CN105165469A - 一种大跨度拱形被动式智能温室 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大跨度拱形被动式智能温室，所述智能温室包括：大跨度钢结构压力拱，内保温系统，外保温系统，通风换热系统及防风、防雨、除雪、遮阳系统，所述大跨度钢结构压力拱为所述智能温室的主要支撑构件，多个大跨度钢结构压力拱平行排布于温室内，所述内保温系统与所述外保温系统是温室大棚保温的重要组成部分，所述通风换热系统可有目的性的对温室内的温度进行调节，所述防风、防雨、除雪、遮阳系统设置于温室顶部，可实现大跨度无立柱的支撑结构，保温性能强，即便是在外界寒冷的情况下，温室内也可正常种植，通风良好，同时可防风、挡雨、防雪、遮阳，使用寿命长。

Description

一种大跨度拱形被动式智能温室

技术领域

本发明涉及一种农业种植用的温室系统，尤其涉及一种大跨度拱形被动式智能温室。

背景技术

我国大棚温室目前主要有两大类型，一种为简易塑料棚，在土质墙体上固定支撑杆，然后覆盖塑料，其搭建成本低、投入低、维护方便、运营费用低，是现在农业生产主要使用的一种温室大棚，另一种为连跨玻璃温室，采用钢结构搭建，利用玻璃代替塑料实现保温与光照，成本高、投入高、维护麻烦、运营费用高，只有少数地区建设有此类温室大棚，是目前科技及观光农业所使用的大棚。但简易塑料棚由于设施简陋，不能在寒冷气候条件下提供适宜种植的条件，跨度较小，一般只有十米左右，种植面积有限，而连跨玻璃温室在寒冷气候条件下维持植物生长条件能耗高，另结构支撑柱较多不适合规模化生产。

因此需要一个经济又能适应于不同环境下的智能温室大棚，是目前保护地农业生产的主要设施，以智能温室大棚作为保护设施种植植物，主要是在反季节生产，即在外界温度较低的情况下进行生产，这样可以周年生产和供应一些难以保存的产品，如蔬菜和水果等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种大跨度拱形被动式智能温室，可实现大跨度无立柱的支撑结构，保温性能强，即便是在外界寒冷的情况下，温室内也可正常种植，通风良好，同时可防风、挡雨、防雪、遮阳，使用寿命长。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大跨度拱形被动式智能温室，其特征在于，所述智能温室包括：大跨度钢结构压力拱，内保温系统，外保温系统，防风、防雨、除雪、遮阳系统及安装于智能温室上用于通风换热的通风换热系统，所述大跨度钢结构压力拱为所述智能温室的主要支撑构件，多个大跨度钢结构压力拱平行排布于温室内，所述内保温系统设置于温室内部，所述外保温系统设置于温室外部压力拱上，所述防风、防雨、除雪、遮阳系统设置于温室顶部。

进一步的，所述大跨度钢结构压力拱为大跨度温室的支撑系统，所述压力拱由多个拱形架单元及支撑基底组成，多个所述拱形架单元连接构成拱形架，所述拱形架两端与所述支撑基底连接。

进一步的，所述拱形架单元包括外架杆、第一内架杆以及用于连接所述外架杆和所述第一内架杆的多根辅助杆和多根加强杆，所述多根加强杆包括：第一端部加强杆、第二端部加强杆和中部加强杆；

所述外架杆及第一内架杆皆为直杆；

所述外架杆的长度大于所述第一内架杆的长度；

所述外架杆两端分别通过第一端部加强杆、第二端部加强杆与所述第一内架杆两端连接；

所述外架杆中部通过一根所述中部加强杆与所述第一内架杆中部连接；

所述支撑基底支撑面为斜面。

进一步的，所述内保温系统包括拱形内顶保温结构、山墙保温结构和地下保温结构，所述拱形内顶保温结构位于智能温室内部上方，所述拱顶保温结构包括两个折叠帘保温装置，所述折叠帘保温装置分别设置在智能温室两侧，所述折叠帘保温装置包括可滑动折叠的折叠帘保温层，所述山墙保温结构固定在智能温室两端，所述地下保温结构固定在智能温室底部；

所述拱形内顶保温结构两端位于智能温室内部两侧，与地下保温结构相连，所述拱形内顶保温结构还包括柔性固定保温层，所述柔性固定保温层设置在压力拱下方，所述两个折叠帘保温装置均位于柔性固定保温层下方并设置在压力拱底部两端；

所述折叠帘保温装置包括叠帘保温层、多个滑动套环、多个驱动套环、多个吊挂滑轮、多条滑动轨道、第一驱动电机和多个第一托架；

所述滑动套环一端固定间隔地穿设在所述折叠帘保温层上，另一端与所述吊挂滑轮相连，多条滑动轨道平行设置在智能温室两端的拱形钢构下方，每条所述滑轮轨道均设置有相应成组的吊挂滑轮，所述多个第一托架设置在每条所述滑动轨道两端，所述折叠帘保温层一端固定在所述第一托架上，另一端固定于与所述吊挂滑轮连接的驱动套环，所述驱动套环通过绳索绕过多个设置在大棚顶部的定滑轮连接所述第一驱动电机；

所述山墙保温结构上方与所述拱形内顶保温结构连接，下方与地下保温结构相连，所述山墙保温结构包括两块山墙保温材料、内侧墙板、外侧墙板和墙板钢构，所述外侧墙板的一侧置于智能温室外，另一侧与其中一块山墙保温材料相连，所述内侧墙板的一侧置于智能温室内另一侧与另一块山墙保温材料相连，两块山墙保温材料之间固定有墙板钢构；

所述地下保温结构包括地下保温材料和地下基础构架，所述地下基础构架环形置于智能温室下方，所述地下基础构架厚度大于内侧墙板和内侧墙板之间厚度，所述地下保温材料一端连接所述地下基础构架，另一端与室内土地相连；

所述柔性固定保温层和折叠帘保温层均为大棚保温被；

所述地下基础构架为混凝土构架。

进一步的，所述外保温系统包括拱形外顶保温结构，所述拱形外顶保温结构位于智能温室外部上方，所述拱形外顶保温结构包括两个第一柔性卷曲保温装置，两个所述第一柔性卷曲保温装置分别设置在智能温室外部两侧，所述第一柔性卷曲保温装置包括可自动卷曲的卷曲保温层，所述山墙保温结构固定在智能温室两端，所述地下保温结构固定在智能温室底部；

所述拱形外顶保温结构两端位于智能温室外部两侧，所述拱形外顶保温结构还包括外部固定保温层，所述外部固定保温层设置在压力拱上方，所述两个第一柔性卷曲保温装置均位于外部固定保温层上方并设置在压力拱底部两端；

所述第一柔性卷曲保温装置包括卷曲保温层、驱动轴、两条内齿轮轨道、第二驱动电机和两个第二托架，所述驱动轴两端均设有外齿轮，每条所述内齿轮轨道分别设置在智能温室两端的压力拱上方，每个所述内齿轮轨道上均设有连续的内齿轮，所述外齿轮分别设置在两条内齿轮轨道上并与所述内齿轮在相啮合，所述外部固定保温层一端固定在所述驱动轴上，另一端固定在智能温室外压力拱的底端，所述卷曲保温层绕卷在所述驱动轴上，所述第二驱动电机与所述驱动轴连接，两个所述第二托架分别固定在智能温室外两条内齿轮轨道同一端的下方；

所述外部固定保温层和卷曲保温层均为大棚保温材料。

进一步的，所述换热通风系统包括换热山墙、棚架送风管、引风装置、排风装置和进风百叶，所述换热山墙包括山墙本体和热交换装置；

所述热交换装置固定在山墙本体相对于温室内部的一侧，所述引风装置及排风装置均置于温室外，并分别通过管道连接在热交换装置的一侧，所述热交换装置另一侧通过管道分别连接所述棚架送风管和进风百叶；

所述热交换装置为热交换箱，所述热交换箱设有第一过风通道、第二过风通道及充满热交换箱空隙的换热介质，所述换热介质为导热硅脂；

所述第一过风通道一端通过管道连接所述进风百叶，另一端通过管道连接所述排风装置，所述第二过风通道一端通过管道连接引风装置，另一端通过管道连接所述棚架送风管；

所述棚架送风管设置在温室顶部并垂直于所述换热山墙，所述棚架送风管上设置有多个朝向温室内部的送风口；

所述引风装置为设置在温室外部的鼓风机；

所述排风装置为设置在温室外部的引风机。

进一步的，所述换热通风系统还包括侧面进风口和顶部排风口，所述侧面进风口位于温室底部两侧边缘，所述顶部排风口位于温室顶部；

所述换热通风系统还包括保温被，所述保温被设置在温室外部两侧边缘。

进一步的，所述防风、防雨、除雪、遮阳系统包括：支撑组件、第二卷曲装置和帘状体，所述第二卷曲装置设置于所述支撑组件上，所述帘状体与所述第二卷曲装置连接；

所述支撑组件包括：底部支架、顶部支架与支撑钢丝，所述底部支架分别设于温室两侧并与温室间隔一定距离放置，所述顶部支架设置于温室顶部正中位置，所述支撑钢丝与所述第二卷曲装置连接；

所述底部支架、顶部支架与支撑钢丝数量为多个，多个所述底部支架与所述顶部支架沿温室长度方向等距离排布；

所述第二卷曲装置包括卷曲杆、卷曲杆座与第三驱动电机，所述卷曲杆安装到所述卷曲杆座中，所述卷曲杆座上设有轴承用于与所述卷曲杆连接，所述卷曲杆座沿温室长度方向与所述底部支架和顶部支架顶端连接，所述卷曲杆为整体式或多段杆件结合组成，所述卷曲杆座为整体式或多段座体拼接组成，所述卷曲杆两端与所述第三驱动电机连接，所述第三驱动电机驱动所述卷曲杆转动；

所述顶部支架上的卷曲杆座与温室两侧底部支架上的卷曲杆座之间连接有支撑钢丝，所述支撑钢丝沿温室长度方向等间距排列；

所述帘状体长度大于温室跨度的二倍；

所述帘状体覆盖到所述支撑钢丝上，所述帘状体两端分别卷曲到位于温室两侧底部支架上的卷曲杆上。

附图说明

图1是本发明大跨度钢结构压力拱的整体结构示意图；

图2是本发明大跨度钢结构压力拱的拱形架单元结构主视示意图；

图3是本发明内大跨度钢结构压力拱的内架杆组件结构示意图；

图4是本发明大跨度钢结构压力拱的第一端部加强杆结构示意图：其中（a）为主视图，（b）为沿A-A截面的剖面图；

图5是本发明大跨度钢结构压力拱的第二端部加强杆结构示意图：其中（a）为主视图，（b）为沿B-B截面的剖面图；

图6是本发明大跨度钢结构压力拱的加强固定套组件结构示意图；

图7是本发明大跨度钢结构压力拱的加强固定套组件与拱形加固杆、外架杆连接结构示意图；

图8为本发明内保温系统的拱形内顶保温结构正视图；

图9为本发明内保温系统的山墙保温结构与地下保温结构图；

图10为本发明外保温系统的拱形外顶保温结构正视图；

图11为本发明外保温系统的拱形外顶保温结构俯视图；

图12为本发明外保温系统的山墙保温结构与地下保温结构图；

图13为本发明温室通风换热系统整体结构图；

图14为本发明热交换箱结构图；

图15为本发明侧面进风及排风示意图；

图16是本发明防风、防雨、除雪、遮阳系统的主视结构示意图；

图17是本发明防风、防雨、除雪、遮阳系统整体结构示意图；

图18是本发明防风、防雨、除雪、遮阳系统底部支架与第二卷曲装置连接示意图；

图19是本发明防风、防雨、除雪、遮阳系统顶部支架与第二卷曲装置连接示意图；

图20是本发明防风、防雨、除雪、遮阳系统底部支架与升降组件、第二卷曲装置连接示意图；

图21是本发明防风、防雨、除雪、遮阳系统顶部支架与升降组件、第二卷曲装置连接示意图。

具体实施例

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。

一种大跨度拱形被动式智能温室，所述智能温室包括：大跨度钢结构压力拱1，内保温系统2，外保温系统3，通风换热系统4及防风、防雨、除雪、遮阳系统5，所述大跨度钢结构压力拱1为所述智能温室的主要支撑构件，多个大跨度钢结构压力拱1平行排布于温室内，所述内保温系统2设置于温室内部，所述外保温系统3设置于温室外部压力拱上，所述内保温系统2与所述外保温系统3是温室大棚保温的重要组成部分，所述通风换热系统4可有目的性的对温室内的温度进行调节，所述防风、防雨、除雪、遮阳系统5设置于温室顶部。

如图1-2所示，一种大跨度钢结构压力拱，作为大跨度温室的支撑系统，所述压力拱由多个拱形架单元及支撑基底组成，多个所述拱形架单元连接构成拱形架，所述拱形架两端与所述支撑基底连接，所述拱形架单元数量优选为奇数个，可实现稳定的对称结构，所述支撑基底的支撑面为斜面，提供拱形架横向及纵向的支撑力，由于拱形架并未设置有立柱，因此支撑基底主要提供拱形架纵向的力学支撑，所述拱形架单元包括：外架杆11、第一内架杆12以及用于连接所述外架杆11和所述第一内架杆12的多根辅助杆13和多根加强杆，所述多根加强杆包括：第一端部加强杆14、第二端部加强杆15和中部加强杆16。

所述外架杆11与第一内架杆12皆为直杆，直杆可有效的提供力学承载能力，所述外架杆11长度大于所述第一内架杆12长度。

所述外架杆11两端分别通过第一端部加强杆14、第二端部加强杆15与所述第一内架杆12两端连接，所述外架杆11中部通过一根所述中部加强杆16与所述第一内架杆12中部连接，所述外架杆11两端与所述第一内架杆12中部通过两根辅助杆13连接，所述辅助杆13起到辅助支撑的作用，同时加强整体结构的承载性能，通过辅助杆13将拱形架单元内的主要承载构件之间连接成三角形或类三角形的稳定结构。

搭建时，根据用户自身需求，选择合适数量的拱形架单元，将各拱形架单元通过连接钢板、螺栓连接或焊接等方式连接到一起，形成本发明的大跨度无立柱拱结构，采用单元化的形式，搭建方便。

所述外架杆11材料可以采用普通钢构材料Q235类钢，由于所述外架杆11并不是作为主要的承力件，采用Q235类钢刚好可以满足其力学要求，而且价格较低，降低成本，所述第一内架杆12、加强杆及辅助杆13材料可以采用强度与外架杆11相当或高于外架杆11的材料，例如Q235类或Q345类钢，由于第一内架杆12、加强杆以及辅助杆13作为主要的承力部件，其力学要求较高，因此采用具有高强度的材料，增加压力拱的稳固性，提高其承载能力。

如图3所示，所述第一内架杆12可替换为可调整内架杆组件121，所述可调整内架杆组件121包括：第二内架杆1211、螺纹套1212及调节杆1213，所述第二内架杆1211两端端面设有圆形凹孔，所述螺纹套1212分为固定端和延伸端，所述螺纹套1212固定端固定在所述第二内架杆1211一端，所述延伸端延伸至第二内架杆1211外，所述螺纹套1212固定端在第二内架杆1211一端可绕轴线自由旋转，所述螺纹套1212延伸端内部设置有螺纹，所述调节杆1213设置于所述第二内架杆1211的凹孔内，所述调节杆1213中部设置有螺纹与所述螺纹套1212内的螺纹配合，通过旋转所述螺纹套1212，可使所述调节杆1213横向移动，从而实现可调整内架杆组件1211小幅度的伸缩，通过对各拱形架单元的调整，可调整拱形结构的跨度，所述外架杆11一端通过第一端部加强杆14与所述第二内架杆1211对应端的调节杆1213一端连接，所述外架杆11另一端通过第二端部加强杆15与所述第二内架杆1211对应端的调节杆1213一端连接。

如图4-5所示，所述第一端部加强杆14在该端第一内架杆12延伸方向一侧面设有T型槽141，所述第二端部加强杆15在该端内架杆12延伸方向一侧面设有T型凸起151，所述T型槽141与所述T型凸起151上设有固定孔，两拱形架单元通过T型槽141与T型凸起151可以方便快捷的连接，并通过在固定孔采用销钉、螺钉或焊接等其他连接方式，可起到加强固定的作用。

如图6-7所示，所述压力拱还包括拱形加固杆18和加强固定套组件19，所述加强固定套组件19设置于拱形架单元外架杆11上，所述加强固定套组件19包括：两个连接套191及连接两连接套191的连接板192，所述外架杆11上至少设置有两组所述加强固定套组件19，所述加强固定套组件19的一个连接套191穿套在所述外架杆11上，另一个连接套191穿套在所述拱形加固杆18上，所述拱形加固杆18可根据大棚搭建情况自行选择，可采用一小段用于两拱形架单元连接加固，或采用与拱形架规格相同的加固杆用于加固多个拱形架单元构成的拱形架。

如图9-图12所示，所述内保温系统2包括拱形内顶保温结构、山墙保温结构以及地下保温结构，所述拱形内顶保温结构为动态保温结构，所述山墙保温结构和地下保温体系为静态保温结构，所述拱形内顶保温结构位于智能温室内部上方，两端位于智能温室内部两侧，与地下保温结构相连，所述山墙保温结构固定在智能温室两端，上方与所述拱形内顶保温结构连接，下方与地下保温结构相连，所述地下保温结构固定在智能温室底部。

所述拱形内顶保温结构包括折叠帘保温装置22和柔性固定保温层21，所述柔性固定保温层21设置在所述压力拱下方，所述折叠帘保温装置22有两个，分别位于压力拱两侧，所述折叠帘保温装置22包括括折叠帘保温层24、多个滑动套环25、多个吊挂滑轮245、多个驱动套环29、多条滑动轨道26、第一驱动电机210和多个第一托架27，所述滑动套环25一端固定间隔地穿设在所述折叠帘保温层24上，另一端连接所述吊挂滑轮245，多条滑动轨道26平行设置在智能温室的压力拱下方，每条所述滑轮轨道26均设置有相应成组的吊挂滑轮245，所述多个第一托架27设置在每条所述滑动轨道26两端，所述折叠帘保温层24一端固定在所述第一托架27上，另一端固定于与所述吊挂滑轮245相连的驱动套环29，所述驱动套环29通过绳索绕过一个设置在大棚顶部的定滑轮连接所述驱动电机,所述柔性固定保温层21和折叠帘保温层24均为大棚保温被。

山墙保温体系包括两块山墙保温材料211、固定墙板和墙板钢构212，所述固定墙板包括内侧墙板261和外侧墙板262，所述外侧墙板262的一侧置于智能温室外，另一侧与其中一块山墙保温材料211相连，所述内侧墙板261的一侧置于智能温室内，另一侧与另一块山墙保温材料211相连。

地下保温结构包括地下保温材料213和地下基础构架214，所述地下基础构架214环形贴置于智能温室内的种植土215旁，所述地下基础构架214厚度大于内侧墙板261和外侧墙板262之间厚度，所述地下保温材料213一端连接所述地下基础构架214，另一端与室外土地相连，所述地下基础构架为混凝土构架。

拱形内顶保温结构上的柔性固定保温层21为固定存在，为温室上方区域提供保温，所述折叠帘保温装置22进行保温时，打开第一驱动电机210的开关，分别通过绳索拉动所述驱动套环29，驱动套环29与吊挂滑轮245相连，吊挂滑轮245在滑轮轨道26上行进，所述折叠帘保温层24一端固定在所述第一托架27上，另一端与所述驱动套环29相连，中间固定间隔的设有滑动套环25，所述滑动套环25和吊挂滑轮245相连，并且驱动套环29通过与其相连的绳索绕过定滑轮与第一驱动电机210相连，因此第一驱动电机210工作的时候，会带动折叠帘保温层24的展开，并且可以展开到任意高度位置，从而可以根据不同要求实现保温功能，静态保温结构为地下保温结构与山墙保温结构，地下保温材料213与山墙保温材料211为智能温室提供常规保温，墙板钢构212与地下基础构架214为保温材料与智能温室提供固定作用。

如图13-图15所示，所述外保温系统3包括拱形外顶保温结构，所述拱形外顶保温结构为动态保温结构，所述拱形外顶保温结构位于智能温室外部上方，两端位于智能温室外部两侧，与地下保温结构相连，所述山墙保温结构固定在智能温室两端，下方与地下保温结构相连，所述地下保温结构固定在智能温室底部。

所述拱形外顶保温结构包括第一柔性卷曲保温装置32和外部固定保温层31，所述外部固定保温层31设置在所述压力拱上方，所述第一柔性卷曲保温装置32有两个，分别位于压力拱外部两侧，所述第一柔性卷曲保温装置32包括卷曲保温层34、驱动轴35、两条内齿轮轨道36、第二驱动电机310和两个第二托架37，所述驱动轴35两端均设有外齿轮38，每条所述内齿轮轨道36分别设置在智能温室两端的压力拱上方，每条所述内齿轮轨道36上的设有内齿轮39，两个外齿轮38分别置于两条内齿轮轨道36上，所述卷曲保温层34一端固定在所述驱动轴35上，另一端固定在压力拱的一端，所述卷曲保温层34绕卷在所述驱动轴35上，所述第二驱动电机310与所述驱动轴35连接，两个所述第二托架37分别固定在两条内齿轮轨道36同一端的下方,所述外部固定保温层31和卷曲保温层34均为大棚保温材料。

拱形外顶保温结构上的外部固定保温层31为固定存在，为温室上方区域提供保温，第一柔性卷曲保温装置32进行保温时，打开第二驱动电机310的开关，分别控制两个驱动轴35的行进，由于内齿轮轨道36上的内齿轮39与驱动轴35两端的外齿轮38啮合，并且卷曲保温层34一端固定在驱动轴35上，另一端固定在压力拱上，并且为绕卷在驱动轴35上，因此驱动轴35转动的同时，会带动卷曲保温层34的展开，并且可以展开到任何位置。

如图16-图18所示，所述换热通风系统4包括换热山墙41、棚架送风管42、引风装置43、排风装置44和进风百叶45，所述换热山墙41包括山墙本体和热交换装置，所述热交换装置固定在山墙本体相对于温室内部的一侧，所述引风装置43及排风装置44均置于温室外，并分别通过管道连接在热交换装置的一侧，所述热交换装置另一侧通过管道分别连接所述棚架送风管42和进风百叶45，所述热交换装置为热交换箱46，所述热交换箱46设有第一过风通道461、第二过风通道462及充满热交换箱46空隙的换热介质463，所述换热介质463为导热硅脂，所述第一过风通道461一端通过管道连接所述进风百叶45，另一端通过管道连接所述排风装置44，所述第二过风通道462一端通过管道连接引风装置43，另一端通过管道连接所述棚架送风管42，所述棚架送风管42设置在温室顶部并垂直于所述换热山墙41，所述棚架送风管42上设置有多个朝向温室内部的送风口47，所述引风装置43为设置在温室外部的鼓风机，所述排风装置44为设置在温室外部的引风机，所述换热通风系统还包括侧面进风口48和顶部排风口49，所述侧面进风口48位于温室底部两侧边缘，所述顶部排风口49位于温室顶部，所述换热通风系统还包括保温被，所述保温被设置在温室外部两侧边缘。

通风及热量回收时，打开引风装置43和排风装置44，鼓风机制造新鲜气流，通过管道进入热交换箱46的第二过风通道462，同时进风百叶45将室内带有热量的气流通过管道引入热交换箱46的第一过风通道461，在热交换箱46中通过换热介质463进行热量转移，使得新鲜气流温度上升，通过管道将新鲜的热气流送入棚架送风管42，排入温室大棚，提供带有热量的新鲜空气，通风的同时进行热量回收，实现热量损失尽可能少，与此同时，经过第一过风通道461的室内气流受引风机影响被吸出热交换箱46，再由排风装置排出室外，达到换热通风的循环，自成系统。

通风装置及有计划降温时，沿温室两侧，可开启、关闭侧面进风口48和顶部排风口49，侧面进风口48高度随种植的植物品种高度变化，以不造成植物冻伤为原则，顶部排风口49可以是自然排风方式或机械定量排风方式，实现在有日照室内温度高于植物生长需要时的有效且有计划的降温。

如图19-图21所示，所述防风、防雨、除雪、遮阳系统5包括：支撑组件、第二卷曲装置和帘状体58，所述第二卷曲装置设置于所述支撑组件上，所述帘状体58与所述第二卷曲装置连接，所述支撑组件包括：底部支架51、顶部支架52与支撑钢丝53，所述底部支架51、顶部支架52与支撑钢丝53数量为多个，所述底部支架51分别设于温室两侧并与温室间隔一定距离放置，所述顶部支架52设置于温室顶部正中位置，所述支撑钢丝53与所述第二卷曲装置连接，多个所述底部支架51与所述顶部支架52沿温室长度方向等距离排布，所述第二卷曲装置包括卷曲杆55、卷曲杆座56与第三驱动电机57(图中未示)，所述卷曲杆55安装到所述卷曲杆座56中，所述卷曲杆座55上设有轴承用于与所述卷曲杆55连接，所述卷曲杆座56沿温室长度方向与所述底部支架51和顶部支架52顶端连接，所述卷曲杆55可以为整体式，也可以为多段杆件结合组成，所述卷曲杆座56可以为整体式，也可以为多段座体拼接组成，所述卷曲杆55两端与所述第三驱动电机57连接，所述第三驱动电机57驱动所述卷曲杆55转动，所述顶部支架52上的卷曲杆座56与温室两侧底部支架52上的卷曲杆座56之间连接有支撑钢丝53，所述支撑钢丝53沿温室长度方向等间距排列，所述帘状体58具有一定透光率而且具有防水功能，所述帘状体58长度大于温室跨度的二倍，所述帘状体58宽度可根据使用需求自行选择，所述帘状体58覆盖到所述支撑钢丝53上，所述帘状体58两端分别卷曲到位于温室两侧底部支架51上的卷曲杆55上，所述顶部支架52的卷曲杆起辅助转动作用，所述帘状体58包括不同的功能片区：防风功能区、防雨除雪功能区和遮阳功能区，所述防风功能区、防雨除雪功能区和遮阳功能区依次连接，例如防风功能区采用防风材料，防雨除雪功能区采用防水的柔性材料防雨、积雪，遮阳功能区采用遮阳网或其他具有遮阳功能的材料，在使用过程中根据环境，通过卷曲组件带动卷曲帘状体8，使对应的功能片区工作，所述支撑组件与所述卷曲组件之间还设有升降组件，所述升降组件为电动升降杆54，通过升降组件对温室两侧及顶部的卷曲组件调节，使帘状体角度发生变化，可调整光的入射角度以及利于积水、积雪靠本身自重自行滑落。

在使用时，由支撑组件支撑卷曲组件与所述帘状体，帘状体本身具有防雨及防风的功能，根据实际环境情况使对应的功能片区工作，例如阳光照射太强烈的时候，通过卷曲装置带动帘状体使帘状体遮阳功能区工作，进行遮阳，当下雪时积雪达到设定厚度时，通过卷曲组件控制帘状体向左（或右）移动一个温室跨度，使积雪从帘状体表面脱落除雪，待下一次达到设定厚度时向相反方向重复除雪动作。

本发明的有益效果在于：

大跨度钢结构压力拱通过各杆之间的力学结构，可实现跨度大、安全度高、使用寿命长、材料用量少、无立柱便于耕作的大跨度钢结构压力拱，且压力拱由多个拱形架单元构成，适应各种搭建场地，搭建时，只需根据需求选择不同个数的拱形架单元，将传统的整体搭建大棚的方式变为单元化搭建，通过对拱形架内架杆组件小幅度调整，可以调整整个拱形架结构的跨度，灵活多变，通用性强。

内、外保温系统，可以有效对智能温室进行保温，尤其是对种植土及种植土之上可能种植的植物或蔬菜提供一个适宜其生长的温度，从一个可变化的拱顶保温结构和两个固定的山墙保温结构和地下保温结构，可以面对不同的保温要求，拱顶保温结构使得保温更加人性化，地下和山墙保温则使得温室不仅在顶部和两侧有保温效果，还在两端和地下进行保温，使得智能温室真正达到全方位保温效果。

通风换热系统填补了我国寒冷地区智能温室大棚的空白，提供了在任何气候下的适宜种植的条件，可以在寒冷条件或无日照条件下保持室内温度的同时又换气通风，保持空气畅通，可以在有日照室内温度高于植物生长需要时候有效有计划的降温，保证温度的同时也保持了合适的湿度和植物生长环境。

防风、防雨、除雪、遮阳系统结构简单、组建及维护方便，采用分体式结构，可随时更换损坏部件，使用方便，同时自动化程度高，集多种功能于一体，可根据使用情况灵活调整，轻松应对各种不利环境因素。

由以上几部分共同组成本发明一种大跨度拱形被动式智能温室。

Claims (8)

1.一种大跨度拱形被动式智能温室，其特征在于，所述智能温室包括：大跨度钢结构压力拱，内保温系统，外保温系统，防风、防雨、除雪、遮阳系统及安装于智能温室上用于通风换热的通风换热系统，所述大跨度钢结构压力拱为所述智能温室的主要支撑构件，多个大跨度钢结构压力拱平行排布于温室内，所述内保温系统设置于温室内部，所述外保温系统设置于温室外部压力拱上，所述防风、防雨、除雪、遮阳系统设置于温室顶部。

2.根据权利要求1所述的智能温室，其特征在于，所述大跨度钢结构压力拱为大跨度温室的支撑系统，所述压力拱由多个拱形架单元及支撑基底组成，多个所述拱形架单元连接构成拱形架，所述拱形架两端与所述支撑基底连接。

3.根据权利要求2所述的智能温室，其特征在于，所述拱形架单元包括外架杆、第一内架杆以及用于连接所述外架杆和所述第一内架杆的多根辅助杆和多根加强杆，所述多根加强杆包括：第一端部加强杆、第二端部加强杆和中部加强杆；

所述外架杆及第一内架杆皆为直杆；

所述外架杆的长度大于所述第一内架杆的长度；

所述外架杆两端分别通过第一端部加强杆、第二端部加强杆与所述第一内架杆两端连接；

所述外架杆中部通过一根所述中部加强杆与所述第一内架杆中部连接；

所述支撑基底支撑面为斜面。

4.根据权利要求1所述的智能温室，其特征在于，所述内保温系统包括拱形内顶保温结构、山墙保温结构和地下保温结构，所述拱形内顶保温结构位于智能温室内部上方，所述拱顶保温结构包括两个折叠帘保温装置，所述折叠帘保温装置分别设置在智能温室两侧，所述折叠帘保温装置包括可滑动折叠的折叠帘保温层，所述山墙保温结构固定在智能温室两端，所述地下保温结构固定在智能温室底部；

所述拱形内顶保温结构两端位于智能温室内部两侧，与地下保温结构相连，所述拱形内顶保温结构还包括柔性固定保温层，所述柔性固定保温层设置在压力拱下方，所述两个折叠帘保温装置均位于柔性固定保温层下方并设置在压力拱底部两端；

所述折叠帘保温装置包括叠帘保温层、多个滑动套环、多个驱动套环、多个吊挂滑轮、多条滑动轨道、第一驱动电机和多个第一托架；

所述滑动套环一端固定间隔地穿设在所述折叠帘保温层上，另一端与所述吊挂滑轮相连，多条滑动轨道平行设置在智能温室两端的拱形钢构下方，每条所述滑轮轨道均设置有相应成组的吊挂滑轮，所述多个第一托架设置在每条所述滑动轨道两端，所述折叠帘保温层一端固定在所述第一托架上，另一端固定穿设有与所述吊挂滑轮连接的驱动套环，所述驱动套环通过绳索绕过多个设置在大棚顶部的定滑轮连接所述第一驱动电机；

所述山墙保温结构上方与所述拱形内顶保温结构连接，下方与地下保温结构相连，所述山墙保温结构包括两块山墙保温材料、内侧墙板、外侧墙板和墙板钢构，所述外侧墙板的一侧置于智能温室外，另一侧与其中一块山墙保温材料相连，所述内侧墙板的一侧置于智能温室内另一侧与另一块山墙保温材料相连，两块山墙保温材料之间固定有墙板钢构；

所述地下保温结构包括地下保温材料和地下基础构架，所述地下基础构架环形置于智能温室下方，所述地下基础构架厚度大于内侧墙板和内侧墙板之间厚度，所述地下保温材料一端连接所述地下基础构架，另一端与室内土地相连；

所述柔性固定保温层和折叠帘保温层均为大棚保温被；

所述地下基础构架为混凝土构架。

5.根据权利要求1所述的智能温室，其特征在于，所述外保温系统包括拱形外顶保温结构，所述拱形外顶保温结构位于智能温室外部上方，所述拱形外顶保温结构包括两个第一柔性卷曲保温装置，两个所述第一柔性卷曲保温装置分别设置在智能温室外部两侧，所述第一柔性卷曲保温装置包括可自动卷曲的卷曲保温层，所述山墙保温结构固定在智能温室两端，所述地下保温结构固定在智能温室底部；

所述拱形外顶保温结构两端位于智能温室外部两侧，所述拱形外顶保温结构还包括外部固定保温层，所述外部固定保温层设置在压力拱上方，所述两个第一柔性卷曲保温装置均位于外部固定保温层上方并设置在压力拱底部两端；

所述第一柔性卷曲保温装置包括卷曲保温层、驱动轴、两条内齿轮轨道、第二驱动电机和两个第二托架，所述驱动轴两端均设有外齿轮，每条所述内齿轮轨道分别设置在智能温室两端的压力拱上方，每个所述内齿轮轨道上均设有连续的内齿轮，所述外齿轮分别设置在两条内齿轮轨道上并与所述内齿轮在相啮合，所述外部固定保温层一端固定在所述驱动轴上，另一端固定在智能温室外压力拱的底端，所述卷曲保温层绕卷在所述驱动轴上，所述第二驱动电机与所述驱动轴连接，两个所述第二托架分别固定在智能温室外两条内齿轮轨道同一端的下方；

所述外部固定保温层和卷曲保温层均为大棚保温材料。

6.根据权利要求1所述的智能温室，其特征在于，所述换热通风系统包括换热山墙、棚架送风管、引风装置、排风装置和进风百叶，所述换热山墙包括山墙本体和热交换装置；

所述热交换装置固定在山墙本体相对于温室内部的一侧，所述引风装置及排风装置均置于温室外，并分别通过管道连接在热交换装置的一侧，所述热交换装置另一侧通过管道分别连接所述棚架送风管和进风百叶；

所述热交换装置为热交换箱，所述热交换箱设有第一过风通道、第二过风通道及充满热交换箱空隙的换热介质，所述换热介质为导热硅脂；

所述第一过风通道一端通过管道连接所述进风百叶，另一端通过管道连接所述排风装置，所述第二过风通道一端通过管道连接引风装置，另一端通过管道连接所述棚架送风管；

所述棚架送风管设置在温室顶部并垂直于所述换热山墙，所述棚架送风管上设置有多个朝向温室内部的送风口；

所述引风装置为设置在温室外部的鼓风机；

所述排风装置为设置在温室外部的引风机。

7.根据权利要求6所述的智能温室，其特征在于，所述换热通风系统还包括侧面进风口和顶部排风口，所述侧面进风口位于温室底部两侧边缘，所述顶部排风口位于温室顶部；

所述换热通风系统还包括保温被，所述保温被设置在温室外部两侧边缘。

8.根据权利要求1所述的智能温室，其特征在于，所述防风、防雨、除雪、遮阳系统包括：支撑组件、第二卷曲装置和帘状体，所述第二卷曲装置设置于所述支撑组件上，所述帘状体与所述第二卷曲装置连接；

所述支撑组件包括：底部支架、顶部支架与支撑钢丝，所述底部支架分别设于温室两侧并与温室间隔一定距离放置，所述顶部支架设置于温室顶部正中位置，所述支撑钢丝与所述第二卷曲装置连接；

所述底部支架、顶部支架与支撑钢丝数量为多个，多个所述底部支架与所述顶部支架沿温室长度方向等距离排布；

所述第二卷曲装置包括卷曲杆、卷曲杆座与第三驱动电机，所述卷曲杆安装到所述卷曲杆座中，所述卷曲杆座上设有轴承用于与所述卷曲杆连接，所述卷曲杆座沿温室长度方向与所述底部支架和顶部支架顶端连接，所述卷曲杆为整体式或多段杆件结合组成，所述卷曲杆座为整体式或多段座体拼接组成，所述卷曲杆两端与所述第三驱动电机连接，所述第三驱动电机驱动所述卷曲杆转动；

所述顶部支架上的卷曲杆座与温室两侧底部支架上的卷曲杆座之间连接有支撑钢丝，所述支撑钢丝沿温室长度方向等间距排列；

所述帘状体长度大于温室跨度的二倍；

所述帘状体覆盖到所述支撑钢丝上，所述帘状体两端分别卷曲到位于温室两侧底部支架上的卷曲杆上。