CN101695263B - 一种冬暖型日光节能温室 - Google Patents

Abstract

一种冬暖型日光节能温室，由左右墙体、后墙体和由钢架衍体结构与温室棚膜组成的透明采光棚面构成，温室的方位角为真子午线南偏西5°，温室长55-60米，温室棚内水平宽度7.0-7.2米，其中前坡面水平宽度5.5-6.0米，后坡面水平宽度1.2-1.7米，棚脊高度3.2-3.4米，温室整体下挖0.5-0.6米，温室左右墙体厚度2米，两侧线垂直，后墙内侧高度2.1-2.3米，后墙体厚度以上面为最窄，最窄处2米，内墙线基本垂直，外墙线自然土体落成斜坡，采光棚面的前底角为63°，后坡面角度为35-40°，采光棚面距前底角垂直距离0.75、1.75、2.75、3.75米处的棚面倾斜角度分别为39°、25°、18°、12°，后坡面厚度0.6-0.65米。本发明的日光节能温室适宜在北纬39-41°度寒冷区域建造，能够利用太阳辐射维持喜温蔬菜的正常生长，进行喜温蔬菜的反季节栽培。

Description

一种冬暖型日光节能温室

技术领域

本发明属于设施农业栽培技术领域，涉及一种日光温室，特别是涉及一种适宜在北纬39～41°寒冷区域建造的冬暖型日光节能温室，本发明还涉及该节能温室的建造方法。

背景技术

我国保护地蔬菜设施的研究开始于二十世纪五六十年代，在近十几年得到蓬勃发展。目前，日光温室已在我国广大农村得到了普遍的应用。通过日光温室，使新鲜蔬菜、瓜果实现了反季节栽培，满足了消费者的需求。

尽管日光温室的设计在不断的改进提高，但现有的日光温室仍然存在着采光和保温效果不理想的问题。中国专利CN1954660A“一种新型日光温室”公开了一种通过尼龙绳压在V型槽内来提高采光面积的日光温室建造技术；CN1554222A“收益稳定型日光温室”公开了一种日光温室，其方位角南偏西4-6°，墙基厚以当地历年来冻土深度减0.2米，在棚膜上覆盖一层用塑料薄膜做成的保温幕，以此提高温室的采光和保温效果；CN101116408A“一种可变倾角采光面的日光温室”则可使采光屋面跟随外界的光照条件改变自身倾角，从而达到提高采光率的目的。

以上这些现有技术在不同程度上使日光温室的采光和保温效果都有所提高。但是，由于中国地缘辽阔，区域性气候变幅大，尤其在北纬39-41°区域，冬季严寒、昼夜温差大，如果照搬这些成型的日光温室棚型，喜温的蔬菜、瓜果不加温仍然不能越冬，不能实现反季节生产和春节前后上市，出现高投入，不能高产出的生产现状，大起大落地挫伤了一部分菜农的生产积极性，阻碍了日光温室的发展。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种适宜在北纬39-41°度寒冷区域建造的冬暖型日光节能温室，该温室能够利用太阳辐射维持喜温蔬菜的正常生长，进行喜温蔬菜的反季节栽培。

提供一种该冬暖型日光节能温室的建造方法，是本发明的另一发明目的。

本发明的目的是这样实现的：

一种冬暖型日光节能温室，由左右墙体、后墙体和由钢架衍体结构与温室棚膜组成的透明采光棚面构成，温室的方位角为真子午线南偏西5°，温室长55-60米，温室棚内水平宽度7.0-7.2米，其中前坡面水平宽度5.5-6.0米，后坡面水平宽度1.2-1.7米，棚脊高度3.2-3.4米，温室整体下挖0.5-0.6米，温室左右墙体厚度2米，两侧线垂直，后墙内侧高 度2.1-2.3米，后墙体厚度以上面为最窄，最窄处2米，内墙线基本垂直，外墙线自然土体落成斜坡，采光棚面的前底角为63°，后坡面角度为35-40°，采光棚面距前底角垂直距离0.75、1.75、2.75、3.75米处的棚面倾斜角度分别为39°、25°、18°、12°，后坡面厚度0.6-0.65米。

温室棚膜采用7-10丝的三层共挤塑料复合棚膜，在温室的后墙体悬挂镀铝反光幕。

本发明在温室的前脚线外侧0.25-0.3米处挖有一条深0.5-0.8米、宽0.5-0.7米的防寒沟，该防寒沟的长度与温室的长度相同或略长于温室的长度。

本发明冬暖型日光节能温室的建造方法包括以下步骤：

(1)选择场地选择地势平坦，高燥、背风、向阳的场地。在山区，可借用自然避风向阳的梯田坎壁、土崖后墙建造，可节省建材费用，增强储热、挡风、御寒保温性能，要具备水利、电力条件，交通方便，无“三废”污染。

(2)确定建造温室时间为了便于使用和减少土地热量损失，温室应在当地日平均温度14-16℃前完工，大体时间在9月20日前。

(3)场地定位及平地放线以真子午线南偏西5°确定为温室的正南方向；

(4)确定温室群的列和排的距离温室列与列之间距离为5米，排与排之间距离5.8-6.7米；

(5)下挖温室及筑墙

①筑土坯墙先将0.25-0.3米的熟土层铲到温室前面堆积，再下挖0.5-0.6米的生土用于筑墙，用铲土机将温室线内的生土向后墙和左右侧墙线部位铲土，镇压成土坯墙，每30厘米镇压一次，逐层镇压升高，直到要求高度；

②棚内侧整齐将棚内侧墙体垂直铲土至底部，土抛到墙外，整理后棚内侧地座基础约3.5米宽度，收顶2米；

③建后墙体钢筋搭棚基础在后墙体上每隔1米垂直挖25×25厘米的沟，用水泥沙浆砌5层砖作为钢筋搭棚基础，先砌2-3层，放置棚架后再砌2-3层；

④建前脚线钢筋拱棚底座基础以砖块或石头与水泥沙浆做成；

⑤墙体完工后，将温室前积堆的熟土层回填入棚。

(6)安装钢筋拱棚架统一制作出前底角63°，后坡面角度35-40°，距前底角垂直距离0.75、1.75、2.75、3.75米处的棚面倾斜角度分别为39°、25°、18°、12°的钢筋拱棚架，将拱棚架的前后脚分别固定在前脚线钢筋拱棚底座基础和后墙体钢筋搭棚基础上，以常规方法将钢筋拱棚架固定。

(7)温室前沿挖防寒沟温室前脚线外侧0.25-0.3米处挖一条深0.5-0.8米、宽0.5-0.7米、长与温室长度相同或略长于温室长度的防寒沟，整平沟底后垫入一层塑料薄膜，防止地下水分上返，再填入玉米秸杆或向日葵杆等保温材料，上面盖一层塑料薄膜，用土盖住，防止下雨浸透。

(8)覆盖草帘草帘宽度1.2-1.5米，长度以前面将防寒沟及其以南1米地面覆盖，往后过棚脊后坡盖1.5米为度。在北纬39-41°高寒地区，一般在严冬季节覆盖二层草帘和外面覆盖浮膜5丝的防老化膜，以起到防雨、防雪、保温和保护草帘的作用。

(9)覆盖棚膜和张挂反光幕采用7-10丝的三层共挤塑料复合棚膜在建好的温室棚架上覆盖棚膜，将反光幕接成2米宽，与温室长度相等的反光幕，东西向悬挂在后墙上。

本发明的冬暖型日光节能温室具有以下优点和积极效果：

(1)本发明通过在采光屋面角度、大棚方位、下挖式温室、墙体厚度、挖防寒沟、前后坡面比例、日光节能温室的合理长度等多方面对温室进行了技术改进，使在北纬39-41°寒冷区域建造的温室在冬至前后凌晨棚温能达到10℃，实现了严冬不加温生产的效果。(2)通过上述技术改进，在严冬“三九”天中午前后2小时左右，棚内温度能达到35℃左右，对日光节能温室的气体交换和降低棚内湿度提供了技术上的保障，使棚室能最大限度地吸热、贮热，为晚上放热创造了基础条件。在35℃左右的高温时，可以利用午间打开天窗进行气体交换和排湿，而湿度的下降又有利于蔬菜的正常生长和减轻蔬菜因高温高湿、低温高湿遭受各种病害侵害的弊端。(3)本发明属于反季节蔬菜日光节能温室，一年可两茬或多茬生产，可以做到秋冬茬、越冬茬、冬春茬、早春茬、夏茬栽培，实现周年生产，并根据市场余缺调节各茬的熟性大小来安排种植计划。(4)本发明的日光节能温室采用钢架衍体结构建造，坚固耐用、安全可靠、稳定性好，抗风雪能力较强，寿命长，一次建棚可使用20-30年。

本发明的冬暖型日光节能温室能够利用太阳辐射维持喜温蔬菜正常生产，能够进行喜温蔬菜反季节栽培，严冬不加温生产，冬至前后凌晨棚温能达到10℃，阴雪天短时间8℃，基本达到作物生理温度要求。因此，本发明的日光节能温室经济效益显著，易于推广应用。

具体实施方式

在北纬39-41°寒冷区域建造冬暖型日光节能温室。

首先选择地势平坦，高燥、背风、向阳、交通便利的场地。一般在9月初动工，9月20日前结束。这是因为反季节蔬菜日光温室一般在9月份至翌年3月份使用，为了便于使用和减少土地热量损失，温室应在当地日平均温度14-16℃前完工，之后气温下降很快，如果大棚完工较晚，约需要一月左右才能恢复大棚正常温度，就不能保证喜温、喜光蔬菜对温度的 要求，只能种植叶菜类蔬菜，蔬菜产量和经济效益大打折扣，延长了投资回报期。

为了最大限度地利用阳光，温室多采用坐北朝南、东西延长的方位。理论上讲，上午的光合作用是一天的70％，如果是加温大棚以偏东为好，而冬暖型日光节能温室是为了冬天不加温而设计的日光温室，在严寒冬季不能过早地揭开草苫，又以偏西方位为好，这样可延长午后日照时间，有利于夜间保温。在北纬39-41°高寒地区建造日光节能温室，冬季外界气温很低，理论和实践的结果是综合采光，利用真子午线偏西5°为宜。

一般人们确定正南都以指南针为准，这样建造的大棚就存在先天性缺陷，因为南北极轴心为确定正南的依据，也就是真子午线，阳光照在经线上即零度经线为正南；而磁南针的南与真子午线南存在一定的磁偏夹角，约4°偏右(以大棚座南向西而言，2007年国家最新测定的磁偏角以大同为例)。如果温室的正南方向为真子午线偏西5°，实际就是磁南针的偏西9°，这样就造成大棚的先天性不足。施工时采取正南方向为真子午线偏西5°，或磁南针偏西1°，这样才不至于造成大棚的先天性不足。

确定温室群列与列之间的距离为5米，以方便蔬菜、瓜果的运输，温室排与排之间的距离为6.5米，既提高土地利用率又前排不遮后排的阳光。

建造温室时，首先是下挖温室及筑墙。下挖温室的优点，一是在冬季棚温日较差变幅小且保温。二是大棚后墙体2米，实际外部高度只有1.6-1.8米，既减轻了施工量，又减少了阻止寒冷气温侵入面积，起到了事半功倍的施工效果。①筑土坯墙筑墙前先把30厘米熟土层用铲土机铲到前面堆积，温室筑墙完成后再将熟土回填。用铲土机镇压土坯墙基础，然后将温室线内的土向后墙和左右侧墙线部位铲土，一般每30厘米镇压一次，逐层镇压升高，直到要求高度，温室内的土垒墙后也实现了温室整体下挖0.4-0.6米的目的。②棚内侧整齐以东西向线基本垂直铲土体至底部，土抛到墙外，地座基础棚内侧整理后约3.5米宽度，收顶2米。③后墙体钢筋搭棚基础在每1米处垂直挖沟25×25厘米，用水泥沙浆砌砖5层，先砌2-3层，放棚架后再砌2-3层。④前脚线钢筋拱棚底座基础用砖块或石头水泥沙浆做成；⑤墙体完工后，将积堆的熟土层回填入棚。

其次是钢筋拱棚架的焊接和安装。①温室棚架角度固定方法在施工场地上划出一条直线，确定O点，每水平按图纸垂直量出设计固定角度点，即0.75米处垂直量出1.19米，1.75米处1.91米，2.75米处2.38米，3.75米处2.73米，4.75米处2.93米，5.5米处3.1米，6米处3.0米(施工时任意确定二点即可)。每点固定二条钢支柱，并留夹钢筋空隙，即为设计仰角角度63°、39°、25°、18°、12°，后坡俯角35-40°。②温室棚架固定和焊接成型温室棚架内钢筋在外钢筋固定架下，可采取前端和后端各隔10厘米，中间部分25-35厘 米固定钢筋立柱，斜拉筋均为50厘米。两根钢筋压入夹缝内，用短条钢筋焊接成三角形，固定两根长钢筋后，即做成一根成型棚架。由于棚架模型一样，生产出的棚架形状、尺寸也一样，保证了施工尺寸的一致性。前后基础脚连接钢筋的焊接方法是：与基准平行线平行焊接，施工时把立标准棚架前后基角与施工地水平线平行吻合后，就达到了设计棚面角要求，每架成型棚架连续依此类推，焊接七根连接钢筋即成一棚温室。③拱棚前后脚有15-20厘米的预埋件部分，上下左右用水泥沙浆固定。

接着是钢筋拱棚架的固定用Φ10螺纹钢筋进行固定，在棚架内钢筋的内侧前后坡电焊固定6根，脊高处在拱架外钢筋的外侧电焊固定加强筋Φ16钢一条。在大棚总跨度内焊接7道拉筋，每条拉筋长度大于棚长4米，每边2米，焊爪子在砖墙外固定。每棚架连接处一侧焊接加强筋20厘米。

随后是在温室前沿挖防寒沟。防寒沟能够有效地阻挡棚内土壤热量外传和棚外土壤低温的内侵，防止棚前沿的作物根系受低温伤害。因此，防寒沟是冬暖型日光温室的重要结构部分。具体做法是在温室前脚线外侧0.25米处挖一条深0.6米、宽0.5米，略长于大棚长度的防寒沟，整平沟底后垫入一层旧塑料薄膜，防止地下水分上返，然后填入玉米秸杆或向日葵杆等保温材料，上面盖一层不漏水的旧塑料薄膜，用土盖住，或用旧塑料薄膜包裹苯丙板也可，以防止下雨浸透。

在温室的一头还设有作业间，以防止寒冷季节冷风直接吹入温室，起缓冲作用。要求缓冲房设在大棚东侧为宜，规格为长宽4×3米或3×2.5米，房门和窗口都朝南，除起到挡风保温作用外，还可供管理大棚的人员居住。

最后是覆盖草帘。用宽度1.5米，长度以往前覆盖防寒沟及其以南1米地面、往后覆盖过棚脊后坡下盖1.5米为度，在严冬季节覆盖二层草帘，在草帘外面覆盖防老化浮膜。

在建好的温室棚架上覆盖优质棚膜，并接成2米宽、与温室长度相等的反光幕，悬挂在后墙东西向的铁丝上后，即建成本发明的日光节能温室。日光节能温室张挂镀铝薄膜反光幕是一项有效的增温补光措施，反光幕的增光有效范围一般为距反光幕南侧3米以内，冬季12月份地面增光率在44.5-9.1％，0.6米高处增光率43-7.8％。由于反光幕改善了光照条件，使地面吸收更多的太阳辐射，气温、地温也随之有所提高，一般地温可增高0.5-3.0℃。且地温的增温效果，5厘米高于10厘米，晴天高于阴天，距反光幕越近，增温效果越明显。

Claims (4)

1.一种冬暖型日光节能温室，由左右墙体、后墙体和由钢架衍体结构与温室棚膜组成的透明采光棚面构成，温室的方位角为真子午线南偏西5°，内墙线基本垂直，外墙线自然土体落成斜坡，采光棚面的前底角为63°，后坡面角度为35-40°，采光棚面距前底角垂直距离0.75、1.75、2.75、3.75米处的棚面倾斜角度分别为39°、25°、18°、12°，在温室的前脚线外侧挖有防寒沟，其特征在于：温室棚内水平宽度7.0-7.2米，其中前坡面水平宽度5.5-6.0米，后坡面水平宽度1.2-1.7米，棚脊高度3.2-3.4米，温室整体下挖0.5-0.6米，温室左右墙体厚度2米，两侧线垂直，后墙内侧高度2.1-2.3米，后墙体厚度最窄处2米，所述防寒沟位于温室前脚线外侧0.25-0.3米处，深0.5-0.8米、宽0.5-0.7米。

2.根据权利要求1所述的冬暖型日光节能温室，其特征是所述的后墙体厚度以上面为最窄。

3.根据权利要求1所述的冬暖型日光节能温室，其特征是所述后坡面的厚度为0.6-0.65米。

4.根据权利要求1所述的冬暖型日光节能温室，其特征是所述的温室棚膜采用7-10丝的三层共挤塑料复合棚膜。