东北型节能日光温室－辽沈Ⅰ型的设计的研究.pdfVIP

274 发展中的中国工厂化农业 东北型节能日光温室一～辽沈I型的设计研究‘ 孟少春@ 王铁良 李文果 佟国红 王 宣 (沈阳农业大学) 摘要：本文简要彳r绍丁东北型节能日光温室——辽洗【型的结构优化及配套设施的研究成 果，该温室的性能特点．造价和效益分析，并探{寸了今后的研究方向． 关t词：目光滠室{辽沈J型 我国日光温室数量已达到20余万hm2，仅辽宁省就有8万多hm2，并形成了各具特色． 充分利用地方材料，造价低廉的目光温室型式。它们在满足城市反季节蔬菜供应，使农民脱 贫致富方面起了重要作用。但从总体上看．这些温室中的绝大多数是竹术结构土墙温室，室 内多柱空间小，不便于机械作业及立体栽培，土地利用率低，不能周年生产；设施简陋，抵御 自然灾害的能力差，耐久年限短；劳动强度高+劳动生产率低，产量和效益不稳定。研究工作 相对滞后于发展速度，以试验为基础的研究手段使研究工作周期长、耗资大；对日光温室建 设的宏观指导机制尚待进一步完善。 为了满足工厂化高技农业示范工程辽宁分项对设施的要求．研究设计了东北型节能日 光温室，命名为辽沈I型，旨在使日光温室技术得到较大的提高，对筏国北方广大地区建造 日光温室起到一定的借鉴作用。 1研究内容及技术路线 1．1研究内窖 1．】．1 日光温室结构优化设计 剖面几何参数及采光面形状的优化．室内无拄承重钢平面 桁架的优化设计；多层异质复合墙体最佳组合的筛选．永久性后坡的设计，内墙新材料的研 制，推出跨度为6．0～7．5 m的系列温室设计标准图。 1．1．2 日光温室的配套设施 卷帘机，外覆盖保温被．内部二道保温幕及其卷放系统，地中 0722 收幡日期：2000 *”九五”国家重大玉}技产业“工厂化高技农业示范工程”资助项目。 6 3’盂少春．教授．沈阳市束瞳路120号沈阳农业太学水利学院，1101 末北型节能日光温室 三工沈I型的设计研究 热交换系统，备用加温装置．灌溉施肥设施．手动机械放风装置，COz施肥器，覆盖薄膜的选 用等。 1．1．3环境因子的监测与控制系统 对温度、湿 度、光照强度的实时监测与显示．对风机启闭或电 加温装置的自动控制．灌溉系统定时器、卷帘机遥 控器等。 1．2技术路线 技术路线如图1昕示。 2主要研究成果 2．1软件建设 为使研究工作起点高．进度快，编写了各砷电 算软件．其功能有：采光面形状优化、承重骨架位 移场、应力场计算、温度环境动态模拟、管阿优化． 环境因子监控等。这些软件为研究工作提供r有 力的技术保证．并避免了为测试目的而大量建温 室， 2，2日光温室结构优化 2．2．1 采光面彤状的优亿 茸先确定剖面儿何 图l技术路线田 参数．然后进行采光面形状的优化。根据北方寒冷 m 气候区的特点．辽沈I型推出净跨度分别为6．0、6．j、7．0和7．j4个系列(高纬度、气候 寒冷地区取小跨度)．前、后坡水平投影比值为4：l，北墙高不低于1．8m，前坡参考角(屋脊 与前底脚琏线与水平面的夹角)为29。～31。(纬度高时取大值)+后坡仰角比冬至日正午太阳 高度角大6。～8。．并参照后墙高来确定，这佯就可确定剖面几何参数。脊高和前坡水平投影 确定之后．前坡采光曲面采用何种形状才能使总进光量最大．则采用动态规划法完成：以总 进光量最大为目标+以作物生长、人员操作、卷放帘方便等为约束条件．井考意受力特甑．得 出优化的采光面，优化的结果，总进光量 比同跨度普通温室增加7“．平均透光率 8j’、．晴天揭帘后室温迅速升高。 2．22承重骨架的优化 辽沈I型日光 温室采用室内无柱全镀锌两铰拱式钢平 面桁架作为承重骨架．上弦为钢管．下弦、 腹杆为钢筋，预制装配式施工．考虑可能 发生的4种不利茼载组合，并考虑机械卷 帘时带来的动荷载，上机进行强度、刚度 和稳定性验算．摸清r各种荷载组台下的 位移场和应力场．得出}f亍架扦件的合理布