CN104604601A - 无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，该结构包括透明膜，所述透明膜包括由内向外依次设置的第一内膜和外膜，所述外膜和第一内膜之间设置有间隙，所述外膜和第一内膜上分别设置有外膜鼓风机和内膜充气风机，所述外膜鼓风机和内膜充气风机分别与智能控制室连接。本发明能够极大地增加温室的安全性、极大降低了人工费用、极大地提高了土地的设施利用率。

Description

无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构。

背景技术

现有技术中的支架支撑（统称硬物支撑如钢架、竹木等硬性材料）日光温室统称旧式日光温室，存在许多弊病，具体如下：

1、旧式温室顶高受温室后墙高度、护坡材料等的影响，不可能过高，一般超不过5米，个别樱桃种植日光温室迫于树体高大，不得不花巨资加高后墙，以提高硬物支撑日光温室整体高度。高度不足，就造成旧式温室空间小，许多农业机械、运输机械不能顺畅的操作，生物技术、设施和物理农业技术、设施不能施展，人工成本大幅度增加，工作效率低下。

2、旧式日光温室受硬物支撑的施工材料限制，温室的跨度一般在10米以内，个别加强型在15米，但是需要中间有立柱支撑；常见的8-10米。狭小的空间使得温室内温湿度、光照递差明显，种植作物的一致性极差；前沿(南部）约2米宽度受空间影响不能完全种植，同时，由于距离边沿过近，冬季温度变化剧烈，作物不能很好生长，造成设施面积浪费。

3、旧式日光温室的建造费用很高，一般400-800元/平方米不等，钢梁拱架及配套的砼基础、卷帘机、棉被等约占60%-70%，甚至更高。

4、旧式日光温室的土地面积浪费严重，由于收光的需要，大约一半面积不能进行覆盖，也不能很好的进行露地种植。

5、由于空间较小，冬季空气蓄热少，为保持温室内温度必须覆盖棉被等覆盖物，增加了卷帘机、卷管等大笔设施费用，但是在雨雪天气操作非常麻烦，机械、电器故障率高，人工成本剧增，伤人事件时有发生。

6、由于结构限制，在北方雨季时连续的降雨经常导致旧式日光温室后墙坍塌、损毁，损失惨重。

7、冬季大雪时，旧式日光温室由于棚高和收光角度限制，普遍滑雪（积雪从膜上自动滑落）困难，需要人工清理，在清理不及时、不到位时，常常发生积雪压毁棚的现象，夏季降温困难，主要靠上下通风口通风，中午常常会有35摄氏度以上温度出现，影响作物生长。

8、大风骤起时，风口闭合不及时、不到位或有少许撕裂口，会造成瞬间温室整体膜掀起、撕烂。

现有技术中的联栋温室、拱棚的缺陷如下：

1、联栋温室每隔6-8米必有一排立柱，影响操作空间。受材料、设计限制，高度以6-8米为宜，高度过高种植效果虽好但成本极高，一般只能做展示使用。

2、联栋温室空间狭小，空气蓄能困难，冬季升温、夏季降温需要消耗大量能源。

3、联栋温室封闭困难，冬季夜间低温时散热迅速，补充热量需要大量能源，北方除生产高档植物外，经济上很难承受生产费用。

4、联栋温室在冬季大雪时必须使用大量热能化掉积雪通过排水管排出，消耗大量能源。

5、联栋温室建设需要大量钢材，建设成本高，一般为1200--1600元/平方米，有的更高。充气温室达到同样配置只需要200-400元/平方米。

6、硬性支撑的联栋温室受材料限制，在大雪天气化雪不及时会造成垮塌现象，对内部种植的作物照成影响。在多风的季节常常因为临时起风门窗、通风口等关闭不严造成掀顶、撕裂等损害。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，该结构包括透明膜，所述透明膜包括由内向外依次设置的第一内膜和外膜，所述外膜和第一内膜之间设置有间隙，所述外膜和第一内膜上分别设置有外膜鼓风机和内膜充气风机，所述外膜鼓风机和内膜充气风机分别与智能控制室连接。

上述方案中，所述第一内膜内设置有第二内膜。

上述方案中，所述第一内膜内的内膜空间中心的地下设置有空气蓄能通道，所述空气蓄能通道的一端外膜鼓风机连接，所述空气蓄能通道与所述外膜和第一内膜之间的间隙连通，所述空气蓄能通道位于内膜空间的部分设置有若干个空气蓄能出气口。

上述方案中，所述第一内膜四周设置有若干个内膜排风通道，所述外膜的四周设置有若干个外膜排风通道。

上述方案中，所述第一内膜内的内膜空间内设有简易支架。

上述方案中，所述外膜与第一内膜之间的间隙内的气压高出室外气压100-150帕，所述第一内膜内的内膜空间内的气压高出外膜与第一内膜之间的间隙内的气压20-50帕。

上述方案中，所述外膜鼓风机进风口上设置有防虫网，所述外膜上设置有绳网与地锚连接。

上述方案中，所述外膜的平面形状为四边形、圆形或近椭圆形。

上述方案中，所述外膜和第一内膜的四周固定件与地面固定连接。

上述方案中，所述外膜和第一内膜分别设置有内膜大门、外膜大门。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明的棚体高大，长度一般可达500米左右，最长上千米，跨度一般可达20-30米以内，最大可达80-120米，最高高度可达25-45米，一般为5-15米，棚体内无任何支撑；巨大的空间摆脱了旧式日光温室、联栋温室空间狭小带来的全部弊病，大型机械、运输车辆、农用设施在温室中使用不受任何限制；生物技术、设施，物理农业技术、设施都能很方便地使用，极大降低了人工费用；

2、本发明保留了旧式日光温室采光好、土墙蓄能的优点，极大地提高了土地的设施利用率；

3、本发明增加了空气蓄能通道，使得白天的太阳能大部分通过风带到地下通道储存起来，夜间需要时缓缓释放出来，较旧式日光温室蓄能仅靠墙体蓄能或现有联栋温室靠加温提供热量又多了一套蓄能体系，空气蓄能通道同时调节温室空气温度、湿度，白天降温（太阳能储蓄）夜间室内空气温度低于土壤温度时风道缓缓释放白天储蓄的热量，较原旧式日光温室蓄能增加约2-5倍（视地下风道面积、体积、深度）；

4、本发明的空气蓄能通道能够在极端天气如连续雨、雪、阴霾天气时可以把地下热量传导到地面，一定程度避免毁灭性的冻害；

5、本发明对日光温室后墙体全覆盖，解决了连续阴雨天气的损毁现象；

6、本发明不需要外部的棉被覆盖，节省了棉被、卷帘机、卷杆等设施，极大地增加了温室的安全性；

7、本发明在充气温室内设计了进风、排风通道，在白天有1-5米/秒上下（根据作物不同）的微风在进、出风口间流动，使得叶片光合作用功能增加，作物产量、品质提高（如草莓可以增加30%以上产量），进风是通过双道40目防虫网，使得外界有害昆虫被隔绝，温室内虫口数量大幅度下降；微风使得叶面水份散失较快，利于蒸腾作用，同时低的空气湿度使得致病病菌生长受阻，病害发生率下降；以上就决定了温室内可以使用生物农药、制剂和生物防治办法来控制病虫害，形成封闭的、最贴近有机生产标准的纯绿色生产体系；进入温室的微风使得温室内外二氧化碳浓度得以平衡，为增产、增收和品质改良奠定了基础；

8、本发明的建筑费用低，节省了旧式联栋温室钢梁（硬物支撑）、日光温室的棉被、卷帘系统等设备费用，后墙护坡、后墙顶防水处理、四周砼基础等费用，约是旧式日光温室建筑费用的20--40%，旧式联栋温室的30-40%；

9、本发明安装、拆卸简单，含土建施工每300米长*40米宽*12米高3天即可完工；

10、本发明的运营费用低，在充气状态下，300米长*40米宽*12米高的温室需要2个一千瓦气泵一天一夜满负荷工作3-4小时，即6-8度电即可维持正常运营；

11、本发明在冬季大雪天气，温度出现摄氏零下20度情况，300米*40米*12米高充气温室需要配备2-4台10个千瓦的燃油（电、煤）热风机辅助加温，可以保证二层覆盖下的空气温度在8摄氏度以上，作物可以安全渡过极端天气；在摄氏零下10-15度内的低温对棚内作物基本没有影响，使用简单的二层覆盖就可以使作物渡过危险期，除特殊需要，不需要热风炉辅助加温；

12、大雪天气，由于充气温室桃形顶设计，充气温室棚顶的积雪很快滑落，不需要人工上棚顶清雪，只需要在底部运走积雪即可，大幅度节省了融雪能源。

13、大风天气，由于棚体整体是柔性结构，在一定棚内气压状态下棚体随风晃动，消解风能，柔性固定钢缆控制住整体棚型结构，大风对棚体没有影响。300米长*40米宽*12米高标准设计可以达到抗飓风标准；

14、空间大，跨度大，使得南北生产产品一致性强，非常整齐，摆脱了旧式日光温室南北产品差异大的缺陷；

15、本发明利用后墙体作支撑，在温室南部适当的相应位置搭建支架，可以安装二层保温幕，电动卷帘，利于冬季越冬生产，一些作物如草莓在我国北方大部分地区可以不加温生产；

16、本发明安全性高，停电时完全封闭出气口和人员进出门、机械进出门，可以维持8-12小时结构不变形；出现意外时打开所有通道、出气口，棚体降落需要2-3小时才可以完全降下，人员有足够逃生时间；

17、出现膜的破损等，使用简易工具能够很方便地修复。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧面剖视图；

图3为图1的俯视剖视图；

图4为本发明的外膜为四边形的结构示意图；

图5为本发明的外膜为椭圆形的结构示意图；

图6为本发明的外膜为圆形的结构示意图。

图中，1-外膜，2-内膜，3-管理通道，4-防虫网，5-两层支架，6-简易支架，7-外膜大门，8-外膜鼓风机，9-绳网，10-地锚，11-内膜大门，12-内膜充气风机，13-内膜砼基础，14-智能控制室，15-内膜排风通道，16-外膜进风通道，17-外膜砼基础，18-空气蓄能通，19-空气蓄能出气口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明实施例提供一种无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，如图1~3所示，该结构包括透明膜，所述透明膜包括由内向外依次设置的第一内膜2和外膜1，所述外膜1和第一内膜2之间设置有间隙，所述第一内膜2和外膜1组建的气腔形成瓶胆结构，所述内膜2内的内膜空间独立于第一内膜2和外膜1组成的瓶胆空间；所述外膜1和第一内膜2上分别设置有外膜鼓风机8和内膜充气风机12，所述外膜鼓风机8和内膜充气风机12分别与智能控制室14连接。

所述智能控制室14为通用设备，利用探头传输内外膜1中的空气压力数据自动控制外膜鼓风机8和内膜充气风机12的开启与闭合。

所述第一内膜2内设置有第二内膜。

所述第一内膜2内的内膜空间中心的地下设置有空气蓄能通道18，所述空气蓄能通道18的一端外膜鼓风机8连接，所述空气蓄能通道18与所述外膜1和第一内膜2之间的间隙连通，所述空气蓄能通道18位于内膜空间的部分设置有若干个空气蓄能出气口19；所述外膜鼓风机8使得空气通过空气蓄能风道18进入温室内，所述空气蓄能通道18利用地下地温稳定特性缓解外膜内外气温差异过大对棚内温度的影响；如果设置有第二内膜，那么所述空气蓄能通道18设置在第二内膜内的内膜空间中心的地下。

所述外膜1撑起时高度为宽度的三分之一到二分之一。

所述第一内膜2四周设置有若干个内膜排风通道15，所述外膜1的四周设置有若干个外膜排风通道15。

所述第一内膜2内的内膜空间内设有简易支架6，如果设置有第二内膜，那么所述简易支架6设置在第二内膜内的内膜空间；通过简易支架6可以将第一内膜2放气后落在简易支架6上，人工推倒充气温室一侧，使作物光照增加，充气温室内上下空气流动加强；所述简易支架通过两侧设置的地锚4固定；所述简易支架6包括左右垂直设置的两层支架5和平行设置并且与两侧的两层支架5连接的横向支架。

所述外膜1与第一内膜2之间的间隙内的气压高出室外气压100-150帕，所述第一内膜2内的内膜空间内的气压高出外膜1与第一内膜2之间的间隙内的气压20-50帕；当大风或大雪天气情况下，所述外膜1与第一内膜2之间的间隙内的气压高出室外气压120--180帕。

所述外膜鼓风机8进风口上设置有防虫网，所述外膜1上设置有绳网9与地锚10连接。

如图4~6所示，所述外膜1的平面形状为四边形、圆形或近椭圆形。

所述外膜1和第一内膜2的四周固定件与地面固定连接，所述外膜1设置在外膜砼基础17上，所述第一内膜2设置在内膜砼基础13上。

所述外膜1和第一内膜2分别设置有内膜大门11、外膜大门7。所述外膜大门7可以作为机械通道门，所述内膜大门11可以作为人员通道门。

为了便于管理人员管理，在所述外膜1与第一内膜2之间的间隙的地面铺设有管理通道3。

本发明的运行机理为：

A、所述智能控制14根据探头数据发出指令，使外膜鼓风机8和内膜充气风机12充气气泵开启或闭合，维持对应棚内外空气压力，用气压差支撑整个外膜、内膜棚体结构。

B、单层透明外膜是唯一一层温室外膜1，其外部用绳网9布成网络控制棚体结构，使外膜不能被内部气压爆开，在大风、大雪状态下棚内充气量气压增加，棚体仍然稳固。

C、外部的空气外膜鼓风机8通过双层40目的防虫网4两层过滤吹进棚内，基本杜绝外部昆虫进入。

D、外膜绳索所有固定锚固定在砼基础上或简易的地锚上。

E、在夏季最热的季节，智能控制室根据探头湿度传感器数据，启动室内加湿装置。

本发明的工作过程，工作原理及工作方式:

1）工作过程、工作方式

A、通过一定内外气压先外后内支撑起充气温室内外膜1、第一内膜2。

B、利用外膜鼓风机8为外膜内补充新空气，利用外膜排风通道16适当控制进出空气流量缓缓释放空气，维持外膜内气压与温度。

C、保持充气温室内微风流动，一般1-5米/秒。

D、通过智能控制室14控制充气、排气量，大风、雪天气时控制排气口流量，稳定棚内气压，利用临时加温设备保持棚内基础温度，利用二层幕维持作物生长。

E、利用生物技术、物理技术控制病虫害。

F、利用大型农业机械进行种植操作。

G、利用计算机、探测点、变频电器组成的智能控制室控制温室内外气体压力。

2）工作原理

A、现场测量后出设计方案，新建充气温室南北走向修建基础砼结构、压膜沟。

B、现场拼接块状膜结构、压膜固定、充气；充气后用膜外钢索固定膜整体结构。

C、利用空气微微流动促进作物生长，减少病虫害。

D、利用大空间，搭建简易二层幕，保证越冬生产。

E、利用温室后墙、地下风通道储蓄热量，调节温室内气温。

F、极端天气下夏季利用降温涂料喷施外膜、温室内使用加湿器加湿降温，冬季利用移动热风机补充基础温度。

正常情况下，300米*40米*12米温室使用2台1个千瓦风机2-4台，每天满负荷4-6小时工作即可维持棚内整体结构。

3）操作过程

A、根据所建温室现场的地形地貌、面积等勾勒出四址。

B、根据四址，设计出温室长、宽、高等基本尺寸，动力间位置、门的位置等

C、根据欲种植作物的种植年限，设定膜的种类、使用年限，保证在种植年限内膜的正常使用。如玫瑰为7年，番茄为1年、樱桃为20年.一般最少设定使用3年。

D、根据四址，设计出宽度是高度一倍以上，东西长度控制在1000米以内的框架；根据桃形原则，设计出温室的顶高、侧高（肩高）、长度；根据三角形拼接方法，设计出温室两端膜的形状、块数。

E、根据温室高度、宽度、长度、拱形推算出充气后气体体积，按30分钟鼓涨温室来计算出风机功率、出风量，设计出风口大小。

F、按当地最大风量推算出外压绳索粗度、密度，一般为40厘米见方绳网。

G、按鼓起后温室形状测出主加固绳索每道的实际长度，留有5%余地。

H、按设计图确定地锚位置，固定建筑打40*50到80*120尺度混凝土桩基础；临时或日光温室改造建筑挖固定沟。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于，该结构包括透明膜，所述透明膜包括由内向外依次设置的第一内膜（2）和外膜（1），所述外膜（1）和第一内膜（2）之间设置有间隙，所述外膜（1）和第一内膜（2）上分别设置有外膜鼓风机（8）和内膜充气风机（12），所述外膜鼓风机（8）和内膜充气风机（12）分别与智能控制室（14）连接。

2.根据权利要求1所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述第一内膜（2）内设置有第二内膜。

3.根据权利要求1或2所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述第一内膜（2）内的内膜空间中心的地下设置有空气蓄能通道（18），所述空气蓄能通道（18）的一端外膜鼓风机（8）连接，所述空气蓄能通道（18）与所述外膜（1）和第一内膜（2）之间的间隙连通，所述空气蓄能通道（18）位于内膜空间的部分设置有若干个空气蓄能出气口（19）。

4.根据权利要求3所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述第一内膜（2）四周设置有若干个内膜排风通道（15），所述外膜（1）的四周设置有若干个外膜排风通道（15）。

5.根据权利要求4所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述第一内膜（2）内的内膜空间内设有简易支架（6）。

6.根据权利要求5所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述外膜（1）与第一内膜（2）之间的间隙内的气压高出室外气压100-150帕，所述第一内膜（2）内的内膜空间内的气压高出外膜（1）与第一内膜（2）之间的间隙内的气压20-50帕。

7.根据权利要求6所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述外膜鼓风机（8）进风口上设置有防虫网，所述外膜（1）上设置有绳网（9）与地锚（10）连接。

8.根据权利要求7所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述外膜（1）的平面形状为四边形、圆形或近椭圆形。

9.根据权利要求8所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述外膜（1）和第一内膜（2）的四周固定件与地面固定连接。

10.根据权利要求9所述的无支架大跨度单层膜瓶胆式充气温室结构，其特征在于：所述外膜（1）和第一内膜（2）分别设置有内膜大门（11）、外膜大门（7）。