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guandang.net/ 南京农业大学农业设施工程学

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第六章课件

第六章 [此处图片未下载成功] 主要内容

第一节

第二节

第三节

第四节 连栋温室的分类及功能连栋温室的结构性能与设计 连栋温室的建筑施工 连栋温室的环境调控系统与设备 [此处图片未下载成功] 现代化温室概念现代化温室 主要是指大型环 境基本不受自然 气候的影响、可 自动化调控、能 全天候进行园艺 作物生产的连接 屋面温室. [此处图片未下载成功]

第一节 连栋温室的分类及功能

一、根据用途和使用功能可分为:植物观 赏温室 种植 温室林蔬花 木菜卉 育种种 苗植植 养殖 温室 养 点小 殖气品外候 种 观特 科研教 学温室 生态 餐厅 花卉展 厅温室 照产 种植面脱物 积毒组 要小 等织求温 试培严湿 验养格光 生育检疫检 验温室 [此处图片未下载成功]

二、根据温室内温度分类 ~30℃ ~16℃ 高温温室热带种类植物 冬季促成栽培 ~20℃ 低温温室亚热带、暖温带 常绿植物, ~5℃ 中温温室热带高原、亚热 带种类植物,

1、 2年生草本花卉 播种 储存不耐旱的球 茎及扦插月季. 冷室亚热带、暖温带植 物越冬,储存水生 植物、其他耐寒力 强的宿根和球茎 [此处图片未下载成功]

三、 根据钢骨架构件 的连接方式 装配式温室 焊接式温室 [此处图片未下载成功] 装配式温室铆接费料费工,在温室、塑料大棚这样的轻 型结构中采用较少.螺栓连接的优点是装拆方便, 安装时不需要特殊设备,操作简便,是装配式温 室建筑的主要连接方式.卡具连接已成为大型温 室构件联结的主要形式,其特点是装配方便,不 损伤钢管表面,拆卸容易,联结坚固.承插连接 和楔连接的联结牢固性http://doc.guandang.net/ba95bd452f34066121e59f146.html稍差,不能承受较大的荷 载.如遇大风、大雪袭击时,应及时检查防止松 脱而引起骨架损坏. [此处图片未下载成功] 焊接式温室焊接式温室是将制作好的构件运到温室建 造现场后,再用焊接的方式将各构件连接成为 温室骨架.焊接是现代钢结构的联结方法之一, 优点是不削弱焊件的截面,构造简单,制造加 工简便,便于机械化、自动化作业,可以工厂 化生产也可以现场施工.焊接的不足在于焊口 附近的构件表面防护层会遭到破损,需在焊后 进行专门的防腐处理. [此处图片未下载成功]

四、根据屋面形式人字形 拱圆形构造简单 受力合理 用材少 施工方便 利于雨雪滑落 采光好 光照均匀 风载荷影响大 热负载大 锯齿形圆拱形屋面 垂直通风窗 锯齿形单屋面 双坡单屋面 双坡多屋面 锯齿形多屋面 [此处图片未下载成功] [此处图片未下载成功]

五、根据覆盖透光材料1.玻璃温室 以玻璃为采光材料,寿命最长,适合不同地区 和各种气候条件.玻璃有普通透明平板玻璃、钢化 玻璃、吸热玻璃等. [此处图片未下载成功] 2.连栋塑料温室 重量轻、骨架材料用料少, 遮光率小 造价低, 使用寿命长 .塑料膜温室 .聚碳酸酯板温室 [此处图片未下载成功] 覆盖层数不同单层覆盖 双层覆 盖 [此处图片未下载成功] 卷材塑膜温室其覆盖材料主 要为PE、PVC、EVA等柔性塑 料膜材料,其厚度在0.1~0.2mm,透光率在90%以上,使用寿 命在3年以上,一般不少于2年. 片材塑料温室其覆盖材料为硬质波纹板或硬质多孔 结构板, 波纹板厚度在1mm左右,多孔结构板有双层和三 层结构,厚 度从8~20mm,使用寿命一般在10年以上. [此处图片未下载成功] [此处图片未下载成功]

第二节 ://doc.guandang.net/ba95bd452f34066121e59f146.htmlr连栋温室的结构性能 与设计电 暖交通

一、建筑规划

(一)场地选择需考虑因素: 水气候地形 地质 土壤 [此处图片未下载成功] 1.气候条件 气温 光照 风 冰雹 雪 空气 质量 [此处图片未下载成功] 2.地形与地质条件 坡度过大, 温度分布不均 连栋温室: 1.水位 2.承载力 坡度过小,排水不畅 [此处图片未下载成功] 3.土壤条件 沙土:储藏阳离子能力差, 养分含量低但养分输送快 黏土:与沙土相反现代温室的特点要求:高密度种植, 需要准确而迅速的达到施肥效果. [此处图片未下载成功] 土壤的物理性质土壤的 团粒结构 渗透排 水能力 土壤吸水力 土壤透气性 [此处图片未下载成功] 4.水、电、交通 水质、水量可靠、稳定的电源: 采暖、降温、人工 光照、营养液循环 准备两路供电或 自备发电设施 尽量选择有工厂余 热或地热的地区 为降低费用, 产品保鲜,温 室应选在交通 便利的地方. 交通[此处图片未下载成功]

(二) 场地的规划1.建筑组成及布局场地:通风、 采光、土壤水 明沟:沟深35mm, 宽40cm 天沟 明沟 排水干渠 [此处图片未下载成功] 1. 建筑组成及布局 一定规模的温室群,还必须有相应的辅助设施,如水、电、暖设施,控制室、加工室、保鲜室、消毒室、仓库、办公室等. ①仓库、锅炉房、水塔应在温室群北面,以免遮阳;

②烟囱应在主导风向的下方;

③加工、保鲜室、仓库与种植区之间要有利于交通. [此处图片未http://doc.guandang.net/ba95bd452f34066121e59f146.html下载成功] 2. 温室的间距 一般以冬至日中午12 时或其前后一个时间 段,前排温室的阴影不影响后排采光为标准. 在降雪区域,相邻温室至少要留有3.0m的距 离,防止滑落的积雪过高损坏侧墙覆盖材料. 泰山的经纬度: 117.1,36.3;

冬至中午太阳高度角约为30&

#176;

北京市: 北纬 39&

#176;

57'

[此处图片未下载成功] 3. 温室的朝向(屋脊的走向) 温室的朝向影响其光照环境和经济效益. 随着纬度的增高,E-W 方位的日平均透光率比N-S 方位的明显增大. 对于以冬季生产为主的玻璃温室(直射光为主), 以北纬40&

#176;

为界,大于40&

#176;

的地区,以E-W 方位 为佳,小于40&

#176;

的地区,则以N-S 方位为宜. 对于E-W方位的玻璃温室,为了增加上午的光照,建议将朝向略向东偏转5&

#176;

~ 10&

#176;

为宜. [此处图片未下载成功] 对我国玻璃温室的初步研究成果表6-1 北京地区(北纬39057'

)玻璃温室建筑方位比较 W方位日平均透光率比N-S 方位高7%左右 室内光照不够均匀,屋架、 天沟、管线形成固定阴影 S方位日平均透光率小,但早晚 透光率高于E-W方位 无相对固定的阴影带, 光照比较均匀 [此处图片未下载成功]

二、建筑设计

(一)建筑规格与型号 1. 型号LW 天沟高度,m 跨度,m控制类型:Z为智能化,B为半自动,S为手动 覆盖层数屋面外形特征代号:R为双坡单屋面,RR为双 坡多屋面,J为锯齿形单屋面,JJ为锯齿形多屋 面,G为圆拱形屋面. 覆盖材料代号:S为塑料薄膜,B为玻璃,P为PC板 连栋温室代号: 连、温 两汉字拼音的首字母. [此处图片未下载成功] 2.尺寸规格 温室采用单元尺寸、总体尺寸两种方法描述 温室的建筑尺寸. C 温室的单元尺寸:主要包括跨度、开间、 檐高、脊高等. C 温室的总体尺寸:主要包http://doc.guandang.net/ba95bd452f34066121e59f146.html括温室的长度、 宽度、总高等. [此处图片未下载成功] [此处图片未下载成功] (1)温室的单元尺寸 跨度:指温室内相邻两柱之间,垂直于屋脊方向的中心距离. 对于单屋面温室,即为相邻天沟中心线间的距离 通常,温室跨度规格尺寸为 6.0m、6.5m、7.0m、7.5m 、 .0m、8.5m 、 9.0m、 9.5m、10.0m、12.0m 、15.0m引进温室跨度规格尺寸为 6.0m、6.4m、7.0m、8.0m、9.0m、 9.6m、10.8m、12.8m. [此处图片未下载成功] 开间:指温室相邻两柱之间,平行于屋脊方向的中心距离.通常开间规格 尺寸为2.0m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m 檐高:指温室柱底到温室屋架最高点之间的距离. 温室檐高规格尺寸为3.0m、3.5m、4.0m 、4.5m .脊高:指温室柱底到温室屋架最高点之间的距离.通常为 檐高和屋盖高度的总和. 温室屋脊高度一般在3.3~6.0m之间 [此处图片未下载成功] 长度:指温室沿屋脊方向的总 长度.一般指两山墙中心线之 间的距离,等于开间距与开间 数的乘积. 宽度:指温室沿跨度方向的总 长度.连栋温室总宽度等于跨 度与跨数的乘积. 总高:指温室柱底到温室最高 处之间的距离,最高处可以是 温室屋面的最高处或温室屋面 外其他构件(如外遮阳系统 等). (2)总体尺寸自然通风温室最大宽度不宜大于50m,最好在30m左右.单体建筑面积宜在 1000~3000m2之间;

机械通风温室进排气口 的距离可扩大到60m,最好在50m左右.单体建筑面积在 3000~5000m2之间. [此处图片未下载成功]

(二)剖面设计 1.室内地坪高程大型生产性温室,为了机械和管理人员出入方 便和节省工程量,常将室内地坪与室外地坪定为相 同高程.对一些建于严寒地区的小型温室,则宜于 降低室内地坪,甚至采用半地下式建筑方式,有利 于室内保温,特别是保持较高http://doc.guandang.net/ba95bd452f34066121e59f146.html的地温,同时还可以 增加室内的湿度有利于冬季生产.这时室内外的连 接可采用坡道或台阶踏步连接. [此处图片未下载成功] 2. 跨度 温室跨度(中间无支撑柱)与温室的结构形式、结构安全、 平面布置等有关.选用的原则是:在保证结构安全的条件 下,求得 建筑造价最低.对于单栋温室,跨度小,易受外 界气候变化的影响,但容易通风. 因此,从南方到北方,跨度应逐渐加大,南方单栋温室跨 度采用 4~6m,黄河流域到京津地区,采用

8 ~ 10m,东北、内蒙,采用 12m 左右较为恰当. 对于连栋温室,应综合考虑结构、栽培、作业等因素. [此处图片未下载成功] 3. 檐高 从通风和促进植物光合作用的角度,檐高高些比低些有 利,但从造价和节省能源以及结构安全的角度,则低些 较为有利. 机器耕作或运物的温室,一般在山墙上开门;

双坡面单栋温室,一般檐高

2 m左右;

生产苗木、果树 或多层立体栽培的温室,一般檐高>

2.3m . 室内设有保温幕的温室,檐高可相应增加0.1-0.2m. 连栋温室檐高一般为3.5m,以便于通风. [此处图片未下载成功] 4. 屋面坡度 坡度的选择同其结构受力、太阳辐射透过能力以及 保温性能等有关. 屋面坡度与透光率有密切的关系,理论上,当屋面 与太阳光垂直时,屋面对太阳光的反射最小,因此 透射率最高,如把屋面作成自动限踪的坡度可变的 活动屋面最佳,但实际上很难做到. [此处图片未下载成功] 4. 屋面坡度 屋面坡度与整个温室的日透光率有关,还与温室方 位、连栋、单栋以及地理位置有关.一年中,冬至 前后太阳辐射最弱,小寒前后气温最低. 因此,温室屋顶坡度一般根据冬至日太阳高度角来 确定,使太阳入射角控制在0-40&

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,背光面坡度 以略大于冬至日太阳高度角为宜,以减少屋脊挡光 (屋脊是南北走向的无影响). [此处图片未下载成功] 4. 屋面坡度 雪荷载的大小http://doc.guandang.net/ba95bd452f34066121e59f146.html与屋面坡度角θ 的大小成反比,且当 θ≥50-60&

#176;

时,雪会全部自由滑落,雪压为零.对 于风载而言,迎风面 θ<

30&

#176;

时,风对温室屋面产 生向外的吸力,当θ=30 &

#176;

左右时,迎风屋面风压 为零,当θ>

30&

#176;

时,则产生向内的压力. 因此在设计时,如当地以雪压为主,则可采用较大 的θ 角,如以风压为主,则应采用θ≤30&

#176;

为宜. B θ L [此处图片未下载成功] 在温室的平面和剖面的设计中,除了采光问题外, 还有一个温室的保温性能与平、剖面的关系问题. 常用式(6-1)的面积比R作保温评价指标,因此有 人也称 R 为保温比. R=A0/A (6-1) ――温室建筑面积A――温室屋顶和外墙的总面积 [此处图片未下载成功] 5. 连跨数和开间数 主要根据现场土地的宽度和长度来确定. [此处图片未下载成功]

三、构造设计

(一)主体(骨架)构造温室:将透光和保温材料覆盖并固结于骨架 上形成的具有封闭、透光、和保温性能的农 业设施.功能:支撑 主要受力构件必须进行受力计算,保证强度、 刚度、稳定性. 连栋温室骨架主要构件寿命至少保证15年. [此处图片未下载成功] 1.玻璃温室构造 [此处图片未下载成功] 基础:承受温室下沉、上拔 、倾翻等荷载的建筑物底角, 常用钢筋混凝土浇筑或用砖砌成. 立柱:温室中直立的起支撑作用的构件,多用型钢制成. 天沟:屋面与屋面连接处的排水沟,常用冷轧镀锌钢板制成. 屋架:(上弦、屋面梁):将屋面撑成脊形的结构称为屋架, 温室除拱形屋顶,单坡屋顶之外,多用三角形屋架. [此处图片未下载成功] 2.塑料温室构造以 热浸镀锌钢管装配式骨架为例[此处图片未下载成功] 连栋塑料温室的屋架由拱http://doc.guandang.net/ba95bd452f34066121e59f146.html架和拱杆构成. 拱架:支持屋面覆盖物、承受风雪等载荷的桁架结构. 拱杆:塑料薄膜温室的骨架,决定大棚的形状和空间构成,对 面膜起支撑作用. 立柱:支撑拱杆和屋面,大多用圆管或方管,纵横呈直线网状 排列. 基础:承受由立柱传递下来的温室下沉、上拔、倾翻等荷载的 建筑物底脚. 拉杆:纵向连接拱架、拱杆和立柱,使大棚骨架成为一个整体. 屋面支撑:增加屋面的整体性和拱架的稳定性,布置在温室的 两个端开间,每跨布置两根. [此处图片未下载成功] 塑料温室的特点:骨架使用的材料比较简单,容易建造;

温室结构自重轻,对风雪载荷的抵抗能力弱. 要充分考虑结构的整体稳定性,选材适当,施工严格. [此处图片未下载成功]

(二)围护结构1.基础结构基础的几何形状、大小、底面距地表深度等, 都应根据地的耐力、荷载、地下水位................