林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

閆永清

(甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局古城自然保護(hù)站，甘肅 天祝 733211)

林業(yè)資源調(diào)查、營(yíng)林生產(chǎn)、防火值守等工作都會(huì)涉及野外作業(yè)，部分作業(yè)地遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)、村莊，又是生態(tài)保護(hù)核心區(qū)，且作業(yè)活動(dòng)存在流動(dòng)性和季節(jié)性，修筑固定居住和辦公設(shè)施會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)一定破壞，且固定居住和辦公設(shè)施修筑成本和維護(hù)費(fèi)用高，基層林場(chǎng)、林業(yè)資源管護(hù)站難以支撐。傳統(tǒng)的做法是在林業(yè)野外作業(yè)中搭建帳篷[1]，帳篷運(yùn)輸、搭建和拆卸方便，流動(dòng)性強(qiáng)，對(duì)安置地生態(tài)破壞小，在林業(yè)野外作業(yè)中發(fā)揮了一定作用，但帳篷抵御風(fēng)暴，承受雨雪的能力有限，特別是御寒保暖能力不足。在我國(guó)北方林區(qū)冬季漫長(zhǎng)寒冷，晝夜溫差大，利用帳篷實(shí)施野外作業(yè)時(shí)主要依靠煤爐取暖，時(shí)有煤氣中毒致人死亡事件發(fā)生，給基層林業(yè)野外作業(yè)帶來(lái)一定安全隱患。本文為了提供一種堅(jiān)實(shí)耐用，具有加熱設(shè)施，保溫性能高、安全便捷的野外作業(yè)活動(dòng)板房，在借鑒建筑工地集裝箱活動(dòng)板房[2]設(shè)計(jì)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，吸納北方農(nóng)村火炕加熱的有益作用，設(shè)計(jì)了林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房。應(yīng)用后，增強(qiáng)了抵御強(qiáng)風(fēng)、沙塵暴、雪災(zāi)等惡劣天氣的能力，提高了加溫保暖御寒能力，給林業(yè)野外作業(yè)居住和辦公提供了一個(gè)便捷、舒適、流動(dòng)的居住場(chǎng)所。

1 材料與方法

1.1 應(yīng)用地概況

應(yīng)用地位于甘肅省天祝藏族自治縣炭山嶺鎮(zhèn)阿沿溝村，N35°48′，E102°26′，該地屬祁連山北麓祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)，大陸性高原季風(fēng)氣候，海拔2560m，無(wú)霜期90-145d，年日照時(shí)數(shù)2500-2700h，年降雨量360-400mm，60%降雨集中在7-9月，年均氣溫2℃。最低溫-18℃在1月份，最高溫35℃在8月份，晝夜溫差5-15℃。

應(yīng)用地境內(nèi)陰坡森林主要以青海云杉(Piceacrassifoliakom)樹(shù)種建群，陽(yáng)坡主要以祁連圓柏(Sabinaprzewalskiikom)樹(shù)種建群，植被蓋度80%-90%。林緣和林內(nèi)天窗為灌叢草原，秋草枯黃后極易發(fā)生森林火災(zāi)，每年11月到次年5月為森林火災(zāi)高發(fā)期和森林重點(diǎn)防火期，需在各溝口設(shè)卡值守嚴(yán)防閑雜人員進(jìn)山，同時(shí)各級(jí)林業(yè)資源管護(hù)員劃片進(jìn)山巡護(hù)，嚴(yán)防森林火災(zāi)發(fā)生。

1.2 材料與方法

加工和制作林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房的材料主要為“[”形槽鋼、彩鋼石棉防火板、空心方鋼、空心圓鋼、薄鋼板、真空玻璃、土塊和泥巴等。燃料主要為枯死樹(shù)干、樹(shù)枝、落葉、煤炭等。加工和制作方法主要是焊接，其次是利用螺母連接和固定各構(gòu)件。

2 結(jié)果與分析

2.1 林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

圖1 林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 為圖1的內(nèi)置透視圖

在圖中不同數(shù)字分別表示：1—吊環(huán)；2—太陽(yáng)能光伏板；3—煙筒；4—電視衛(wèi)星鍋；5—窗戶Ⅰ；6—門(mén)Ⅰ；7—門(mén)Ⅱ；8—窗戶Ⅱ；9—窗戶Ⅲ；10—火炕；11—桌子；12—廚具架；13—柴禾煤炭?jī)捎迷睿?4—火炕門(mén)。

結(jié)構(gòu)說(shuō)明：林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房整體呈長(zhǎng)方體形，中間由隔板分割成臥室和廚房。臥室屋頂安裝太陽(yáng)能光伏板2，用于將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化成電能供活動(dòng)板房電器使用，廚房屋頂安裝電視衛(wèi)星鍋4，用于接收電視衛(wèi)星信號(hào)。臥室的前端分別設(shè)有門(mén)Ⅰ6和窗戶Ⅰ5，后端設(shè)有窗戶8Ⅱ，廚房的前端設(shè)有門(mén)Ⅱ7，后端設(shè)有窗戶9Ⅲ。臥室內(nèi)部靠近左側(cè)墻角設(shè)有書(shū)桌11，右側(cè)靠近隔板設(shè)有火炕10，廚房?jī)?nèi)部靠近右側(cè)墻角設(shè)有廚具架12，左側(cè)靠近隔板墻角設(shè)有柴禾煤炭?jī)捎迷?3，柴禾煤炭?jī)捎迷?3的煙筒3沿墻角伸出廚房屋頂。火炕10的填料口火炕門(mén)14穿透隔板設(shè)在隔壁廚房?jī)?nèi)，火炕10的排煙口與柴禾煤炭?jī)捎迷?3串通，共用煙筒3。

加工制造流程：林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房整體骨架由寬20cm，厚2cm“[”形槽鋼焊接而成，四周墻板和屋頂由彩鋼石棉防火板構(gòu)成，墻板鑲嵌在槽鋼凹槽中，地板由厚1cm雙層防滑鋼板焊接而成，雙層鋼板間隙10cm，填充石棉纖維。門(mén)Ⅰ6、門(mén)Ⅱ7分別由厚0.5cm雙層鋼板壓制而成，雙層鋼板間隙5cm，填充石棉纖維。窗戶Ⅰ5、窗戶8Ⅱ、窗戶9Ⅲ分別由4cm×4cm方鋼焊接而成。廚具架12也由4cm×4cm方鋼焊接而成。桌子11骨架由10cm×10cm方鋼焊接而成?；鹂还羌苡蓪?0cm，厚2cm“[”形槽鋼焊接而成，四周和炕面用1cm鋼板焊接包裹，四周鋼板外表用厚20cm土塊堆砌，炕面鋼板頂部用15cm泥巴包裹，抹平。柴禾煤炭?jī)捎迷罟羌芤灿脤?0cm，厚2cm“[”形槽鋼焊接而成，四周用磚頭壘砌而成。桌子11、火炕10、柴禾煤炭?jī)捎迷?3和廚具架12分別固定在地面和墻面上。

應(yīng)用說(shuō)明：林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房應(yīng)用前，先按既定的設(shè)計(jì)規(guī)格在工廠車間內(nèi)加工成成品，成品由吊車通過(guò)屋頂四角的吊環(huán)一起吊裝入卡車運(yùn)往野外作業(yè)地。到達(dá)野外作業(yè)地后再?gòu)目ㄜ嚿掀鸬跣断?，安放時(shí)底端四角用磚塊墊起，使活動(dòng)板房地板與地面之間保留一定的間隙。然后通過(guò)火炕門(mén)14填入樹(shù)葉、樹(shù)枝等燃燒物，即可達(dá)到加熱臥室和取暖的目的。做飯時(shí)在柴禾煤炭?jī)捎迷?3內(nèi)填入柴塊或煤塊即可實(shí)現(xiàn)生火做飯的目的，同時(shí)可達(dá)到加熱廚房和取暖的目的。用電時(shí)啟動(dòng)臥室屋頂?shù)奶?yáng)能光伏板2進(jìn)行電能采集和貯存，觀看電視時(shí)啟動(dòng)廚房屋頂?shù)碾娨曅l(wèi)星鍋4進(jìn)行電視信號(hào)接收。需要挪動(dòng)或撤除林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房時(shí)，再次用吊車起吊裝入卡車運(yùn)入新的野外作業(yè)地或運(yùn)入工廠存放待用。

2.2 林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房的加工制造參數(shù)和性能指標(biāo)

林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房遵循經(jīng)濟(jì)適用的設(shè)計(jì)理念。由表1所示，活動(dòng)板房整體設(shè)計(jì)成長(zhǎng)6m、寬2m、高2.5m，其作用是便于卡車裝載轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)不超高、不超寬。將活動(dòng)板房整體分割成長(zhǎng)4m、寬2m、高2.5m的臥室和長(zhǎng)2m、寬2m、高2.5m的廚房，其作用是臥室內(nèi)設(shè)火炕，是休息和辦公的主要場(chǎng)所，空間相對(duì)較大，廚房只是做飯和貯放雜物的地方，空間相對(duì)較小。其次將火炕的燃料填充口(火炕門(mén))設(shè)在廚房，火炕加熱時(shí)不會(huì)在臥室內(nèi)產(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體，導(dǎo)致臥室休息人員中毒，柴禾煤炭?jī)捎迷钭鲲埲∨瘯r(shí)產(chǎn)生的一氧化碳等有毒氣體也不會(huì)進(jìn)入臥室，保證了臥室休息人員的安全?；鹂辉O(shè)計(jì)成長(zhǎng)2m、寬1.5m、高70cm，其作用是能滿足2人休息，炕面散熱面積大，能起到加熱臥室的作用。其他構(gòu)件門(mén)、窗、桌、灶、廚具架等的加工制造參數(shù)都能滿足正常的居住和辦公需要。

表1 加工制造參數(shù)

由表2所示，林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房自重3000kg，普通的卡車都能承載轉(zhuǎn)運(yùn)。通過(guò)火炕、柴禾煤炭?jī)捎迷罴訜岷螅覂?nèi)溫度能保持在15-25℃，能滿足人體正常的休息和活動(dòng)對(duì)溫度的需求。耐火等級(jí)達(dá)到一級(jí)，主要構(gòu)件(鋼結(jié)構(gòu)和彩鋼石棉防火板)全部為不燃燒性材料，在火炕加熱或柴禾煤炭?jī)捎迷罴訜徇^(guò)程中，不會(huì)發(fā)生火災(zāi)。屋頂承載能力達(dá)500kg，可抵御強(qiáng)風(fēng)、沙塵暴、強(qiáng)降雪的侵?jǐn)_。太陽(yáng)能光伏板日轉(zhuǎn)化電能150-2500KW·h，通過(guò)蓄電池可實(shí)現(xiàn)5W節(jié)能燈泡(LED燈)的夜間照明，手機(jī)充電和筆記本電腦的使用，在持續(xù)晴朗天還可實(shí)現(xiàn)20寸液晶電視的觀看。

表2 性能指標(biāo)

3 結(jié)論

人們?cè)陂L(zhǎng)期的野外實(shí)踐活動(dòng)中，探索和修筑了諸如地窩子[3]、蒙古包[4]、帳篷[5]等簡(jiǎn)易居住設(shè)施，但在我國(guó)北方高寒林區(qū)應(yīng)用后都存在一定局限性。本文設(shè)計(jì)的林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)板房相對(duì)以上設(shè)施具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是活動(dòng)板房整體分割成臥室和廚房，加熱設(shè)施柴禾煤炭?jī)捎迷詈突鹂坏娜剂咸畛淇?火炕門(mén))都設(shè)在廚房，柴禾煤炭?jī)捎迷詈突鹂蝗紵龝r(shí)產(chǎn)生的一氧化碳等有毒氣體都不會(huì)進(jìn)入臥室，保證了臥室休息人員的安全；二是活動(dòng)板房在工廠車間內(nèi)整體加工而成，出廠時(shí)發(fā)電設(shè)備、電視信號(hào)接收器、書(shū)桌、火炕、灶、廚具架等設(shè)備一應(yīng)俱全，運(yùn)入野外作業(yè)地后即可滿足基本的居住和辦公需要；三是活動(dòng)板房火炕和柴禾煤炭?jī)捎迷羁扇紵菟罉?shù)枝、樹(shù)干等柴禾，在沒(méi)有煤炭燃料的情況下在林區(qū)可就地取材，實(shí)現(xiàn)取暖和做飯，既是在大雪封山，交通中斷的情況下居住和辦公不受影響;四是活動(dòng)板房結(jié)實(shí)耐用，抵抗風(fēng)雪等自然災(zāi)害能力強(qiáng)，防寒保暖性能高，轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)裝快捷方便，加工簡(jiǎn)單，操作方便，可重復(fù)利用。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，在林業(yè)野外作業(yè)活動(dòng)中可推廣應(yīng)用此活動(dòng)板房。