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高老师新型塑料温室大棚推广站设计的图纸

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最后更新: 2018-03-16
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 高老师新型塑料温室大棚推广站设计的图纸,适合农业、林业、畜牧、水产、娱乐、光伏发电、生态园、环保等领域,造价低、抗风强、跨度大、保温好,六年才更换一次棚膜、

目前的日光温室或大棚,存在许多设计不合理的地方,直接影响了日光温室或大棚的发展。我是一位专门从事大棚结构设计的工程师,由于我退休多年,大家都称我高老师。我设计的新型塑料大棚,经过在全国各地十多年的实践,获得成功。已在内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、江西、河北、江苏、广西、山西、陕西、甘肃、山东、湖北、新疆、河南等二十几个省推广、建成了数千余栋,效果良好,并经历了特大风暴和大雪、冰雹的考验,八年前在包头建的大棚、膜未换,还在使用。

设计中我本着以下标准要求自己:同等强度,追求造价最低;同等造价,追求材质最优;同等材质,追求跨度最大;同等跨度,追求强度最坚。

我负责提供详细施工图纸并网上教会农民和焊大棚架子的师傅看懂大棚图纸,指导施工。也可以协助推荐施工队伍。

高老师大棚的主要设计思想与特色是:

    1、只有科学设计才可能有效降低建设成本。

    只有经过力学计算,才能选择最小的钢材断面和最大的拱架间距,从而使材料的性能既得到充分发挥,又能满足强度需求。用材减少了,成本自然会降下来。再比如,改进温室的墙体、基础,选择更合理的形状,科学选择最佳的大棚膜、保温设备和材料,都能有效的降低建设成本。曾经有这样一组调查数据,一套科学的设计图纸将给建设者节约相当于几十倍他所支付设计费的资金。另外,只有科学设计才能保证大棚结构的安全,真正满足抵抗外来荷载(如狂风、大雪、冰雹、暴雨)的能力。十多年来,我设计的主拱架间距,许多达到3.4米,单跨跨度可达到20米,钢材多采用8-12的圆钢筋和4分管。从没发生过一起倒塌事件。

    2、适当增加单体大棚的跨度和高度,

    这样一来,就可以在同样面积的土地上扩大棚内空间,从而能迅速提高大棚的保温效果。原因很简单:一碗水易凉,一缸水不易凉。另外适当增大跨度还能有效降低大棚的平米造价。

3、选好膜可延长使用寿命并能抵抗冰雹和大风。

    最好的膜可连续使用6-10年。当然膜好,价钱要贵些,这点钱是可以从骨架的设计上随手找回来,其原理也很简单:好膜抗拉强度大,膜可以绷得很紧,拱架间距便可加大,拱架数量也就减少。多年来我推荐的农用编制大棚膜为广大农民带来了极大的帮助。

    4、单拱双侧落地式大棚(俗称拱棚),最具优势。

这种大棚,受力最合理、造价低廉,可充分利用土地、能最大限度吸收太阳能。也许有人会说,没有后墙如何吸热,保温,其实墙体在温室大棚中既不能起到吸热作用,更不能起到保温作用。打个比方吧:带墙体的温室,如果没有保温被,其棚内温度与拱棚是一样的。真正起保温作用的就是棉被,储存热量的物质主要是棚内的土壤和作物。也就是说拱棚加盖棉被是降低成本,同时又能达到温室效果的最有简便的办法。

 5、增设端部抗风柱、在端部开设门窗,便于货物和人员进出和冬季通风。同时解决了烟筒、风机等的安装问题。整张大棚膜全部的张力,通过压膜槽作用在两端门窗梁柱和抗风柱上。这样一来,还便于棚膜的松紧调节。更重要的是:仅这两根抗风柱便可提高大棚的整体抗风能力一倍以上。

6、大棚受力拱架与支撑棚膜的副拱架分离可扩大拱架间距,又不至于造成棚膜过渡塌腰。充分发挥各自应有的作用,从而较大幅度降低建棚的造价。

7、大棚结构采用钢结构,因为钢结构强度大、费用低、便于加工和安装。钢结构又分两大类,各有优缺点,要因地制宜选择:

1、焊接式钢结构,一般多采用以钢筋棍为主的三角断面空间拱形桁架或上下弦为钢管的平面桁架结构。在较低建设成本的前提下,有效地提高了大棚跨度、抗风雪能力、耐锈能力,便于了非专业队伍单栋施工,也不需要配备弯管设备(很贵且危险)。仅用12圆的钢筋便可以将最大跨度设计到15米,如采用钢管,便可以将跨度加大到15米至27米。这种结构也可以设计成联动大棚。

制作高精度且十分坚固的拱架胎膜,是焊接钢拱架制作时用于弯曲、定位、成型以及防止焊接变形的关键模具。这一点,我将在施工法一节中详细讲述。

2、装配式大棚,一般采用直径22—32的热镀锌钢管,或是椭圆管、几字形、矩形管。便可建成单拱或连拱的农用大棚。其优点是:人工成本低、工期短、拆装方便、耐腐蚀性好。特别适合春秋大棚、但最好由专业队伍大面积施工。缺点是抗风雨能力差,跨度、高度小。

8、利用棚内边缘土地,增加拱架垂直段。在传统圆拱大棚的基础上增加一米左右的垂直段, 不但使棚内土地得以充分利用,同时又为两侧砌筑墙体、开设门窗提供了可能性。还为实现联栋大棚提供了新的思路。在养殖大棚中,垂直段一般与围栏等高,用大棚的骨架代替了围栏的一侧,从而降低了养殖棚的总体造价。

9、扩大大棚的使用领域。塑料大棚属于建筑学科中的“膜结构”范畴。只是最早用于农业,它可以作养猪 养羊、养鱼、养牛、养禽类、蔬菜、花卉、果木、蘑菇大棚,也可以做成工业厂房、仓库、农家乐、生态园、钓鱼馆、污水处理间、晾晒棚、小型游泳馆、体育场馆等使用。 

10、传统大棚的钢筋混凝土基础有明显的力学失误   

传统大棚的拱架的钢筋混凝土基础与我们平时的住宅基础受力是完全不同的。钢骨架基础主要作用是防止前后左右的摇摆。而不是承受压力(当然如果必须要砌筑墙体除外)在基坑内灌注少量混凝土,夯实周边土就足以。

对于跨度小于12米的焊接式中小棚,也有不浇筑混凝土的,但需要对土下部分的钢材加刷环氧油漆,以防锈蚀。原土回填,最后分层夯实周边土。

对于装配式单管拱架大棚,如果是自家使用的,也可以简化成不用挖坑,只要先对土下部分的钢材加刷环氧油漆,以防锈蚀;拱架两侧插入基础孔,达到预想的深度。最后夯实拱架周边土即可。

但有一点要特别强调:由于大棚两端的四根抗风柱以及棚内的中柱是大棚的主要受力结构,所以,这些柱子的基础还必须浇筑混凝土,并分层夯实基础周边的土,以防柱体受力歪斜。

在这里我还要讲一种全新的,施工最简便基础:我起名叫《无开挖式螺旋式地钉大棚钢骨架基础》。

先介绍一种全新的大棚配件:螺旋地钉,如下图(还有其他样式的)。

先将土壤略夯,将地钉拧入土中,再夯实。地锚有很强的抗拔能力和抗前后左右的摇摆的能力,也具备一定的抗压能力。

地钉的长短,粗细,使用数量是要根据钢骨架的跨度、高度、所处地区不同而有所区别。其平面布置应该是由2-3根螺旋地锚拧入钢骨架基础部位外侧10-15公分土中(拧入方向:可垂直向下或向外与地面成60度夹角),旋耳露出地面,找好标高,做好标志,最后用U形钢筋将旋耳与钢骨架的每一根立杆根部相焊。基础便完成了。

    11、温、冷两用大棚。在普通拱棚跨度大约三分之二处用塑料反光膜(银蓝膜)设置活动分割间,整体覆盖保温被,挑战目前传统的日光温室,以多重中空大棚膜和保温被代替砖墙,可大幅度降低建设成本(50%)。节能土地,提高抗风雪能力,便于常年施工,实现了冬季是暖棚,夏季变成冷棚的革命性突破。

这种大棚由于内部增加了一根立柱,分散了大棚的荷载,所以拱架钢材直径选择可降低一号,从而与同跨度拱棚相比不增加整体造价。

    12、目前常用的架空双层塑料膜保温大棚

双层膜大棚是许多从事大棚建设的人都在苦苦追寻着的梦想。希望有一天能建成一座有较好保温性能又不使用棉被的理想大棚。这是他们受到双层玻璃窗保温的启示而产生的联想并为之前赴后继地努力。不断推出各种各样的双层棚膜的大棚。

大家都知道,热量的散失是通过热传递的三种方式:传导、对流、辐射来实现的。抑制这三种方式的任何一种,都能够起到一定的保温效果。大棚保温棉被主要就是抑制传导,也抑制部分对流和辐射。

大棚保温棉被经过多年的使用,人们发现它有许多缺点,从投资来看,棉被产生的费用要占到总投资的30-50%左右。

不断推出各种各样的中空双层棚膜大棚就是想绕开这巨大的费用支出和使用上不便,去寻求一种更佳的设计方案。

可现实是残酷的,科学容不得半点虚假。中空双层大棚膜只能部分抑制传导和对流,却不能阻止辐射,所以效果均远低于棉被。就像暖水瓶一旦漏气或取消镀银反光层后,保温效果就会大幅降低。

另外,双层大棚膜对于太阳光的入射起到了极其有害阻挡作用。曾有人想通过多层膜来提高棚内温度,理论上的误读必然要导致失败的结果。

目前常用的架空双层塑料膜保温大棚有以下四种

12.1、采用在棚内部,用高透明膜吊顶结构,这一方案保温效果明显好于单层大棚。难点是两端的密闭,因为一切大棚的保温都必须在棚膜密闭的前提下才有效果。俗话说:针大的孔,斗大的风,多少热量都会从缝隙中被“对流”掉。另外,随着压膜槽的不断改进,卡簧已经有了一种带弯钩的新产品,可吊绳索,这为双层膜下种植爬绳类植物创造了条件。(见下图)

白天将内膜卷起一部分,叫阳光直接照射,晚上放下密闭起来,效果会更好。 

12.2、在大棚内增设“中棚

    这种方案是最廉价,最便于操作,最巧妙的办法。这种方法有效提高了棚内局部区域的温度。当棚中棚几何尺寸达到3米(跨度)*1.8米(株距)*2.2米(净高)以上时,称为“中棚”,放置在大棚中。就是标准的双层棚了。

这种方案可提高棚温6度以上。适合育秧或抢种反季节蔬菜。已经给农民带来可观的收获。如果棚中棚上再覆盖反光轻质的保温材料,效果会更好。

    棚中棚选择高透光率极佳的4丝的薄膜即可。最好白天朝阳面撩起考虑到中棚使用时段为全年最冷的天气,将其作为育苗育秧使用最为合理。待到天气转暖,便可拆除收起来。大棚拱架便可下垂吊绳,供蔬菜生藤爬蔓。此外,这种折叠式轻型骨架,还可以用于春季棚外大地的育秧。

12.3双层骨架“棚中大棚”,并盖内保温被。

只是内棚比上述的“中棚”大许多,一座大棚内只盖一个,即用镀锌钢管做骨架的装配式普通型大棚(也可以是普通型焊接式骨架)。白天用手摇卷膜机将内部大棚的薄棉被卷起,晚上放下。棚中大棚由于处在无风、无雨雪冰雹的稳定环境,加盖轻质反光防水保温棉被(见下图)。效果就很好,这种方案可提高棚温10度。

   从理论上讲,采用棚内反光保温被对棚内白天的热量进行保温。要比棚外加盖同样的保温材料要有效得多。这一理念的基础是:棚外环境是有风,对流散热十分明显,且伴随传导。而棚内空气属于静止,几乎没有对流和传导,只要能将辐射散热限制在最低范围,就能起到良好的保温效果。难点是要选择重量轻的材料,以便白天卷起、晚上放下。目前银蓝膜或轻质反光防水保温棉被就是理想材料。下图为温室内的“大内棚”的棉被保温。

以上方法还揭示了一个平时我们没有关注的简单道理,这就是:明确了我们到底是希望保住整个大棚的温度还是只保住局部的温度,答案很明显,是后者。局部越小,越容易保,就像盖被子睡觉一样。另外,这种方法并不是说对外棚就不做保温了,而是将传统外部的厚棉被换成一层银蓝保温膜,以减少辐射散热。这种方法较传统外部的厚棉被法可提高温度4度左右。卷帘机可全部换成手动。

12.4,在棚内增加棚内伞。为防止养殖棚顶的雾滴水和夏季过嗮问题,在棚内增加棚内伞,效果良好,如能在某个围栏四周围出棚内小房,还可作为产房、羔房或生活间.

13 、目前,在农业补贴政策上有时会遇到,拱棚即使盖了棉被也只每亩补贴3千,而带后墙的温室则补贴10万。

面对这一现状,我设计了《框架结构带后墙温室》。这种日光温室大棚是在目前常用温室的基础上加以改良,使之更加坚固耐久,跨度更大,造价大幅度降低。

从对大棚后墙的受力分析来看,后墙除了保温蓄热功能外,主要是承受拱架的压力和推力,还要承受上方坡屋顶以及上部站人的荷载。墙体太薄了,就无法抵抗这些外力。所以,目前的温室后墙普遍很厚,造价也就随之上去。减少后墙厚度的有效方法是将拱架不再搭在后墙上,而是将拱架靠墙一端增加立柱,使其自身形成框架,墙体只起封闭作用。后墙的保温可粘贴聚苯板,也可以将砖墙改为挂保温板或直接挂棉被。

另外,我还建议取消上人屋面斜坡屋顶,理由是:上人屋面斜坡屋顶造价很高,且不安全。目前各类大棚保温被的卷被机使用效果都不错,一般为下推式和侧卷式,并不需要人再上棚顶卷被了

 我还建议工人休息室放在棚内,既改善了生活环境又大幅度降低了建设成本。

    14、我提倡的连栋式大棚。

    我不提倡常规以型钢为主材的整体式联栋大棚,无论是玻璃,阳光板大棚,还是上薄膜的大棚。理由是,此类大棚受力复杂,顶部缝隙多,所以造价高,单跨跨度小,保温差,通风不好,温度不均匀,冬冷夏热,不易维修,运行成本高等。

    我提倡的是以钢筋、钢管为主材的分体连栋式大棚,每跨自成体系。比上述大棚,不但强度高,跨度大,而且降低造价50%左右。采用的是将单体大棚增加垂直边柱,棚棚相邻,缝隙间距10-40厘米,缝隙下部设地面排水沟,可单体隔断亦可连通使用,克服了常见大棚排雨水不畅,除雪困难和压膜线难以设置的难题。

15、住宅连体大棚。巧妙地解决了北方住宅冬季无需采暖或减少采暖的难题,同时提高了室内湿度,夏天还能遮凉挡雨。北方的农民过上了江南人的生活。如果将后房用于养殖牛、羊、猪、鸡,效果也不错。

16,带保温被的“冷棚”。目前我已设计并建成拱曲面为铺设银蓝色反光保温膜(其原理是减少辐射带来的热损)两侧山墙为双层膜中空结构。 清晨将蓝膜卷起,晚上将保温被落下。实现单拱落地式大棚带保温层的历史性跨越,夏天还可以用于遮阳,从而延长大棚可种植器期1-2个月。这种大棚,操作方便,降低劳动强度,又避免了大雪将大棚压塌。

17, 大面积池塘冬季保温大棚。针对目前大面积池塘冬季保温大棚的需求,我设计了多跨连拱水面联接的大棚方案。但这种大棚只适合于池塘内可立桩柱的浅水(2米以内水深)区域。对于不适合立桩的池塘,则可采取“悬索”结构。

  

     18、降低棚内温度的途径  

    一,加强通风。又有底部通风,中部通风,开天窗三种

二、遮阳。又分用遮阳网和银兰保温膜(夏季遮阳,冬季保温)两种。

三,上降温设备包括:风机湿帘,棚内顶部雾状喷淋和棚外顶部雾状喷淋。

19、随着近期我的又一项“实用型新专利---柔性挡风墙”的颁布,北方地区防风、治沙、防雪埋的人工“速生林”(柔性挡风墙)开始推广,并显示出强大的生命力。对于风力较大的地区,为实现局部大棚群的整体抗风能力,我提出在主导风向的上风头建设一道或两道“柔性挡风墙”,改善局部的生态环境,被许多用户采纳。大幅度降低了大棚群的整体建设造价,同时也延长了大棚膜的使用寿命。

20、随着光伏发电技术的推广,大棚群落安置光伏发电成为一种需求。而柔性挡风墙的立柱正好成为光伏发电板的合理支架,它能够满足了光伏发电板不能遮挡大棚,可随意调整高度,要有极好的抗风能力,又要临近大棚等需要。

最近又有一项新技术:光热板,这项技术将可能将冬季大棚内取暖和夏季棚内局部降温发挥新的引领作用。

    21, 我叫高和林,内蒙古包头钢铁公司设计院退休土建高级工程师,原设计院院长。

 经过十多年的努力,我积累了上百套不同类型的大棚图纸,千余张大棚照片和一部分施工技术资料。2014年我又写了一本《塑料温室大棚设计与建设》的书,已由中国农业出版社发行。引起强烈反响,许多读者在阅读了我的书后,与我联系,感谢此书对他有拨云见日之感。

要求购买《塑料温室大棚设计与建设》的朋友,可以在网上查询购书网站购买,淘宝上有打折销售。

近一年来我又根据广大读者的要求,着重从降成本角度写出一系列论文。

22, 鸟巢温室是一种基于仿生物学的一种新型温室,它利用自然界鸟类筑巢的三角交叉法,及结合蜂巢的六角加固方式复合而成的高强度耐灾害性天气的曲面球体温室。它的发明填补了当前国内常规温室产业存在的众多技术空白,也为温室产业的多元化发展丰富了内容。

 从外观来说,具有美观性与新颖性。是半球形或飞蝶形构造,具有球体表面积最小化空间最大化的几何特性,与普通温室相比能节省材料30-50%,空间空旷度更好,田间操作无支柱阻碍的大跨度大空间优势。但由于造价很高,推广尚难。

鸟巢温室球体结构,能发挥强大的鸡蛋壳效应,从而使具有强大的抗雪性,另外球体没有正的迎风面,使温室形成强大的抗风性,再加上内部的大跨度无支柱结构,形成了温室强大的抗震性,局部的三角形构架形成了温室结构的稳固性。

需要温室大棚图纸的朋友请您仔细考虑好所需图纸的跨度、强度等级。每套电子版图纸根据不同跨度仅收工本费100-400元(每套图纸市场价值都在2000元以上,对于有困难的人,我还可以考虑减免收费)。另外我还负责在网上免费讲解部分施工技术,直至投入使用。目前,常用单体跨度有: 6米、7米、7.5米、8米、8.5米、9米、10米、11米、12米、13.4米、15米、16米、18米、20米、22米。强度等级为两类:普通型(抗8级风,中雪)和加强型(抗9级风,大雪)和坚固型四种。十级以上大风地区可采用加坚固型图纸并适当加密拱架间距。其他类型图纸,要适当加收设计费。

针对目前使用的塑料布强度低寿命短的现状,我推荐采用广东生产的编织农用大棚膜,强度为普通棚膜的3.5倍,抗老化性是普通棚膜的三倍,2007年获中国名牌产品证书。如果农民习惯用普通农用大棚膜,适当修改设计也就可以。

特别提示: 联系我时,请说是在我的温室网看到的,谢谢!
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