改良型塑料大棚的设计与建造

ＤＯＩ：１０．１６３１８￣．ｃｎｋｉ．ｈｂｎｙｋｘ．２０１６．０６．０１０　河北农业科学，２０１６，２Ｏ（６）：４９—５１　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ａ　ｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　编辑蔡海燕　改良型塑料大棚的设计与建造　郄丽娟　，赵付江　，韩晓倩　，韩建会　，　尹庆珍ｔ　（１．河北省农林科学院经济作物研究所，河北石家庄　０５００５１；２．河北政法职业学院，河北石家庄０５００６１）　摘要：针对塑料大棚冬季不能生产蔬菜，日光温室建造耗资大和建后搬迁困难的问题，设计建造了改良　型塑料大棚。改良型塑料大棚是在塑料大棚基础上进行结构和形状的改造，可以延长蔬菜生长周期５０～　６０　ｄ，实现了冬春茬果菜提早定植和叶类蔬菜越冬生产。　关键词：改良型塑料大棚；设计；建造；蔬菜　中图分类号：￥６２５．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—１６３１（２０１６）０６—００４９—０３　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃ　Ｓｈｅｄ　ＱＩＥ　Ｌｉ－Ｊｕａｎ　，ＺＨＡＯ　Ｆｕ－Ｊｉａｎｇ　，ＨＡＮ　Ｘｉａｏ－Ｑｉａｎ　，ＨＡＮ　Ｊｉａｎ—Ｈｕｉ　，ＹＩＮ　Ｑｉｎｇ—Ｚｈｅｎ　（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃａｓｈ　Ｃｒｏｐｓ，Ｈｅｂｅｉ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００５　１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｐｏｌｉｔｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｌａｗ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００６１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｉｎ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｓｈｅｄ　ｉｎ　ｗｉｎｔｅｒ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ，ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｓｈｅｄ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｓｈｅｄ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｈａｐｅ　ｒｅｆｏｒｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｓｈｅｄ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｓｈｅｄ　ｅｘｔｅｎｄｓ　ｔｈｅ　ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ　ｆｏｒ　５０　ｔｏ　６０　ｄａｙｓ，ｔｈｅ　ｗｉｎｔｅｒ－ｓｐｒｉｎｇ　ｆｒｕｉｔ　ａｎｄ　ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　ｉｓ　ｅａｒ－　ｌｙ　ｐｌａｎｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｉｎｔｅｒ　ｌｅａｆ　ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　ｉｓ　ｓｔｉｌｌ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｓｈｅｄ；Ｄｅｓｉｇｎ；Ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ；Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　蔬菜产业是河北省农业三大主导产业之一，在促　冬季室外最低温度在一ｌ０　ｃ【＝以上时，室内平均气　进农业增效、农民增收方面发挥着重要作用口－４］。数据　温在８℃以上，其中，夜间最低气温不低于２℃，夜　显示，２０１２年河北省设施蔬菜总面积为６６．８万ｈｍｚ，　间１０　ｃｍ地温最低不低于６．０　ｏＣ。　其中塑料大棚种植面积达１８．４万ｈｍ　，居第２位。调　１．２光照　研发现，塑料大棚因造价低、装拆方便而深受农户青　棚室内前屋面下，离地１　ｍ处平均相对光照时间　睐【　】，但是其冬季保温性能较差，不能进行蔬菜生　在７０％以上。　产；而日光温室建造耗资大、建后搬迁困难，致使推　１．３整体稳定性　广面积有限。基于此，作者本着既保留塑料大棚造价　棚室可承担雪荷载０．２５～０．３０　ｋＮ／ｍ　，风荷载　低、装拆方便的优点，又延长了塑料大棚内蔬菜生长　０．３５　０．５０　ｋＮ／ｍ　，最大均布活载０．１０—０．１　１　ｋＮ／ｍ　。　周期的原则，设计建造了改良型塑料大棚，对蔬菜增　产增效发挥了重要作用。　２改良型塑料大棚设计的结构参数　１改良型塑料大棚设计的性能指标　２．１改良型塑料大棚结构参数的确定依据　２．１．１　承载力　改良型塑料大棚承载力主要包括风　１．１温度　荷载、雪荷载和活荷载３个部分，大棚各部位的承　载力必须大于可能承受的最大荷载量。而荷载量的　收稿日期：２０１６—０３—２１　大小主要依据当地２０　ａ一遇的最大风速和最大降雪量　基金项目：河北省“十一五”科技支撑计划项目（０６２２０１　１０Ｄ）；农村　而定［７１。　领域国家科技计划课题（２０１　１ＢＡＤ１２Ｂ０３）　作者简介：郄丽娟（１９８２一），女，河北鹿泉人，助理研究员，硕士，　风荷载和雪荷载依据《温室结构设计荷载》　主要从事设施园艺研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｑｉｅｌｊ２００５＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ。　（ＧＢ厂Ｉ’１８６２２—２００２）计算。石家庄地区的改良型塑料　通讯作者：韩建会（１９５４一），男，河北辛集人，研究员，主要从事设　大棚承载力可按雪荷载０．２５　ｋＮ／ｍ　、风荷载０．３５　ｋＮ／ｍ　施园艺研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｊｈ２００６＠１２６．ｃｏｍ。　计算，其他地区可据此适当调整。活荷载为改良型　・５０・　河北农业科学　２０１６矩　塑料大棚使用时临时增加的负荷，主要包括保温被　自重荷载、作物荷载和屋脊顶处人质量荷载，取　１．０１　ｋＮ／ｍ　。其中，覆盖材料主要有保温被，参考　度，综合考虑后，确定改良型塑料大棚的长度为５０～　６０　ｍ，跨度为７～８　ｍ，高度为２．７～３．２　ｍ。　２．１．４采光屋面参考角的确定改良型塑料大棚的结　构介于日光温室与普通塑料大棚之间，骨架形状和方　位与日光温室相似，综合考虑，根据改良型塑料大棚　（键筑结构荷载规范》　（ＧＢ　５０００９－－２０１２），潮湿的保　温被重力取０．０６　ｋＮ／ｍ　；棚室内部作物荷载为此处的　植物吊重，取０．１５　ｋＮ／ｍ　；屋脊的检修荷载取０．８　ｋＮ／ｍ　。　２．１．２棚室间距根据白义奎等嗍的方法，计算石家　庄地区改良型塑料大棚前后栋理想间距为前栋改良型　塑料大棚最高点高度的１．７～２．０倍。　２．１．３棚室长度、跨度和高度由于改良型塑料大棚　的跨度、高度和长度，兼顾采光和整体稳定性，采光　屋面参考角为２０。一２５。。　２．２改良型塑料大棚的结构参数　改良型塑料大棚东西走向，棚室跨度７．０－８．０　ｍ，　长５０－－６０　ｍ，棚室脊高２．７—３．２　ｍ，种植面下沉０．５，－，０．８　ｍ，　采光屋面参考角２０。～２５。，前屋面底角６０。～７Ｏ。，后立　柱与地面夹角为７５ｏ，在后立柱前２．０　ｍ设１排顶柱，　顶柱间隔距离３．０ｍ（图１）。　的结构介于塑料大棚与日光温室之间，根据国家标准　ＧＢ／Ｔ　１９１６５－－２００３《日光温室和塑料大棚结构与性能　要求》推荐的塑料大棚和日光温室长度、跨度和高　图１改良型塑料大棚剖面示意图　Ｆｉｇ．１　Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ　ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｓｈｅｄ　３改良型塑料大棚的建造　３．１方位　梁内每隔１　ｍ埋入预埋件，基础埋深０．９　ｍ，顶面　标高＋０．１　ｍ。棚室内顶柱基础采用３７０　ａｍ￣３７０　ｍｍ　ｒ的混凝土独立基础，基础埋深０．８　ｍ，基础顶部预埋　改良型塑料大棚坐北朝南，东西延长，方位应采　用当地正南偏东５。。　３．２建造选址　钢板与上部顶柱焊接。　３．４骨架　改良型塑料大棚为轻钢结构，主骨架采用国产热　镀锌钢管，主要包括拱杆、边柱、纵拉杆、顶柱和纵　梁。拱杆和边柱均采用Ｄ３２ｘ１．８的热镀锌钢管，间距　建造改良型大棚地址应符合蔬菜产地环境条件的　规定（ＮＹ　５０１０－－２００２无公害食品、蔬菜产地环境条　件）。选址尽量选择土层深厚，地形开阔，地势较高，　土壤肥沃，灌水、排水良好，通风良好，周围无遮阳　物，交通便利的地块上。水质符合ＧＢ　５０８４－－２００５农　田灌溉水质标准。具备田问电源。　３．３基础　１　ｍ；纵拉杆为Ｄ２５ｘ１．５的热镀锌钢管，共４道；顶　柱采用Ｄ４８ｘ２．５的热镀锌钢管，共１道，间距３　ｍ；　纵梁采用Ｄ４８￣２．５的热镀锌钢管，共１道。骨架与支　柱之间采用Ｕ形卡箍，骨架之间采用抱箍和弹簧卡相　连接，骨架与圈梁中的预埋件相焊接。　３．５棚膜固定及通风口设定　参照国家标准（健筑地基基础设计规范》　（ＧＢＪ　５００７－－２００２），改良型塑料大棚周边基础采用２４０　ｍｍ　宽的条形砖基，顶部２４０　ｍｍ　ｘ２００　ｍｍ圈梁，圈　改良型塑料大棚建好后，应在晴天无风的上午扣　膜。东西侧面棚膜的宽度宜超过地面以上棚室高度　第６期　郄丽娟等：改良型塑料大棚的设计与建造　・５１・　１．０　ｍ，长度宜超过棚室跨度１．０　ｍ，在东西边柱上沿　南北方向分别均布２道卡槽。屋面棚膜的长度为棚室　的具体长度另加２　ｍ，采用２块膜２道缝通风，其　中，第１块膜为顶膜，宽５．５　ｍ；第２块膜为下部膜，　宽４．５　ｍ。沿棚室东西方向顶膜设２道卡槽，１道卡槽　位于距地面１　ｍ的后立柱上，另外１道位于顶风口上　１月平均气温和平均低温均有所提高，延长蔬菜生长　周期５０～６０　ｄ，实现了冬春茬果菜提早定植和叶类蔬　菜越冬生产［９】。改良型塑料大棚适宜河北省冀东地　区（唐山、秦皇岛和廊坊北部）、环京津地区（廊坊　南部、保定北部、衡水和沧州部分地区）和冀中南　方；下部膜上沿烙１条宽３～４　ｃｍ的筒，顺筒穿人压　地区（保定南部、石家庄、邢台和邯郸）一年两作　蔬菜栽培，在冬季连续阴雪（雾）寡照天气出现频　膜线，固定于骨架上，下沿自然垂于棚室前屋面地锚　处。所有卡槽与棚室骨架用自钻钉固定。每个拱杆之　间压１条压膜线。　第１道顶风口宽度为０．８—１．０　ｍ，顶膜与中间膜搭　接０．４　ｍ，第２道底风口宽度１．０　ｍ。顶风口采用卷轴　滚动方式，卷膜轴用ＤＮ２０国标热镀锌钢管。卷轴缩　口连接，棚膜与卷轴用固膜卡紧固，固膜卡间隔　０．４～０．５　ｍ，驱动方式手动或电机驱动。底风采用拔缝　放风。　３．６保温被及安装　在棚室后面紧挨棚室的地面上做简易地锚，间距　２．５　ｍ。沿棚室东西方向制作１根与棚室长度相同的　ＤＮ２０国标热镀锌钢管。钢管与地锚用８号铅丝缠接。　棉被固定在钢管上。　保温被之间搭接不低于３０　ｃｍ，每间隔２．５　ｍ有　１条加强带（一般使用５　ｃｍ宽传送带），加强带一端　固定在地面钢管上，另一端固定在保温被卷轴上，基　本与保温被同长，与保温被同时卷动。在卷轴上　间隔５０　ｃｍ焊接挂勾（圈），保温被绕卷轴１圈后　用８号铅丝固定。卷轴焊接连接，接口处搭接直径　１４　ｍｍ的罗纹钢３道，长度为２０　ｃｍ。　４结论　改良型塑料大棚是在塑料大棚基础上进行结构和　形状的改造，种植面下挖５０　ｃｍ，由单拱形变为单坡　面，由单层棚膜增加为棚膜＋保温被双层覆盖。改良　型塑料大棚解决了普通大棚不能覆盖保温材料（草苫　或保温被）的技术难题，改善了棚室内温、湿环境，　次较高的冀中南地区一年两作蔬菜种植区优势尤为　明、显【　０・１ｌ１ｏ　参考文献：　［１］宋娜．河北省蔬菜产业集成创新研究［Ｄ］．保定：河北　农业大学，２０１３．　［２］周长吉．保温型塑料大棚［Ｊ］．农业工程技术：温室园艺，　２０１ｌ，（１０）：３４．　［３］聂承华，王振庄，狄政敏，王月英，李楠，郄东翔．加　强蔬菜品牌建设带动河北蔬菜产业发展［Ｊ］．中国蔬菜，　２００９，（３）：６－８．　［４］李朋华．河北省蔬菜加工业发展问题与对策研究［Ｄ］．保　定：河北农业大学，２０１２．　［５］张泽伟，狄政敏，郄东翔，韩鹏，张建峰．河北省蔬菜　设施结构现状及优化建议［Ｊ］．中国蔬菜，２０１３，（１５）：　１３—１５．　［６］张艳红，赵勇．河北省温室农业现状及发展［Ｊ］．南水　北调与水利科技，２００７，５（４）：９０—９３．　［７］周长吉．日光温室设计荷载探讨［Ｊ］．农业工程学报，　１９９４，（Ｉ）：１６１—１６６．　［８］白义奎，李天来，王铁良．影响日光温室间距因素分析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