分享

设计|绿叶菜专用的温室你见过吗?

 温室园艺 2022-03-25


为提高绿叶菜生产效率、降低用工成本,调整生产模式向智能化方向发展,研究团队设计了绿叶菜专用温室,优化温室结构,配套生产管理的设施设备,形成一种可复制、可推广的温室设计形式。

绿叶菜专用温室由温室框架,内遮阳、内保温系统,肥水药一体化系统,温室控制系统等组成。下面为大家简单介绍设计案例。

项目名称

上海市科技兴农创新项目“设施绿叶蔬菜智能化生产装备技术集成示范”。

基本情况

根据项目要求,建造1座1 hm2绿叶菜专用温室。位置在崇明区长江农场附近,要求承受10级风载,所建地块为长方形,北侧有河道及泵房设施。

规划样式

结合地块特点、周边环境及所建温室的配套装备,设计用于设施绿叶菜智能化生产种植的绿叶菜专用温室,占地面积9264 m2。温室由1个种植区域和2个隔间区域组成。种植区域占地9072 m2,9连栋×21间;隔间96 m2,1连栋×2间。2个隔间分别位于种植区域的西北角和东南角,隔间和种植区域设置单开移门。

温室平面图 /mm

结构设计

温室主要参数

高效利用地块面积,结合绿叶菜生产要求,确定温室跨度12 m,间距4 m,肩高4 m,顶高5.7 m,温室屋顶设计矢高1.7 m。通过结构强度校核,满足承受风载≥0.55 kN/m2,满足承受雪载≥0.25 kN/m2。温室的四周与中间设计不同形式的基础。基础混凝土强度C25,承载力特征值80 kPa。

温室端面图 /mm

四周基础(标高单位为 m,其他为 mm)

中间基础(标高单位为 m,其他为 mm)

主体框架

温室框架采用双圆拱顶结构。周边立柱和中间立柱都采用120 mm×60 mm×3 mm矩形管,立柱与基础采用螺栓连接方式,即基础中预埋螺栓,与焊接在立柱底部的底板连接。温室主拱采用60 mm×40 mm×2 mm矩形管,主拱与主拱、主拱与立柱的连接形式均为法兰连接。主拱间距4 m,在两主拱之间增设三道副拱,间距1 m,副拱采用φ32 mm×1.5 mm热镀锌钢管。温室12 m跨度方向设计横向桁架结构,桁架高度700 mm,桁架的弦杆采用60 mm×40 mm×2 mm矩形管,桁架直腹杆采用60 mm×40 mm×2.5 mm,中间加强杆采用φ16 mm圆钢。顶部纵梁采用60 mm× 40 mm×2 mm矩形管,通过L形连接板用螺栓固定于拱杆。天沟采用2 mm热轧钢板冲压成型并热浸镀锌,利用支托架、管卡座等用螺栓固定于拱杆、立柱。种植区域每一跨顶部设置双向电动卷膜,卷膜尺寸1.2 m。隔间区域顶部采用黑白膜覆顶。根据温室规划样式,设5套门,在种植区域东西中间处的南端设置3 m×3 m双开移门1套,2个隔间与种植区域相连处以及隔间内分别设置2.2 m×2.5 m单移门,共4套。种植区域四周设置电动侧卷膜,隔间非开门处设置手动侧卷膜,卷膜高度均为2 m。温室安装中均选用性能等级8.8的高强度螺栓,从而保证温室主体框架的稳定和可靠。

内遮阳、内保温系统

根据绿叶菜生长要求,在种植区域设置齿轮齿条式内遮阳和内保温系统。种植区域面积9072 m29连栋×21间,按照减速器使用面积要求,对种植区域进行适度分区。以跨度为方向,分为3区,即每区为3连栋×21间,面积3024 m2,每区可独立控制传动系统。按照所分区域的面积,动力选用上海浦东行传机械制造有限公司的DWXC-80型减速器,功率750 W,速比500:1。借用温室桁架结构,将内遮阳系统安装于桁架上弦杆处、内保温系统安装于桁架下弦杆处。U型螺丝将托压膜线固定梁固定于温室端面,连接座将斜撑连接于温室立柱与托压膜线固定梁之间,以加固温室端面结构的强度。按区设计,每区的内遮阳和内保温系统由2个减速器分别控制。减速器固定于桁架弦杆连接驱动轴,驱动轴选用33 mm×3.25 mm镀锌钢管。通过固定在弦杆上的A型拉膜齿轮(反向耳式),驱动轴依次与齿条、推杆,动膜拉杆等零件相连。根据温室框架参数,设计推杆长度4060 mm,动膜拉杆长度6060 mm,齿条长度3965 mm。

内遮阳、内保温电机布置图

内遮阳、内保温系统示意图

驱动轴尺寸33 mm,电机转速5.2 r/min,通过计算,得出幕帘行走速度v。

v=πdn=3.14×33÷1000×5.2=0.54 m/min

幕帘速度v在0.5~0.8 m/min,满足设计要求。

内遮阳幕帘选用ANS20系列,内保温幕帘选用ANS65系列,利用φ19 mm压膜卡沿跨度方向按1 m间隔固定于动膜杆,φ19 mm大导向卡与压膜卡间隔1 m安装。托压膜线选用进口白色聚酯线,托膜线间隔500 mm、压膜线间隔1000 mm,固定在同一截面内,幕帘平整铺放托压膜线之间。用扎线将幕帘固定端绑扎在横梁上,间距250 mm,注意绑扎力度。在每区相交区域设置幕帘密封兜,密封兜的作用是将两区两侧垂下的幕帘托起、兜住,密封兜长度与幕帘覆盖区域长度相同,为84 m。将支架板以8 m间隔安装在桁架下弦杆和立柱上,形成密封兜框架,用自攻螺钉等将ANS20幕帘包裹其上,形成密封兜。

肥水药一体化系统

根据温室安装地块的河道位置,将肥水药一体化系统首部置于温室西北角隔间,并对原有泵房进行改造,利用过滤器等将河道水处理成可用的灌溉水。为了避免肥和药在同一主管中产生不良化学反应以及对管道壁产生的腐蚀性,因此首部系统设计肥、药分别通过两根主管输送至支管。其工作原理是经砂石过滤器、叠片过滤器充分过滤的水源分别通过两根主管,一根供往储水罐再经打药泵混合药剂用于打药;另一根经施肥机混合肥料用于施肥。两根主管对应相同的支管和末端灌水器,完成种植区域的打药、施肥、洒水作业。首部系统选用国兴农FERTIKID-CH-040系列施肥机,由控制系统、吸肥通道、文丘里管网、浮子流量计、EC/pH传感器等组成,具体技术参数是工作电压380 V,额定功率1.5 kW,吸肥通道4个,通道肥量为单通道0~600 L。根据绿叶菜种植模式及生产管理特点,微喷系统地下部分设计水肥、药两路主管,微喷水肥主管采用U-PVCφ90 mm给水管道,微喷药主管采用U-PVCφ75 mm给水管道。微喷系统地上部分设计一套管路,采用吊挂微喷,跨度方向间隔2 m布置PEφ20 mm支管,间距方向间隔2 m安装旋转喷头,喷头流量为60 L/h。为了保证温室配套设施控制的一致性,肥水药一体化系统采用与内遮阳、内保温一样的分区法,同时考虑到温室长度较长,因此长度方向分东、西两区进行控制,即每3跨,东西两边各布置清水电磁阀和喷药电磁阀进行肥水药系统控制。

温室内灌溉平面图

温室控制系统

每跨温室顶部设置双向顶卷膜,即一拱一顶卷膜,共计顶卷膜36组,一组顶卷膜配一个电机,则温室顶卷膜36组配36个电机独立控制。顶卷膜卷膜行程1.2 m,长度84 m,直流电机参数24 V,120 W。内遮阳和内保温分别控制,且单层分3区独立控制,则温室内遮阳内保温配6个电机独立控制,交流电机参数380 V,750 W。四周侧卷膜分4个电机独立控制,直流电机参数24 V,120 W。温室控制系统控制柜根据各配套设施控制方式进行接线布局,在手动模式情况下,旋动旋钮实现各部分的打开、收拢动作。自动模式下可实现远程操控温室内各配套设施作业状态。本项目于2021年5月完工,经受了7月“烟花”(12级以上)、9月“灿都”(12级以上)强台风的考验,证实设计合理可靠。

电机布置图

 - END - 

引用信息

朱春燕,陈吉,俞志轩,等.绿叶菜专用温室设计[J].农业工程技术,2022,42(4):51-55.



读者作者交流群


为更好的服务《农业工程技术(温室园艺)》杂志的读者作者,方便大家交流,编辑部建立了杂志微信交流群,有关专业领域内的问题讨论、投稿相关问题均可在群里咨询,扫描下方二维码加小园子微信拉您进群。


      温室园艺

 微信| 13717864137
 备注| 姓名+单位+研究方向

《农业工程技术(温室园艺)》  

   GREENHOUSE & HORTICULTURE   

《农业工程技术·温室园艺》杂志是由中华人民共和国农业部主管,农业部规划设计研究院、中国农业工程学会主办的技术类期刊,全国公开发行。本刊被《中国知网》《维普资讯》《万方数据》《中国学术期刊综合评价数据库》《中国学术期刊·光盘版》《中文科技期刊数据库》等重要检索刊物摘引和全文收录。



凡本站注明“来源:XXX(非温室园艺农业工程技术)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责。

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多