目前,塑料大棚和日光温室是北方地区紧张的园艺举动步伐类型。塑料大棚建造本钱低、培植速率快、地皮利用率高,适宜中国南北景象区域,其分布遍及大江南北,可栽种蔬菜、花卉、食用菌、果树等,也可用于蔬菜育苗、水稻育秧、畜牧养殖和水产养殖。但是,塑料大棚在河南地区紧张用于春提前和秋延后栽培,保温性能低,不能用于越冬栽培,制约了其发展和利用。北方冬季越冬栽培紧张利用日光温室,日光温室可担保室内外温差为28℃,在河南地区紧张进行喜温果菜类的长时令栽培,但是日光温室地皮利用率低,降温效果差,越夏生产困难。
河南地区作为中国早春蔬菜的主要供应基地,早春茬口定植于冬末,盛果期在早春,前期以保温为主,后期则要加强透风。为知足栽培茬口的哀求,近年来河南地区涌现了一种外保温型塑料大棚(图1),将日光温室上的外覆盖保温系统利用在塑料大棚上,提高冬春季保温性能,增加大棚高度,利用顶部和底部透风口对流降温,增大透风量,进行越夏栽培,将塑料大棚和日光温室的两方面上风结合起来即可实现周年生产。
构造与设备
构造参数
为担保采光均匀性,大棚采取南北延长的方位,长度100m,跨度20m,单栋建筑面积2000m2。脊高6.2m,拱架均匀屋面角为31.5°,底角处屋面角75°,屋脊位置处屋面角15°。大棚外覆盖保温被,机器卷放。沿大棚长度方向设置底部透风口和顶部透风口。
承重构造
构造是大棚的承力体系,是抵抗室外风雪荷载、室内作物荷载及设备荷载(如保温被、保温幕、悬挂设备等)的承力构件的凑集,同时也是安装塑料薄膜等围护材料的载体。大跨度外保温型塑料大棚跨度大、高度高,设计时必须充分考虑构造安全性。大棚承重构造包括根本、骨架(由立柱、拱架、屋脊横梁、纵向系杆等组成)和山墙(图2)。
◎根本 大棚四周设置无筋混凝土条形根本,根本埋置深度不小于0.5m,根本顶部设置200mm高钢筋混凝土圈梁,并设置预埋件,便于安装拱架。圈梁顶面赶过室外地面0.2m,防止雨水倒注意灌输温室内。根本外侧贴100mm厚聚苯乙烯保温板,赶过地面部分的根本与圈梁表面抹水泥砂浆起保护浸染,同时外部设置排水沟,防止雨水渗入地基。中柱下部设预制混凝土独立根本,根本顶部留置预埋件,方便连接中柱(图3)。
◎骨架 中柱、横梁、拱架、纵向系杆、立柱间剪刀撑和斜撑共同组成大棚骨架。大棚中部设一排立柱,采取矩形镀锌钢管,间距3m,中柱下部固定在独立根本预埋件上,上部与横梁进行螺栓连接。横梁采取钢桁架制作,钢桁架上、下弦均采取矩形镀锌钢管。桁架每隔1m设置1根矩形钢管做竖向腹杆(图4),用于安装拱架,其他位置设置斜向腹杆。钢桁架顶部设置一对等肢角钢,用于固定保温被。大棚拱架间距1m,采取装置式C形钢桁架构造,桁架上、下弦采取冷弯C形钢,腹杆采取冷弯钢板,腹杆与上、下弦采取螺栓连接。拱架上部与钢桁架竖向腹杆螺栓连接,下部与条形根本圈梁上预先埋置的预埋件连接。
为增强大棚整体稳定性,沿大棚长度方向设置纵向系杆。纵向系杆与拱架下弦采取专用连接件连接。纵向系杆间水平投影间距2m。靠近山墙的5排拱架设置斜撑连接。斜撑采取冷弯C形钢,分别于靠近山墙处拱架两侧倾斜交叉支配1道,提高大棚端部的承载能力。为增强大棚整体性和沿长度方向的承载能力,每隔20m在立柱间交叉支配1道剪刀撑。
◎山墙 北侧山墙采取240mm厚砖墙,增加整体安全性,北墙探出,可防止冬季西北风刮起保温被,减少缝隙放热。南侧山墙采取钢骨架覆盖塑料薄膜,钢骨架由立柱和水平压膜槽组成(图5),采取两根拱形钢管加强山墙构造稳定性。大棚内侧张挂保温被,白天拉开,夜间盖严,提高大棚保温性能,且不影响采光。
配套设备
◎透风口 为担保塑料大棚的透风需求,利用压膜槽在大棚两侧分别设置顶部透风口和底部透风口(图2)。透风口宽度1.0m。透风口通过卷膜器卷放薄膜实现透风,内部设置防虫网,防止室外昆虫进入室内。底部透风口的下沿距室内地面0.5m高。顶部透风口与屋脊的水平间隔1.5m,内侧设置网架支撑,可防止兜水。为防止大风时卷膜轴来回摆动,在透风口处捆绑数道交叉压膜线固定透风口处薄膜。
◎出入口 在南、北山墙上沿温室中柱西侧分别设两个出入口,在大棚内侧建造缓冲间,缓冲间利用塑料薄膜作为围护材料,进入缓冲间的门与进入温室的门应错位支配,减少职员进出时的冷风注意灌输。两门洞之间设置走道,上午保温被形成的阴影带被投影在走道附近,可减少遮荫对作物光合浸染的影响。
◎外保温装置 外保温材料应选用防水、光滑、质轻、耐久性好、传热系数小于2.0W/(m2•℃)的保温被。大棚两侧分别覆盖保温被,采取两台卷帘机分别每条保温被间搭接宽度应不小于10cm,使保温被形成一个整体,减少缝隙放热。
性能特点
地皮利用率提高
与日光温室比较,该塑料大棚为全采光构造;与普通塑料大棚比较,由于增加了中柱,大棚跨度增大;而且大棚底角处屋面角75°,担保了足够的栽培空间,地皮利用率显著提高,可达80%;与日光温室比较,地皮利用率提高30%以上。
保温性能好
由于外保温覆盖物,温室跨度大的缘故原由,缓冲能力增加,该塑料大棚保温性能较普通塑料大棚有较大提高。经测定,大跨度外保温型塑料大棚在未栽种作物情形下,当室外气温为-15℃时,室内温度为6℃,室内外温差为21℃,与日光温室性能附近。在河南地区深冬时令可进行喜温类蔬菜栽培生产,番茄1月下旬定植,3月下旬产品即可上市,比普通塑料大棚提早上市50天旁边。
抗灾能力强
该塑料大棚构造合理,根本坚固,且上部自重小,抵抗暴雨、积雪等自然磨难能力强。大棚高度大,屋脊位置处屋面角大于15°,大部分位置处屋面角大于20°,不易形成积雪,抵抗雪灾能力强。2018年1月,河南经历了强降雪景象,驻马店地区累计积雪厚度30cm以上,在驻马店市平舆县建造的大跨度外保温型塑料大棚正常进行生产作业,经受住了磨难景象的磨练。
利用范围广
与普通大棚比较,该大棚棚内空间大,便于开展机器化作业,不但可进行蔬菜栽培生产,也适用于果树栽培。
性能
大跨度外保温型塑料大棚在河南地区紧张运用于早春茬和秋冬茬栽培,栽种喜温果菜类,一年可收成2茬。以栽培番茄为例,早春茬12月初育苗,翌年1月下旬定植,温室内增设保温幕,提高其保温性能,按温度掌握管理保温被,3月下旬开始采收。秋冬茬于7月下旬育苗,9月下旬定植,11月上旬开始采收。
效益剖析
该塑料大棚间距3m,两侧道路6m,占地面积约为2438m2。大棚净利用面积为1985m2,建造本钱约为120元/m2,以举动步伐内栽培番茄为例,打算本钱和收益。
生产及经营本钱
①年生产本钱:有机肥25m3,120元/m3,计3000元;种子2100元;化肥1000kg,2元/kg,计2000元;农药1200元;地租4000元;合计12300元。
②大棚折旧用度:棚膜、防虫网、压膜线按3年折旧,均匀每年3500元;保温被按6年折旧,每年4900元;大棚主体按10年折旧,每年15000元;举动步伐维修用度均匀每年计1000元;合计24400元。
③人工、营销及管理用度:按照每2人管理1栋大棚,每月1800元,每栋大棚年人工用度4.32万元;管理及营销按均匀每年2000元计;合计4.52万元。每栋大跨度外保温塑料大棚年生产总本钱共计8.19万元,每667m2生产本钱2.75 万元。
产出
早春一茬番茄产量7500kg/667m2,均价3.0元/kg,产出2.25万元/667m2;秋冬1茬番茄产量5000kg,均价3.0元/kg,产出1.5万元/667m2;年产值3.75万元/667m2。
效益剖析
每栋大跨度外保温塑料大棚年净收益3万元,均匀每667m2耕地年纯收入0.85万元。