農(nóng)業(yè)溫室大棚規(guī)劃設(shè)計(jì)

日光溫室的規(guī)劃設(shè)計(jì)與建造新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院高杰一、日光溫室的總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)〔一〕園藝設(shè)備的建筑特點(diǎn)與要求園藝設(shè)備與普通工業(yè)及民用建筑不同，它有以下特點(diǎn)與要求。1．必需適宜作物的生長和發(fā)育園藝設(shè)備是栽培蔬菜、果樹、花卉等作物的場所，為了適宜作物的生育，要求構(gòu)造上保證白天能充分利用太陽光能，獲得大量光和熱，高溫時(shí)應(yīng)有通風(fēng)換氣等降溫設(shè)備；夜間應(yīng)有密閉度高、保溫性能好的構(gòu)造和設(shè)備，條件好的日光溫室還應(yīng)有采暖設(shè)備。園藝作物對水肥需求量大，所以要求土壤肥沃，理化性狀好，為調(diào)理土壤水分，運(yùn)用性能良好的排灌設(shè)備。為使園藝設(shè)備能發(fā)揚(yáng)更好的效果，建造時(shí)首先要選擇好場地，并對建筑物進(jìn)展合理規(guī)劃，做好總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)。場地選擇有時(shí)不盡完全理想，對一些不良的條件可以進(jìn)展改造，如設(shè)防風(fēng)林或防風(fēng)障、排水溝等。2．嚴(yán)風(fēng)格控環(huán)境為獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無公害的產(chǎn)品，要隨著作物的生育和天氣的變化，不斷地調(diào)控設(shè)備內(nèi)小氣候。特別是春、夏季的高溫、高濕和秋、冬季的低溫弱光，不僅影響作物的生育，還容易誘發(fā)病蟲害，所以要求具有靈敏度高，容易調(diào)控的構(gòu)造和設(shè)備。3．良好的消費(fèi)條件設(shè)備環(huán)境不僅要適于作物生育，也應(yīng)適于勞動(dòng)作業(yè)和維護(hù)勞動(dòng)者的身體安康。如灌水等管道配置不合理或立柱過多時(shí)，會(huì)影響耕地等作業(yè)；構(gòu)造過于高大時(shí)，會(huì)影響放風(fēng)扣膜作業(yè)，而且也不平安；設(shè)備內(nèi)高溫、高濕，不僅容易使勞動(dòng)者疲勞，降低勞動(dòng)效率，而且因病蟲害多，經(jīng)常施農(nóng)藥，直接影響作業(yè)者的安康，其殘毒會(huì)影響消費(fèi)者的安康。此外，還要思索廢舊薄膜和營養(yǎng)液栽培時(shí)廢液的處置問題，否那么易呵斥環(huán)境公害。4．鞏固的構(gòu)造為了使設(shè)備屋面能充分透過太陽光，減少遮光，要求構(gòu)造要簡單、輕質(zhì)、建材截面積小，以減少陰影遮光面積。但從強(qiáng)度上又要求鞏固，能抗積雪、暴風(fēng)、降雹等自然災(zāi)禍。設(shè)備屋面要求有一定坡度，合理的屋面角度一是為保證充分采光；二是使薄膜棚面的水滴能順暢流下不積水；三是有利于保溫簾被的揭蓋。5．透明覆蓋資料要求透光率高，如運(yùn)用塑料薄膜要選用不易污染，抗老化耐用，且不易附著水滴的無滴膜薄膜。玻璃和聚碳酸醋板材是理想的覆蓋資料，保溫透光性能良好，但比較昂貴。6．建造本錢不宜太高園藝設(shè)備消費(fèi)的產(chǎn)品是農(nóng)產(chǎn)品，價(jià)錢低，所以要求盡量降低建筑費(fèi)用和管理費(fèi)，這與鞏固的構(gòu)造、靈敏度高的環(huán)境調(diào)控設(shè)備等要求，引起費(fèi)用添加的現(xiàn)實(shí)是相互矛盾的。因此，要根據(jù)經(jīng)濟(jì)情況思索建筑規(guī)模和設(shè)計(jì)規(guī)范，普通應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件選擇適用的園藝設(shè)備類型。園藝設(shè)備是輕體構(gòu)造，運(yùn)用年限普通為10-15年，在構(gòu)造設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)取值和建筑規(guī)模上，應(yīng)與普通建筑物有所不同。〔二〕場地的選擇與規(guī)劃1．場地的選擇園藝設(shè)備建筑場地的好壞與構(gòu)造性能、環(huán)境調(diào)控、運(yùn)營管理等方面的關(guān)系很大，因此在建造前要慎重選擇場地。(1)為了充分采光要選擇南面開闊、高燥向陽、無遮蔭的平坦矩形地塊。利用坡地平整時(shí)不僅費(fèi)工添加費(fèi)用，而且整地時(shí)挖方處的土層遭到破壞，使填方處土層不實(shí)，容易被雨水沖刷、下沉。向南或東南有小于10°的緩坡地較好，有利設(shè)置排灌系統(tǒng)，坡降走向北高南低。(2)為了減少放熱和風(fēng)壓對構(gòu)造的影響，要選擇避風(fēng)向陽的地帶。冬季有季候風(fēng)的地方，最好選在迎風(fēng)面有丘陵、山地、防風(fēng)林或高大建筑物等擋風(fēng)的地方，但這些地方又往往構(gòu)成風(fēng)口或積雪過大，必需事先進(jìn)展調(diào)查研討。要求場地周圍不要有妨礙物，高溫季節(jié)不窩風(fēng)，以利通風(fēng)換氣和促進(jìn)作物的光協(xié)作用，所以要調(diào)查風(fēng)向、風(fēng)速的季節(jié)變化，結(jié)合規(guī)劃選擇地勢。在鄉(xiāng)村宜將溫室建在村南或村東，不宜與住宅區(qū)混建。為了有利保溫暖減少風(fēng)沙的襲擊而確保消費(fèi)平安，還要留意避開河谷、山川等呵斥風(fēng)道、雷區(qū)、雹線等災(zāi)禍地段。(3)為適宜作物的生長發(fā)育，應(yīng)選擇土壤肥沃疏松，有機(jī)質(zhì)含量高，無鹽漬化和其他污染源的地塊。普通要求壤土或沙壤土，最好3-5年未種過瓜果、茄果類蔬菜以減少病蟲害發(fā)生。用于無土栽培的園藝設(shè)備，在建筑場地選擇時(shí)，可不思索土壤選擇。為使根底結(jié)實(shí)，要選擇地基土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的地方。否那么建筑在地基土質(zhì)松軟，如新填土的地方或沙丘地帶，根底容易下沉，防止因加大根底或加固地基而添加造價(jià)。(4)園藝設(shè)備主要是利用人工灌溉，要選擇接近水源、水源豐富，水質(zhì)好，pH中性或微酸性，無有害元素污染，冬季水溫高〔最好是深井水〕的地方。為保證地溫，有利地溫上升，要求地下水位低，排水良好；地下水位高不僅影響作物的生育，還易呵斥高濕條件引發(fā)病害，也不利于設(shè)備墻體的維護(hù)。(5)為了便于運(yùn)輸和建筑，應(yīng)選離公路、水源、電源等較近交通運(yùn)輸便利的地方。這樣不僅便于管理、運(yùn)輸，而且方便組織人員實(shí)施對各種災(zāi)禍性天氣采取維護(hù)措施。為了使物料和產(chǎn)品運(yùn)輸方便，通向溫室區(qū)的主干道寬度要保證。因溫室用電設(shè)備主要為灌溉和照明設(shè)備，灌溉和照明常用220伏電壓，但是，溫室中的機(jī)械卷簾機(jī)和節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)電機(jī)也有380伏的。與消費(fèi)區(qū)配套的附屬用房電力供應(yīng)也需保證。所以，溫室規(guī)劃中要充分思索電力總負(fù)荷充足，以確保溫室用電的可靠性和平安性。(6)溫室區(qū)位置要防止建在有污染源的下風(fēng)向，以減少對薄膜的污染和積塵。由于設(shè)備消費(fèi)需求大量的有機(jī)肥〔普通每公頃黃瓜或番茄年需有機(jī)肥10-15噸〕，溫室群位置最好能接近有大量有機(jī)肥供應(yīng)的場所，如工廠化養(yǎng)雞場、養(yǎng)豬場、養(yǎng)牛場和養(yǎng)羊場等。2．場地調(diào)查與地質(zhì)勘探〔1〕場地調(diào)查對場地的地形、大小和有無妨礙物等進(jìn)展調(diào)查，特別要留意與鄰地和道路的關(guān)系。先看場地能否能滿足需求，其次要看場地需求平整的程度，以及有無地下管道等妨礙。此外，還要調(diào)查供水、送電和交通等情況?！?〕地基調(diào)查地基的情況與建筑物根底有親密的關(guān)系，地基的調(diào)查要在施工前進(jìn)展，普通在場地的某點(diǎn)，挖進(jìn)根底寬的2倍深，用場地挖出的土壤樣本，分析地基土壤構(gòu)成和下沉情況以及承載力等。普通園藝設(shè)備地基的承載力在50噸/米2以上；粘質(zhì)土地基較軟，約為20噸/米2，但園藝設(shè)備是輕體構(gòu)造，對勘測精度要求，不像工業(yè)及民用建筑那么嚴(yán)厲。3．園藝設(shè)備園區(qū)規(guī)劃園藝設(shè)備消費(fèi)普通采取集中管理，各種類型相結(jié)合的運(yùn)營方式。專業(yè)戶、專業(yè)隊(duì)也是一樣，只是在規(guī)模上有差別。規(guī)模再小也要思索設(shè)備之間，以及它們與其外部之間的聯(lián)絡(luò)進(jìn)展合理規(guī)劃。人和物之間的聯(lián)絡(luò)活動(dòng)在建筑方案中稱為動(dòng)線方案，從動(dòng)線方案中容易看出規(guī)劃方案的好壞。方案時(shí)動(dòng)作多、頻率高的支線及搬運(yùn)重物的動(dòng)線應(yīng)該短，且盡量不要交錯(cuò)。因此，應(yīng)該把和每個(gè)園藝設(shè)備都發(fā)生聯(lián)絡(luò)的作業(yè)室、庫房、變電所等共用附屬建筑物放在中心部位，將園藝設(shè)備消費(fèi)場地分布在周圍，還應(yīng)接近道路，便于運(yùn)輸。園藝設(shè)備群的規(guī)劃首先要思索方向問題；其次思索道路的設(shè)置、設(shè)備入門的位置和每棟間隔間隔等，設(shè)備群內(nèi)道路應(yīng)該便于產(chǎn)品的運(yùn)輸和機(jī)械通行，主干道路寬度為6米，允許兩輛汽車并行或?qū)﹂_，設(shè)備間支路寬最好能在3米左右。主路面根據(jù)詳細(xì)條件選用瀝青或水泥路面，保證雨雪季節(jié)暢通。日光溫室基地應(yīng)規(guī)劃為假設(shè)干個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)成一個(gè)獨(dú)立體系，安排消費(fèi)不同園藝作物種類或種類。一切公共設(shè)備，如管理效力部門的辦公室、倉庫、料場、機(jī)井、等應(yīng)集中設(shè)置，集中管理。每個(gè)小區(qū)之間的交通道路有機(jī)的結(jié)合，雨水較多的地域應(yīng)設(shè)置排水渠。圖3-1是一個(gè)日光溫室基地的園區(qū)例如，在實(shí)踐規(guī)劃中應(yīng)在保證合理的交通道路的前提下，最大限制地提高土地利用率。為了管理方便，公共設(shè)備區(qū)普通規(guī)劃在南面為好。〔三〕園藝設(shè)備建筑方案的制定園藝設(shè)備一次性投資較大，運(yùn)用年限較長，為獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，除了思索地理、氣候等自然條件外，還要思索勞動(dòng)力、資金等經(jīng)濟(jì)條件。所以在工程設(shè)計(jì)前還要作投資方案，進(jìn)展本錢核算，做好建造規(guī)劃。建造規(guī)劃設(shè)計(jì)普通要思索：類型和規(guī)?！查L、寬、高、屋面角度〕、門窗的方式、數(shù)量和造價(jià)等問題。我區(qū)園藝設(shè)備的類型很多，規(guī)格也不盡一樣。隨著我區(qū)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)構(gòu)造的調(diào)整、鄉(xiāng)村專業(yè)組織方式的落實(shí)，出現(xiàn)了極小型〔幾十平方米〕、簡易型〔土木〕、宏大型〔幾萬平方米〕園藝設(shè)備。多種多樣的類型和規(guī)格，是由于栽培作物、栽培方式、氣候條件、建筑資料、經(jīng)濟(jì)條件、歷史習(xí)慣和引進(jìn)新技術(shù)不同而構(gòu)成的。園藝設(shè)備看來很簡單，實(shí)踐上不然，設(shè)計(jì)的好壞與園藝設(shè)備的性能、管理的難易、經(jīng)濟(jì)效益高低等關(guān)系很大，應(yīng)慎重做好設(shè)計(jì)。1．設(shè)備方位為了保證設(shè)備的采光，普通溫室規(guī)劃均為坐北朝南，但對高緯度〔北緯40°以北〕地域和晨霧大、氣溫低的地域，日出時(shí)不能立刻揭簾受光，方位可適當(dāng)偏西，以便更多的利用下午的日光，如北疆片區(qū)和東疆片區(qū)；相反，對于冬季不太冰冷且大霧不多的地域，方位應(yīng)適當(dāng)偏東，以充分利用上午的陽光，提高光合效率，如南疆片區(qū)。無論方位南偏西還是南偏東，偏離角應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥群徒液煏r(shí)間來確定，普通為5°—10°，不宜太大。塑料大棚方位多為南北延伸，屋面東西朝向，防止骨架產(chǎn)生死陰影。2．設(shè)備〔溫室〕間距以每棟不相互遮光和不影響通風(fēng)為宜，從采光思索，東西長溫室或大棚的前后棟間隔〔Ｘ〕，應(yīng)在脊高或后墻高(h)的投影處，即X=hctgθ,這里θ是冬至?xí)r中午的太陽高度角，后墻高在脊高的投影線內(nèi)時(shí)，X由中柱算起，不然那么由后墻算起，高緯度地域大致在脊高＋草簾卷高的2—2.5倍，或墻高的3倍以上，緯度越高倍數(shù)越大。在風(fēng)大的地方，為防止道路變成風(fēng)口，溫室或大棚要錯(cuò)開陳列。3．長度園藝設(shè)備的長度，單屋面日光溫室或塑料大棚普通以50—60M為宜。過長易呵斥通風(fēng)困難。灌水水渠過長澆水不均勻，管道灌水普通在50米以內(nèi)。長度過長采收或某些作業(yè)時(shí)，跑空的間隔添加，給管理上帶來不便。設(shè)備過長風(fēng)雪天在構(gòu)造上振動(dòng)大，影響構(gòu)造強(qiáng)度和穩(wěn)定性，假設(shè)某一部位被破壞時(shí)，那個(gè)部分所負(fù)擔(dān)的荷載要加到臨近構(gòu)架的同一部位，由于荷載添加能夠引起該部位變形和破壞，依次連鎖作用加大破壞范圍，所以長度應(yīng)適當(dāng)。塑料大棚的走向多為南北延伸，因此主要靠東西側(cè)墻透光，長度(L)越短，即長、寬(B)比L:B越小，透光率越大，如10米與50米長的大棚相比，透光率相差5％左右。東西延伸的日光溫室那么相反，因東西兩側(cè)山墻不透明，L:B越小山墻陰影占的比率越大，光照越差。4．寬度又稱“跨度〞它涉及到一系列間題。日光溫室如跨度加大，高度也相應(yīng)添加，屋架就要變大，必然添加建材，假設(shè)高度不變那么屋面角度相對變小，特別是大棚幾乎接近平頂，棚頂外面容易積水；寬度對光照分布也有影響，寬度過大內(nèi)部光照減少，光照分布不均勻程度也隨之添加。日光溫室或塑料大棚跨度過寬影響通風(fēng)效果，夏天不易降溫。5．高度園藝設(shè)備的高度一是指脊部〔最高點(diǎn)〕到地面的垂直高度，又稱脊高，另一是側(cè)高，即側(cè)墻頂部到地面的垂直高度，也稱“檐高〞。側(cè)墻光線主要從側(cè)面照射進(jìn)去，高的溫室或大棚，屋內(nèi)光線好，作物的遮蔭也少。東西延伸的園藝設(shè)備的地窗角度大光陰線好。根據(jù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)，園藝設(shè)備的高度由2米增到4米,每增高1米,風(fēng)壓約添加10％，影響不十清楚顯。所以目前鋼架塑料大棚側(cè)高多在1.5米以上，脊高3米左右。6．屋面坡度塑料大棚或溫室的屋面坡度越大，光照、溫度、濕度條件越好，對栽培有利，但建筑費(fèi)添加。從構(gòu)造力學(xué)來看，屋面坡度〔即三角形角度〕大的比角度小的骨架更穩(wěn)定，雨雪容易滑落；坡度小的雖然保溫比大，但添加溫差，結(jié)露時(shí)容易滴水。屋面外形有平面和拱圓形兩種，普通玻璃、塑料板材屋面多為平面屋脊形，塑料薄膜多為拱圓屋面。從太陽光線射入情況比較，拱圓屋面更有利于采光。陽光照射到透光屋面上以后，一部分被透光資料吸收；一部分被反射掉，一部分透入室內(nèi)。根據(jù)物理學(xué)定律三者之間有如下關(guān)系：吸收率十反射率十透過率=100％=1吸收率、反射率和透過的大小是和光線與被照面所組成的入射角有關(guān)，此入射角除了與透光面的傾角〔坡度〕有關(guān)外，還與太陽位置有關(guān)。太陽位置又隨著地理緯度、季節(jié)和時(shí)間而變化，所以想獲得最大的透光率，必需求有最正確的入射角，但最正確入射角每時(shí)、每分、每地都在變化，也就是溫室透光屋面最正確坡度也應(yīng)是每時(shí)、每分、每地都不同。如溫室一旦建成，屋面坡度也就固定了，但陽光的入射角在不斷地變化，所以，最正確屋面坡度就有一定的局限性了。設(shè)計(jì)者只需在溫室消費(fèi)的季節(jié)中使室內(nèi)透入的陽光最多為目的，計(jì)算出優(yōu)化屋面坡度。使溫室透入陽光最多的屋面坡度稱為優(yōu)化屋面坡度。優(yōu)化屋面坡度主要取決于太陽位置〔包括地理緯度和溫室消費(fèi)季節(jié)〕和透光資料的光學(xué)特性。計(jì)算優(yōu)化屋面坡度是比較繁雜的，根據(jù)屋面采光特點(diǎn)應(yīng)將溫室透光屋面的方位朝向正南，再根據(jù)太陽輻射能中太陽直接輻射占絕大部分，所以只計(jì)算不同屋面坡度下溫室內(nèi)的太陽直接輻射，來確定優(yōu)化屋面坡度。7.總體規(guī)模建立規(guī)模