郄麗娟，趙付江，韓曉倩，韓建會*，尹慶珍

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，河北石家莊050051；2.河北政法職業(yè)學(xué)院，河北石家莊050061）

改良型塑料大棚的設(shè)計與建造

郄麗娟1，趙付江1，韓曉倩2，韓建會1*，尹慶珍1

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，河北石家莊050051；2.河北政法職業(yè)學(xué)院，河北石家莊050061）

針對塑料大棚冬季不能生產(chǎn)蔬菜，日光溫室建造耗資大和建后搬遷困難的問題，設(shè)計建造了改良型塑料大棚。改良型塑料大棚是在塑料大棚基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)和形狀的改造，可以延長蔬菜生長周期50～60 d，實現(xiàn)了冬春茬果菜提早定植和葉類蔬菜越冬生產(chǎn)。

改良型塑料大棚；設(shè)計；建造；蔬菜

蔬菜產(chǎn)業(yè)是河北省農(nóng)業(yè)三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，在促進農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收方面發(fā)揮著重要作用[1～4]。數(shù)據(jù)顯示，2012年河北省設(shè)施蔬菜總面積為66.8萬hm2，其中塑料大棚種植面積達(dá)18.4萬hm2，居第2位。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，塑料大棚因造價低、裝拆方便而深受農(nóng)戶青睞[5，6]，但是其冬季保溫性能較差，不能進行蔬菜生產(chǎn)；而日光溫室建造耗資大、建后搬遷困難，致使推廣面積有限?；诖耍髡弑局缺Ａ羲芰洗笈镌靸r低、裝拆方便的優(yōu)點，又延長了塑料大棚內(nèi)蔬菜生長周期的原則，設(shè)計建造了改良型塑料大棚，對蔬菜增產(chǎn)增效發(fā)揮了重要作用。

1 改良型塑料大棚設(shè)計的性能指標(biāo)

1.1 溫度

冬季室外最低溫度在-10℃以上時，室內(nèi)平均氣溫在8℃以上，其中，夜間最低氣溫不低于2℃，夜間10 cm地溫最低不低于6.0℃。

1.2 光照

棚室內(nèi)前屋面下，離地1 m處平均相對光照時間在70%以上。

1.3 整體穩(wěn)定性

棚室可承擔(dān)雪荷載0.25～0.30 kN/m2，風(fēng)荷載0.35～0.50 kN/m2，最大均布活載0.10～0.11 kN/m2。

2 改良型塑料大棚設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)

2.1 改良型塑料大棚結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定依據(jù)

2.1.1 承載力改良型塑料大棚承載力主要包括風(fēng)荷載、雪荷載和活荷載3個部分，大棚各部位的承載力必須大于可能承受的最大荷載量。而荷載量的大小主要依據(jù)當(dāng)?shù)?0 a一遇的最大風(fēng)速和最大降雪量而定[7]。

風(fēng)荷載和雪荷載依據(jù)《溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載》（GB/T 18622－2002）計算。石家莊地區(qū)的改良型塑料大棚承載力可按雪荷載0.25 kN/m2、風(fēng)荷載0.35 kN/m2計算，其他地區(qū)可據(jù)此適當(dāng)調(diào)整?；詈奢d為改良型塑料大棚使用時臨時增加的負(fù)荷，主要包括保溫被自重荷載、作物荷載和屋脊頂處人質(zhì)量荷載，取1.01 kN/m2。其中，覆蓋材料主要有保溫被，參考《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012），潮濕的保溫被重力取0.06 kN/m2；棚室內(nèi)部作物荷載為此處的植物吊重，取0.15 kN/m2；屋脊的檢修荷載取0.8 kN/m2。

2.1.2 棚室間距根據(jù)白義奎等[8]的方法，計算石家莊地區(qū)改良型塑料大棚前后棟理想間距為前棟改良型塑料大棚最高點高度的1.7～2.0倍。

2.1.3 棚室長度、跨度和高度由于改良型塑料大棚的結(jié)構(gòu)介于塑料大棚與日光溫室之間，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19165—2003《日光溫室和塑料大棚結(jié)構(gòu)與性能要求》推薦的塑料大棚和日光溫室長度、跨度和高度，綜合考慮后，確定改良型塑料大棚的長度為50～60 m，跨度為7～8 m，高度為2.7～3.2 m。

2.1.4 采光屋面參考角的確定改良型塑料大棚的結(jié)構(gòu)介于日光溫室與普通塑料大棚之間，骨架形狀和方位與日光溫室相似，綜合考慮，根據(jù)改良型塑料大棚的跨度、高度和長度，兼顧采光和整體穩(wěn)定性，采光屋面參考角為20°～25°。

2.2 改良型塑料大棚的結(jié)構(gòu)參數(shù)

改良型塑料大棚東西走向，棚室跨度7.0～8.0 m，長50～60 m，棚室脊高2.7～3.2 m，種植面下沉0.5～0.8 m，采光屋面參考角20°～25°，前屋面底角60°～70°，后立柱與地面夾角為75°，在后立柱前2.0 m設(shè)1排頂柱，頂柱間隔距離3.0 m（圖1）。

圖1 改良型塑料大棚剖面示意圖Fig.1 Diagrammatic cross-section of the improved plastic shed

3 改良型塑料大棚的建造

3.1 方位

改良型塑料大棚坐北朝南，東西延長，方位應(yīng)采用當(dāng)?shù)卣掀珫|5°。

3.2 建造選址

建造改良型大棚地址應(yīng)符合蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件的規(guī)定（NY 5010—2002無公害食品、蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件）。選址盡量選擇土層深厚，地形開闊，地勢較高，土壤肥沃，灌水、排水良好，通風(fēng)良好，周圍無遮陽物，交通便利的地塊上。水質(zhì)符合GB 5084—2005農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。具備田間電源。

3.3 基礎(chǔ)

參照國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GBJ 5007—2002），改良型塑料大棚周邊基礎(chǔ)采用240 mm寬的條形磚基，頂部240 mm×200 mm圈梁，圈梁內(nèi)每隔1 m埋入預(yù)埋件，基礎(chǔ)埋深0.9 m，頂面標(biāo)高+0.1 m。棚室內(nèi)頂柱基礎(chǔ)采用370 mm×370 mm的混凝土獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深0.8 m，基礎(chǔ)頂部預(yù)埋鋼板與上部頂柱焊接。

3.4 骨架

改良型塑料大棚為輕鋼結(jié)構(gòu)，主骨架采用國產(chǎn)熱鍍鋅鋼管，主要包括拱桿、邊柱、縱拉桿、頂柱和縱梁。拱桿和邊柱均采用D32×1.8的熱鍍鋅鋼管，間距1 m；縱拉桿為D25×1.5的熱鍍鋅鋼管，共4道；頂柱采用D48×2.5的熱鍍鋅鋼管，共1道，間距3 m；縱梁采用D48×2.5的熱鍍鋅鋼管，共1道。骨架與支柱之間采用U形卡箍，骨架之間采用抱箍和彈簧卡相連接，骨架與圈梁中的預(yù)埋件相焊接。

3.5 棚膜固定及通風(fēng)口設(shè)定

改良型塑料大棚建好后，應(yīng)在晴天無風(fēng)的上午扣膜。東西側(cè)面棚膜的寬度宜超過地面以上棚室高度1.0 m，長度宜超過棚室跨度1.0 m，在東西邊柱上沿南北方向分別均布2道卡槽。屋面棚膜的長度為棚室的具體長度另加2 m，采用2塊膜2道縫通風(fēng)，其中，第1塊膜為頂膜，寬5.5 m；第2塊膜為下部膜，寬4.5 m。沿棚室東西方向頂膜設(shè)2道卡槽，1道卡槽位于距地面1 m的后立柱上，另外1道位于頂風(fēng)口上方；下部膜上沿烙1條寬3～4 cm的筒，順筒穿入壓膜線，固定于骨架上，下沿自然垂于棚室前屋面地錨處。所有卡槽與棚室骨架用自鉆釘固定。每個拱桿之間壓1條壓膜線。

第1道頂風(fēng)口寬度為0.8～1.0 m，頂膜與中間膜搭接0.4 m，第2道底風(fēng)口寬度1.0 m。頂風(fēng)口采用卷軸滾動方式，卷膜軸用DN20國標(biāo)熱鍍鋅鋼管。卷軸縮口連接，棚膜與卷軸用固膜卡緊固，固膜卡間隔0.4～0.5 m，驅(qū)動方式手動或電機驅(qū)動。底風(fēng)采用拔縫放風(fēng)。

3.6 保溫被及安裝

在棚室后面緊挨棚室的地面上做簡易地錨，間距2.5 m。沿棚室東西方向制作1根與棚室長度相同的DN20國標(biāo)熱鍍鋅鋼管。鋼管與地錨用8號鉛絲纏接。棉被固定在鋼管上。

保溫被之間搭接不低于30 cm，每間隔2.5 m有1條加強帶（一般使用5 cm寬傳送帶），加強帶一端固定在地面鋼管上，另一端固定在保溫被卷軸上，基本與保溫被同長，與保溫被同時卷動。在卷軸上間隔50 cm焊接掛勾（圈），保溫被繞卷軸1圈后用8號鉛絲固定。卷軸焊接連接，接口處搭接直徑14 mm的羅紋鋼3道，長度為20 cm。

4 結(jié)論

改良型塑料大棚是在塑料大棚基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)和形狀的改造，種植面下挖50 cm，由單拱形變?yōu)閱纹旅妫蓡螌优锬ぴ黾訛榕锬?保溫被雙層覆蓋。改良型塑料大棚解決了普通大棚不能覆蓋保溫材料（草苫或保溫被）的技術(shù)難題，改善了棚室內(nèi)溫、濕環(huán)境，1月平均氣溫和平均低溫均有所提高，延長蔬菜生長周期50～60 d，實現(xiàn)了冬春茬果菜提早定植和葉類蔬菜越冬生產(chǎn)[9]。改良型塑料大棚適宜河北省冀東地區(qū)（唐山、秦皇島和廊坊北部）、環(huán)京津地區(qū)（廊坊南部、保定北部、衡水和滄州部分地區(qū)）和冀中南地區(qū)（保定南部、石家莊、邢臺和邯鄲）一年兩作蔬菜栽培，在冬季連續(xù)陰雪（霧）寡照天氣出現(xiàn)頻次較高的冀中南地區(qū)一年兩作蔬菜種植區(qū)優(yōu)勢尤為明顯[10，11]。

［1］宋娜.河北省蔬菜產(chǎn)業(yè)集成創(chuàng)新研究［D］.保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

［2］周長吉.保溫型塑料大棚［J］.農(nóng)業(yè)工程技術(shù)：溫室園藝，2011，（10）：34.

［3］聶承華，王振莊，狄政敏，王月英，李楠，郄東翔.加強蔬菜品牌建設(shè)帶動河北蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展［J］.中國蔬菜，2009，（3）：6-8.

［4］李朋華.河北省蔬菜加工業(yè)發(fā)展問題與對策研究［D］.保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

［5］張澤偉，狄政敏，郄東翔，韓鵬，張建峰.河北省蔬菜設(shè)施結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及優(yōu)化建議［J］.中國蔬菜，2013，（15）：13-15.

［6］張艷紅，趙勇.河北省溫室農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.南水北調(diào)與水利科技，2007，5（4）：90-93.

［7］周長吉.日光溫室設(shè)計荷載探討［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，1994，（1）：161-166.

［8］白義奎，李天來，王鐵良.影響日光溫室間距因素分析［J］.可再生能源，2012，30（2）：95-98.

［9］郄麗娟，韓建會，薛金祥.改良型塑料大棚的設(shè)計及溫度初探［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2010，26（1）：284-287.

［10］石琳琪，董靈迪，韓建會，魏瑞江.河北省冬季日光溫室光熱資源評價及安全生產(chǎn)技術(shù)研究［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，9（3）：68-71.

［11］宋建新，李楠，聶承華，張忠義，趙清，馬寶玲，郭明霞.借鑒山東經(jīng)驗進一步提升河北蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平［J］.中國蔬菜，2010，（23）：4-7.

Design and Construction of the Improved Plastic Shed

QIE Li-Juan1，ZHAO Fu-Jiang1，HAN Xiao-Qian2，HAN Jian-Hui1*，YIN Qing-Zhen1
（1.Institute of Cash Crops，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；2.Hebei Professional College of Political Science and Law，Shijiazhuang 050061，China）

By vegetable production is difficult in plastic shed in winter，construction cost of greenhouse is higher and the relocation is difficult，improved plastic shed was designed and constructed.The improved plastic shed was designed on the basis of structure and shape reform in the plastic shed.Improved plastic shed extends the vegetable growing period for 50 to 60 days，the winter-spring fruit and vegetable is early planted and the winter leaf vegetable is still produced.

Improved plastic shed；Design；Construction；Vegetable

S625.1

：A

：1008-1631（2016）06-0049-03

2016-03-21

河北省“十一五”科技支撐計劃項目（06220110D）；農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃課題（2011BAD12B03）

郄麗娟（1982-），女，河北鹿泉人，助理研究員，碩士，主要從事設(shè)施園藝研究。E-mail：qielj2005@sohu.com。

韓建會（1954-），男，河北辛集人，研究員，主要從事設(shè)施園藝研究。E-mail：hjh2006@126.com。