在前幾天的文章中,我們?yōu)榇蠹医榻B了溫室主動(dòng)吸熱和儲(chǔ)熱的方法,(點(diǎn)擊閱讀真是絕了!后墻、骨架、地面,溫室主動(dòng)儲(chǔ)放熱的方法這么多!)。今天繼續(xù)為您介紹以主動(dòng)儲(chǔ)放熱技術(shù)為基礎(chǔ)的日光溫室墻體結(jié)構(gòu)的改良和創(chuàng)新,多種多樣的主動(dòng)蓄熱溫室墻體,哪種和您更配呢? 所謂草墻溫室,就是用稻草、麥秸或玉米秸等農(nóng)業(yè)種植的副產(chǎn)品做溫室的墻體圍護(hù)材料。這種材料保溫隔熱性能好、可就地取材、成本低廉,而且還為解決農(nóng)作物秸稈難處理的問題開辟了一條新途徑。 草墻建設(shè)的方法有兩種:一種是先將草秸打成方捆,像砌筑磚墻一樣,將草捆碼垛形成30~50cm厚的溫室墻體;另一種是先將草秸編制成厚度為10~20cm的草苫或者稱草磚,草苫幅寬1~2m,長度可按照溫室的墻體高度和后屋面坡長確定,施工時(shí)直接將草苫一端固定在溫室屋脊,另一端順溫室后屋面和后墻平鋪后端部固定在溫室的墻基,草苫一般采用雙層錯(cuò)縫平鋪,使溫室墻體和后屋面的厚度達(dá)到30~50cm,草墻與溫室骨架的連接多采用鍍鋅鋼絲扣接,在溫室后屋面梁和后墻立柱上每隔30~50cm固定1次。 ▲圖1-a 草墻溫室-裸露的草墻表面 草墻的表面吸水性能較強(qiáng),在日光溫室上應(yīng)用可以將草墻的內(nèi)表面直接裸露在溫室內(nèi)(圖1-a),能有效降低溫室內(nèi)空氣的相對(duì)濕度,減少溫室作物病害。 ▲圖1-b、草墻溫室-用無紡布防護(hù) 但為了增強(qiáng)對(duì)草墻的防護(hù),生產(chǎn)中對(duì)草墻內(nèi)表面大多采用無紡布防護(hù)(圖1-b),不僅保護(hù)了草墻,而且無紡布也能夠吸收和釋放室內(nèi)空氣濕度,使溫室墻體成為一種“會(huì)呼吸的墻體”。 ▲圖1-c、草墻溫室-用水泥瓦楞板防護(hù) 也有用水泥瓦楞板等不吸水的材料做防護(hù)的,如1-c。 草墻由于自身的防火性能和防水性能較差,因此在建造草墻溫室時(shí)對(duì)草墻外表面的防護(hù)非常重要。目前在生產(chǎn)中應(yīng)用的草墻外表面保護(hù)方法有塑料薄膜包裹、不織布包裹、水泥或鋼板瓦楞板保護(hù)、草泥保護(hù)、空心磚保護(hù)、外掛水泥砂漿保護(hù)等方法(圖2-a、b、c)。 ▲圖2-a、草墻溫室的外墻防護(hù)—無紡布防護(hù)
▲圖2-c、草墻溫室的外墻防護(hù)—塑料薄膜防護(hù) 這些方法的防水效果較好,但防火效果都難以達(dá)到建筑防火的要求,因此建造草墻溫室一定要加強(qiáng)溫室內(nèi)及溫室生產(chǎn)區(qū)的防火。 草是一種有機(jī)材料,在長期的運(yùn)行中容易腐爛,而且草墻內(nèi)經(jīng)常有老鼠做窩,這些都直接影響溫室的使用壽命。但從目前的使用情況來看,部分草墻溫室已經(jīng)使用了10年以上,且保溫性能仍然不減,足見這種材料的溫室使用壽命也不會(huì)太短。 和草墻溫室一樣,用工業(yè)化的柔性保溫毯或保溫被做日光溫室的圍護(hù)墻體(包括后墻和山墻)和后屋面即形成保溫被墻體日光溫室。目前在日光溫室上使用的保溫被材料有噴膠棉保溫被(圖3-a、b、c)和針刺氈保溫被(圖4-a、b)等。為了防潮、防雨、延長保溫材料的使用壽命,包裹保溫芯的面層材料都是具有防水、防紫外線等抗老化材料。
▲圖3-b、噴膠棉保溫被溫室—北側(cè)采光面
圖4-a、針刺氈保溫被溫室外景 圖4-b、針刺氈保溫被溫室內(nèi)景 保溫被墻體的保溫材料材質(zhì)輕、保溫性能好、可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化水平高,建造溫室的規(guī)范性好,尤其建材對(duì)溫室結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的荷載很小,在一定程度上能顯著減小溫室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸,從而減少溫室用材,降低溫室工程造價(jià)。 泡沫磚墻溫室是以發(fā)泡聚苯乙烯為原料,將其發(fā)泡成型為空心并帶契口的各種型材,按照溫室基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角、墻體轉(zhuǎn)角、屋檐以及標(biāo)準(zhǔn)墻體等不同部位的形狀要求發(fā)泡成型為不同形狀和規(guī)格的“成型磚”。 圖5-a、泡沫磚墻日光溫室-后墻及屋檐 施工建設(shè)中直接將不同部位的成型磚通過契口裝配在一起即形成溫室的基礎(chǔ)、墻體以及屋檐(圖5-a)。 圖5-b、泡沫磚墻日光溫室-墻體及壁柱 由于成型磚內(nèi)部為空心,而且自身質(zhì)量輕、強(qiáng)度很低,作為溫室墻體無法承載外界風(fēng)雪荷載和溫室骨架施加在墻體上的荷載。為此,這種溫室建造時(shí)在成型磚的空心內(nèi)現(xiàn)澆鋼筋混凝土立柱和鋼筋混凝土立柱的連系梁(圖5-b),立柱的間距一般為3、4m或6m,柱頂用圈梁連接,溫室屋面骨架通過柱頂圈梁將荷載傳遞到后墻立柱。 為了增強(qiáng)立柱的整體性,沿立柱的高度方向每隔1.5~2.0m設(shè)置1道沿溫室長度方向通長的縱向連系梁,通過地梁、圈梁和中間連系梁將所有立柱形成一個(gè)平面網(wǎng)架。由于立柱、圈梁、地梁和連系梁均暗藏在空心成型泡沫磚的內(nèi)部,這些導(dǎo)熱系數(shù)很大的鋼筋混凝土構(gòu)件完全被保溫隔熱性能良好的泡沫磚所包圍,因此這種墻體結(jié)構(gòu)基本不存在結(jié)構(gòu)件引起的傳熱“冷橋”。 圖5-c、泡沫磚墻日光溫室內(nèi)層儲(chǔ)熱層 從溫室墻體結(jié)構(gòu)講,這種墻體仍然是一種只有保溫隔熱單一功能的圍護(hù)墻體,自身沒有儲(chǔ)放熱能力。為了彌補(bǔ)墻體的儲(chǔ)放熱,除了采用主動(dòng)儲(chǔ)放熱技術(shù)外,在溫室的后墻內(nèi)側(cè)通過鋼筋混凝土護(hù)板增設(shè)一層500mm厚土層,高度距離地面2m,即可實(shí)現(xiàn)被動(dòng)儲(chǔ)放熱墻體的功能(圖5-c)。生產(chǎn)中在500mm厚的土層上也可以種植葉菜類蔬菜或盆栽植物,不會(huì)造成溫室種植面積的浪費(fèi)。 生產(chǎn)實(shí)踐證明,這種類型的溫室也具有良好的儲(chǔ)放熱和保溫隔熱性能,在華北、新疆等地應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)喜溫果菜類蔬菜的安全越冬生產(chǎn),而且使用壽命較長。 發(fā)泡水泥墻溫室,就是用發(fā)泡水泥通過自發(fā)泡形成墻體的一種溫室形式。發(fā)泡水泥自身質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、熱阻大、保溫性能好,而且是現(xiàn)場發(fā)泡成型,墻體無接縫、密封性能好。這種溫室墻體可深入地基形成溫室四周的絕熱層,可完全隔絕室內(nèi)熱量向室外的傳導(dǎo)。因此是一種保溫性能非常高的日光溫室形式。
但這種溫室墻體施工需要大型建筑模板(圖6-a),施工時(shí)先支好墻體模板,然后將配置好的發(fā)泡水泥灌注進(jìn)墻體模板中,隨著發(fā)泡水泥的不斷凝固和膨脹,將自行填充建筑模板的空間,拆除模板即形成溫室墻體。由于發(fā)泡水泥在凝固的過程中需要養(yǎng)護(hù),而且墻體養(yǎng)護(hù)都是在現(xiàn)場作業(yè),相對(duì)而言,溫室墻體的建設(shè)周期長,建設(shè)現(xiàn)場需要的大型建筑模板用量大,對(duì)建設(shè)溫室數(shù)量較少的生產(chǎn)園區(qū)相對(duì)建設(shè)成本較高。 此外,這種墻體材料不能自承重,溫室后墻內(nèi)側(cè)需要立柱,柱頂設(shè)圈梁,溫室承力體系實(shí)際上是一種梁柱結(jié)構(gòu),墻體只起保溫和圍護(hù)的作用。 圖6-b、發(fā)泡水泥墻溫室外墻改造 這種墻體建造技術(shù)不僅可以獨(dú)立使用建造新的溫室,而且還可以用來改造舊的溫室。當(dāng)前我國各地老舊溫室存量很大,對(duì)那些墻體風(fēng)化嚴(yán)重、開裂或漏風(fēng)的溫室,只要在原有墻體的外側(cè)建造一層發(fā)泡水泥墻(圖6-b),不僅可以大大提高溫室的保溫性能,而且溫室墻體的密封性能也得到大大加強(qiáng)。因此,這項(xiàng)技術(shù)也成為了溫室改造工程中的新寵兒。 松散保溫材料墻體溫室,如同我國早期的雙層磚墻中間夾松散保溫材料的被動(dòng)儲(chǔ)放熱墻體一樣,所不同的是雙層磚墻被透光的塑料片材或薄膜所替代,如圖7-a、b。
圖7-b、松散保溫材料墻體溫室外景 具體設(shè)計(jì)中可按照經(jīng)濟(jì)適用、就地取材的原則采用不同材質(zhì)的材料來替代磚墻。這種結(jié)構(gòu)的墻體保溫性能好,尤其到了夏季或者溫室不需要保溫的季節(jié),還可以將夾層中的松散保溫材料用風(fēng)機(jī)吸出,或直接從外層的護(hù)板下開洞使松散保溫材料從墻體中流出并集中存放,這樣日光溫室的墻體將變?yōu)橐环N由雙層透光圍護(hù)材料形成的保溫墻體,可完全克服后墻對(duì)溫室的遮光,大大提高了溫室內(nèi)光照的均勻性,從而提高溫室生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)和商品性。 滑蓋溫室從外形上徹底顛覆了日光溫室直立后墻和坡面后屋面的外形,將溫室的前屋面、后屋面和后墻光滑地過渡連接成為一個(gè)圓拱形不等屋面大棚的形狀(圖8-a、b、c)。從溫室前屋面保溫覆蓋材料的角度看,滑蓋溫室將柔性的保溫被改變成為剛性的弧形蓋板,通過滑動(dòng)蓋板覆蓋或揭開溫室的采光面,實(shí)現(xiàn)溫室的白天采光和夜間保溫。 圖8-a、滑蓋溫室-南側(cè)采光面
這種溫室結(jié)構(gòu)除了屋面的保溫蓋板能夠滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)采光屋面的覆蓋和揭開外,溫室的山墻也能部分地打開,上午提早打開東側(cè)山墻、下午延后關(guān)閉西側(cè)山墻,可有效延長溫室的采光時(shí)間,增加溫室有效光照,尤其對(duì)提高溫室兩側(cè)山墻附近地面光照水平和光照均勻度都具有非常積極的作用。 但由于這種溫室驅(qū)動(dòng)保溫蓋板和滑動(dòng)兩側(cè)山墻均需要機(jī)械傳動(dòng),溫室的傳動(dòng)設(shè)備、溫室主動(dòng)儲(chǔ)放熱設(shè)備以及溫室的保溫板等設(shè)備和材料的成本較高(據(jù)測算,每畝溫室造價(jià)50萬元左右),在很大程度上造成了推廣應(yīng)用比較困難。 作者:周長吉(農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院) |
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