专利名称：一种长后坡矮北墙日光温室的制作方法
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ο本发明采用如下技术方案—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， 前坡屋面角为观.5° -33.5°或30. 5° -35.5° ；南边底角60°，距离南边水平距离Im 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. Om0所述的日光温室，所述日光温室净跨度为7. an。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。
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，Ll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为观.5° -33.5°或30. 5° -35.5°，比传统的日光温室增加了 5° -V。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Im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Im)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lm，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-lm,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
O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°C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。[0046]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C 12-14mm圆钢筋，W形减力钢筋为C 8-lOmm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12X12cm。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观° -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°C左右，室内最低温度可保持6°C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°C。北墙较矮，后坡仰角43° -45°，受光时间长 0. 5-lh ；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°C。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。
权利要求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，前坡屋面角为观.5° -33.5°或30. 5° -35.5° ；南边底角60°，距离南边水平距离Im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. Om0
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.an。
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。
专利摘要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。
文档编号A01G9/14GK202009595SQ20112004038
公开日2011年10月19日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者王广印, 韩世栋, 马新立 申请人:河南科技学院