戈壁荒漠通用空心砌塊墻體日光溫室建造技術(shù)

趙 鵬，宋明軍，王志偉

（1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學院張掖試驗場，甘肅張掖 734000）

我國西北地區(qū)未開發(fā)的非耕地資源豐富，僅沙漠、戈壁灘等荒地面積就占到陸地總面積的七分之一［1-4］。日光溫室建造技術(shù)等方面的研究使利用戈壁、荒漠從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在技術(shù)上成為可能，利用戈壁、荒漠發(fā)展設施園藝生產(chǎn)，為解決“糧菜爭地”矛盾提供了良好的解決途徑，同時對發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟和農(nóng)民增收起到積極作用［5-6］。為充分利用戈壁、荒漠資源，更好發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，結(jié)合其他科研人員的研究成果［7-11］，甘肅省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所通過多年的研究實踐，設計了一種適合在非耕地上建造和生產(chǎn)使用的空心砌塊墻體日光溫室，該結(jié)構(gòu)日光溫室具有建造輕簡、成本低、使用壽命長、利用砂石為墻體材料、取材方便、保溫性能好、抗災能力強等特點，冬季最低溫度可達到10℃以上，與外界溫差可達到30℃，為發(fā)展戈壁、荒漠設施園藝產(chǎn)業(yè)提供了有力支撐。現(xiàn)將該型日光溫室建造技術(shù)介紹如下。

1 設計指標

1.1 溫度

室內(nèi)溫度是衡量日光溫室性能的一項重要指標。該型日光溫室設計保溫性能可滿足喜溫果菜生長要求，室內(nèi)最低溫度≥10℃，冬季最低溫時室內(nèi)外溫差最大達30℃。

1.2 光照

光照是作物生長必備條件之一，前屋面采光角度和覆蓋材料決定室內(nèi)光照強度，一般以喜光作物為參照對象進行溫室采光設計。日光溫室內(nèi)光照強度≥4 kLx，日照時長≥6 h，累計光照強度≥20 kLx，前屋面距地面≥1 m處平均透光率≥70%。

1.3 荷載要求

日光溫室結(jié)構(gòu)要能承受20 a一遇的風壓、雪壓等定荷載以及材料自身重量、作物懸吊重量、設備、生產(chǎn)操作等動荷載，結(jié)構(gòu)荷載能力應≥1.5 kN/m2。

2 結(jié)構(gòu)特點及參數(shù)

該結(jié)構(gòu)日光溫室可以用于非耕地設施蔬菜、瓜類周年生產(chǎn)。其特點一是室內(nèi)地面下挖0.4～0.8 m，可減少溫室前沿地面導熱造成熱量損失，同時可降低溫室高度以減少風沙、寒流危害；二是充分利用砂石堆砌成墻體，大大降低日光溫室建造成本；三是墻體采用空心砌塊砌筑和砂石堆筑而成，底部厚度≥3.8 m，提高了溫室的保溫性能；四是骨架材料選用熱鍍鋅管桁架結(jié)構(gòu)，增加了骨架強度和使用壽命。溫室結(jié)構(gòu)圖見圖1，結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。

3 建造材料

3.1 骨架材料

全鋼結(jié)構(gòu)鋼桁架間距1 m，上弦用DN15熱鍍鋅國標鋼管（外徑21.3 mm，壁厚2.75 mm）。后屋面骨架上弦用DN25熱鍍鋅國標鋼管（外徑33.5 mm，壁厚3.25 mm），下弦用φ10鋼筋，腹桿用φ8鋼筋。

3.2 墻體、基礎(chǔ)與護坡

溫室墻體內(nèi)側(cè)用390 mm×190 mm×190 mm混凝土空心砌塊砌筑，外側(cè)護坡為砂石或非耕地土壤堆筑而成。山墻墻體兩側(cè)用砌塊砌筑，中間用爐渣填充，尺寸見圖1?；A(chǔ)為500 mm×300 mm C20素混凝土澆筑，后墻頂部澆筑390 mm×200 mm C20鋼筋混凝土圈梁。山墻在距基礎(chǔ)1.2m、2.0 m的位置澆筑390 mm×200 mm C20鋼筋混凝土圈梁2道，圈梁間用300 mm×200 mm C20鋼筋混凝土過梁連接。前沿基礎(chǔ)為300 mm×300 mm C20鋼筋混凝土圈梁，圈梁主筋φ12鋼筋4根。箍筋為φ6鋼筋，間距為200 mm。

3.3 后坡

后坡鋼骨架上每隔20 cm橫向拉直徑4 mm鐵絲，鐵絲上鋪0.12 mm棚膜，棚膜上鋪裝厚度15 cm、密度為18～20 kg/m2的聚苯乙烯泡沫板，表面可用抗裂砂漿或菱鎂材料處理。聚苯乙烯泡沫板上鋪1層草簾，表面抹5 cm厚草泥。

3.4 橫梁和角鐵

前屋面骨架橫向焊接兩道DN15鋼管作橫梁，屋脊處橫向焊接1道L50×50×3角鋼梁（圖1）。在后坡距屋脊1 200 mm位置橫向焊接1道L50×50×3角鋼梁，用于支撐、連接后屋面骨架及覆蓋材料。

3.5 鐵絲

后坡、吊蔓橫拉鐵絲均采用4.0 mm鍍鋅鐵絲，屋脊處拉成雙股。縱向吊蔓用2.2 mm鍍鋅鐵絲。捆扎用2.0 mm鍍鋅鐵絲。撐、壓膜竹竿用1.0 mm鍍鋅鐵絲固定。

3.6 采光覆蓋材料

溫室采光覆蓋材料采用乙烯-醋酸乙烯（EVA）薄膜或聚氯乙烯（PVC）日光溫室專用膜，厚度0.12 mm，流滴持效期180 d以上。

3.7 保溫覆蓋材料

保溫覆蓋材料采用草簾或保溫被，也可在草簾外覆蓋棚膜防霜保溫。草簾寬1.2 m，長度為9.0 m，厚度40～60 mm；保溫被寬3～4 m，厚度10～30 mm，重量1～3 kg/m2，表層應具備防水、防老化性能，芯層具備保溫隔熱性能，傳熱系數(shù)＜3.5W/（m2·K）。

3.8 其他材料

澆筑混凝土圈梁時應按照圖紙尺寸預埋焊接骨架的預埋件。預埋件用150 mm×150 mm、厚度8 mm鋼板制作，在鋼板上焊φ10錨筋四根，錨筋長度含彎鉤≥180 mm。

4 建造施工技術(shù)

4.1 墻體建造

溫室內(nèi)側(cè)墻體用空心砌塊砌筑，高度為2 000 mm，每層砌塊在垂直方向后移20 mm。外側(cè)堆筑砂石或非耕地土壤，高度、寬度見表1；山墻墻體、基礎(chǔ)建造方法見3.2，尺寸見圖1?；A(chǔ)澆筑時埋設骨架支座預埋件。

4.2 前屋面施工

4.2.1 骨架制作 按表1及剖面圖1等高線加工骨架。骨架長約8.0 m，鋼管長度不足時可焊接，用彎管機加工主骨架，先按剖面圖的等高線放樣，然后在放樣圖上焊接加工。

4.2.2 骨架安裝 嚴格按照圖紙標注位置及尺寸進行安裝。主骨架前、后端與預埋件焊接，屋脊處與連接板角鐵焊接，最后安裝橫拉桿與橫拉筋。要求溫室骨架全部連接在一起，橫向應在同一水平面上。骨架材料焊接結(jié)束后，應在焊點處做防銹處理。

圖1 西北非耕地空心砌塊墻體日光溫室建造示意圖

表1 非耕地空心砌塊墻體日光溫室結(jié)構(gòu)參數(shù)

4.3 后屋面施工

4.3.1 底座埋設 主骨架底座預埋于墻頂圈梁內(nèi)，間距1 m。

4.3.2 后屋面骨架安裝 骨架與底座、角鐵焊接，距屋脊1.2 m處橫向焊接角鋼1道，將角鋼平扣于骨架上，不能影響苯板安裝。

4.3.3 安裝橫拉鐵絲 每隔20 cm橫拉一根4 mm鐵絲，屋脊處拉雙股。

4.3.4 后屋面覆蓋材料安裝 安裝方法見3.3。

4.4 通風窗安裝

采用扒縫或卷膜器通風，頂窗寬度1.5 m，底窗寬度1.0 m。窗口安裝防蟲網(wǎng)，頂窗幅寬1.7 m，底窗幅寬1.2 m，采用40目以上尼龍防蟲網(wǎng)。采用卷膜器通風口時，用卡箍間距0.8 m將棚膜下邊固定于卷軸上。卷膜器卷軸為DN26鍍鋅鋼管，壁厚2.5 mm以上。

4.5 覆蓋棚膜

4.5.1 覆蓋棚膜前的準備 除去竹竿上毛刺，分清膜的正反面，裁好通風窗棚膜。采用扒縫通風時，風口膜的寬度大于通風窗40～50 cm，采用卷膜器通風時，裁剪棚膜的寬度大于通風窗50～60 cm。

4.5.2 覆蓋棚膜 上膜要在無風晴天中午進行。前沿留30～50 cm埋土，頂部預留1.0～1.5 m的通風口。棚膜兩端卷小竹竿固定，在棚膜上拉壓膜線。

4.6 覆蓋草簾或保溫被

安裝草簾時，先在頂部東西向拉1道4.0 mm鐵絲，在鐵絲上固定草簾，草簾互相重疊20 cm，草簾要蓋到山墻上50～60 cm。采用懸臂中卷式卷簾機拉放草簾，卷軸選用DN40或DN50國標熱鍍鋅管，壁厚3.5 mm以上。

保溫被上端固定在后屋面螺桿上，扁鐵壓實，螺母固定，保溫被之間重疊15 cm，用壓膜線穿成一體。保溫被下端固定在卷被鋼管上，用卷簾機卷放。

4.7 緩沖間、工作間施工

緩沖間位于日光溫室的外側(cè)，溫室與緩沖間門的方向要錯開，以免寒風直接吹入溫室。工作間應與緩沖間分開，在緩沖間外修建工作間，長3.3 m，寬3.0 m，高度2.2 m以上，一般建造在靠近道路的一側(cè)。

4.8 防寒溝施工

在距溫室前沿10 cm處挖寬40 cm、深50 cm的防寒溝，溝挖好后直接埋入厚8 cm，寬50 cm的聚苯乙烯泡沫板作為防寒溝隔熱材料。

4.9 蓄水池施工

水池為地下式，邊沿高出地平20 cm，建在溫室內(nèi)靠近水源一側(cè)，距山墻80 cm。水池長5 m、寬2 m、深2.5 m、容積不小于20 m2，用C30抗裂防滲混凝土現(xiàn)澆。水池建造時要細心施工養(yǎng)護，以免漏水。

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