农业设施施工综合实习指导手册

浙江同济科技职业学院校企合编系列教材农业设施施工综合实习指导手册合作编写企业浙江传化生物技术有限公司嘉善天创设施农业有限公司目录第一部分园艺设施类型调查第一章温室的分类及其结构特点第二章温室主体构件及其在生产上的意义第三章温室环境调控设施第四章无土栽培设施第二部分温室设计与规划第五章荷载计算及荷载组合第六章温室的基本设计要求和设计步骤第七章温室建设材料选择第八章温室建筑施工图的绘制1第一部分园艺设施类型调查第一章温室的分类及其结构特点一、温室类型的划分1、据用途划分：生产温室、试验温室、商业零售温室（展览销售）、餐厅温室、观赏温室、检疫隔离温室（负压、空气过滤、消毒）2、据室内温度划分：高温温室：室温保持在18～36℃，主要用于种植原产热带地区的植物；中温温室：室温保持在12～25℃，主要用于种植热带与亚热带连接地带和热带高原的原产植物；低温温室：室温保持在5～20℃，主要用于种植亚热带和温带地区的原产植物；冷室：室温保持在0～15℃，主要用于种植和贮藏温带以及原产本地区而作为盆景的植物。3、据主体结构建筑材料划分：竹木结构、钢筋混凝土结构、钢结构、铝合金、其它材料。4、据透光覆盖材料划分：玻璃温室：单层玻璃温室，双层中空玻璃温室塑料温室：塑料薄膜温室，硬质板塑料温室（聚碳酸酯PC板温室，玻璃钢温室）（玻璃钢包括玻璃纤维增强聚酯板FRP和玻璃纤维增强丙烯酸树脂板FAR）5、据温室连跨数划分：单栋温室：又称单跨温室，塑料大棚和日光温室都是单栋温室；连栋温室：两跨及两跨以上，通过天沟连接起来的温室，有称连跨温室。6、据屋面上采光面的多少划分：单屋面温室，双屋面温室7、据加温方式划分：连续加温温室，不加温温室，临时加温温室8、据温室屋面形式划分：人字形屋面温室，拱圆顶温室，锯齿形温室，平屋顶温室，造型屋面温室。折叠可开闭屋面的温室，卷膜式开敞（chang）屋面温室，全开窗屋面温室，无支柱充气温室9、在实际生产中，将温室主要区分为：塑料大棚、日光温室、玻璃温室、塑料薄膜温室。二、温室的主要类型及其结构特点㈠塑料大棚及塑料薄膜温室：覆盖材料：塑料薄膜；骨架材料：竹木、钢材、铝合金；结构特点：结构较为简单，结构强度要求相应提高，内部空间较拱棚增大；优缺点：优点：成本低，建设方便，采光好，通风效果好；缺点：保温差，北方不能用于越冬生产，主要用于南方地区；2㈡日光温室：是具有中国自主知识产权的一种高效节能型生产温室，主要用于我国“三北地区（东北、西北、华北）”；由保温蓄热墙体（北后墙、两侧山墙），北向保温屋面（后屋面），南向采光屋面构成的单屋面温室，夜间采用保温材料对采光屋面覆盖保温，可进行作物越冬生产。覆盖材料：塑料膜、保温覆盖物(草帘、保温被等)；骨架材料：竹木、钢材、土石构成的保温蓄热墙；优缺点：优点：建造成本低，保温能力强，保温比大于1。缺点：操作空间小，土地面积利用率低，室内环境调节能力差，不太适宜要求较高的蔬菜、花卉。㈢玻璃温室：覆盖材料：各种厚度的玻璃；骨架材料：钢材、混凝土等；结构特点：稳固，使用年限长，透光率高，调控性能较好；整体美观，造价较高；类别：单屋面玻璃温室，门式钢架结构玻璃温室，Venlo型温室；㈤PC板温室：特性：以PC（聚碳酸酯）板为透光覆盖材料减轻了温室的覆盖材料重量，保温性能得到改善，节约能耗30％以上，抗冲击能力有根本的改善，造价高，透光率较玻璃低10％，容易老化。类别：全PC板温室，PC板与塑料膜复合型温室。㈥活动屋面温室全部或部分开启屋面温室，使得室内种植的作物可进行最大限度采光、通风、降温（条件适宜时）；外界条件不适宜时，可将屋面合拢，按一般温室管理。活动屋面温室在欧洲、日本有较大发展，在我国则刚刚起步。活动屋面温室的优点：节约生产管理成本，减少运行消耗，生产效益大幅提高。3第二章温室主体构件及其在生产上的意义温室的主体构件包括温室骨架和覆盖材料。一、温室的骨架材料及其在生产上的意义温室的骨架材料是指用于构建温室的基本空间、承负覆盖材料和基本的恒载和活载，以满足温室生产及其活动需要的空间环境所使用的各种杆件、基础等方面的材料。温室骨架材料的基本要求：具有一定的强度和韧性；能承载相应的负荷；具有一定的耐腐蚀性能；经济耐用。可以用作温室骨架的材料有：木材、竹材、钢材、混凝土、钢筋混凝土、铝合金等；不同的材料其强度和韧性不同，对荷载的承受能力也不同。各种材料的特性如下：1、木材在塑料大棚建设中，木材主要用作柱，其最大缺点是韧性差（建筑物跨度不能太大），遮光面积大，抗腐能力弱。2、竹材具有相当高的强度和弹性，韧性大，不易腐烂，质地轻，便于运输。3、钢材具有良好的承载能力和耐久性，便于加工制造，抗腐蚀能力较好。4、混凝土混凝土是一种人造石材，它是由水泥、水、石、砂按一定比例配制而成。混凝土主要用于塑料大棚的基础和柱的建设。5、钢筋直径一般为2.5～40毫米，为便于运输，直径为8～9毫米的钢筋包装形式为盘圆，其它规格则称为线材。6、钢筋混凝土混凝土有一定的抗压强度，但抗拉强度很差，而细长的钢筋受压时很容易弯曲，但有很好的抗拉强度。将这两种机械性能不同的材料组合起来，做成钢筋混凝土，获得很好的机械性能。泥凝土硬结收缩时，钢筋和混凝土之间产生粘合力，特别是钢筋表面粗糙不平或有纹沟时，这种粘结力很大，使两者成为一个整体，在外力作用下，不会产生相对的滑动。钢筋混凝土有几乎相等的温度膨胀系数。另外，混凝土是钢筋很好的保护层，可防止大气和其它有害因素的腐蚀。7、铝合金耐腐蚀、塑性好，色泽美观，无低温脆性，工艺性好，有一定的刚度和强度。二、温室的覆盖材料及其在生产上的意义温室的覆盖材料是指为营建适于植物生长的环境条件（包括光照、温度、湿度、气体浓度等）而覆盖于骨架材料之上的具透光、择光、保温等性能的膜（板、网、苫）等材料。温室的覆盖材料根据其用途可以分为：①透光覆盖材料，包括玻璃、薄膜、阳光板等；②择光覆盖材料；③保温覆盖材料，包括草帘、草苫、保温被等；④遮阳网、反光覆盖材料；⑤防虫网等。按覆盖材料的覆盖方式可分为固定式覆盖和可移动式覆盖。各类覆盖材料的特性详见教材第六章。4第三章温室环境调控设施温室的环境调控主要是为了满足植物对光、温、水、气、肥的需求而利用各类设施营建适于作物生长的环境条件而实施的调节措施；温室的环境调控设施主要包括：采暖设施、通风设施、降温设施、灌溉设施、二氧化碳气体施用设施、人工光源设施以及温室配电、自动控制设施等。一、温室的采暖装置（一）温室采暖的目的使冬季园艺设施内的地温、气温保持在作物生长发育的适宜范围内。（二）温室采暖的主要形式热水式采暖系统、热风式采暖系统、电热采暖系统和其它型式采暖系统。（三）温室采暖设施的组成不论哪种采暖方式，采暖设施主要由四个基本部分组成：热源、供热管道系统、散热设备及附属配套设施。（四）采暖设施设计的基本要求1、采暖设备的容量应能保持设施内设定的温度(低温和气温)。2、设施内空间温度分布均匀，随时间变化平稳。3、采暖设备配置合理，调节能力高。4、遮荫少、占地少，便于栽培作业操作。5、设备投资少，加温费用低。（五）温室采暖设施设计的基本程序1、首先根据设施的结构、地理位置等因素进行最大采暖负荷计算。2、其次依据设施所在地及用途等具体条件确定所用热媒。3、最后根据采暖负荷和采暖方式进行散热设备和管道及锅炉容量计算。二、温室的通风装置（一）温室通风的目的1、排除设施内的余热，使室内环境温度保持在适于植物生长的范围内。2、排除余湿，使室内环境相对湿度保持在适于植物生长的范围内。3、调整空气成分，排除有害气体，提高室内空气中二氧化碳的含量，使作物生长环境良好。不同季节，通风目的不同，夏季通风主要是进行降温，消除室内余热；冬季通风主要是为了调节温室内的湿度和气体成分。（二）温室通风的主要形式自然通风和强制通风。（三）温室通风设施的组成自然通风：是通过通风窗，利用自然风压和热压产生的压差而进行的空气交换过程；自然通风设施由通风窗和开关窗系统组成。强制通风：强制通风系统由换气扇和吸气口组成。温室常采用9FJ系列风机通风，一般均为负压通风，即从温室抽空气，并与湿帘系统构成湿帘通风降温系统，采用纵向通风方式，使温室气流与温室纵轴平行，提高通风效率。一般吸气口的面积约为三倍的排风口面积。5三、温室的降温设施（一）温室降温的主要方式温室降温主要包括蒸发降温、屋面喷水降温、遮荫降温三种形式。（二）温室降温系统的组成1、湿帘风机降温系统：由湿帘箱、循环水系统、轴流风机和控制系统组成。2、喷雾降温系统：由水过滤装置、高压水泵、高压管道、旋芯式喷头组成。3、屋顶喷水降温系统：由水泵、输水管道和喷头组成。4、遮荫降温方式：遮荫降温分为室内遮荫、室外遮荫以及喷白遮荫降温；遮荫材料有苇帘、黑色遮阳网、银色遮阳网镀铝膜遮阳网及石灰水等。四、温室灌溉设施（一）温室灌溉水源农业设施和保护地常用的灌溉水源一般分为地面水源和地下水源两大类。1、可以作为农业设施和保护地灌溉工程的地面水源主要有江河水、湖泊水、塘堰水、水库水，甚至海水等。2、埋藏于地面以下地层中的重力水，统称为地下水。依地下水埋藏条件的不同，可将地下水源分为上层滞水、潜水、承压水、裂隙水、岩洞水和泉水等6大类。地下水源主要来源于大气降水和地面水源的渗入。（二）灌溉水源的基本要求（4）灌溉水源的水质应符合《农田灌溉水质标准》。（三）灌水方式分类地面灌溉：畦（qi）灌、沟灌、淹灌全面灌溉喷灌灌水方式局部灌溉：渗灌、滴灌、微喷灌、涌泉灌、膜上灌（四）灌溉设施农业设施和保护地灌溉工程系统若无自流(自压)条件供水时，则必须利用提水装置加压。不论哪种形式的提水灌溉方式，提水灌水设施的组成不外乎由提水装置（水泵）、输水管道及喷头组成。（五）灌水方法应满足的几个方面的要求①灌水均匀；②灌水利用率高；③少破坏或不破坏土壤团粒结构；④利于与其它土壤措施相结合；⑤便于实现机械化和自动化；⑥对地形的适应性强；⑦投资和管理费用较低；⑧占地面积小。6第四章无土栽培设施一、无土栽培方法的分类根据是否固定根部，可将无土栽培分为两大类：基质栽培和无基质栽培。在这里主要介绍水培型无土栽培设施。二、水培型无土栽培设施根据水培的装置系统、营养液的供氧方式，水培型无土栽培主要可分为以下栽培方式：营养液膜法、深液流法、动态浮根法、浮板毛管水培法、鲁SC水培法、喷雾栽培法等。（一）营养液膜法（NFT）无土栽培设施NFT即Nutrient(nutritious)FilmTechnology的英文缩写。1、营养液膜法栽培设施特点贮液池、水泵、栽培槽、输液管道和调配系统组成。营养液深度为0.5～1.0厘米。2、供液方式：连续供液、间断性供液3、适宜栽培作物种类：适宜生产速生快熟叶菜，一年多茬收获，产量高，收获期长。常见的速生叶菜品种有：生菜（菊科莴苣属）、小白菜（十字花科）、菠菜（藜科菠菜属）、芹菜（伞形科）等。（二）深液流法（DFT）无土栽培设施DFT即Depthfluidtechnology的英文缩写。1、深液流法栽培装置特点主要包括贮液槽、栽培槽、水泵、营养液自动循环系统及控制系统。营养液深度为5～10厘米。植物根系大部分浸入营养液中，吸收营养和氧气，同时装置可向其中补充氧气。2、适宜作物：适于叶菜及根系发达的作物蔬菜。（三）动态浮根法（DRF）无土栽培设施DRF即DynamicRootFloatinghydroponictechniques的英文缩写。1、动态浮根法栽培装置特点营养液池、栽培槽、空气混入器、排液器、定时器、水泵等。2、特点：①营养液灌溉时，根系可在槽内随营养液的流动而波动、摆动，有利于根系对养分的吸收利用；②营养液槽内营养液深度达8厘米时，自动排液器启动，使槽内营养液排出，当营养液深度降至4厘米时，部分根系外露，可吸收空气中氧气，利于根系呼吸。（四）浮板毛管水培法（FCH）无土栽培设施FCH是FloatingCapillaryHydroponics的英文缩写。该法是由浙江农科院和南京农业大学研究开发的。1、栽培装置由贮液池、栽培床、循环系统和供液系统组成。营养液