CN202009595U - 一种长后坡矮北墙日光温室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了长后坡矮北墙日光温室，包括前坡、后坡、脊柱和北墙；所述前坡为拱圆式，前坡屋面角为28.5°-33.5°或30.5°-35.5°；南边底角60°，距离南边水平距离1m处的内切角为30°-50°；后坡长度为1.5-1.6m，后坡仰角43°-45°，后坡水平投影为0.8-1.0m。主要解决北方地区日光温室棚型结构不尽合理、规格不一、无标准、不安全等问题，满足喜温蔬菜的越冬生产要求，不追求“高、大、宽”形象工程日光温室。根据当地的气候资源，因地制宜，根据相关优化理论，优化设计，建造经济、合理、适用的日光温室。

Description

一种长后坡矮北墙日光温室

技术领域

本发明涉及一种长后坡矮北墙日光温室。

背景技术

自20世纪80年代中、后期，我国日光温室蔬菜生产迅猛发展，已经成为我国园艺设施的主要类型。从日光温室的结构与类型看，日光温室有长后坡和短后坡之分、高北墙和矮北墙之分；前坡有一斜一立式和拱圆式；墙体有土墙、砖墙、异质复合墙体；骨架材料有竹木结构、竹木与水泥预制混合结构，钢架与水泥预制混合结构，全钢架结构等；依立柱多少有无柱、少柱、多柱之分等。最初各地以引进河北永年式和山东寿光式日光温室形式居多，其存在许多优缺点。纵观各地日光温室的发展，主要存在的问题是各地日光温室棚型结构与类型多，建造不合理或不达标、不规范，应用性能较差，等等。

日光温室是以太阳光为能源增加室内温度和光照的生产设施。日光温室其室内的能量主要是来自太阳辐射，太阳辐射对作物具有双重作用：1)维持日光温室内的温度和保持热量平衡的最重要的能量来源；2)作为作物进行光合作用的唯一光源。室内光照主要取决于太阳的光照强度和温室对阳光的透过率。光照强度又随季节、时间、纬度和天气状况而变化。因此，日光温室对采光设计上，要求温室能在一定条件下，具有较强的接受太阳辐射强度，较多的透光能力及较大的受光面积。

为了有效地解决日光温室冬季生产的不利因素，日光温室的设计应是以充分利用太阳的辐射热为基础，以冬季能最大限度地吸收太阳能，保温效果好，就地取材，造价低，实现高效益为目标，设计出合理的采光屋面和合理的围护结构。日光温室的结构对采光性和保温性至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种长后坡矮北墙日光温室。

本发明采用如下技术方案：

一种长后坡矮北墙日光温室，包括前坡、后坡、脊柱和北墙；所述前坡为拱圆式，前坡屋面角为28.5°-33.5°或30.5°-35.5°；南边底角60°，距离南边水平距离1m处的内切角为30°-50°；后坡长度为1.5-1.6m，后坡仰角43°-45°，后坡水平投影为0.8-1.0m。

所述的日光温室，所述日光温室净跨度为7.2m。

所述的日光温室，所述日光温室长为80-100m。

所述的日光温室，所述日光温室的脊高3.1-3.3m。

所述的日光温室，所述北墙高1.5-1.6m。

所述的日光温室，所述日光温室的前坡覆盖草苫，草苫的厚度在5cm-20cm，盖时要前草苫压后草苫，在前草苫和后草苫的连接处相压的部分至少为20cm，草苫外覆盖一层防雨保温膜。

所述的日光温室，所述日光温室的后坡用整捆的秸秆或稻草保温，再用塑料膜、草泥做防水层，后坡厚度为50cm。

所述的日光温室，所述日光温室的栽培床标高低于室外自然标高50cm。

主要解决北方地区日光温室棚型结构不尽合理、规格不一、无标准、不安全等问题，满足喜温蔬菜的越冬生产要求，不追求“高、大、宽”形象工程日光温室。根据当地的气候资源，因地制宜，根据相关优化理论，优化设计，建造经济、合理、适用的日光温室。

附图说明

图1为本实用新型长后坡矮北墙日光温室横切面示意图；

图2为本实用新型半地下式长后坡矮北墙日光温室横切面示意图；

图示说明：1——前坡组合钢拱架；2——中柱(脊柱)；3——后坡横梁(脊檩)；4——北墙。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，为本实用新型长后坡矮北墙日光温室横切面示意图，本日光温室采用了拱圆式前坡1，温室横切面呈近似的鸟翼型，该拱圆式前坡1形状设计合理，采光性能好，薄膜绷得紧，综合效果好。

图1中，L是温室净跨度，指的是前底脚(即前坡1的最底端内侧)至北墙(北墙)内侧的水平距离，L1和L2分别为前坡(南坡)和后坡(北坡)的水平投影，h为北墙高(指骨架后支座处的高度)，H为脊高，β为后坡仰角，α为前坡屋面角，即是屋脊和前底脚连线与地面的夹角。上述参数中，起控制作用的是净跨度L、脊高H、前坡屋面角α和北墙高h(或后坡仰角)。

日光温室参数的选择应根据当地地理纬度、土壤冻层、气候条件及使用要求而定。综合考虑温室的采光、保温、作物的生育以及人工作业等因素，按照最大限度采光，保证果菜安全越冬生产为目标的优化思想，采用优化设计理论，以山西晋南地区的日光温室主体结构为例。

纬度：35°

冬至日正午太阳高度角：31.5°

日光温室方位角：正南偏西5°-9°

前坡屋面角：

确定合理的采光屋面角度是日光温室设计和建造中的关键。根据目前国内通行的合理时段采光屋面角理论并考虑到地区纬度、日照百分率等因素，确定本优化设计中的日光温室的合理采光前坡屋面角α为28.5°-33.5°或30.5°-35.5°，比传统的日光温室增加了5°-7°。

采光前坡屋面靠近低脚处倾角应大些，中脊处倾角可小些。南边底角η(日光温室前坡底角处坡面与水平面夹角)为60°，距离南边水平距离1m处的内切角γ为30°-50°(如图1中底角和内切角所示)，进光量比琴弦式大27％，“冬至”前后散光进入量大，升温快，棚上降雪可自动滑下。

后坡仰角

日光温室后坡具有保温、储能及增加反射光线的作用。传统日光温室后坡仰角普遍偏小，“冬至”前后正午太阳光线直射不到后坡，起不到储热、增光的作用。但仰角过大，势必增加后坡的施工难度，并加大散热面。基于上述原因，在设计中后坡仰角β取43°-45°，其水平投影L2为0.8-1.0m。

后坡长度L3：设计为1.5-1.6m，冬季室内贮温保温性好。过窄(小于1m)冬季保温效果差，过宽夏季太阳高度角大后坡遮荫。

下地深度(半地下式)：如果计划建半地下式温室，则可下地30-50cm

净跨度L

跨度L过大，采光屋面角随之降低，温室难于取得最佳采光效果；过小，温室有效利用面积减少，经济效益低。本地区应取7.2m跨度作为标准跨度。

东西向长度

增加跨度和长度可提高利用面积。温室是一种高投入设施，在原基础上再稍许增加一些投入就能扩大室内面积。根据计算表明：温室每向南延伸1m，可利用面积就会增加11％，而脊高只需增高20cm，即可达到比较理想的屋面角。增加温室的长度也是减少投入、扩大种养面积的一个好办法。更主要的是室内空间增大后，温度变化平稳，尤其是夜间夜间降温速度放慢。因此，在地块长度允许的情况下，可以把目前多数为50m长的日光温室加长到80-100m，甚至更长些。

屋脊高度H

脊高与跨度一样是影响采光屋面角的主要结构参数。跨度一定，增加脊高，采光屋面角便随之加大，会增加温室内空间，从而有利于温室的采光和作物生育。但过高势必使温室空间增大，不利于增温与保温，同时也将增加施工难度和施工成本，权衡考虑日光温室的脊高H以3.1-3.3m为宜，空间较小，抗风、雪压力性强。

北墙较矮，高h为1.5-1.6m。过高建筑困难，费用大；过低人在温室工作不方便，后坡坡度大，人在后坡上行走困难。

山墙高度：尖高3m，南沿80cm高。

厚度

墙体不但起承重和围护作用，还具有蓄热、绝热和保温作用。土墙厚度(包括山墙)，若机械挖压，下端宽4.5m，上端宽1.5m；若人工打墙，下端厚1-1.2m，上端0.8-1m，坚固，不怕雨雪，冬暖夏凉。墙厚是当地最大冻土层的2倍左右，白天吸热蓄热，晚上放热抗寒。

人们多采用草苫覆盖的方法来保护前坡，草苫的厚度要求在5cm以上。盖时要前苫压后苫，在连接处相压的部分不少于20cm，而且苫外要覆一层防雨保温膜，以免雪水、露水打湿草苫，降低其保温性。据测定，草苫外盖防雨膜的温室比不盖防雨膜的温室室温可提高1.5-2℃左右。

为降低造价，后坡也可用整捆的秸秆、稻草等保温，再用塑料膜、草泥做防水层，后坡厚度以50cm为宜。

屋架结构与组成

根据总体尺寸，在风、雪、作物、保温被活荷载及结构自重等恒载作用下，按照最不利荷载组合原理，设计日光温室屋架结构。

前屋架由组合钢拱架、竹竿、钢丝等组成。东西向组合拱架间距3.6m，之间设5道竹竿拱架，间距60cm；沿温室纵向设有通长8号或12号钢丝(如琴弦)，横向每30-40cm 1道，与桁架、竹竿连接，构成屋架体系。

组合钢拱架为焊接轻钢桁架。综合考虑承载能力、节省材料及使用要求，采用两铰拱式钢平面桁架的形式。上弦为焊接钢管(外径3.2cm的厚皮管材)，下弦￠12-14mm圆钢筋，W形减力钢筋为￠8-10mm钢筋(腹杆)，桁架上、下弦垂直距离可取为20cm焊接形成骨架。

后坡坡梁为水泥预制，长2.4m，高20cm，厚12cm，内设6根4-6mm冷拉钢丝。坡梁上端预制有架槽，距离脊檩上端0.5m处设有连接中柱的槽沟。

立柱(中柱)长(高)3.3m，中间设5根4-6mm冷拉钢丝，宽、厚12×12cm。

光照：鸟翼形日光温室棚面呈拱圆形(原山东琴弦式为折形)，日光温室合理采光时段屋面角度为28°-35°，便于压膜线压紧棚面，大大减少光线的反射率，增加采光面和透光率。据测定，透光率高达83％，比其他结构高22％-41％。

温度：土墙厚度为晋南最大冻土层的2倍，加上5cm厚的稻草苫覆盖，2月份外界最低气温在-20℃左右，室内最低温度可保持6℃以上，喜温蔬菜可安全生长。白天透光率高，升温快，最严寒季节室温可达38℃。北墙较矮，后坡仰角43°-45°，受光时间长0.5-1h；后坡用塑料膜、玉米秸和泥土等构成，厚度可达50cm以上，白天可充分采光，产生储存热能，夜间释放出来，维持室温，确保各种蔬菜安全生长。

安全：设立水泥中柱支撑后坡，前坡设立组合钢管拱架，东西向由14道12号钢丝紧接(琴弦式为20道)，分别在山墙外用石头设地锚固定，后沿伸出墙体30cm防雨伤墙，体重为60kg的人在棚面行组走自如，棚面较窄，可抗7-8级大风侵袭和大雪，安全系数高。

实用：在此棚深冬和早春生产各种喜温蔬菜，一般年份不需加温，作物生长期长，产量高，效益大，成本低。

省地：由于总跨度达8m多，减少了棚间、墙体、走道占地，节省了耕地，便于规范化生产。栽培床上无支柱，室内作物进入光合作用快，便于机械耕作。

半地下：若栽培床低于地平面30-50cm，散热慢，温度可提高1-2℃。

成本低：墙体是后土墙，后坡就地取材，棚架是由组合钢拱架、竹竿、钢丝等组成，使该型温室坚固、实用、成本低，适于农民个人建造，便于推广。

实施例2

北方地区冬季低温，可采用栽培床标高低于室外自然标高50cm，即半地下结构(如图2所示)

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种长后坡矮北墙日光温室，其特征在于，包括前坡、后坡、脊柱和北墙；所述前坡为拱圆式，前坡屋面角为28.5°-33.5°或30.5°-35.5°；南边底角60°，距离南边水平距离1m处的内切角为30°-50°；后坡长度为1.5-1.6m，后坡仰角43°-45°，后坡水平投影为0.8-1.0m。

2.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述日光温室净跨度为7.2m。

3.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述日光温室长为80-100m。

4.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述日光温室的脊高3.1-3.3m。

5.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述北墙高1.5-1.6m。

6.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述日光温室前坡覆盖草苫，草苫的厚度在5cm-20cm，盖时要前草苫压后草苫，在前草苫和后草苫的连接处相压的部分至少为20cm，草苫外覆盖一层防雨保温膜。

7.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述日光温室后坡用整捆的秸秆或稻草保温，再用塑料膜、草泥做防水层，后坡厚度为50cm。

8.根据权利要求1所述的日光温室，其特征在于，所述日光温室的栽培床标高低于室外自然标高50cm。

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