CN102283048A - 一种日光温室 - Google Patents
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Abstract
本发明的日光温室，由东西面的两侧山墙和北侧的后墙围合而成，并且形成前坡面和后坡面，前坡面和后坡面设置多根横向或纵向的承重线或承重梁，前坡面的承重线或承重梁上铺设透明保温层，所述后坡面的承重线或承重梁上设置有透明发泡材料层。后墙和两侧山墙为空心墙体，所述空心墙体内放置有瓶或袋装的黑水，或者为黑瓶或黑袋封装的水。这种日光温室能大幅度提高土地利用率，后坡面白天能透光，增加温室内北侧植物的光照，温室夜间需要南北两面覆盖保温物，内保温或外保温方式均可，在脊部设置卷帘机和粗细相间的卷帘轴，借助绳子，以输出轴粗段卷放南侧的夜间保温物，以输出轴细段卷放北侧的夜间保温物。
Description
技术领域
本发明涉及一种种植农产品的日光温室，尤其涉及一种带有后墙和保温层的农用日光温室。
背景技术
当前的保护地农业生产中，面积最大的保护设施是日光温室和大拱棚，日光温室是保护条件最好的，在我国北方很多地区可以周年进行农业生产，大拱棚次之，但难以进行周年生产，尤其是深冬难以生产。二者相比，日光温室具有以下特点：1.保温蓄热性能好，但建造和使用成本较高；2.土地利用率较低，只有45-55％；3.只能从南面采光，其余三面不透光。大拱棚则相反，建造和使用成本较低，性能较差，但全面采光，土地利用率高达85-90％.
温室的保温蓄热主要是靠土墙，而土墙中对蓄热贡献最大的是其中的水分，土墙的高度、厚度、湿度的增加，有利于保温和蓄热。作为土墙来说，湿度不可能太大，湿度太大一是不利于坚固，二是容易散失水分，而其高度和厚度的增加，需要大量土源支持，且降低土地面积的利用率，还会影响温室北侧的采光效果。
一般来说，日光温室具有三面墙体和一面向南的弧形采光面，采光面在夜间在盖上保温物以保温，现在的多数温室的后墙之上还具有一个斜面，叫后坡面，后坡面通常用于放置夜间保温物或者人们在温室上面工作时行走用。因为后坡面一般只会有散射光进入，这时如果后坡面只覆盖薄膜，进入温室的光照能量是少于透过薄膜散失的热量的，阴天时温室内的温度难以提高说明了这一点，而事实上因为后墙比较高，温室的后坡面冬季始终晒不到直射光，只能起到保温作用无法采光。而且，由于后坡面越宽则重量越大，越难用立柱支撑，所以，现有的温室多采用窄后坡，这样后墙就必然会很高，自然就产生了南北很宽的后墙遮荫带，形成了不能利用的土地面积。
为了得到好的光照效果，采光面一般采用很薄的透明薄膜，这种情况下采光面不能起到保温蓄热的作用，就会同时不断散失很多的热量。所以，就同一座日光温室而言，采光面积和保温蓄热是一对矛盾，采光面积的加大，意味着保温蓄热能力的降低。日光温室设置后墙，保温蓄热能力强，所以能周年生产，大拱棚虽然采光好，但是不能保温蓄热，就不能周年生产。
目前只有少数温室具有长后坡面，但不透明，所以温室内北侧黑暗，并不能进行较好的生产，单位面积的土地产出受到很大影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是温室采光和保温蓄热之间的矛盾，使后墙高度可以降低、实现后坡面的宽大采光并且保温，在提高温室采光效率的同时，保持温室的保温蓄热能力。
本发明提供了一种日光温室，由东西面的两侧山墙和北侧的后墙围合而成，所述两侧山墙最高点的连线形成温室脊部，山墙高度自脊部向南向北逐渐降低，使温室前侧形成前坡面，温室后侧形成后坡面，前坡面和后坡面设置多根横向或纵向的承重线或承重梁，前坡面的承重线或承重梁上铺设透明保温层，后坡面的承重线或承重梁上设置有透明发泡材料层。现在温室采用的透明保温层一般为塑料薄膜，本技术方案把原来温室很短的后坡面改为可以在清晨和傍晚采集直射光的斜面，增加了采光面积，并且在后坡面上设置透明发泡材料层。透明发泡材料层比单纯的塑料薄膜提高了保温蓄热的能力，可以降低温室热量流失的速度，使宽大的后坡面可以在实践中使用。后坡面上使用透明发泡材料层可以使用如发泡EPE、中空PVC板等材料，也可以在透明发泡材料层外再加盖透明薄膜层。这样增强了温室的采光性，并借助材料的隔热性，使得从后坡面进入的光照能量大于散失的热量，同时由于透明隔热材料极轻，使得后坡面很容易加长，不再受到重量的限制，从而大幅度提高温室土地利用率。
优选的，所述后墙和两侧墙体为空心墙体，所述空心墙体内放置有封装液体。所述封装液体为瓶或袋装的黑水，或者为黑瓶或黑袋封装的水。因为液体比如水的热容比高、储存热量效果好，所以后墙放置封装液体后明显提高了其保温蓄热的能力，使温室晚上温度降得慢，这样温室内昼夜温差小，更利于农作物的生长。为了更好的吸收热辐射，水和/或其包装物的颜色为黑色。黑水还可以使用水溶解腐植酸钾制成，以防日后成为污染源。为了更好的发挥后墙中储存的热量，所述后墙外部设有固定保温层，可以采用3mm厚的黑色发泡EPE复合反光膜，有效的防止热量向温室外散发。
优选的，所述透明保温层外设置夜间保温层，温室脊部设置卷放夜间保温层的卷帘机，所述前坡面宽于后坡面，所述卷帘机的卷帘轴外径为粗细间隔设置，粗段上的卷帘绳卷放前坡面的夜间保温物，细段上的卷帘绳卷放后坡面的夜间保温物。为了降低人工劳动强度，现在温室很多都使用卷帘机，但是这些卷帘机都是只能对温室脊部南侧部分的夜间保温物进行卷放，本技术方案中温室北侧也有很大的空间，所以，需要对后坡面的夜间保温物进行卷放，而南北两侧从脊部到温室边缘的距离不同，要降低成本使用同一个卷帘机，就要将卷帘机的卷帘轴粗段与细段的周长比设计为前坡面卷帘绳与后坡面卷帘绳长度的比值。一般情况下温室南侧较宽，对应的卷帘机轴周长更长一些，但是在高寒地区，可以需要将温室北侧设置为更宽，则卷帘机的粗轴部分对应的就是北侧的夜间保温物。
优选的，所述后墙高度为两侧山墙高度的二分之一至五分之一，所述温室脊部位于山墙自南端至北端二分之一至三分之二处。后墙的高度越低，清晨和傍晚的采光效果就越好，并且会减少温室北墙的遮光面积，但是又不能低到明显影响蓄热保温的效果，通过试验，温室脊部位于山墙自南端至北端二分之一至三分之二处，后墙高度设计为两侧墙体高度的二分之一至五分之一之间，这两方面的效果都能比较好。
本发明的技术方案，除了在温室北侧使用发泡材料层外，还可以将所述后墙至温室脊部靠近后墙部分的透明保温层为内外两层透明硬胶质物或玻璃，内外两层透明硬胶质物或玻璃中间形成中空层。所述中空层中设置有支撑杆或加强筋。这种技术方案，可以起到与透明发泡材料相同的保温蓄热效果，中空层起到阻止热量散失的作用。
有益效果
本发明能够取得以下技术效果：
充分利用了北面的散射光，增强了温室的采光性，并借助材料的隔热性，使得从后坡面进入的光照能量大于散失的热量，同时，由于透明隔热材料极轻，使得后坡面很容易加长，不再受到重量的限制，从而大幅度提高温室土地利用率。后坡面宽大，后墙厚度小，温室跨度大，土地利用率高；在后坡面使用透明发泡材料，白天能透光，增加了采光面但不增加散热面甚至缩小散热面，能改善温室内北侧植物的光照，解决了其北侧光照差、产量低的问题。
透明后坡面下筑有较矮的墙体以空心砖为主体，砖心内置入装满黑水的黑瓶或黑袋，以满足墙体蓄热要求；
墙体北面用固定保温层保护，可以满足墙体保温要求；
夜间南北两个坡面覆盖保温物，内保温或外保温方式，在脊部设置卷帘机，以输出轴粗段卷放南侧保温物，细段卷放北侧保温物。
大幅度提高了日光温室的土地利用率，提高了耕地的农业产出量，可用于土资源缺乏的地区，拓展了日光温室的可应用地区。
附图说明
图1、日光温室东向剖视示意图
图2、卷帘机轴示意图
图中标记：1、后墙，2、固定保温层，3、承重钢架，4、南坡面的薄膜，5、透明发泡材料层，6、北坡面的薄膜，7、压膜绳，8、夜间保温物，9、卷帘轴，10、卷帘绳，11、瓶装的黑水，12、通风口，13、卷帘轴粗段，14、卷帘轴细段，15、卷帘机
具体实施方式
本实施例选在山东寿光地区建造，日光温室由东西面的两侧山墙和后墙1围合而成，两侧墙体最高点连线形成的温室脊部，如图1所示。此温室内宽15米，后墙遮荫宽度为3.5米，总占地宽度19米，土地利用率高达79％。墙体可容纳封装液体20立方米，相当于3米高的土墙内侧20厘米厚的土中所持有的水分。山墙的最高点即温室脊部高5米，其地面的垂直影射点距山墙南端10米，距山墙北端5米，后墙高2米，连接着两山墙的北端，墙体厚0.5米。墙体高度自脊部向南向北逐渐降低，温室前坡面和后坡面均以承重钢架3支撑，在最高点南1.5米处设置通风口12，通风口12南侧覆盖薄膜4，通风口12北侧50厘米以北覆盖使用发泡EPE制成的透明发泡材料5，然后再覆盖薄膜6与南侧薄膜4交叠20厘米。用钢丝和压膜绳7固定好薄膜。透明发泡材料层5使用发泡橡塑、黑色发泡EPE、岩棉、镀铝膜等保温材料来保温。这也使得本发明能够应用于土层较浅的地区，甚至无土的地区。本发明的后墙和两侧墙体为空心墙体，空心墙体内放置瓶装的黑水11，也可以使用袋装的黑水。填入装满黑水的黑瓶子或黑袋子，后墙外侧的固定保温层2使用3mm厚的黑色发泡EPE复合反光膜，以减少热量的散失。黑水可以使用水溶解腐植酸钾制成，以防日后成为污染源。
温室承重钢架3下方可滑动的悬挂夜间保温物8，温室脊部设置卷帘机15，卷帘机的卷帘轴9如图2所示，卷帘轴上具有若干段粗段13和若干段细段14相互间隔，分别缠绕卷帘绳10，卷帘轴粗段13上的卷帘绳10用来卷放南边的夜间保温物，卷帘轴细段14上的卷帘绳10用来卷放北边的夜间保温物；如果温室建在高寒地区，设计成温室北侧更宽时，也可以设置为卷帘轴粗段13上的卷帘绳10卷放北边的夜间保温物8，卷帘轴细段14上的卷帘绳10卷放南边的夜间保温物8。
本实施例中，温室后墙的高度设计为两侧墙体最高点也就是温室脊部的五分之二高，温室脊部位于山墙自南端至北端的三分之二处，这样每天清晨和傍晚的采光效果会非常好，并且会减少温室北端的遮光面积。根据温室所处地域及光照特点的不同，后墙的高度可以相应设计为温室脊部高度的二分之一至五分之一高的范围，温室脊部可以相应设计为位于山墙自南端至北端的二分之一至三分之二处的范围内。
在另外的实施例中，在温室其他方面相同的情况下，将所述温室北侧后墙至温室脊部靠近后墙部分的透明薄膜替换为内外两层的透明硬胶质物或玻璃，内外两层透明硬胶质物或玻璃中间形成中空层，中空层中设置有支撑杆或加强筋。这样的实施方式，也能达到与透明发泡材料同样的保温和阻止散热的效果。
该温室建造容易，新颖实用，性能优越，温室内单位面积产出与原温室相同，土地利用率则由50％提高到79％，如果在3亩承包地上种植茄子，产量可以由每年5万斤提高到每年7.5万斤，种植效益能够提高50％。
Claims (10)
1.一种日光温室，由东西面的两侧山墙和北侧的后墙围合而成，所述两侧山墙最高点的连线形成温室脊部，山墙高度自脊部向南向北逐渐降低，使温室前侧形成前坡面，温室后侧形成后坡面，其特征在于：前坡面和后坡面设置多根横向或纵向的承重线或承重梁，承重线或承重梁上铺设透明保温层，后坡面的承重线或承重梁上设置有透明发泡材料层。
2.如权利要求1所述的日光温室，其特征在于：所述后墙和山墙为空心墙体，所述空心墙体内放置有封装液体。
3.如权利要求2所述的日光温室，其特征在于：所述封装液体为瓶或袋装的黑水，或者为黑瓶或黑袋封装的水。
4.如权利要求1、2或3所述的日光温室，其特征在于：所述透明保温层外设置夜间保温层，温室脊部设置卷放夜间保温层的卷帘机，所述前坡面宽于后坡面，所述卷帘机的卷帘轴外径为粗细间隔设置，粗段上的卷帘绳卷放前坡面的夜间保温物，细段上的卷帘绳卷放后坡面的夜间保温物。
5.如权利要求1、2或3所述的日光温室，其特征在于：所述后墙高度为两侧山墙高度的二分之一至五分之一，所述温室脊部位于山墙自南端至北端二分之一至三分之二处。
6.如权利要求4所述的日光温室，其特征在于：所述后墙高度为两侧山墙高度的二分之一至五分之一，所述温室脊部位于山墙自南端至北端二分之一至三分之二处。
7.如权利要求1所述的日光温室，其特征在于：所述后坡面为内外两层透明硬胶质物或玻璃，内外两层透明硬胶质物或玻璃中间形成中空层。
8.如权利要求7所述的日光温室，其特征在于：所述中空层中设置有支撑杆或加强筋。
9.如权利要求1、2、3、6、7或8所述的日光温室，其特征在于：所述后墙外部设有固定保温层。
10.如权利要求4所述的日光温室，其特征在于：所述卷帘机的卷帘轴粗段与细段的周长比为前坡面卷帘绳与后坡面卷帘绳长度的比值。
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