菜 ， 2013（ 11） ： 50-52. 10 张 国 森 ， 赵 文 怀 ， 崔 海 成 ， 等 .西 北 非 耕 地 双 拱 双 膜 日 光 温 室 的 建 造 及 推 广 应 用 J .中 国 蔬 菜 ， 2011 （ 17） ： 46-48. 11 魏 晓 明 ， 曹 楠 .“西 北 非 耕 地 温 室 结 构 与 建 造 技 术 ” 项 目 成 果 汇 报 （ 2） 非 耕 地 日 光 温 室 的 建 筑 设 计 J . 农 业 工 程 技 术 （ 温 室 园 艺 ） ， 2014（ 2） ： 36-37. （ 本 文 责 编 ： 陈 珩 ） 9 8