專利名稱：一種冬暖型日光節能溫室及其建造方法
技術領域：
本發明屬于設施農業栽培技術領域，涉及一種日光溫室，特別是涉及一種適宜在 北諱39 4r寒冷區域建造的冬暖型日光節能溫室，本發明還涉及該節能溫室的建造方 法。
背景技術：
我國保護地蔬菜設施的研究開始于二十世紀五六十年代，在近十幾年得到蓬勃發 展。目前，日光溫室已在我國廣大農村得到了普遍的應用。通過日光溫室，使新鮮蔬菜、瓜 果實現了反季節栽培，滿足了消費者的需求。 盡管日光溫室的設計在不斷的改進提高，但現有的日光溫室仍然存在著采光和保 溫效果不理想的問題。中國專利CN1954660A"—種新型日光溫室"公開了一種通過尼龍繩壓 在V型槽內來提高采光面積的日光溫室建造技術；CN1554222A"收益穩定型日光溫室"公開 了一種日光溫室，其方位角南偏西4-6° ，墻基厚以當地歷年來凍土深度減0. 2米，在棚膜 上覆蓋一層用塑料薄膜做成的保溫幕，以此提高溫室的采光和保溫效果；CN101116408A"— 種可變傾角采光面的日光溫室"則可使采光屋面跟隨外界的光照條件改變自身傾角，從而 達到提高采光率的目的。 以上這些現有技術在不同程度上使日光溫室的采光和保溫效果都有所提高。但 是，由于中國地緣遼闊，區域性氣候變幅大，尤其在北緯39-41°區域，冬季嚴寒、晝夜溫差 大，如果照搬這些成型的日光溫室棚型，喜溫的蔬菜、瓜果不加溫仍然不能越冬，不能實現 反季節生產和春節前后上市，出現高投入，不能高產出的生產現狀，大起大落地挫傷了一部 分菜農的生產積極性，阻礙了日光溫室的發展。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種適宜在北緯39-41°度寒冷區域建造的冬 暖型日光節能溫室，該溫室能夠利用太陽輻射維持喜溫蔬菜的正常生長，進行喜溫蔬菜的 反季節栽培。 提供一種該冬暖型日光節能溫室的建造方法，是本發明的另一發明目的。
本發明的目的是這樣實現的 —種冬暖型日光節能溫室，由左右墻體、后墻體和由鋼架衍體結構與溫室棚膜組 成的透明采光棚面構成，溫室的方位角為真子午線南偏西5。，溫室長55-60米，溫室棚內 水平寬度7. 0-7. 2米，其中前坡面水平寬度5. 5-6. 0米，后坡面水平寬度1. 2_1. 7米，棚脊 高度3. 2-3. 4米，溫室整體下挖0. 5-0. 6米，溫室左右墻體厚度2米，兩側線垂直，后墻內側 高度2. 1-2. 3米，后墻體厚度以上面為最窄，最窄處2米，內墻線基本垂直，外墻線自然土 體落成斜坡，采光棚面的前底角為63。，后坡面角度為35-40° ，采光棚面距前底角垂直距 離O. 75、1.75、2. 75、3. 75米處的棚面傾斜角度分別為39。 、25° 、18° 、12° ，后坡面厚度 0. 6-0. 65米。
溫室棚膜采用7-10絲的三層共擠塑料復合棚膜，在溫室的后墻體懸掛鍍鋁反光幕。本發明在溫室的前腳線外側0. 25-0. 3米處挖有一條深0. 5-0. 8米、寬0. 5_0. 7米
的防寒溝，該防寒溝的長度與溫室的長度相同或略長于溫室的長度。
本發明冬暖型日光節能溫室的建造方法包括以下步驟 (1)選擇場地選擇地勢平坦，高燥、背風、向陽的場地。在山區，可借用自然避風向 陽的梯田坎壁、土崖后墻建造，可節省建材費用，增強儲熱、擋風、御寒保溫性能，要具備水 利、電力條件，交通方便，無"三廢"污染。 (2)確定建造溫室時間為了便于使用和減少土地熱量損失，溫室應在當地日平均 溫度14-16t:前完工，大體時間在9月20日前。 (3)場地定位及平地放線以真子午線南偏西5。確定為溫室的正南方向； (4)確定溫室群的列和排的距離溫室列與列之間距離為5米，排與排之間距離
5. 8-6. 7米； (5)下挖溫室及筑墻 ①筑土坯墻先將O. 25-0. 3米的熟土層鏟到溫室前面堆積，再下挖0. 5-0. 6米的 生土用于筑墻，用鏟土機將溫室線內的生土向后墻和左右側墻線部位鏟土，鎮壓成土坯墻， 每30厘米鎮壓一次，逐層鎮壓升高，直到要求高度； ②棚內側整齊將棚內側墻體垂直鏟土至底部，土拋到墻外，整理后棚內側地座 基礎約3.5米寬度，收頂2米； ③建后墻體鋼筋搭棚基礎在后墻體上每隔1米垂直挖25X25厘米的溝，用水泥 沙漿砌5層磚作為鋼筋搭棚基礎，先砌2-3層，放置棚架后再砌2-3層；
④建前腳線鋼筋拱棚底座基礎以磚塊或石頭與水泥沙漿做成；
⑤墻體完工后，將溫室前積堆的熟土層回填入棚。 (6)安裝鋼筋拱棚架統一制作出前底角63。，后坡面角度35-40° ，距前底角垂 直距離0.75、1.75、2.75、3.75米處的棚面傾斜角度分別為39。 、25° 、18° 、12°的鋼筋拱 棚架，將拱棚架的前后腳分別固定在前腳線鋼筋拱棚底座基礎和后墻體鋼筋搭棚基礎上， 以常規方法將鋼筋拱棚架固定。 (7)溫室前沿挖防寒溝溫室前腳線外側0. 25-0. 3米處挖一條深0. 5_0. 8米、寬 0. 5-0. 7米、長與溫室長度相同或略長于溫室長度的防寒溝，整平溝底后墊入一層塑料薄 膜，防止地下水分上返，再填入玉米秸桿或向日葵桿等保溫材料，上面蓋一層塑料薄膜，用 土蓋住，防止下雨浸透。 (8)覆蓋草簾草簾寬度1. 2-1. 5米，長度以前面將防寒溝及其以南1米地面覆
蓋，往后過棚脊后坡蓋1.5米為度。在北緯39-41°高寒地區，一般在嚴冬季節覆蓋二層草
簾和外面覆蓋浮膜5絲的防老化膜，以起到防雨、防雪、保溫和保護草簾的作用。 (9)覆蓋棚膜和張掛反光幕采用7-10絲的三層共擠塑料復合棚膜在建好的溫
室棚架上覆蓋棚膜，將反光幕接成2米寬，與溫室長度相等的反光幕，東西向懸掛在后墻上。 本發明的冬暖型日光節能溫室具有以下優點和積極效果 (1)本發明通過在采光屋面角度、大棚方位、下挖式溫室、墻體厚度、挖防寒溝、前
5后坡面比例、日光節能溫室的合理長度等多方面對溫室進行了技術改進，使在北緯39-41° 寒冷區域建造的溫室在冬至前后凌晨棚溫能達到1(TC，實現了嚴冬不加溫生產的效果。(2) 通過上述技術改進，在嚴冬"三九"天中午前后2小時左右，棚內溫度能達到35t:左右，對日 光節能溫室的氣體交換和降低棚內濕度提供了技術上的保障，使棚室能最大限度地吸熱、 貯熱，為晚上放熱創造了基礎條件。在35°C左右的高溫時，可以利用午間打開天窗進行氣體 交換和排濕，而濕度的下降又有利于蔬菜的正常生長和減輕蔬菜因高溫高濕、低溫高濕遭 受各種病害侵害的弊端。(3)本發明屬于反季節蔬菜日光節能溫室，一年可兩茬或多茬生 產，可以做到秋冬茬、越冬茬、冬春茬、早春茬、夏茬栽培，實現周年生產，并根據市場余缺調 節各茬的熟性大小來安排種植計劃。(4)本發明的日光節能溫室采用鋼架衍體結構建造，堅 固耐用、安全可靠、穩定性好，抗風雪能力較強，壽命長，一次建棚可使用20-30年。
本發明的冬暖型日光節能溫室能夠利用太陽輻射維持喜溫蔬菜正常生產，能夠進 行喜溫蔬菜反季節栽培，嚴冬不加溫生產，冬至前后凌晨棚溫能達到l(TC，陰雪天短時間 『C，基本達到作物生理溫度要求。因此，本發明的日光節能溫室經濟效益顯著，易于推廣應 用。
具體實施例方式
在北緯39-41°寒冷區域建造冬暖型日光節能溫室。 首先選擇地勢平坦，高燥、背風、向陽、交通便利的場地。 一般在9月初動工，9月 20日前結束。這是因為反季節蔬菜日光溫室一般在9月份至翌年3月份使用，為了便于使 用和減少土地熱量損失，溫室應在當地日平均溫度14-i6t:前完工，之后氣溫下降很快，如 果大棚完工較晚，約需要一月左右才能恢復大棚正常溫度，就不能保證喜溫、喜光蔬菜對溫 度的要求，只能種植葉菜類蔬菜，蔬菜產量和經濟效益大打折扣，延長了投資回報期。
為了最大限度地利用陽光，溫室多采用坐北朝南、東西延長的方位。理論上講，上 午的光合作用是一天的70%，如果是加溫大棚以偏東為好，而冬暖型日光節能溫室是為了 冬天不加溫而設計的日光溫室，在嚴寒冬季不能過早地揭開草苫，又以偏西方位為好，這樣 可延長午后日照時間，有利于夜間保溫。在北緯39-41°高寒地區建造日光節能溫室，冬季 外界氣溫很低，理論和實踐的結果是綜合采光，利用真子午線偏西5°為宜。
—般人們確定正南都以指南針為準，這樣建造的大棚就存在先天性缺陷，因為南 北極軸心為確定正南的依據，也就是真子午線，陽光照在經線上即零度經線為正南；而磁南 針的南與真子午線南存在一定的磁偏夾角，約4。偏右(以大棚座南向西而言，2007年國家 最新測定的磁偏角以大同為例)。如果溫室的正南方向為真子午線偏西5。，實際就是磁南 針的偏西9。，這樣就造成大棚的先天性不足。施工時采取正南方向為真子午線偏西5。， 或磁南針偏西r ，這樣才不至于造成大棚的先天性不足。 確定溫室群列與列之間的距離為5米，以方便蔬菜、瓜果的運輸，溫室排與排之間 的距離為6. 5米，既提高土地利用率又前排不遮后排的陽光。 建造溫室時，首先是下挖溫室及筑墻。下挖溫室的優點，一是在冬季棚溫日較差變 幅小且保溫。二是大棚后墻體2米，實際外部高度只有1. 6-1. 8米，既減輕了施工量，又減 少了阻止寒冷氣溫侵入面積，起到了事半功倍的施工效果。①筑土坯墻筑墻前先把30厘米 熟土層用鏟土機鏟到前面堆積，溫室筑墻完成后再將熟土回填。用鏟土機鎮壓土坯墻基礎，然后將溫室線內的土向后墻和左右側墻線部位鏟土，一般每30厘米鎮壓一次，逐層鎮壓升 高，直到要求高度，溫室內的土壘墻后也實現了溫室整體下挖O. 4-0.6米的目的。②棚內側 整齊以東西向線基本垂直鏟土體至底部，土拋到墻外，地座基礎棚內側整理后約3. 5米寬 度，收頂2米。③后墻體鋼筋搭棚基礎在每1米處垂直挖溝25X25厘米，用水泥沙漿砌磚 5層，先砌2-3層，放棚架后再砌2-3層。④前腳線鋼筋拱棚底座基礎用磚塊或石頭水泥沙 漿做成；⑤墻體完工后，將積堆的熟土層回填入棚。 其次是鋼筋拱棚架的焊接和安裝。①溫室棚架角度固定方法在施工場地上劃出一 條直線，確定0點，每水平按圖紙垂直量出設計固定角度點，即0. 75米處垂直量出1. 19米， 1. 75米處1. 91米，2. 75米處2. 38米，3. 75米處2. 73米，4. 75米處2. 93米，5. 5米處3. 1 米，6米處3.0米(施工時任意確定二點即可)。每點固定二條鋼支柱，并留夾鋼筋空隙，即 為設計仰角角度63。 、39° 、25° 、18° 、12° ，后坡俯角35-40° 。②溫室棚架固定和焊接 成型溫室棚架內鋼筋在外鋼筋固定架下，可采取前端和后端各隔10厘米，中間部分25-35 厘米固定鋼筋立柱，斜拉筋均為50厘米。兩根鋼筋壓入夾縫內，用短條鋼筋焊接成三角形， 固定兩根長鋼筋后，即做成一根成型棚架。由于棚架模型一樣，生產出的棚架形狀、尺寸也 一樣，保證了施工尺寸的一致性。前后基礎腳連接鋼筋的焊接方法是與基準平行線平行焊 接，施工時把立標準棚架前后基角與施工地水平線平行吻合后，就達到了設計棚面角要求， 每架成型棚架連續依此類推，焊接七根連接鋼筋即成一棚溫室。③拱棚前后腳有15-20厘 米的預埋件部分，上下左右用水泥沙漿固定。 接著是鋼筋拱棚架的固定用①10螺紋鋼筋進行固定，在棚架內鋼筋的內側前后 坡電焊固定6根，脊高處在拱架外鋼筋的外側電焊固定加強筋①16鋼一條。在大棚總跨度 內焊接7道拉筋，每條拉筋長度大于棚長4米，每邊2米，焊爪子在磚墻外固定。每棚架連 接處一側焊接加強筋20厘米。 隨后是在溫室前沿挖防寒溝。防寒溝能夠有效地阻擋棚內土壤熱量外傳和棚外土 壤低溫的內侵，防止棚前沿的作物根系受低溫傷害。因此，防寒溝是冬暖型日光溫室的重要 結構部分。具體做法是在溫室前腳線外側0. 25米處挖一條深0. 6米、寬0. 5米，略長于大 棚長度的防寒溝，整平溝底后墊入一層舊塑料薄膜，防止地下水分上返，然后填入玉米秸桿 或向日葵桿等保溫材料，上面蓋一層不漏水的舊塑料薄膜，用土蓋住，或用舊塑料薄膜包裹 苯丙板也可，以防止下雨浸透。 在溫室的一頭還設有作業間，以防止寒冷季節冷風直接吹入溫室，起緩沖作用。要 求緩沖房設在大棚東側為宜，規格為長寬4X3米或3X2.5米，房門和窗口都朝南，除起到 擋風保溫作用外，還可供管理大棚的人員居住。 最后是覆蓋草簾。用寬度1.5米，長度以往前覆蓋防寒溝及其以南1米地面、往后 覆蓋過棚脊后坡下蓋1. 5米為度，在嚴冬季節覆蓋二層草簾，在草簾外面覆蓋防老化浮膜。
在建好的溫室棚架上覆蓋優質棚膜，并接成2米寬、與溫室長度相等的反光幕，懸 掛在后墻東西向的鐵絲上后，即建成本發明的日光節能溫室。日光節能溫室張掛鍍鋁薄膜 反光幕是一項有效的增溫補光措施，反光幕的增光有效范圍一般為距反光幕南側3米以 內，冬季12月份地面增光率在44. 5-9. 1 % ， 0. 6米高處增光率43-7. 8 % 。由于反光幕改 善了光照條件，使地面吸收更多的太陽輻射，氣溫、地溫也隨之有所提高， 一般地溫可增高 0. 5-3. (TC。且地溫的增溫效果，5厘米高于10厘米，晴天高于陰天，距反光幕越近，增溫效果越明顯。
權利要求
一種冬暖型日光節能溫室，由左右墻體、后墻體和由鋼架衍體結構與溫室棚膜組成的透明采光棚面構成，其特征在于溫室的方位角為真子午線南偏西5°，溫室棚內水平寬度7.0-7.2米，其中前坡面水平寬度5.5-6.0米，后坡面水平寬度1.2-1.7米，棚脊高度3.2-3.4米，溫室整體下挖0.5-0.6米，溫室左右墻體厚度2米，兩側線垂直，后墻內側高度2.1-2.3米，后墻體厚度最窄處2米，內墻線基本垂直，外墻線自然土體落成斜坡，采光棚面的前底角為63°，后坡面角度為35-40°，采光棚面距前底角垂直距離0.75、1.75、2.75、3.75米處的棚面傾斜角度分別為39°、25°、18°、12°。
2. 根據權利要求1所述的冬暖型日光節能溫室，其特征是在溫室的后墻體懸掛有鍍鋁 反光幕。
3. 根據權利要求1所述的冬暖型日光節能溫室，其特征是所述節能溫室的長度為 55-60米。
4. 根據權利要求l所述的冬暖型日光節能溫室，其特征是在溫室前腳線外側O. 25-0. 3 米處挖有一條深O. 5-0. 8米、寬0. 5-0. 7米的防寒溝，該防寒溝的長度與溫室的長度相同或 略長于溫室的長度。
5. 根據權利要求1所述的冬暖型日光節能溫室，其特征是所述的后墻體厚度以上面為最窄。
6. 根據權利要求l所述的冬暖型日光節能溫室，其特征是所述后坡面的厚度為 0. 6-0. 65米。
7. 根據權利要求1所述的冬暖型日光節能溫室，其特征是所述的溫室棚膜采用7-10絲 的三層共擠塑料復合棚膜。
8. —種冬暖型日光節能溫室的建造方法，其步驟如下(1) 選擇場地選擇地勢平坦，高燥、背風、向陽的場地；(2) 確定建造溫室時間溫室應在當地日平均溫度14-16t:前完工；(3) 場地定位及平地放線以真子午線南偏西5。確定為溫室的正南方向；(4) 確定溫室群的列和排的距離溫室列與列之間距離為5米，排與排之間距離5. 8-6. 7米；(5) 下挖溫室及筑墻① 筑土坯墻先將0. 25-0. 3米的熟土層鏟到溫室前面堆積，再下挖0. 5-0. 6米的生土 用于筑墻，用鏟土機將溫室線內的生土向后墻和左右側墻線部位鏟土，鎮壓成土坯墻，每30 厘米鎮壓一次，逐層鎮壓升高，直到要求高度；② 棚內側整齊將棚內側墻體垂直鏟土至底部，土拋到墻外，整理后棚內側地座基礎約 3.5米寬度，收頂2米；③ 建后墻體鋼筋搭棚基礎在后墻體上每隔1米垂直挖25 X 25厘米的溝，用水泥沙漿砌 5層磚作為鋼筋搭棚基礎，先砌2 3層，放置棚架后再砌2 3層；④ 建前腳線鋼筋拱棚底座基礎以磚塊或石頭與水泥沙漿做成；⑤ 墻體完工后，將溫室前積堆的熟土層回填入棚；(6) 安裝鋼筋拱棚架統一制作出前底角63。，后坡面角度35-40° ，距前底角垂直距離 0.75、1.75、2.75、3.75米處的棚面傾斜角度分別為39° 、25° 、18° 、12°的鋼筋拱棚架， 將拱棚架的前后腳分別固定在前腳線鋼筋拱棚底座基礎和后墻體鋼筋搭棚基礎上，以常規方法將鋼筋拱棚架固定；(7) 溫室前沿挖防寒溝溫室前腳線外側0. 25-0. 3米處挖一條深0. 5-0. 8米、寬 0. 5-0. 7米、長與溫室長度相同或略長于溫室長度的防寒溝，整平溝底后墊入一層塑料薄 膜，填入玉米秸桿或向日葵桿，上面蓋一層塑料薄膜，用土蓋住；(8) 覆蓋草簾草簾寬度1. 2-1. 5米，長度以前面將防寒溝及其以南1米地面覆蓋，往后 過棚脊后坡蓋1. 5米為度；(9) 覆蓋棚膜和張掛反光幕采用7-10絲的三層共擠塑料復合棚膜在建好的溫室棚架 上覆蓋棚膜，將反光幕接成2米寬，與溫室長度相等的反光幕，東西向懸掛在后墻上。
9.根據權利要求8所述的冬暖型日光節能溫室的建造方法，其特征是所述的覆蓋草簾 是覆蓋二層草簾，并在外面覆蓋浮膜5絲的防老化膜。
全文摘要
一種冬暖型日光節能溫室，由左右墻體、后墻體和由鋼架衍體結構與溫室棚膜組成的透明采光棚面構成，溫室的方位角為真子午線南偏西5°，溫室長55-60米，溫室棚內水平寬度7.0-7.2米，其中前坡面水平寬度5.5-6.0米，后坡面水平寬度1.2-1.7米，棚脊高度3.2-3.4米，溫室整體下挖0.5-0.6米，溫室左右墻體厚度2米，兩側線垂直，后墻內側高度2.1-2.3米，后墻體厚度以上面為最窄，最窄處2米，內墻線基本垂直，外墻線自然土體落成斜坡，采光棚面的前底角為63°，后坡面角度為35-40°，采光棚面距前底角垂直距離0.75、1.75、2.75、3.75米處的棚面傾斜角度分別為39°、25°、18°、12°，后坡面厚度0.6-0.65米。本發明的日光節能溫室適宜在北緯39-41°度寒冷區域建造，能夠利用太陽輻射維持喜溫蔬菜的正常生長，進行喜溫蔬菜的反季節栽培。本發明還包含該溫室的建造方法。
文檔編號A01G9/14GK101695263SQ200910075838
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月26日 優先權日2009年10月26日
發明者董有國 申請人:董有國;