农业设施工程学

1、农业设施工程学复习材料第一章：12 设施农业工程的发展现状与趋势一、设施农业工程的定义定义：应用现代工程技术手段进行设施农业生产的科学，主要研究设施农业生产的规律以及工程技术在设施农业生产中的应用。包含生物工程、建筑工程、机械工程和环境工程等多学科内容1、设施农业的基本概念（内容+手段目的技术体系目标）内容：包括设施栽培和设施养殖，是现代农业技术与工程技术的集成。手段：采用现代农业工程技术，改变自然环境目的：为动植物生产提供最适宜的环境条件，一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产。技术体系：现代农业技术包括现代化的栽培、育种技术，农产品的加工处理技术等：设施农业工程技术包括温室设施、环境调

2、控和机械设备等。目标：实现科学利用资源、能源，提高土地利用率、劳动生产率和单位面积优质农产品产出率，实现早熟、高产、优质、高效的集约化农业生产方式。2、 设施农业工程技术的特点：1）高效性：提高工作效率2）高能性：减轻劳动强度3）集约性：节约劳力，降低成本4）载体性：蕴含先进技术5）精细性：增强灵活性和适应性3.设施结构主要有小拱棚，塑料大棚，小型温室，现代化温室，工厂化温室4.温室产品多样化、特色化、专业化、规模化二）国外设施农业工程的趋势2）国外设施农业工程的趋势1、温室建筑面积呈扩大化趋势（大型化）2、设施结构与建筑材料多样化3、温室产品多样化、特色化、专业化、规模化4、温室栽培管理向智

3、能化、网络化、标准化发展5、温室节能技术称为研究的重点6、设施研究趋于多学科综合性研究三、我国设施农业工程的现状与趋势我国设施农业应用主要是塑料大棚、日光温室及连栋温室，也有少量应用先进工程技术的只能温室，其中节能、环保的日光温室为我国所独创。我国设施农业由早期的地膜覆盖栽培、园艺作物温室栽培和无土栽培工厂化种植和工厂化农业车间生产迅速发展。二）我国设施农业的发展现状1、2、设施栽培分布由北向南扩展3、农业设施逐步向大型化发展4、设施农业工程关键技术取得进展1）温室保温节能技术2）温室夏季降温技术3）无土栽培技术4）计算机在温室设施中的应用5）设施新品种选育方面取得长足进步6）初步构建了设施农

4、业生产技术体系三）我国设施农业工程存在的问题1、设施水平低，调控能力差，抗御灾害能力差2、机械化程度低，劳动强度大3、设施栽培技术不配套，科技含量低4、关键技术和基础性研究不够5、设施农业的副作用亟待研究6、某些引进的现代温室设施投资大、管理不善、低产高耗四）我国设施农业工程的发展趋势我国设施农业工程的发展将在满足社会需求总量的前提下协调发展，着重增加品种、提高质量，向着节能化、专业化、自动化、机械化、智能化、产业化、高科技的工厂型农业发展，逐步实现规范化、标准化、产业化生产，形成具有中国特色的技术和设施体系。从生物环境工程三方面，将单项技术进行综合配套、规范化、系统化，开展农业生物与环境因素

5、及工程设施间相互作用规律的应用基础研究，开发现代化设施农业的环境调控技术与设施，大力发展农业生物环境与能源工程技术。1、2、3、加强设施旅农业机械化，自动化、智能化研究4、加强适于工厂化栽培专用新品种的选育5、加强节能技术研究，注重环境保护，发展绿色食品6、7、设施配套装备与技术研究开发当前我国农业发展的趋势：工业反哺农业，城市支持农村国家立法推进农业现代化的发展“十一.五”期间农机化优先发展什么？四大领域：以提高生产率、降低能耗为主的现代农业装备技术以提高农民收入为主的农产品加工增值技术以改善生态环境为主的环保节能技术以发展精准农业为目标的智能型农业装备与电子信息化技术国家中长期科学技术发展

6、纲要20204.农业发展思路:(4)积极发展工厂化农业，提高农能劳动生产率。重点研究，农业环境调控、超高产高效栽培等设施农业技术，开发现代多功能复式农业机械，加快农业信息技术集集成应用。优先主题:（23）多功能农业装备与设施重点研究开发适合我国农业特点的多功能作业关键装备，经济型农林动力机械，定位变量作业智能机械和健康养殖设施技术与装备，保护性耕作机械和技术，温室设施及配套技术装备。（24）农业精准作业与信息化重点研究开发动植物生长和生态环境信息数字化采集技术，实时土壤水肥光热探测技术，精准作业和管理技术系统，农村远程数字化，可视化信息服务技术及设备，农林生态系统检测技术及虚拟农业技术。自动化

7、、智能化核心技术“7S”：1、GPSGlobal Positioning System（全球定位系统）2、GISGeographical Information System （地理信息系统）3、RSSRemote Sensing System （遥感系统）4、SSSimulation System（模拟系统）5、ESExpert System （专家系统）6、DSSDecision Support System （决策支持系统）7、ICSIntelligence Control System (智能控制系统)“7S”技术的功能分类：前“3S”用于信息采集；后“3S”用于信息处理及决策；ICS

8、用于决策的执行七大研究重点：1、设施农业机械2、节水技术及设备3、新型植保机械4、农产品加工设备5、安全高效畜禽养殖技术6、大田作业机具7、水产品标准化养殖技术与装备全国将推广10种农机化技术1、经济作物机械化生产技术2、设施农业工程机械化技术3、农产品加工机械化技术（稻麦、茶叶、食用菌）4、保护性耕作技术和行走式节水灌溉技术5、农用航空技术（病虫草害、叶面施肥、人工降水护林防火）6、玉米营养体移栽机械7、水稻种植和收获机械8、秸秆还田机械化技术9、粮食产地烘干机械化技术10、木业机械化技术防虫网防虫网以人工构建的屏障，将害虫拒之网外，达到防虫、防病保菜的目的。此外，防虫网反射、折射的光对害虫

9、还有一定的驱避作用。最大的特点是能防虫防病，大幅度减少农药使用量，是无公害作物的关键技术，是一种简便、科学、有效的防虫措施。防雨棚防雨棚是利用塑料薄膜等覆盖材料，覆盖在大棚顶部，而四周敞开的拱圆大棚，借以改善棚内小气候，使作物免遭雨水直接淋袭的一种设施。脊高：指温室柱底到温室屋架最高点间的距离。跨度：指温室的最终承力构架在支撑点之间的距离。开间：指温室的最终承力构架之间的距离。檐高：指温室柱底到温室屋架与柱轴线交点间的距离。立柱：起支撑拱杆和固定作用拉杆：起固定立柱、连接整体的作用，使棚体不产生位移拱杆：起保持固定棚形的作用天沟：用于排除雨水、雪水，还作为副拱的支座，起到连接的作用，对温室的稳

10、定性、承载等方面起作用的沟。卡槽、卡簧：起到紧固薄膜的作用四育苗与无土栽培设施4.1 育苗设施1、园艺植物育苗在生产上的意义：a 缩短占地时间，增加大田复种指数，提高土地利用率。b育苗能使园艺植物提早或延迟收获，实现反季节栽培及周年均衡供应，提高园艺植物生产的经济效益和社会效益。c提高园艺植物质量。d易于应用先进技术。如近年推广的工厂化育苗、电热温床育苗以及穴盘育苗等新技术。2、育苗设施：主要指在育苗生产过程中所使用的机械设备以及辅助设备，主要包括温室、塑料薄膜拱棚、电热温床、扦插床、精量播种设备、补光设备、增施CO2设备、浇水设备、育苗容器、遮荫设备等。 育苗架：为了充分利用温室空间，广泛采

11、用育苗架进行立体多层式育苗。育苗架有固定式和移动式两种。活动式育苗架代替了固定式育苗架，它由支柱、支撑板、育苗盘支持架及移动轮等组成。育苗钵：是指培育秧苗用的钵状容器。按材料不同可分为塑料育苗钵有机质育苗钵。育苗筒：是圆形无底容器，按材料分塑料筒和纸筒。电热温床：主要由电加温线、控温仪、开关、导线等组成，功率大时，可外加交流接触器。电加温线：是将电能转为热能的器件。分为土壤电加温线和空气电加温线。温控仪：使用时温度传感器放到土壤中，控温仪温度旋钮旋到设定温度值。当温度传感器内的热敏电阻感受的实际温度高于或等于设定温度值时，控温仪的交流电桥便输出正信号或零信号使继电器的触头断开，切断电源.反之则

12、输出负信号，经放大驱动继电器使交流接触器的接通电源，使电加温线通电加温。交流接触器交流接触器的线圈电压有220V和380V两种，选用CJ系列的交流接触器较好。电热温床的功率选择每平方米所需功率取决于当地的气候、作物需要的温度和温床散热等因素。一般蔬菜育苗功率取100-150W/M2.总功率W=总面积(加温面积)X每平方米所需功率电加温线根数n=总功率W/电加温线额定功率(n取整数)布线间距计算设温床的实际加温面积：长A=15M 宽B=1.35M已选定功率为100W/m2 加温面积S=AXB=15X1.35=20.25m2 总功率W=20.25X100=2.025kw选择DV21012(电压22

13、0V，电流5A,功率100W,长度120M）型电加温线根数: n=2025/1000=2.025根 取n=2加温布线条数:N=（电加温线总长一床宽B)/实际电加温线长A=（120X21.35） /15=15.91布线平均间距t=宽度B/ ( N-1) =1. 35/(16一1) =0. 09(m)为方便接线，使两端导线处在同一边，N应取偶数，本例取n=16蒸发冷却：是利用水分蒸发吸热，达到降低空气温度的一种措施.空气热力学过程是绝热加湿过程( 近似为等焓过程）。耗水量少，吸热效率高，装置简便，是一种生产性降温方式，但是它会增加空气湿度，不适于高湿的气候条件下应用。第二章 设施栽培工程2-1 设

14、施类型及结构二，温室的分类1、按用途分：生产温室：科研温室：展销温室：庭院温室2、按温度分类：高温温室；中温温室；低温温室；冷室3、按覆盖材料分：玻璃温室；塑料薄膜温室（又称塑料大棚）；4、按骨架材料分：竹木结构；钢筋结构；热镀锌管结构5、按建筑结构分：脊形温室（单坡采光面（南向）、双坡采光面（东西向）；拱形温室（单栋、连栋）；脊拱混合型（二）按室内环境温度分类1、高温温室（天津热带植物园）冬季一般保持在18-36之间。用于越冬栽培耐热性蔬菜、花卉、苗木或栽培热带植物之用。2、中温温室冬季一般保持在12-25之间，共栽培热带和亚热带地带产的植物之用，适宜栽培茄果类，水生菜类、瓜类、豆类等喜温性

15、蔬菜，以及葱蒜类及一些多年生耐寒而适应性广的蔬菜栽培。3、低温温室冬季一般保持在5-20之间，供亚热带和暖温带植物栽培之用，并适宜萝卜、白菜、花椰菜、马铃薯、蚕豆、豌豆等半耐寒性蔬菜，以及芥菜类、绿叶菜类、甘蓝类等耐寒性蔬菜的栽培4、冷室冬季一般保持在0-5之间，共栽培或贮存暖温带盆栽植物越冬之用。（三） 按覆盖材料分类1、玻璃温室2、塑料薄膜温室（又称塑料大棚）：经济性好；适用性强（四）按骨架材料分类1、竹木塑料大棚：以竹子或木材为骨架材料，结构简单，取材方便，易于施工，经济实用。应向少柱、无柱方向发展，或采用水泥预制件。2、钢筋塑料大棚采用普通钢筋作材料，取材和制作较方便，但耗钢量较大，达

16、7.5kg/m3，焊点较多，容易生锈，其室内空间不大，不便进行机械化操作。3、热镀锌钢管塑料大棚壁厚1.2-2.5mm的钢管采用热浸镀锌处理，镀层较厚，内外壁两面都镀，使用寿命可达8-10年以上。室内空间较大，操作、管理、耕作都很方便，但其造价较高。是目前世界上最为广泛的一种塑料温室、大棚的形式。脊型双坡面温室：顶面以设置天窗，但覆盖材料薄膜不易均匀绷紧，受雨雪积压会凹陷。拱形温室：适用于塑料薄膜覆盖材料的结构形式。因结构简单，建造简易，造价低而广泛采用。拱形顶面覆盖塑料薄膜容易绷紧，且雨雪在拱面上易滑落，不会积压，但难以设置天窗，靠两侧窗通风换气效果差，易形成高温、高湿效应。脊拱混合型：是脊

17、形和拱形混合造型的顶面，消除两种造型的缺点，综合两种造型的优点，是塑料薄膜温室比较理想的造型。二）南方轻型设施1、遮阳网（1）遮阳网的种类按颜色：有黑色、白色、银灰色、绿色、蓝色、黄色和黑色银灰色两色相间几种。按遮光率：35%-50%、50%-65%、65%-80%、80%四种规格，应用最多的是35%-50%的黑网和65%的银灰色网。按幅宽：有90cm、140cm、150cm、160cm、和200cm五种。按产品编号，SZW-8表示密区（25mm）由8根纬向扁丝编织而成，数字越大，网孔越小，遮光率越大。（2）遮阳网的作用和功效地面降温效应：显著降低地表温度和地下、地上20cm范围的土温、气温和

18、叶温。防止日照过强灼伤苗子：覆盖遮阳网是光照强度减弱40-50%，避免灼伤现象发生，使夏季菜抗高温育苗得到保障。减少蒸散量：高温干旱使出苗受影响，覆盖遮阳网课降低棚内温度减少蒸发，保持土壤湿润，使蔬菜的出苗率提高20-30%防虫、防病毒：将害虫和蔬菜隔离，基本上能免除菜青虫，甘蓝夜蛾、蚜虫等害虫的危害，控制病毒病的发生。防风、防暴雨：覆盖遮阳网后风速可降低20-25%，暴雨经网的阻击，冲击力减弱，降到棚内已成蒙蒙细雨，水滴对地面的冲击力仅为露地的1/50。2、防虫网防虫网以人工构建的屏障，将害虫拒之网外，达到防虫、防病保菜的目的。此外，防虫网反射、折射的光对害虫防病还有一定的驱避作用。最大的特

19、点是能防虫防病，大幅度减少农药使用量，是无公害作物的关键技术，是一种简便、科学、有效地防虫措施。（1）防虫网规格及种类按幅宽分有1m、1.2m、1.3m、1.5m、2m的规格按目数分为20、24、30、40、50目等按颜色分为白色、黑色、银灰色等生产上推荐使用为24至30目，幅宽1.0至1.5米，使用寿命3-5年黑色防虫网，既防虫，又有一定的遮光效果，银灰色的防虫网的避蚜效果最好。国内外经过不同规格的防虫网覆盖实验，确定30目防虫网不仅防虫效果好。作用：防虫：据试验，防虫网对白菜菜青虫、小菜蛾、豇豆荚螟、美洲斑潜蝇防效为94-97%，对蚜虫防效为90%防病：蔬菜病毒病主要是由昆虫特别是蚜虫串并

20、。防虫网切断了主要传毒途径，因此，大大减轻蔬菜病毒的侵染，防效为80%左右。调节气温、土温和湿度：炎热的7-8月，在25目白色防虫网中，早晨和傍晚的气温与露地持平，而晴天中午低1左右；大棚内10cm地表的温度在早晨和傍晚高于露地，而中午又低于露地，早春3-4月，棚内比露地气温高1-2，5cm地温高0.5-1，能有效的防治霜冻。遮光调湿：防虫网课遮光和防强光直射作用，25目白色防虫网的遮光率为15%-20%，20-22目银灰色防虫网一把遮光率在20-25%，防虫网内空气相对湿度比露地高5%，有一定的保湿效果。遇雨可减少网室内的降水量，晴天能降低蒸发量。防暴雨、防强风：强风暴雨会造成机械性损伤，土

21、壤板结，倒苗，死苗现象。暴雨经防虫网后，水量减少21.6%，冲击力减弱。25目的防虫网下，大棚中的风俗比露地降低15%-20%，30目防虫网下，风速降低20%-25%，因而防虫网具有较好的抗台风作用。3、防雨棚防雨棚是利用塑料薄膜等覆盖材料，覆盖在大棚顶部，而四周散开的拱圆大棚，借以改善棚内小气候，是作物免遭雨水直接淋袭的一种设施。南方春季雨水多，土壤过于湿润不利春季作物的生长，防雨棚可以实现避雨栽培，避免夏季暴雨对蔬菜生长的不良影响。防雨棚具有良好的防御、防风功能防雨棚对春夏季蔬菜、花卉等经济作物的栽培有重要作用，由于防雨棚与天然降雨隔离，因此往往棚内配有滴灌节水设施或定期人工灌溉。4、荫棚

22、（一）荫棚在蔬菜、花卉栽培中的作用荫棚是夏季栽培花卉必不可少的设施。可避免阳光直射、降温、增加湿度、减少蒸发、防治暴雨冲击等。2、永久性防。钢制骨架，用于经济价值较高的喜阴性花卉或蔬菜。如兰花、杜鹃等。三）食用菌栽培设施地上菇房是我国栽培食用菌的主要建筑物。有标准菇房、石造菇房、土墙菇房、简易菇房等数种。一般长8-10m，宽8-9m，高5-6m，有效栽培面积100-200m2。二、温室结构与材料（一）骨架构件（支撑、连接的框架）常用的材料有竹材、刚才和铝合金材料。钢材有钢丝、钢盘、扁钢、角钢、槽钢、钢管等型材。铝合金含有各种型材。脊高：指温室柱底到温室屋架最高点间的距离跨度：指温室的最终承力构

23、架在支撑点之间的距离开间：指温室的最终承力构架之间的距离。檐高：指温室柱底到温室屋架与柱轴交点间的距离。1、脊形温室骨架：椽杆、檩杆（与覆盖材料构成覆盖面）；桁架、梁、主柱（构成支承）；间柱、横档（与围护材料够成围护面）；窗框、门框。2、拱形温室骨架：拱杆、拉杆、立柱；天沟、水槽（到处雨水）；卡槽、估摸卡具（内设拉幕拉杆（水平+垂直）立柱：起支撑拱杆和固定作用拉杆：起固定立柱、连接整体的作用，使棚体不产生位移拱杆：起保持固定棚行的作用天沟：用于排除雨水、雪水，还作为副拱的支座，起到连接的作用，对温室的稳定性、承载等方面起作用的沟。天窗启闭机构（1）卷绕式；手动式；电动式（2）整体启闭式：抽拉式

24、；翻动式；扬落实；升降式5、骨架类型竹木结构 由竹木材料组成。一般6-8m宽设横向立柱3-5排，拱杆间距一般为0.5-0.8m。优点：建造容易，比较牢固，成本低，已被农户接受缺点：立柱多，遮荫严重，作业不便水泥预制件结构温室的立柱、拱架采用钢筋混凝土预制件。立柱断面要达到12cm*12cm，拱架断面4.5cm*10-16cm，内配4根直径5mm的钢筋。钢筋骨架结构以拉花钢架为拱架，拱间距0.8-1.0m，设拉梁4-6道，将拱架连为一体。特点：机构牢固，耐久性强，室内无或少立柱，透光好，作业方便，便于室内设多层覆盖材料增加保温防寒效果。热镀锌薄壁组装结构无定性产品，跨度6-8m，屋脊高2.5-3

25、m，一般在后无眠下设置立柱，长50-80m用压膜槽卡塑料薄膜。特点：无少立柱，使用年限长，作业方便，便于设多层覆盖保温防寒、盖膜方便。（二）覆盖维护结构1、采光材料（1）平板玻璃：透光性好，耐久性强（10-20年），价格低（2）塑料薄膜：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚酯酸乙烯（EVA）等类型薄膜发展方向：遮光，抗紫外线，耐老化，防尘。无滴，无滴膜：0.083kg/m2，,2多元/kg。a，透明覆盖材料的种类及特点按基础材料分有聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯，以聚氯乙烯膜的保温性能最好，7-14m远红外线阻隔率为80%，乙烯-醋酸乙烯膜为50%，聚乙烯膜为20%。按结构性能分有普通膜、

26、防老化膜、长寿膜、双防膜、多功能膜、多功能复合膜等。多功能膜除具有防雾滴、防老化性能外，还具有保温、散射光透过率高等功能。b、对透明覆盖材料的要求温室透明覆盖材料要求对波长0.35m-3.00m之间的太阳光具有高透过性，对波长0.35m以下的紫外线具有高吸收或高阻隔性，对3.00以上的远红外线具有强阻隔性。0.315m-0.380m波长的近紫外线参与某些植物花青素和维生素C、维生素D的合成，并抑制植物徒长等形态建成作用，0.315m以下的紫外线对大多数植物有害。3.00m以上远红外线主要是地面热辐射，对其阻隔可提高棚内温度。2、保温隔热板和墙体材料石棉、玻璃棉、岩棉等为新型材料，秸秆、稻草、芦

27、苇等材料制成的保温隔热板较多。（三）基础和墙体围护结构采用建筑用的各种砖材、石材、混凝土板材。墙体的保温性能：指当室内温度高，室外温度低时，室内的热量通过墙体传递到室外所需要时间的长短。所需时间短，传热速度快，保温性能差。保温性能的好坏实质是导热系数的大小，导热系数的倒数即为“热阻”，它的单位是m h /kJ，是指当墙体两侧的温差为1时，通过每平方米墙体面积传出1kJ热能所需的小时数。土筑墙：就地取材，一次性投入少，用黏土为主要原料，可掺入麦草、稻草构成泥筑墙，为提高强度，增加耐水性和减少干缩裂缝，可加入适量的填料，10%-15%的石灰可提高强度和耐水性，麦草和稻草可减少干缩裂缝。砖石结构：常

28、用的砖有普通砖、空心砖、矿砂砖以及泡沫混凝砖。空心砖比普通砖增加了孔洞，提高了保温能力。12cm空心砖砌墙和24cm厚普通砖砌墙保温性能接近，而容重下降了1350kg/m3减轻了自重，降低造价。复合墙体：由不同墙体材料组成，并复合多种保温材料，以达到既具有支撑作用又具有保温防寒功能。（四）塑料连栋温室建筑结构单栋温室不需排水天沟，舍友天窗痛风石，夏季通风降温效果好，但占地面积大，表面积大，冬季散热量大，环境温度均匀性差。连栋温室克服了单栋的缺点，在总宽度小于30m是，夏季通风效果可达单栋水平，环境控制上可实现与玻璃温室相同的功能，造价远低于玻璃温室。1、总体规格跨度要比玻璃温室大，高度相当。跨

29、度6-12m，开间4m，檐高3-4m。对自然通风为主的连栋温室在侧窗和屋脊窗联用是，温室最大宽度宜限制在50m以内，最好在30m左右。对机械通风为主的，最大跨度课扩大到60m，最好在50m左右。长度最好限制在100m以内。主体结构：热浸镀锌钢管为主体承力结构，至少要有抗8级风力能力，一般要求抗风能力大10级。覆盖材料：聚乙烯膜由三层复合结构，紫外线阻隔层、聚乙烯、无滴层。2、双层活动屋面温室内层为遮阴、防灾功能的遮荫膜；外层为具有保温、防雨功能的高强度可折叠膜。结合了温室、遮荫棚、网室等优点。温室主题采用热浸镀锌钢管骨架和铝合金零配件组成，顶高4m，跨度6.0m、8.0m，开间3.25m、7.

30、50m，侧窗高2.0m，温室平面形式可按6.0m3.25m或8.07.0m的单元尺寸进行组合。需配备电动或手动拉膜/卷膜系统。3、连栋拱形屋面温室一种全封闭拱形屋面温室，采用柔性或半刚性材料覆盖，侧窗/天窗采用自然或机械通风。温室主体采用热浸镀锌钢管及配件组成，肩高3.0-4.0m，脊高5.0-6.0m，跨度8.0m，开间3.0m，温室平面形式可按8.0m3.9m的单元尺寸进行组合。配套设施：遮荫设施，开窗及通风系统，防虫装置，控制系统。4、双层充气塑料薄膜温室节能效果显著（一般节能40%左右），低廉的造价，简单的构造。结构上不用压膜线固定薄膜，只在塑料四周固定，考气泵或鼓风机来支撑塑料膜，是

31、塑料薄膜内层紧贴骨架，外层靠气压与内层隔离，从而形成空气压层，产生保温作用。三、南方各类轻型设施的结构与覆盖材料结构类似于温室、塑料大棚和小拱棚的骨架结构，覆盖材料为前面所讲的各种轻型设施覆盖材料，遮阳网、防虫网、防雨棚等。2-2、南方轻型设施的设计与建造一、轻型设施建造特点和要求1、轻型设施建造的特点设施的建造必须根据作物自身的栽培特性和要求，设计和建造相应的设施类型。建筑规模和内部空间要根据设施的用途而定，建筑外观造型以整洁美观为好。2、轻型设施建造的要求1）应满足功能和环境的要求2）应满足可靠性的要求 能承受包括恒载在内的各种荷载作用，不发生影响使用的变形和破坏。覆盖围护材料要求能够承受

32、在风、雪、暴雨、冰雹以及生产过程中的正常碰撞的冲击等荷载作用，材料与主体结构的链接也应该是可靠的。福建的轻型设施建造尤其要考虑台风的袭击。3）应满足耐久性的要求所有的主体结构、围护结构以及各种设备都应该具有规定的耐久性。二、遮阳网设施的设计建造1、遮阳网的选取根据作物种类和覆盖期间的光照强度，选择适宜的遮阳网。黑色网可使光照强度减弱50%，适宜光照要求较弱的作物生产，多在酷暑期蔬菜和夏季花卉上使用，适宜短期性覆盖。白色网则适宜喜光性作物，适宜进行全生育期的覆盖。银灰色网，不致造成光照过弱，同时，由于蚜虫忌银灰色，可以防止蚜虫由大田转入棚内为害。2、建造形式1）浮面覆盖：是指遮阳网直接覆盖在地面

33、或植株上面，播种后或定值后都采用这种覆盖形式。由于使用的设施不同，又分为拱棚内浮面覆盖、大棚内浮面覆盖等几种。2）小拱棚覆盖3）平棚覆盖4）大棚覆盖三、防虫网设施的设计与建造1、防虫网的选取应根据不同作物、季节的需要，防止虫害的种类选择防虫网的幅宽、孔径、丝径、颜色等，其中最重要的是孔径。目数过少，网眼过大，起不到防虫效果；目数过多，网眼小，防虫效果好，但遮光多，多作物生长不利。防虫网的目数是关系到防虫性能的重要指标。白色或银灰色的防虫效果最好，如果强化遮光效果，选银灰色或灰色及黑色的防虫网。2、建造形式1）大棚覆盖：将防虫网直接覆盖在大棚架上，四周用土或转压严压实。棚顶压线绷紧，以防夏季强风

34、掀开。留正门揭盖，方便出入。这种港式，提高了棚架的利用率，进棚管理方便。利用大的立柱课建大账式平平鹏，单位面积大，可节约防虫网，降低成本。该方法主要应用于夏秋速生叶菜栽培和秋菜防虫网育苗。2）小拱棚覆盖：3）网膜结合覆盖法：即防虫网和农膜相结合覆盖，棚架顶盖农膜，四周围防虫网。网膜覆盖，避免了雨水对土壤的冲刷，起到保护土壤团粒结构、降低土壤湿度、防虫避雨的作用。主义拱棚高度要高于作物高度，否则彩页紧贴防虫网，网外的跳甲等害虫仍能取食菜叶，或者将卵产在菜叶上，进而造成危害。防虫网两边要用砖头或土压实，两头开门要防虫网蒙好，不给害虫入侵机会。为了防止大风揭网，要用压网线压紧。四、避雨棚设施的设计与

35、建造防雨棚可直接利用塑料大棚的骨架结构和薄膜，与冬春季节的大棚栽培不同之处在于，夏季防雨棚栽培时要充分考虑到通风，因此夏季常将塑料大棚四周的裙膜拆掉，将其变成防雨棚。还可以利用塑料中鹏、小棚和平棚等进行防雨栽培。也可另外搭架进行防雨栽培，由于夏季的光照强，所采用的塑料薄膜可以选用旧薄膜。1、防雨棚棚架结构自建防雨棚，应注意防雨棚的顶部应有一定的坡度，以免雨后顶部积水。上部为拱圆形或钝三角形，下部为长方形，高度2-3m，一般为单栋；以竹木为搭架材料，条件好的地方也可用钢管为搭架材料；覆盖材料只覆盖在拱圆或三角形部分，冬春季可结合温室栽培方式将顶部与四周覆盖，以提高温度；夏秋季节可四周全部避开；这

36、样有利于通风降温。五、食用菌栽培设施的设计与建造1、工厂化厂房工厂化设施栽培厂房具有完善的环境控制设备，自动控温、控湿，采用大型自动化拌料机，实现食用菌周年生产，全天候培育，反季节供应，功效普遍提高10-30倍。标准化厂房：一般占地50m2，栽培面积120m2，周年栽培厂房按标准化厂房建造，一个日产3000袋金针菇的工厂设施厂房面积约2000m2.，投资约70万左右。2、设施菇棚塑料大棚形式是今年菇棚建造的新形势，采用热镀锌钢材为骨架材料，塑料薄膜、草毡、遮阳网为覆盖材料。$2-3 温室的设计1、 温室建造的特点（1）温室是为了给植物提供适宜的生长环境而建造的建筑设施，是由若干环境调节和控制系

37、统组成的综合体。这些系统以温室建筑为载体，因此，温室的建造和各系统的配置有密切的关系。温室屋面的自重很小，屋面及墙体维护材料都是透光的轻质材料。屋面的活荷载很小，是不上人的屋面。温室屋面的一般荷载最大不超过0.7kN/。温室骨架结构采用轻型钢结构，自重也很小，骨架的用钢量710Kg/。温室的建造采用组装式，所有构件都在工厂制作，现场安装。骨架都采用螺栓连接，现场施工速度较快，骨架构件的防腐性能好，能够适应温室内部环境。 温室建造的最大特点是地域性很强，应依据当地的自然气候条件，以及栽培品种的特性与要求，设计和建造相应的温室形式。2、 温室建造的要求（1） 温室的建造应满足功能和环境的要求 温室

38、的平、剖面应该根据功能的需要建造，各种温室平剖面的设计都有所不同。1、 平面单元的划分在平面设计时进行合理的单元划分以适应环境、设备、管理、观赏等方面的要求非常必要。2、 平面和空间尺度的确定 生产性温室结合栽培方式进行平面和空间尺度的设计。室内空间的利用对提高土地利用率和环境、设备、能量利用率由很重要的意义。陈列展览温室需要根据植物的生长需求和参观赏者所需的视觉距离、观赏者的交通来确定温室内部的平面和空间尺度。3、 剖面设计（1） 室内地坪高程：生产温室为了各种机械和管理人员出入方便和节省工程量，常将室内地坪与室外地坪确定为相同高程。对严寒地区的小型温室，应适当降低室内地坪，甚至采用半地下式

39、建筑方式，利于保温。（2） 跨度 与温室的结构形式、结构安全、平面布置等有直接的关系。选用的原则是：在保证结构安全的条件下，求得建筑造价最低的跨度。 对于单栋温室，跨度越小室内作物受外界气候变化的影响越大，但越容易通风。我国南方地区采用46m。（3） 檐高 应满足使用要求和栽培作物生长的要求。 连栋温室的檐高应该比单栋温室高一些，因连栋温室的宽度要大很多，适当提高檐高有利于温室的通风和降温。一般生产性连栋温室的檐高在3.5m左右。从通风和促进植物光合作用角度来讲，檐高高比低有利，但从造价和节省能源的角度，以及温室结构安全的角度来看，则低些较为有利。（4） 屋面坡度 坡度的选择同其结构受力、太阳

40、辐射透过能力以及保温性能等有关。屋面坡度与透光率关系密切，当屋面与太阳光垂直时，对太阳光的反射最小，其透光率最高。温室屋顶采光面的坡度根据当地冬至日的太阳高度来确定，入射角控制在040（温室的日透光率变化不大），背光面坡度以略大于当地冬至日太阳高度角为宜，可减少屋脊遮挡阳光的影响。对连栋温室，屋脊是南北走向，则屋面坡度不会影响太阳的投射率；若屋脊是东西走向，则温室的南坡面坡度应根据太阳高度角来确定，北坡面则尽量减少屋脊遮挡阳光的影响。确定实际屋面角时，可用当地冬至日最佳角度减去40冬至日的太阳高度角=90当地纬度23.5温室保温性能常用面积比R作评价指标，也称R为保温比R=A0/A 式中A0温

41、室建筑面积；A温室屋顶和外墙的总面积单栋温室，高宽比H/B增加，R迅速减小，因H变化不大，所以加大温室宽度是增强保温性的有效途径；在同一宽度情况下，长度越长保温性越好，在宽度、长度都确定的条件下，屋面坡度较小时保温性能较好。连栋温室，高宽比H/B增加，保温比R迅速减小，因此加大温室总宽度对增强其保温性效果显著，在总宽不变的情况下，随连栋栋数的增加，保温比增加甚微。（2） 温室建造应该满足可靠性和耐久性的要求1、 可靠性温室的结构能够承受包括恒载在内的各种可能发生的荷载作用，不会发生影响使用的变形和破坏。在正常使用时，这些荷载在各种组合情况下主体结构都应该是可靠的。2、 耐久性3、 现代化温室的

42、各种荷载（1） 恒荷载永久性结构自重（骨架、墙体、覆盖材料、固定设备等）在确定恒载时应考虑结构重量的差异，以及各种可能造成误差的因素，采用荷载分项系数的方法来保证结构的可靠度。如设备在运行中振动较大则应考虑将设备荷载乘以动力系数（建议采用动力系数为1.1）（2） 活荷载在温室使用过程中产生的临时荷载称为活载，活载不包括风荷载、雪荷载、地震荷载和恒载。温室外部活载包括屋面上温室安装和维修的工作人员和临时设备（如维修梯子等）；内部活载是结构上临时悬挂物，如作物吊重。作用于结构上超过30d的活荷载应视为永久性荷载而计入恒载。1、 集中荷载温室安装、维修中存在人体荷载，有时也在结构局部或桁架节点处悬挂

43、设备和植物等临时荷载。屋架构件，如檩条、椽条、桁架上弦等，应能安全承受不小于0.45kN作用于构件中部垂直向下的集中活载；所有屋面桁架下弦的任意节点也应能够安全承受不少于0.45kN的集中活荷载。2、 屋面最小活荷载温室从建造到停止使用至少经过15年到20年的时间，有很多不可能预见的荷载会作用在屋面上，温室屋面的外部和内部活荷载的总和不应小于最小设计活荷载（参考美国温室制造业协会温室设计标准取：0.58kN/m2)，按水平投影面积计算。3、 屋面最大活荷载总和不应大于最大设计活荷载0.72kN/m2(3） 雪荷载在温室结构计算中雪荷载标准值应按照水平投影面上的均匀分布和不均匀分布两种情况考虑，

44、其计算公式为 S=urS0 式中S雪荷载标准值；ur屋面积雪分布系数； S0 当地的基本雪压值屋面积雪分布系数随屋面形状的不同取不同的值，可按GBJ91987荷载规范采用。连栋温室的屋面雪荷载按均匀和不均匀两种情况考虑。对于像玻璃和塑料屋面这些传热系数较大的屋面，大量的传热使得降雪能很快地融化，很少受到大的雪载。美国温室制造业协会温室设计标准中也有这方面的论证，采用热因子Cr=0.83的雪载折减系数。雪载的其他考虑因素：临近较高建筑屋面的积雪的飘移，在设计时应适当考虑屋面雪荷载的增加。塑料薄膜温室面因雪压易形成兜雪，温室设计和建造时还应考虑这个因素的影响。(4） 风荷载（P215）垂直于连栋温

45、室表面的风荷载标准值应按下式计算：Wk=usuzW0 Wk风荷载标准值（KN/m2);us风荷载体形系数；uz风压高度变化系数；W0 基本风压（KN/m2). 风荷载体形系数us，随温室外形不同，其各部位所受的风压也不同。可按GBJ91987给出的风荷载体型系数采用。风压高度变化系数uz的影响因素：周围环境、温室的高度。课根据地面的粗糙程度按A类地区uz=1.17、B类地区uz=0.80、C类地区uz=0.54取值。其中A类地区指近海海面、海岛、海岸及沙漠地区；B类地区指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀少的中小城市和大城市郊区；C类地区指有密集建筑的大城市市区。温室属于轻型结构，塑料连栋温

46、室的覆盖材料抵抗屋面风吸力的能力较低，且骨架的整体刚度一般不大，对瞬时最大风比较敏感。温室设计时，温室对风荷载敏感的部位，应把瞬时最大风速作为一个验算标准。Wki=usuzW0i W0i=Vi/1600 式中Wki风荷载（KN/m2);us风荷载体形系数； uz风压高度变化系数；W0i 瞬时基本风压（KN/）； Vi瞬时最大风速（m/s)若当地没有瞬时最大风速统计资料，可将10min平均最大风速V10，换算成瞬时最大风速Vi，利用回归方程式，它们都是直线方程。(5） 荷载组合（P221）上述荷载都有可能作用于温室，却不可能同时作用于温室，也不可能同时都达到最大值，因此，在温室设计时应该考虑各种

47、荷载的组合情况。荷载组合问题是寻求同时出现几种荷载效应随机过程叠加后的统计特性问题。风荷载作用可能是吸力也可能是压力，这取决于屋面的形式、坡度、侧窗的开启与否以及风向，而屋面吸力的作用效应和恒荷载的作用效应性抵消或部分抵消。(6） 风雪荷载重现期的讨论荷载重现期取设计基准期为50年。重现期、安全度、标准使用年限存在如下关系： T=（1-1/q1/R)-1式中 T风、雪荷载的重现期（a）；q安全度（保证率）（%）；R标准使用年限（a）4、 东南型现代化温室结构东南型现代温室为连栋温室，能巧妙地利用福州当地自然气候资源，营造冬暖夏凉的内部环境，达到周年生产目的。其特点如下：1、 钢架结构为宽跨度、

48、大空间、短隧道、模块化构架。温室跨度8m，肩高3m，顶高4.8m，外遮阳网顶高5.4m，单位面积耗钢量4.8kg/。主体结构简洁，阴影少，光照均匀。2、 温室四面侧墙采用大面积卷帘侧窗，内置防虫网。可以根据不同气温、湿度、风速、风向调控温室的通风透气程度，即使是夏季无风时，也能依靠侧窗与天窗的热力差形成烟囱效应达到一定的通风降温效果。3、 遮阳率为70%的黑色外遮阳网与反光幕内遮阳网相结合，可方便地调光、调温。4、 电气操作柜操作方便，可手动/自动切换。温室的现场主控机可与互联网连接，实现远程操作，实时监控温室内外气象环境因子变化。5、在网站上，可以浏览历史数据2-4 温室建造与施工一、温室选

49、址与设置（一）场地的选择主要考虑气候、地形、地质、土壤、以及水、暖、电、交通运输等条件。1、气候条件：气温、光照、风、雪、冰雹与空气质量等2、地形与地质条件3、土壤条件：基本原则是：砂土储藏阳离子的功能较差，养分含量低，但是养分输送快，黏土则相反。需要精确而又迅速地达到施肥效果，选用砂土比较合适；土壤物理性质包括土壤的团粒结构好坏、渗透排水能力快慢、土壤吸水力的大小及土壤的透气性等，要选择土壤改良费用较低而产量较高的土壤。值得注意的是，排水性能不好的土壤比肥力不足的土壤更难于改良。4、水、电及交通（二）场地的布置1、建筑组成及布局温室群=温室种植区+辅助设施2、温室的间距前后栋相邻的间距必须保

50、证不至于前后遮荫一般以冬至日中午12时前排温室的阴影不影响后排采光为计算标准。3、温室的方位温室的建筑方位与造价无关，但与温室光照环境的优劣以及总的经济效益密切相关。维度增高则E-W方位温室的日平均透光率比N-S方位的平均透光率将增大。大致归纳成如下规律：对于冬季生产为主的玻璃温室以北纬40为界，大于40地区，以E-W方位建造为佳；相反，在小于40地区，以N-S方位建造为宜。对于E-W方位的玻璃温室，为了增加上午的光照，建议将朝向略向东偏转5-10为宜。二、温室的建造与施工基础立柱内遮阳设备屋面骨架外遮阳设备PC阳光板内遮阳网（一）基础（1）先定点、后放线、再挖槽（2）地基要坚固，承载力均匀（

51、3）基础要有足够的买置身度，避免冻胀破坏（4）基础材料一般是砖，毛石或混凝土（二）墙体分为土墙（1、夯土墙；2、压土墙；3、草泥垛墙）砖墙空心墙和填充墙等（三）、后屋面柁为连接中柱与后墙的梁后屋面骨架施工应注意：1、脊檩或横梁的顶端和山墙的最高点在一条直线上；2、后屋面骨架基本在一个平面上，如有不符，应及时调整。（五）保温覆盖物常用草帘或纸被（六）防寒沟或防寒墙（八）通风口（1、后墙上的通风口；2、前屋面塑料薄膜上的通风门）（九）保温幕是在温室内加设的一层薄膜或无纺布，一般是在屋面薄膜下20-25cm处，采用塑料薄膜做保温幕时、应是幕面有一定的倾斜度。（十）加温设施大型的主要以煤或石油为燃料，

52、小型的主要利用烟道、火墙或土暖气。一条龙是的烟道式以煤或柴草作燃料、以地面烟道作散热器，包括炉炕、火炉、出火口、烟道及烟囱五部分。3-1温室光调控一农作物对光照的要求太阳的光照强度随着维度、季节和天气状况而变化，还与温室的建筑结构、管理措施及材料的透光性密切相关。花卉对光强度的要求可分为3类：a. 阳性植物或称喜光植物。b. 阴性植物或称喜阴植物。c. 耐阴植物光质的植物生物效应所谓光质就是指不同波长的光。不同光质对植物形态结构和色素形成影响的实例：1. 蓝紫光加速短日照植物生长，抑制植物伸长，形成矮小形态，促进花青素等色素的形成。高山上，蓝紫光和紫外线较多，所以高山植物具有形态矮小、花色鲜艳

53、的特点。2. 红、橙光加速长日照植物生长，抑制短日照植物生长，促进植物茎的生长红光有利于碳水化合物合成。3. 紫外线抑制作物徒长，促进花青素的形成，促进维生素的生长。4. 红外线不能引起植物生化反应，只能增加热效应，提供热量。5. 蓝光能促进蛋白质的合成。二影响温室采光的因素1.温室的方位日光温室方位一般为东西延长，坐北朝南，可接受较多的太阳辐射。对于北方冬季寒冷地区，冬用型日光温室以东延长偏西5-10为宜，更多利用中午到下午的直射光，同时避免因与季风风向垂直而加大散热。在冬季并不寒冷的地区，冬用型日光温室方位可以偏东5-10，又称为“抢阳”，充分利用上午的弱光，还可避免或减弱西北风的侵袭，不

54、论偏东或偏西，均以不超过10为宜，且不易与季风风向垂直。2.日光温室前屋面采光角度太阳光透过透明覆盖物进入温室内的光强称为透过率（或用温室内光强与外界自然光强之比表示）。太阳光照射到薄膜上以后除大部分透过薄膜进入温室外，还会有一部分被2薄膜吸收和反射掉：吸收率+反射率+透过率=100%。确定合理的采光屋面角度是日光温室设计和建造中的关键。使采光时段保持在4h以上，即在1014时太阳对温室采光屋面的投射角均达到50以上。第一种薄膜来说，它对光线的吸收率是一定的，光线的透过率就决定于反射率的大小。反射率大小与光线的入射角大小有直接的关系。从右图可以看出，入射角越小，透过率越高，反之则反。入射角在0

55、-40范围内时，入射角增加，光的反射率也加大，变化不明显；当入射角处于在40-60范围内时，透光率随着入射角加大而明显下降；当入射角处于60-90范围内时透光率将随着入射角加大而急剧下降。2.日光温室前屋面采光角度日光温室后屋面的角度是指后屋面与地平面的夹角，它取决于屋脊与后墙的高差和后屋面的水平投射长度。为使东至前后中午太阳光能直射后屋面内部，后屋面的仰角应大于当地东至太阳高度角7-8，使后屋面在11月上旬至翌年2月上旬之间中午前后接受到太阳直射光。日光温室后屋面水平投影长度与温室的保温和采光密不可分。在我国北方冬用型日光温室后屋面水平投影长度随着维度的升高而加长。长后坡的温室升温较慢，但夜间降温也慢。而短后破的温室，白天升温快，晚间降温也快，北纬40以北读取6-8m跨度的日光温室，后屋面水平投影长度以1.21.5m为宜；北纬40以南地区，68m跨度的日光温室，后屋面水平投影长度以1.01.3m为宜。3温室光照及调控温室的光照条件突出表现在：光照强度不足、光照分布不均和光照时间较短三方面。大型连栋温室光照分布较为均匀、光照时间较长。温室内的光照强度分布不均匀表现在水平差异和垂直差异上。日光温室东西走向，温室中南部为强光区，而温室后部为弱光区；东西山墙下为弱光区。垂直方向的光强度有上向下逐步减弱。