[發(fā)明專利]二次下挖式高效節(jié)能日光溫室

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110196056.5
• 申請(qǐng)日: 2011-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN102293131A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李清明;于賢昌;艾希珍;魏家鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A01G9/14
• 分類號(hào): A01G9/14;E04B7/00;E04D13/16;E04B2/84
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二次下挖式高效節(jié)能日光溫室，屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

日光溫室是我國(guó)北方地區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主體設(shè)施，對(duì)我國(guó)冬春反季節(jié)園藝作物的生產(chǎn)和供應(yīng)發(fā)揮著極為重要的作用。日光溫室園藝作物的生產(chǎn)主要利用白天的太陽(yáng)輻射和夜間的覆蓋保溫，以其獨(dú)有的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，使成本遠(yuǎn)低于高能耗的現(xiàn)代化溫室，非常適合我國(guó)國(guó)情和現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。在能源日趨短缺的未來，日光溫室必將在設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展中扮演更加重要的角色。但目前生產(chǎn)上大多數(shù)日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，比如采光屋面角度和后屋面仰角偏小、后屋面長(zhǎng)度偏短等，導(dǎo)致室內(nèi)光能截獲量不足，保溫蓄熱性較差，光能利用率較低，不能滿足深冬季節(jié)喜溫果菜類蔬菜作物的正常生產(chǎn)。生產(chǎn)上出現(xiàn)的部分下沉式日光溫室下沉過深、后墻和側(cè)墻過厚，造成室內(nèi)南底腳處遮蔭面過大，土地利用率較低，因而在一定程度上限制了節(jié)能日光溫室的持續(xù)健康發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理現(xiàn)狀，本發(fā)明從采光和保溫入手，優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種二次下挖式高效節(jié)能日光溫室，其能夠有效解決白天太陽(yáng)光能的截獲與夜間保溫的矛盾，提高溫室內(nèi)溫、光性能，滿足深冬季節(jié)喜溫果菜類蔬菜作物的正常生產(chǎn)。

一種二次下挖式高效節(jié)能日光溫室，方位為坐北朝南，偏東5°，平均采光屋面角為27.0-29.0°，后屋面仰角為45-47°，脊高為5.0-6.0m，跨度為10-12m，溫室整體結(jié)構(gòu)由排/滲水溝、采光屋面、后屋面、保溫覆蓋材料、東側(cè)墻、西側(cè)墻和后墻構(gòu)成；根據(jù)溫室跨度，室內(nèi)地面下挖1.3-1.6m形成栽培床面，同時(shí)為了減少下挖壁面在室內(nèi)形成的陰影帶，將采光屋面南側(cè)2.5m范圍內(nèi)的土壤進(jìn)行二次下挖0.5m，形成室內(nèi)栽培床面與室外二次下挖面高差0.8-1.1m，即下挖壁面相當(dāng)于下挖深度0.8-1.1m；在距溫室采光屋面南側(cè)1.0m處設(shè)置梯形排/滲水溝，排/滲水溝深1.0m,上口寬1.5m、下口寬1.0m；采光屋面上覆蓋透明覆蓋材料和保溫覆蓋材料，保溫覆蓋材料的放置位置由原來采光屋面的北部后延到后屋面的培土層上，保溫覆蓋材料放置的位置北延1.0-1.5m；采光屋面上安裝有溫室薄膜自動(dòng)除塵裝置，利用自然風(fēng)力對(duì)薄膜上的灰塵和污垢進(jìn)行清除以保持高透光率；在日光溫室北部頂端通風(fēng)口下方斜掛擋風(fēng)防雨膜，以防止通風(fēng)口處夏季淋雨、冬季進(jìn)冷風(fēng)；后墻和東西側(cè)墻均為機(jī)打土墻，墻體形狀均為梯形體，后墻高4.3-5.0m、上寬1.5-2.0m、下寬3.0-6.0m；該溫室不設(shè)緩沖間，在采光屋面西側(cè)底部或溫室西側(cè)墻或后墻直接設(shè)置入口。

為了增加日光溫室的采光量，采光屋面形狀采用圓弧型或者拱圓型，根據(jù)合理采光時(shí)段（10:00-14:00）理論，結(jié)合溫室高跨比、建造成本等因素，本發(fā)明二次下挖式節(jié)能日光溫室的平均采光屋面角為27.0-29.0°。

以冬季后屋面不在后墻形成遮光為依據(jù)，確定適宜的后屋面仰角為45-47°。

根據(jù)溫室跨度和平均采光屋面角，確定二次下挖式高效節(jié)能日光溫室的脊高為5.0-6.0m。

利用計(jì)算線陰影的原理，計(jì)算11月至翌年2月合理采光時(shí)段（10:00-14:00）內(nèi)下挖壁面在室內(nèi)形成的陰影區(qū)域，以下挖壁面在室內(nèi)產(chǎn)生的陰影率不宜超過15%為約束條件，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐叵滤裆疃?，確定跨度為10-12m的節(jié)能日光溫室適宜的下挖深度為0.8-1.1m。

根據(jù)溫室內(nèi)外二次下挖的土方量以及排水溝土方量，并結(jié)合機(jī)械打墻的可操作性，確定二次下挖式高效節(jié)能日光溫室的后墻高為4.3-5.0m，墻體形狀為梯形體，墻體上寬1.5-2.0m，墻體下寬3.0-6.0m。

根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤炅亢徒涤陱?qiáng)度，在距溫室南側(cè)1.0m處設(shè)置梯形排/滲水溝，上口寬1.5m，底寬1.0m，深1.0m。冬季也可填入秸稈或稻草等作為防寒溝，或堆積雪天采光屋面清掃的雪。

溫室建造時(shí)先根據(jù)溫室跨度，將室內(nèi)地面下挖1.3-1.6m形成栽培床面，為了減少下挖壁面在室內(nèi)形成的陰影帶，將采光屋面南側(cè)2.5m左右范圍內(nèi)的土壤進(jìn)行二次下挖0.5m，形成室內(nèi)栽培床面與室外二次下挖面高差0.8-1.1m，即下挖壁面相當(dāng)于下挖深度0.8-1.1m。在實(shí)際建造中，先下挖地平面形成栽培床面，然后建造后屋面，再建采光屋面。

后屋面主要由后立柱、后橫梁、后屋面檁條及上面鋪制的保溫材料四部分構(gòu)成，培土后與采光屋面平滑銜接，保溫覆蓋材料的放置位置由原來采光屋面的北部后延到后屋面的培土層上，保溫覆蓋材料放置的位置北延1.0-1.5m，相當(dāng)于增加了南北向的陽(yáng)光入射，提高了日光溫室的采光性能。