设施园艺学-第二章-园艺栽培设施的类型结构与性能

大棚应用比较普遍，多数为0.5~1亩的竹木骨架和水泥骨架，钢管和钢骨架在一些经济发达的地区逐步被采用。目前，我国大棚的主要构形有以下几种：竹木结构大棚悬梁吊柱竹木拱架大棚拉筋吊柱大棚无柱钢架结构大棚装配式镀锌钢管大棚（一）、塑料大棚的构形2020/2/28设施园艺学21、竹木结构大棚三杆一柱式大棚的原始类型，跨度为12～14m，矢高2.4～2.7m，长40～60m。大棚由立柱、拱杆、拉杆、棚膜、压杆（压膜线）和地锚组成。2020/2/28设施园艺学3立柱起支撑拱杆和棚面的作用。拱杆拱杆是支撑棚膜的骨架，决定大棚的形状和空间构成。通常每隔0.8～1.0m设一道拱杆缺点是立柱多造成遮光严重，且作业不方便拉杆拉杆纵向连接拱杆和立柱。压杆压杆位于棚膜之上两根拱架之间中间，将薄膜压平、压实，以利抗风和排水。门、窗门设在大棚的两端，作为出入口及通风口。2020/2/28设施园艺学42、悬梁吊柱竹木拱架大棚改进措施中柱由原来的1~1.1m一排改为3~3.3m一排。用木杆或竹竿作纵向拉梁把立柱连接成一个整体，在拉梁上每个拱架下设一立柱，下端固定在拉梁上，上端支撑拱架，通称“吊柱”。优点减少了部分支柱，大大改善了棚内的光环境，造价较低。悬梁吊柱竹木结构大棚示意图1.门2.立柱3.拉杆4.吊柱5.棚膜6.拱杆7.压杆8.地锚2020/2/28设施园艺学5竹木大棚的特点优点是取材方便，造价较低，建造容易；缺点是棚内柱子多，遮光率高、作业不方便，寿命短，抗风雪荷载性能差。2020/2/28设施园艺学62020/2/28设施园艺学73、拉筋吊柱大棚结构：跨度12m左右，长40~60m，矢高2.2m，肩高1.5m。水泥柱间距2.5~3m，水泥柱用6号钢筋纵向连接成一个整体，在拉筋上穿设20cm长吊柱支撑拱杆，拱杆间距1m，是一种钢竹混合结构。优点：建筑简单，用钢量少，支柱少，减少了遮光，作业也比较方便。拉筋吊柱大棚①水泥柱②吊柱③拱杆④柱筋2020/2/28设施园艺学84、无柱钢架结构大棚结构：跨度为10~12m，矢高2.5~2.7m，每隔1m设一道桁架。桁架由上弦、下弦和拉花焊接而成，桁架下弦处用钢筋做纵向拉梁，拉梁上钢筋焊接两个斜向小立柱支撑在拱架上，以防拱架扭曲。2020/2/28设施园艺学9建设中的拱形骨架大棚群2020/2/28设施园艺学10建设中的拱形钢架塑料大棚2020/2/28设施园艺学11普通钢架大棚的特点骨架坚固，无中柱，棚内空间大，透光性好，作业方便，是比较好的设施。但这种骨架是涂刷油漆防锈，1—2年需涂刷一次，比较麻烦，如果维护得好，使用寿命可达6-7年。造价较竹木结构大棚高。2020/2/28设施园艺学125、装配式镀锌钢管大棚跨度一般为6-8m。矢高2.5-3m，长30-50m。采用热浸镀锌的薄壁钢管组装而成，具有重量轻、强度好，耐锈蚀、易于安装拆卸、坚固耐用的特点。镀锌钢管装配式大棚及连接件示意图2020/2/28设施园艺学13W5.9-7.0m,H3.5-3.8m2020/2/28设施园艺学14W15∼25m,H6∼7m宽幅（大跨度）型2020/2/28设施园艺学15钢筋玻璃纤维增强水泥（S-GRC）塑料大棚的骨架主要包括拱架、纵梁、立柱、山墙立柱、骨架连接卡具和门等，由于建造材料不同，骨架构件的结构也不同。（二）、塑料大棚的结构2020/2/28设施园艺学17☻拱架是塑料大棚承受风、雪荷载和承重的主要构件。☻分类：按构造不同，单杆式和桁架式☻ⅰ单杆式竹木结构，水泥结构塑料大棚和跨度小于8m的钢管结构塑料大棚的拱架基本为单杆式，称拱杆。☻ⅱ桁架式跨度大于8m或10m的钢管结构塑料大棚，为保证结构强度，其拱架一般制作成桁架式。圆拱形桁架由上弦拱杆、下弦拱杆和腹杆构成。1、拱架桁架式拱杆1.上弦拱杆2.腹杆3.下弦拱杆2020/2/28设施园艺学182、纵梁纵梁是保证拱架纵向稳定，使各拱架连接成为整体的构件。纵梁也有单杆式和桁架式两种形式。2020/2/28设施园艺学193、立柱拱架材料断面较小，不足以承受风、雪荷载；或拱架的跨度较大，棚体结构强度不够时，则需要在棚内设置立柱。直接支撑拱架和纵梁，以提高塑料大棚整体的承载能力。温度光照湿度和气体（三）、塑料大棚的性能2020/2/28设施园艺学211、大棚内温度的性能增温效应地面接受太阳辐射，而地面有效辐射受到覆盖物阻隔而使气温升高。同时，地面热量也向地中传导，使土壤贮热。温度变化特点棚内气温的日变化较外界环境剧烈。地温的变化滞后于气温，波动幅度较小，相对稳定。2020/2/28设施园艺学22晴天棚内外气温比较-10010203040500:001:303:004:306:007:309:0010:3012:0013:3015:0016:3018:0019:3021:0022:30时间hh:mm温度℃露地棚内在晴天或多云天气日出前出现最低温度迟于露地，且持续时间短；日出后1-2小时气温即迅速升高，上午8～10点升温最快，在不通风的情况下平均每小时上升5～8℃；日最高温度出现在12-13点；下午2～3点以后棚温开始下降，平均每小时下降3~5℃左右。夜间棚温变化情况和外界基本一致，通常比露地高3～6℃。2020/2/28设施园艺学23多云天气温日变化0510152025300:002:004:006:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:00时间hh:mm温度℃露地棚内棚内昼夜温差阴天日变化较晴日平稳。2020/2/28设施园艺学242、大棚内的光照季节的影响：从冬季到春季和夏季，光照逐渐增强，从夏季到秋季和冬季，光照逐渐减弱。大棚方位：东西延长的大棚比南北延长的大棚透光率高，但南北延长的大棚光照分布比较均匀。覆盖材料：不同材料透光率不同，因薄膜老化可使透光率降低20-40%，因薄膜污染可使透光率降低15-20%。大棚内的光照分布：存在垂直变化和水平变化。2020/2/28设施园艺学253、大棚内的湿度与气体大棚内的相对湿度随棚内温度的升高而降低，通风后相对湿度降低，相对于露地而言，大棚内属高湿环境。大棚内的气体变化：CO2浓度日变化趋势明显，日出前浓度最高，日出后1小时内在密闭条件下浓度降至外界正常浓度以下，通风后浓度增加。大棚内的CO2浓度分布不均匀。大棚内有害气体比较多，如NH3,NO2以及C2H2和Cl2等，浓度高时对作物生长有害。（四）、塑料薄膜大棚的应用育苗早春蔬菜类的育苗花卉和果树的育苗蔬菜栽培春季早熟栽培秋季延后栽培从春季到秋季长季节栽培花卉和果树的栽培第三节温室的种类温室（greenhouse）是可以人工调控环境温、光、水、气等环境因子，其栽培空间覆以透明覆盖材料，人在其内可以站立操作的一种性能较完善的环境保护设施。温室有多种分类方式：按照覆盖材料划分：玻璃温室、塑料薄膜温室（塑料大棚）、硬质塑料温室。按照温室透明屋面的形式分为：单屋面温室，双屋面温室，拱圆屋面温室，连接屋面温室，多屋面温室等。2020/2/28设施园艺学28按照骨架的建筑材料划分：竹木结构温室、钢筋混凝土结构温室、钢架结构温室。按照温室能源划分：加温温室和日光温室。加温温室又分为地热能源温室，工厂余热温室和人工能源加温温室。按照温室的用途又可分为：科研型温室、生产型温室和观赏型温室等类型。2020/2/28设施园艺学292020/2/28设施园艺学30温室的外形1.单坡面温室2.双坡面温室3.三折式温室4.拱圆式温室5.屋脊型温室6.连栋式温室2020/2/28设施园艺学31ABCDEFG图温室代表型示意图A.单屋面B.不等式双屋面C.双屋面D.太子楼式（耐高温高湿）E.拱圆屋面F.拱圆型连栋G.双屋面连栋2020/2/28设施园艺学32单屋面温室单屋面温室是我国设施园艺生产的重要类型之一，具有结构简单，施工便利，成本低和耗能少的特点。单坡面温室主要由墙体、后屋面、前屋面、床架、保温覆盖物和加温设施构成。传统的单屋面温室多用玻璃作为保温覆盖材料，近年来已逐渐被塑料薄膜日光温室所代替。单屋面温室中以二折式、三折式的温室应用较多。2020/2/28设施园艺学33单屋面温室－二折式温室以北京改良式温室为代表，由原始温室改良而来，是一种土木结构的小型温室。这种温室的后屋面为倾斜的不透明保温屋顶，前屋面上部为天窗、下部为地窗，形成两种不同倾斜角度的玻璃透明屋面，因其具有两个折面式屋面，又称为二折式温室。图北京改良式温室（单位：m）2020/2/28设施园艺学34单屋面温室－三折式温室以北京无柱式温室为代表，该温室是根据二折式温室的结构特点改良而来。温室内部无立柱，骨架结构采用丁字钢或角铁及圆钢焊接而成，采光屋面分为顶窗、腰窗、地窗3个不同采光角度的玻璃窗，称为三折式温室。这种温室与二折式温室相比，具有空间高大，采光性好的优点。温室内加温方式亦从炉火加温改为采用散热器进行水暖加温，减小了温室内的局部温差，该温室适合园艺植物的越冬栽培。图三折式温室（单位：m，聂和民1981）2020/2/28设施园艺学35图3－5双屋面温室各部分结构名称（高仓1980）A．温室各部名称1.单栋跨度2.长度3.开间距4.脊高5.檐高6.屋面角7.天沟8.天窗9.侧窗10.山墙11.出入门12.独立基础13.连结基础14.脊檩15.檐檩B．温室结构材料名称1.椽2.人字梁3.檩条4.屋顶横梁5.山墙横梁6.上框7.门槛8.侧柱9.拉筋.10.基础11.山墙间柱l2.中柱AB双屋面温室该温室的屋面具有2个方向相反的采光面，四壁也采用透光材料制成，温室的采光性好双屋面温室又可分为单栋式和连栋式。温室的骨架结构采用普通钢材、镀锌钢材、铝合金轻型钢材等材料制成。双屋面温室比较高大，一般都具有采暖、通风和灌溉等设备，有的还具备降温和人工补光等设备，具有较强的环境调节能力，适合园艺植物的周年生产。2020/2/28设施园艺学362020/2/28设施园艺学372020/2/28设施园艺学38拱圆屋面温室这种温室的特点是屋面为拱式弧形，覆盖材料为塑料薄膜，温室四周亦是采用透光材料制成，具有透光性好的特点。根据屋面的连接方式也可分为单栋式和连栋式两种类型。温室内部空间高大，配套设施比较齐全，环境调节能力较强，适合园艺植物的周年生产。2020/2/28设施园艺学392020/2/28设施园艺学402020/2/28设施园艺学41复习思考题（名词解释）：风障；阳畦；抢阳畦；槽子畦；温床；小拱棚；塑料薄膜大棚；温室；2020/2/28设施园艺学421.简述风障的结构和性能2.简述冷床的结构和性能3.简述酿热温床的结构和性能4.简述电热温床的结构和性能5.简述小拱棚的结构和性能6.简述塑料大棚的结构和性能思考题2020/2/28设施园艺学43