SG-5-A-I 型日光温室结构创新与建造
胡永军1,潘子龙1,赵志伟2,田素波1,李小刚1(1.山东省寿光蔬菜产业集团有限公司,262700;2.山东省蔬菜工程技术研究中心)
SG-5-A-I 型日光温室是寿光第5 代标准型下挖式日光温室的一种, 为单立柱钢构拱架结构,短后坡,后立柱在走道后面紧贴后墙内侧处,墙体夯土而成,内跨9~13 m,栽培床低于地平面0.4~1.2 m。该型温室保温性好、温度变化平稳,在最寒冷季节连续阴天不超过5 天时,最低室温不低于8℃,10 cm地温不低于12℃。该型温室已获得国家实用新型专利授权,专利权号ZL201120396465.5。下面以内跨12 m 为例介绍SG-5-A-I 型日光温室的结构特点和建造要点。
1 结构参数
①夯土墙体, 单立柱钢管拱架。栽培床下沉1.0 m,总宽16 m,内部南北跨度12 m,后墙外高3.4 m,山墙山顶外高4.2 m,墙下体厚4.0 m,墙上体厚1.5 m,走道和水渠设在温室内最北端,走道加水渠宽1.0 m,种植区宽11.0 m。
②仅有后立柱, 立柱在走道后面紧贴后墙,地上高5.2 m。
③短后坡,坡长1.7 m。
④前窗与距前窗檐3.0 m 处切线角度为32.3°,距前窗檐3.0 m 处与距前窗檐5.8 m 处切线角度为19.7°, 距前窗檐5.8 m 处与距前窗檐8.4 m 处切线角度为15.1°,距前窗檐8.4 m 处与距前窗檐11.0 m处的平均切线角度为8.7°。后屋面仰角为45°。
2 建造材料
2.1 墙体和墙顶预埋件
墙体:最理想的材料为壤土或轻壤土。要求干湿均匀,手捏能成团,以从1 m 高度落地即散为宜。
墙顶预埋件: 包括后墙预埋件和山墙预埋件。
均为角铁混凝土预制件,角铁型号为∠50×50×6,混凝土标号在400 以上。
2.2 立柱和立柱基座
立柱:钢管,直径8.3 cm,壁厚4 mm。
立柱基座: 混凝土基座0.3 m×0.3 m×0.4 m,下预埋铁,混凝土标号在400 以上。
2.3 后屋面骨架材料
主要包括角铁、镀锌管和保温板。
角铁:两边互相垂直成角形的长条钢材,型号为∠50×50×6。镀锌管:直径4 cm,壁厚3.5 mm。保温板:聚苯泡沫板,厚10 cm,长1.7 m。
2.4 前屋面骨架材料
主要包括拱架和钢筋。
拱架: 选取国标4 cm 镀锌管与3.3 cm 镀锌管焊成双弦(或3 弦)拱架,用直径6.5 mm 钢筋拉花焊成直角形。拱架前基座:下底直径30 cm、上底直径25 cm、高20 cm 的圆柱状混凝土预制件,中间埋设一个预埋铁。钢筋:直径6.5 mm。
2.5 塑料棚膜和压膜线
棚膜包括屋面膜和放风膜。
屋面膜:聚氯乙烯(PVC)无滴膜或醋酸乙烯(EVA)无滴防尘膜,厚度不小于0.12 mm,使用3 个月后薄膜透光率不低于85%, 使用寿命大于12 个月,流滴防雾持效期大于6 个月。放风膜:聚乙烯(PE)棚膜,厚度不小于0.1 mm。压膜线:护套采用聚乙烯-聚氯乙烯为原料,芯采用低压聚乙烯束丝。拉力250 kg,35~45 m/kg,不伤棚膜,柔软光滑,无腐蚀,抗老化,耐酸碱,使用寿命长。
2.6 草苫
用稻草或蒲草制作。山东各地以稻草制作的草苫为主。宽度200~300 cm,质量4~5 kg/m2,长度依温室跨度而定,紧密不透光。
3 建造
3.1 建造墙体
墙体为夯土结构,采用推土机和挖掘机相配合的方法建造墙体。将30 cm 深的熟化土层(阳土)推向棚址南侧,等墙体建完并整平温室地面后再将阳土回棚。地平面以上墙体高度为3.4 m,一般需要9~11 层土,每层土都要反复碾压,轧一层用挖掘机再抓一层土。如此反复,一直把墙体碾轧到要求高度。把压实的墙体雏形上口推平,后墙外高3.4 m。沿墙内侧先划好线,切去多余的土,使内侧墙面与地面倾斜成80°。后墙的外侧采用自然坡形式,坡面要整平。墙体建成后,墙基宽4.0 m,上口宽1.5 m。东西山墙也按相同方法切好,两山墙顶部靠近后墙底内侧向上垂直线处再起高0.8 m,建成山墙山顶。山顶向南1.0、3.6、6.2、9.0 m 处墙体外高分别为4.0、3.6、2.9、1.9 m,使山顶以南呈拱形面,以北呈斜形面。切完后形成半地下式温室,反复整平温室地面,待阳土回棚整平后,栽培床低于地平面1.0 m。温室前约3 m 长的地面也要推平, 低于地平面50 cm,高于栽培床50 cm。
沿后墙顶内侧向北70 cm 处切除厚度为40 cm的土层,将后墙改成“女儿墙”状双层结构,以保证后屋面仰角达45°,以使阳光照射到屋面内侧,从而积蓄热量。
3.2 焊接立柱
在紧靠后墙体内侧每隔1.8 m 挖一个0.3 m×0.3 m×0.4 m 深的坑预制立柱基座, 并设预埋铁以便焊接立柱用。
用8.3 cm 钢管作立柱, 栽培床以上5.2 m,东西向每隔1.8 m 焊接1 根于立柱基座上,焊接时向北倾斜5°,加大支撑后坡的压力与重力。立柱上端顺东西方向焊接1 根4 cm 镀锌管, 镀锌管东西两端焊接于山墙预埋件上。
3.3 处理后坡
预制后墙预埋件:在后墙女儿墙的矮墙墙顶内墙向北0.67 m 处沿东西向用水泥预制,每隔0.6 m埋一块预埋铁,以备焊接拱架用。
制后坡:截取1.2 m 长角铁1 根,在立柱顶端向下1.2 m 处南北焊接,南端焊在立柱上,北端焊在后墙预埋件上,再截取1 根1.7 m 长角铁,上端焊在立柱顶端镀锌管上, 下端焊接在后墙预埋件上,与后坡形成等腰三角形(即后坡角度为45°)。在两相邻立柱之间截取2 根1.7 m 长角铁,上端分别焊在立柱顶端顺东西向的镀锌管上,下端焊接在后墙预埋件上。在1.7 m 长的角铁上顺东西向等间距焊接3 根角铁,每根角铁东西两端焊接于山墙预埋件上。
上后坡:在北纬34°~38°地区,后坡采用10 cm厚聚氨酯泡沫板保温,长度以上端扣在上部镀锌管内侧、下部放在后墙顶部为宜。为节约成本,在北纬34°以南地区,由于天气不太冷,保温板可适当薄一些,而在北纬38°以北地区还要加厚。保温板铺好后放一层钢网、水泥预制10 cm 厚,也可用水泥板替代预制,但是水泥板易开裂不利于防水。
后坡覆土:水泥预制后后坡覆土。从温室一端开始,使用挖掘机从温室后取土,然后将土一点点地堆砌在后屋面上,每加盖30 cm 厚的土层,用铁锹等工具稍加拍实。另外,要特别注意覆土的高度,以不超过温室屋顶为宜,且要南高北低。
保护后坡:平整好后屋面土层后,最好使用一整幅塑料薄膜覆盖后墙。棚顶和后墙根两处各东西向拉根钢丝将其固定。

保护后坡:平整好后屋面土层后,最好使用一整幅塑料薄膜覆盖后墙。棚顶和后墙根两处各东西向拉根钢丝将其固定。
3.4 处理前坡
焊制钢架拱架: 每隔1.8 m 设钢架主拱架1架,100 m 温室共计55 架主拱架。两相邻主拱架之间等距离设置2 架副拱架,100 m 温室共计111 架副拱架。主副拱架共166 架,各拱架间距0.6 m。焊制前坡拱架要选取国标4 cm 镀锌管与3.3 cm 镀锌管焊成双弦(或3 弦)拱架,用直径6.5 mm 钢筋拉花焊成直角形。找一平整场地,根据温室宽度、高度和前坡棚面角角度,在地面做一模型,在模型线上固定若干夹管用的铁桩,根据模型焊制拱架,这样既标准又便利,钢架采用上下两层镀锌管,中间焊接三角形圆钢支撑柱,上层受力大用4 cm 钢管,下层用3.3 cm 钢管,焊好待用。
预制拱架前基座:在日光温室前沿按设计宽度东西向切直并垂直于栽培床面,夯实地基,东西向每隔0.6 m(与后墙“女儿墙”的矮墙上的预埋铁对齐)预制拱架前基座,以备焊接主副拱架用。
上棚架:后坡焊好后即可上拱架,主拱架南北向后端上弦焊接于立柱顶端横向镀锌管上,下弦焊于立柱上,前端焊接于拱架前基座上。副拱架南北向后端上弦直接焊接于横向镀锌管上,截取1 段直径6.5 mm 钢筋,一端焊接在副拱架下弦上,另一端焊接在镀锌管上, 副拱架前端焊接于拱架前基座上。注意一定要使拱架向下垂直地面,南北向垂直于后墙。顺东西向在拱架的下弦之上焊5~6 道直径6.5 mm 钢筋作为拉筋,将拱架连成一体,拉筋东西两端焊接于山墙预埋件上,这5~6 道拉筋在拱架上按南北向均匀分布。
3.5 覆盖棚膜
棚膜准备:采用两块棚膜,通过滑轮和绳索调节通风口大小的方式进行通风, 上块棚膜为放风膜,宽2.5~3 m, 下块棚膜为屋面膜, 宽13.5~14 m,由多幅膜热压缝粘而成。棚膜长度比温室内径长5~6 m。
上棚膜:选晴天中午,把下块棚膜拉开,上到前屋面上,晒热,两端分别卷入长细竹竿, 待整个棚膜拉紧拉展后,上端留宽1.5~2 m 的通风口,两侧分别固定在山墙外的地锚上。上块棚膜的上端用草泥固定到后屋面上,下端压住下块棚膜40~50 cm。
上压膜线:上棚膜后在棚膜上拉压膜线, 每隔1.8 m 拉一道防风压膜线,上端拴在棚脊之后东西向拉紧的钢丝上,拉紧一定程度后,下端拴在前角外的地锚上。
3.6 覆盖草苫
由东至西,先隔一个草苫覆盖一个草苫,盖到温室西边后, 再由西到东把未覆盖着的草苫覆盖,使其两边压着相邻草苫的相邻边。