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农广天地 鸟巢温室与肥皂泡保温
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温室我们并不陌生，它是用来栽培植物的设施。从简单的塑料大棚，到条件可控的联栋温室，无一不在农业生产中扮演着重要的角色。可是您见过这样的球型温室吗？您见过高达10米的温室却没有一根支柱吗？您又知道，这么高的温室在冬天是如何进行保温的吗？在本期节目中，我们就为您介绍鸟巢温室的搭建和肥皂泡保温技术。 2008年，北京奥运会的主体育馆“鸟巢”，人尽皆知。然而在浙江的丽水有一种温室，当地的百姓也称之为“鸟巢”。 从外表看，鸟巢温室与北京的鸟巢体育场并不相同，倒和国家大剧院有点相似。您知道这外型酷似国家大剧院的温室又为何取名为鸟巢吗？ 采访：这种温室之所以叫鸟巢温室，因为，在自然界当中，鸟在筑窝的时候，它就是用树枝一根根三角交叉的方法，垒起来的鸟窝。我们现在这个钢管或者其它材料也都是模仿这种方式构建的。所以我们叫鸟巢温室。 鸟巢温室的搭建 鸟巢温室的搭建与咱北京的鸟巢体育馆在建造原理上，都是遵循了大自然中鸟儿筑巢搭建成型的原理。鸟儿用树枝进行三角交叉铸造的巢，任凭风吹雨打，都牢不可破。鸟巢温室也正是运用了若干的三角型架构，搭建成非常牢固的温室主骨架。 鸟巢温室的构造 鸟巢温室的构造主要包括：温室主骨架，中央的水体部分，水体旁边是栽培设施，最外围是过滤植物栽培槽，温室的顶部和底部周围设有通风口。温室底部是储液池。 鸟巢温室的材料 温室主体由镀锌管搭建，外部由塑料薄膜覆盖。 鸟巢温室是一种新型的节能高效的温室大棚，半球体的外形加上牢固的三角形构架，形成了鸟巢温室的独特优势。 优势一：搭建方便简单，省时省力。 高大伟硕的鸟巢温室建造会不会很难？会不会需要大量的支架与脚架的辅助？这是看了鸟巢温室后，许多人心中的疑点与问号．鸟巢独特的设计自然也有其独特的建造方法，在相同面积的情况下，鸟巢温室的建造比普通温室建造更为方便与灵活，搭建温室的镀锌管长度一般不超过两米，搬运轻巧，方便操作．建造时，只需按照装配图一层层按图拼装即可，而且连接部份通常也都是以上螺栓方式进行点点紧固，随着一层层的连接装配，自然会把它拱顶成球形，安装人员都不需要离开地面。安全而且快速，对于熟练的工人，2—3天即可安装完毕一个面积约一亩的温室． 优势二：结构牢固，抗风、抗压、抗震性能强 抗风性： 鸟巢温室的外部是半球体，因此没有垂直的迎风面，无论风从东西南北任何一方刮来，球体的表面都会将风自然分流，从而减弱风势。此外，在地面面积和可利用的温室空间相同的情况下，适当降低温室顶高，可以减小正迎风面的挡风区域；是解决抗风力弱的又一实用方法。温室越高垂直的迎风面越大，因强风招损致塌的机率也就越大，所以一般温室的高度以6—10米，对于500平方米以上的大温室,其高度与半径比以0.6：1为好。这样，温室就如同锅盖一样，牢牢的置身于大地之上。 抗压性： 日常生活中，经常食用的生鸡蛋，是很难用手握碎的。半球型的温室结构，就像鸡蛋壳一样，充分利用表面张力与平衡力的原理，使镀锌管搭建的半球体温室，产生强大的耐压性。经过测算，鸟巢温室每平方米承受力在75公斤左右，可耐雪压40—50厘米厚，这么强大的抗雪性是普通温室难以达到的。 抗震性： 另外，从球体弧面节点的联接来说，半球结构形成拱桥弧形，球体依靠拱撑的力量搭建，内无任何支撑柱，产生强大的抗震性、抗震性指数可达7级。 牢固的三角形架构加上高强度的抗风耐压性能，大大提高了温室的抗御自然灾害能力。为人们的农业生产保驾护航。 优势三：成本低、投资少、空间利用率高 传统温室投资少，但是土地利用率低，只能平面化耕种；联动温室的空间得到了更大的利用，给予植物生长的环境也更加的优越，但是一系列设施设备的使用，使联栋温室的造价过高。 鸟巢温室结合传统温室和联栋温室的优点，成本介于传统温室和联栋温室之间，而空间利用率却高于这两种温室，通常占地近1亩以上的鸟巢温室，高度可达8—10米以上，对大空间进行立体化垂直化设计，可以产生1亩等于3—5亩耕作面积的空间效果，大大提高了温室耕作的效率与管理的集约程度。 此外这种设计，能把太阳光能源的利用发挥到最佳的效果，圆体的设计是由每个小三角形切面所组合的半球体，不管来自哪个方向的光照，都至少有一个切面是与光照方向垂直的，能使温室内的光照效果最优化，而且会变得更加的柔合。便于室内作物生长。 优势四：通风、温湿度调节更为科学、高效。 普通温室，夏天热时需要进行掀膜通风，且通风的距离长，达不到良好的通风效果，鸟巢温室在顶部开设了排风口，同时又在半圆体的底端开设吸风口，这样，当温室内温度高时，就会进行空气的自然流动通风。 另外，鸟巢温室中央的水体部分，可以用来调节温湿度，冬天用水来蓄热，抬升温室内温度。夏季气温过高时，可以采用微喷，将水雾化，进行加湿和降温。 鸟巢温室的建造与普通温室构建是截然不同的，首先在材料的规格及尺寸的计算上必须结合数学公式，计算出圆形各种内切面的不同长度，另外，还要按照不同的球体直径，选择适合的球体维度。圆形温室也叫穹顶温室，是一个完整半球，而且半球的结构与材料必须追求力的平衡，才能发挥它的抗压抗风能力。举例来讲要建造一个直径12米的球体，就需要6种不长度与数量的材料分别为：A：1.512米30根、B：1.580米30根、C：1.578米60根、D：1.551米70根、E：1.599米30根、F：1.594米30根。 根据设计要求，首先我们要准备材料，搭建鸟巢温室所用的材料就是镀锌管和螺栓。镀锌管的厚度大约为1.4到1.7毫米。管的两头分别为直径1厘米左右的安装孔。螺丝的长度一般为5-10厘米左右。 对于温室搭建所需的场地，并没有特殊要求，只要平坦就可以了，平坦的地面会使温室的框架更加的牢固。搭建鸟巢温室与传统建筑的建造顺序有所不同，是从顶部开始，由上往下搭建的。 第一层搭建： 我们先来搭建第一层，也就是最顶层。最顶部由六根镀锌管构成，将镀锌管的一头用螺丝固定，使其呈现一个中心点，六根管向外呈放射状，这也就是顶部六角形的主骨架。中心点固定好后，将顶部六边形的边管放置在顶部六根镀锌管的周围，此时顶部的六角形就完整的出现了。不要急着将每个角固定，我们还需要把下层边管也摆放好。 第二层搭建： 在每个角的外沿上分别放置三根镀锌管，此时，以每个角的顶点为中心点，继续有六根管呈放射状，每根管的组成方式与最顶部相同。依次将每个角的六根镀锌管继续用螺丝固定起来。此时您会发现，每个中心点都是由六根镀锌管组成的。第二层镀锌管用螺丝度定好后，顶部的六边形就自动凸起了一些。您看，就像一个小锅盖似的。 第三层、四层搭建： 搭建第三层、第四层的方法与第二层的方法一致，都是将所需要的镀锌管按顺序摆放好。然后将每个点的六根管用螺丝固定起来就可以了。搭建小型的鸟巢温室，只需要3到4个人就可以了，并不需要机械设备作为辅助。所搭建的上一层，会随着下层的安装，自然立起。 尾层搭建： 通过每个中心点的六根镀锌管的安装，我们搭建的温室已经立起来了。 温室的最后一层，也就是收尾层，与上部的构造有所不同。由于是最后一层，因此只需用镀锌管将每个点连接。您可能发现，最后一层有的是三根管连接，有的是四根管连接。这是由上层决定的。我们只需将所有镀锌管用螺丝固定即可。最低层的镀锌管将整个温室的底部，围成了一个圈。这样，一个高6米，直径长12米的鸟巢温室就矗立在我们的面前了。 对于安装更大的球型温室，最好配合千斤顶或者简易的液压小吊车，可以让装配工轻松地紧固螺栓，可以大大减少装配时挪动抬升的用工量．另外，还需注意的技术是装配时要保持每个连接点有一定的外凸角度，防止平点与内凹，否则会影响球形整体张力的发挥，使牢固度降低，让每个节点保持自然的曲度． 一个个三角形的切面就组成了一个半球型的温室主骨架。光看主骨架，您也许觉得这个结构很单薄，似乎承受不了那么大的重力 采访：像这种单层结构，一般我们成年人，100——150斤左右，甚至有些200来斤都没问题。像单层的话一般一两百斤，双层的话两三百斤。 一个点就能承受200来斤的重量？我们要眼见为实。单单一个成年人站到温室上，似乎还不能特别清楚的感受它的承重力，我们再多加几个人，让四个成年人同时站到温室上，看看这单薄的骨架能否承受得住。 您瞧，这细细的镀锌管所搭建的主骨架就像一个小堡垒一样，文丝未动。相信这样的温室确实能够抵挡更大的自然灾害的侵蚀，也让咱老百姓少受损失。 搭建桁梁： 对于这样面积较小的温室，只需要单层结构就可以了，专家告诉我们，如果面积超过300平方米，我们就要采取加桁梁的方式，让温室更加牢固。加桁梁有两种加法，一种是平面桁梁，也就是在点与点之间，直接加上一根镀锌管，形成米字型构架；另一种是空间桁梁，此种衡量一般应用于面积比较大的温室之上。 空间桁梁就是在三角形结构的外空间或者内空间，再定一个点，用镀锌管把原来的三角结构的连接点跟外空间或内空间突出来的点连在一起。这就形成了空间桁梁。 采访：一般300平米以下的小温室，我们可以用这种单层设计，因为温室小的情况下，它这个曲面比较大，角度比较大，角度越大，就像我们拉弓一样，它的弯曲度就越大，它的张力也就越大。一千平米它大了之后，它这个弯度就比较平了，在比较平的情况下面，它的张力要增加的话，就要通过内部增加一根拉杆，增加它对外的张力，增加的这个拉杆我们叫做空间桁梁。一亩地以上我们就要有空间桁梁。就用双层结构。 覆膜 温室的主骨架搭建完成之后，就要进行覆膜了。可以采用阳光板直接进行覆盖。但是为节约成本，通常情况下采用加厚的塑料薄膜就可以了。覆膜前要先装卡槽。卡槽由槽和卡线两部分组成。沿着温室主骨架的纬度，每层水平镀锌管上都需安装一道卡槽。 将卡槽用卡子固定在温室的骨架上，也可以在卡槽和镀锌管上打眼，用螺丝固定。卡槽固定好后，就可以覆膜了，膜最好是整块的，也可以用长条形的小块膜进行拼接，只要没有破损就可以。 覆膜需要3到4个人同时进行，每个人抻住膜边缘的一点，从温室的一侧向上拉。拉膜时要注意速度不要过快，以免造成膜的损伤，此外，覆膜人员一定要注意安全，防止发生危险。覆膜时要求膜铺设的要平整，使膜本身绷上一定的力度，防止雨雪等积留在温室表面。 接下来用卡线由上往下卡在卡槽内，将膜固定。安装卡线要注意，动作不要过大，防止膜损坏。 温室的固定 在实际生产应用中，需要将靠近地面的一层钢管浇灌水泥，用来固定温室。沿温室最底层边缘的钢管，向下挖宽0、5米、深1米的凹槽，将温室主骨架卧在槽内，然后浇灌水泥就可以了。 鸟巢温室的局限性 鸟巢温室建造方便简单，抵御自然灾害的性能也更加优越，但是鸟巢温室大多较高，日常维护不如普通温室方便，如换膜、补膜等操作，需要专业人员进行，以防发生危险。 鸟巢温室可以建造成只需扣一层膜的单层结构，也可以建造成双层的。单层温室，建造简便，用料少，但不便于保温，大多用于冬季温度在0摄氏度以上的南方地区；而双层温室，在冬天的时候，可以在温室的内层扣膜，形成双层膜的保温效果。 肥皂泡保温 温室设计中，遮阳与保温是最为重要的调控措施与技术手段，普通是用遮阳网与保温棉被或草帘的启闭来实现，这些方法已在生产上运用了数十年，人们已惯常于这些措施，但时有繁琐与不便，也较难实现自动化操作，虽然一些投入较大的联栋温室已用电机，结合控制实现了电动调节，但相关设施与维护的投入还是较大，难以在普通温室上得以采用。 小时候大家应该就熟悉吹泡泡的玩法，蘸上肥皂水轻轻地一吹，就会产生大量如滚珠般飘散的彩色泡泡，在阳光下折射出七彩光波，甚是美丽。那么这种玩艺般的肥皂泡是如何用于生产温室呢？ 肥皂泡发生器组成部分 这个红色的大家伙，我们称之为肥皂泡发生器。所用的泡泡就是通过它来产生的。肥皂泡发生器由进液管、水轮机、大流量喷头、无动力风扇、铁丝网等部分组成。 采访：构造破解之后，就是一个送液管，送液过程中带动叶轮旋转，轴流风机的叶片旋转，旋转之后再喷出肥皂水，肥皂水再喷射到这个网上面，一个气泡一个气泡就吹出来了，那么它这个发泡的速度，是由流量决定的，流量越大，功率越大，风扇转的越快，喷出来的肥皂液越多，那么它成泡的速度越快，在农业生产上面用呢，我们一般的吹泡速度就是，一分钟可以做到四十个立方到一百个立方，速度越快覆盖的整个过程时间就越短。效果也就越好。 用肥皂泡进行保温，彻底打破了传统用棉被、草帘等材料保温的方式，不仅减轻了温室本身的承重；而且成本更低，保温效果更好。 采访：那肥皂泡的保温主要是通过吹泡之后，这个流动的空气变成了凝固，不流动的。利用不流动减缓对流降温，及它的辐射降温起到了保温效果。那么五十公分的肥皂泡，它就相当于好几十层玻璃的隔热效果。 肥皂泡原料： 用于制造肥皂泡的原材料非常普遍，洗衣服用的肥皂、洗衣粉，以及洗碗用的洗涤精都可以加水稀释后使用。但是农业生产中，为使泡沫更丰富，成本更低廉，我们采用价格低廉的洗车液作为制造肥皂泡的主要原料。洗车液与水的比例为1比100。 工作原理 使用肥皂泡保温，需要有装置肥皂泡的空间，若温室为单层结构，我们可以采用在温室内部再建造一个小温室的方式，形成内外的夹层，作为泡沫发生空间。通常情况下，夹层宽度为50公分就可以了。若温室为大跨度的双层结构，我们可以直接利用内外层之间的空隙，进行填充。那肥皂泡保温系统是如何工作的呢？我们来看工作示意图： 肥皂泡发生器装置于温室的顶部，温室底部设有储液池，储液池与肥皂泡发生器之间由PVC管和水泵连接。于温室的底边设有回收汇集槽，肥皂液由水泵送往顶部的肥皂泡发生器，所产生的泡沫沿温室顶部向温室底部填充，这样就形成了循环发生利用的回流系统。一般情况下从产生泡沫开始到填充整个温室夹层，需要3到5分钟的时间就可以填充整个夹层。 用量 在实际的应用中，按照温室大小来决定原料的多少，一般来讲，一立方米的肥皂水可以吹400立方米的泡沫。若球体温室面积为1000平方米，外膜与内膜之间夹层厚度为50公分，只需要洗车液25公斤按1比100比列稀释就可以覆盖整个温室了。但是在实际配比中，一般要配制两倍的量，以保证肥皂泡不间断的使用。 肥皂泡并不是永久性的，气泡会随着水分的蒸发，流动而破裂。它是从产生到破灭的一个过程。这就需要在老化的气泡破裂后，及时填充新鲜的气泡。那何时需要补充新鲜的肥皂泡呢？由于肥皂液具有流动性，肥皂泡的覆盖是一种动态的覆盖。因此我们可以在温室内安装自动控制阀，通过室内温度和光照强度就可以实现肥皂泡自动覆盖。这样也更便于我们在农业生产上面进行自动化的操控。 肥皂泡的遮阳作用 肥皂泡不仅可以保温，更重要的是还有透光的效果。这是用棉被和草帘所不能比拟的。在夏天高温天气，可以用肥皂泡进行覆盖，不仅可以降低温室内过高的温度，同时也可以将太阳光通过气泡的折射，均匀的照射到农作物。达到覆盖遮阳网的效果。 也可以与把夹层气泡腔分成两部分，夏日炎热天气，朝阳的南面腔室以产生气泡来遮阳，北面以流动水幕来降温，双结合的调节方式，更利于温室环境光环境与温环境的调节控制。实现温室能源利用的最大化，构建正真的可持续的生态型节能温室。 采用肥皂泡发生技术实现遮阳与保温的自动化操作，是一项硬件投入少，运行成本低的可持续方法。为温室的遮阳与保温创造常规难以比拟的效果。 鸟巢温室与肥皂泡遮阳保温的推广与应用，使农民朋友减少了自然灾害所带来的损失，是未来农业设施发展的趋势之一，更是新农村建设实现农业增效，农民增收的有力技术保障。
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