CN111802140A

CN111802140A - 一种外保温卷被地下存放的塑料大棚

Info

Publication number: CN111802140A
Application number: CN202010804149.0A
Authority: CN
Inventors: 杨延杰; 范艺然; 刘焕; 林多
Original assignee: Qingdao Agricultural University
Current assignee: Qingdao Agricultural University
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2020-10-23

Abstract

本发明提供了一种外保温卷被地下存放的塑料大棚，所述塑料大棚包括大棚骨架、棚膜、保温被、卷帘装置和地下存放装置，卷帘装置包括卷帘机和卷帘机支撑架，卷帘机支撑架设置于大棚骨架的一端，卷帘机与卷帘机支撑架连接，卷帘机包括卷被轴，卷被轴与保温被连接；大棚骨架两侧设有存放槽，保温被一端固定在存放槽内壁上，存放槽上方设有槽盖。本发明提供的塑料大棚能够在白天不用保温被时将其卷起放置在地下存放装置中，临近夜晚棚内需保温时将保温被由下至上从塑料大棚的东西两侧分别沿大棚骨架向上铺，完全消除了保温被放置在顶部时在棚内产生的移动遮光阴影体影响，减少了光照和温度影响，扩大了塑料大棚内种植作物种类的范围。

Description

一种外保温卷被地下存放的塑料大棚

技术领域

本发明属于大棚保温技术领域，具体涉及一种外保温卷被地下存放的塑料大棚。

背景技术

塑料大棚以其建造容易、使用方便、投资少的优点，已成为一种普遍使用的实用保护地栽培设施。但在春提早、秋延后、越冬茬口的生产中，由于温光环境问题依然采用北方地区广泛应用的日光温室进行生产。为降低设施造价成本、提高土地利用率和周年生产环境的适宜性，替代日光温室的外保温型塑料大棚迅速发展。塑料大棚加外保温结构兼聚塑料大棚、日光温室和连栋温室的优点，其土地利用率高、结构件加工和安装标准化水平高，同时满足地温季节的保温性需求。同时，外保温型塑料大棚可以实现机械化作业，避免了传统小型设施空间不足导致的作业难和环境波动剧烈问题。

目前绝大多数外保温塑料大棚都沿袭了日光温室的卷被方式，该种方式只适用于东西延长的塑料大棚，应用在南北延长的塑料大棚中会存在以下问题：

(1)传统的塑料大棚外保温卷被方式均是在白天将保温被卷起后长期将其放至在塑料大棚顶部，这遮挡了部分太阳直射光进入棚内，所形成的遮光体会在棚室内随时间变化形成移动的遮光阴影体。且该遮光体体积可占塑料大棚总体积的10％-18％；在棚内地面产生的阴影面积占塑料大棚总底面积的2％-13％；在冬至日前后，大棚内阴影区域的光照强度为140-325μmol/m²·s，而蔬菜类作物对光照强度的要求为420-1176μmol/m²·s，这严重影响蔬菜类作物的生长，不仅使大棚内光照亮减少，也影响大棚内温度的提升。而足的光照和温度对作物生长、产量、品质等均有影响。

(2)保温被从大棚两侧卷起后放置在大棚的屋脊处，形成集中荷载，需要增强骨架强度，从而使大棚的造价增高。且保温被卷起后会在大棚屋脊处形成一个凹槽，遇到雨雪天气后，滞留在该凹槽内的雨水和积雪难以排除，进一步增加保温被的自重，也降低了保温被的保温性能。

(3)由于保温被长时间置放在在大棚屋脊处，大棚被迫选择底部侧通风，通风口和地面高度差较小，自然通风效果无法达到最大，影响棚室内小气候，作物生长发育所需条件无法得到充分的满足。因此，传统的塑料大棚外保温卷被方式急需更新改良。

发明内容

为解决上述几种问题，本发明提供了一种外保温卷被地下存放的塑料大棚，消除了保温被放置在顶部时在棚内产生的移动遮光阴影体影响。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种外保温卷被地下存放的塑料大棚，所述塑料大棚包括大棚骨架、棚膜、保温被、卷帘装置和地下存放装置，卷帘装置包括卷帘机和卷帘机支撑架，卷帘机支撑架设置于大棚骨架的一端，卷帘机与卷帘机支撑架连接，卷帘机包括卷被轴，卷被轴与保温被连接；大棚骨架两侧设有存放槽，保温被一端固定在存放槽内壁上，存放槽上方设有槽盖。

进一步的，所述卷帘机还包括减速机、连接杆、推杆、滑轮和滚动轴，滑轮与滚动轴连接，滚动轴两端与推杆连接，推杆和卷被轴通过连接杆连接，减速机与卷被轴连接。

进一步的，所述卷帘机支撑架包括滑轨，滑轨设置于大棚骨架上方，两滑轨之间设有上支撑杆、下支撑杆和镀锌钢管，滑轨上方用于放置滑轮。

进一步的，存放槽一侧设有排水沟，靠近排水沟一侧的存放槽内壁底部设有打孔口。

进一步的，存放槽靠近大棚骨架地下拱杆一侧的内壁上设有圆孔，穿入螺丝，用卡扣将固定保温被的一端固定在存放槽内壁上。

进一步的，存放槽内壁与大棚骨架的地下拱杆用半圆钢环带螺母结构连接固定。

进一步的，槽盖与存放槽通过转动轴连接，槽盖内部设有电机。

进一步的，所述槽盖顶端的下底角设为半圆弧状，当槽盖闭合时，槽盖顶端与棚膜之间留有空隙，空隙用发泡材料填充。

进一步的，所述保温被的材质由上到下依次为PE编织布I、防水泡沫、网状塑钢线、防水泡沫、铝粉反光涂层和PE编织布II。

进一步的，存放槽底部设3％～5％的坡降，槽盖从大棚骨架到排水沟方向有5％～7％的倾斜度。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

(1)本发明提供了外保温卷被地下存放的塑料大棚，卷帘装置能够在白天不用保温被时将其卷起放置在存放装置中，临近夜晚棚内需保温时将保温被由下至上从塑料大棚的东西两侧分别沿大棚骨架向上铺，完全消除了保温被放置在顶部时在棚内产生的移动遮光阴影体影响；消除了保温被卷放至塑料大棚顶部产生的集中荷载影响。同时设计了排水结构，防止地下保温被和卷帘机存放系统内进水。白天将保温被放置在存放槽内，塑料大棚顶部无保温被等覆盖物，为顶部开窗通风系统的设置提供了有利条件，改善自然通风效果。扩大了棚内栽培作物的种类，由种植中性、阴性作物和不耐低温作物到喜温光的果菜类蔬菜作物均可种植。

(2)地下存放装置设计和施工可集工厂生产、现场装配施工，标准化为一体。存放槽内设槽盖内侧保温层、在存放槽内壁外侧设泡沫保温层等，提高地下隔热性能，减少地下热传导，提高土壤保温性。保温被卷至塑料大棚顶部时由于棚下阴影带区域作物遮光影响，基本不种植喜光和不耐低温作物，而本发明无棚下遮光阴影区域，减少了光照和温度影响，扩大了塑料大棚内种植作物种类的范围。

附图说明

图1为外保温卷被地下存放的塑料大棚结构示意图；

图2为外保温卷被地下存放的塑料大棚正视结构示意图；

图3为外保温卷被地下存放的塑料大棚卷被模式示意图；

图4为卷帘装置结构示意图；

图5为滑轮与滑轨连接示意图；

图6为槽内有保温被时存放槽闭合时示意图；

图7为保温被向上铺开时存放槽开启示意图；

图8为槽内无保温被时存放槽闭合时示意图；

图9为保温被固定结构示意图；

图10为保温被固定结构正视示意图；

图11为存放槽槽壁与地下拱杆连接侧视示意图；

图12为保温被结构示意图；

图13为存放槽之间搭接示意图；

图14为传统大棚冬至日上午10点遮光阴影效果模拟图；

图15为传统大棚冬至日上午11点遮光阴影效果模拟图；

图16为传统大棚冬至日上午12点遮光阴影效果模拟图；

图17为外保温卷被地下存放的塑料大棚效果图。

其中，1、大棚骨架，11、地下拱杆，2、棚膜，3、保温被，31、PE编织布I，32、防水泡沫，33、网状塑钢线，34、防水泡沫，35、铝粉反光涂层，36、PE编织布II，4、卷帘装置，41、卷帘机，411、减速机，412、连接杆，413、推杆，414、滑轮，415、滚动轴，416、卷被轴，42、卷帘机支撑架，421、滑轨，422、镀锌钢管，423、上支撑杆，424、下支撑杆，5、地下存放装置，51、存放槽，511、存放槽内壁，512、打孔口，513、半圆钢环带螺母结构，514、泡沫保温层，515、连接处，52、槽盖，521、转动轴，522、槽盖内侧保温层，523、电机，524、发泡材料，525、薄膜，53、保温被固定结构，531、圆孔，532、螺丝，533、卡扣，6、排水沟，7、地下土层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。

实施例1一种外保温卷被地下存放的塑料大棚

本实施例提供了一种外保温卷被地下存放的塑料大棚，包括大棚骨架1，棚膜2，保温被3，卷帘装置4，地下存放装置5和排水沟6。本发明提供的塑料大棚可以消除棚内移动的遮光阴影体，提高棚内温度，并消除棚脊处保温被及积水的附加荷载。还可提高地下横向隔热性能，提高两侧土壤温度，此外，可为顶部开窗留出位置，改善自然通风。

卷帘装置4包括卷帘机41和卷帘机支撑架42。卷帘机41为侧置卷轴式，起到铺卷保温被3的作用。卷帘机41的机身材质为全铁，外壳为铸铝材质。卷帘机41包括减速机411、连接杆412、推杆413、滑轮414、滚动轴415、卷被轴416。卷被轴416的直径为60mm，滑轮414厚50mm，滚动轴415直径为60mm。

卷帘机支撑架42起到支撑卷帘机41和方便人在塑料大棚上进行维修操作的作用。卷帘机支撑架42包括滑轨421、镀锌钢管422、上支撑杆423、下支撑杆424。镀锌钢管422间距为200mm，卷帘机支撑架42尺寸为宽500mm，长为15000mm。滑轨421宽70mm。卷帘机支撑架42设置在大棚骨架1南北方向的北侧。上支撑杆423和下支撑杆424除起到支撑作用，还可方便人在塑料大棚上进行维修操作。卷帘机支撑架42上设置滑轨421，起到固定卷帘机41滑动轨迹的作用，使滚动轴415和滑轮414可按滑轨421方向滑动。

卷帘装置4的工作原理：减速机411发动，通过连接杆412带动滑轮414和滚动轴415沿卷帘机支撑架42的滑轨421向上滑动，同时带动卷被轴416转动，使保温被3由下至上铺开。保温被3由顶部向下卷起时，减速机411反向带动连接杆413、推杆413、滑轮414、滚动轴415滑动。减速机411电机功率为100w，减速比为1/800。

地下存放装置5包括存放槽51和槽盖52。存放槽51起到存放保温被3和卷帘机41的作用。存放槽51材质为预制混凝土，深810mm，宽780mm，存放槽内壁511厚80mm。存放槽51设置在塑料大棚东西两侧，为地下结构，设置在地下土层7中，为方便塑料大棚排水和防止存放槽51进水，塑料大棚设在地面以上400mm。且存放槽51底部设3％的坡降，对坡降最下端处槽壁设置打孔口512，使存放槽51内积水沿坡降顺着打孔口512流入排水沟6。为防止保温被3从存放槽51内向上铺开时底端移动错位，设置保温被固定结构53，固定方式为在距存放槽内壁511底部向上100mm等距离打圆孔531并穿入螺丝532，用卡扣533固定保温被3的一端在存放槽内壁511上。保温被3一端固定在存放槽内壁511上，当保温被3完全展开时，位于存放槽内壁511的保温被3可起到保温隔热的作用。存放槽内壁511与地下拱杆11用半圆钢环带螺母结构513连接固定。靠近存放槽内壁511外侧设置泡沫保温层514以起到保温隔热作用。

槽盖52具有自动开合的作用。槽盖52材质为镀锌钢板，有约5％的倾斜度，以便棚面的积水沿槽盖52倾斜下流至排水沟6。槽盖52长为940mm，厚为80mm。通过转动轴521将其连接在存放槽51上，槽盖52内部设电机523，电机523打开，转动轴521转动，使槽盖52打开。在槽盖52下部设槽盖内侧保温层522，材料为10mm厚泡沫板，可提高存放槽内地下隔热保温性。当保温被3从存放槽51内铺开，槽盖52闭合时，为防止槽盖52顶端刮破存放槽内壁511内侧的保温被3，将槽盖52顶端的下底角设为半圆弧状；当保温被3全部卷至存放槽51内，槽盖52闭合时，为防止槽盖52顶端与塑料大棚棚膜2相摩擦对棚膜2造成损伤，槽盖52顶端与塑料大棚棚膜52之间留一定空隙，该空隙用发泡材料524填充做平。为防止空隙处的发泡材料524渗水流入存放槽52内，在发泡材料524上增设薄膜525，与槽盖52连接。

排水沟6起到排出塑料大棚外部及存放槽51内积水的作用。排水沟6设置在存放槽51外侧。地下埋深890mm，宽200mm。存放槽51底部到排水沟6底部垂直距离为80mm。

保温被3起到塑料大棚外保温的作用，具有一定防水性。由上到下依次为PE编织布I31、防水泡沫32、网状塑钢线33(间距为50mm×50mm，绳直径为2mm，断裂强度160kg)、防水泡沫34、铝粉反光涂层35、PE编织布II 36。保温被3单位面积质量为1.45kg/m²。网状塑钢线33可提高保温被3抗变形能力，保持严密性。铝粉反光涂层35可降低红外肤色散热，有防老化功能。卷被轴416带动保温被3铺开和卷起。

上述塑料大棚具体施工方法为：安装大棚骨架1和棚膜2，在大棚骨架1一侧安装卷帘机支撑架42，在卷帘机支撑架42上安装卷帘机41。在大棚骨架1两侧挖810mm深、780mm宽的存放槽51，存放槽51为80mm厚预制混凝土槽，为预埋件结构，单个槽长度为3000mm，槽体按水泥重量比为1.5％-3％掺高分子混凝土抗渗剂。存放槽51外侧挖深890mm，宽200mm的排水沟6，在排水沟6上方安装漏水板。靠近排水沟6的存放槽内壁511底部每隔1000mm等距离设置打孔口512，打孔口512直径为80mm，槽内积水可沿打孔口512流出。靠近地下拱杆11的存放槽内壁511底部100mm高处每隔1000mm等距离打圆孔531，并插入螺丝532及卡扣533固定槽内一端保温被3。存放槽51之间的纵向和横向搭接形式如图13所示。在连接处515做无缝处理，用粘合剂进行饱和粘结，按水泥重量比为1.5％-3％掺高分子混凝土抗渗剂。槽盖52顶端的下底角设为半圆弧状，内设电机523，并将槽盖52一端活动安装在存放槽51上。槽盖52顶端与塑料大棚棚膜2之间的空隙处用弧形发泡材料524填充。压膜线底端的安装位置：沿东西方向在两个塑料大棚拱架中间位置安装压膜线，压膜线最底端插圆环套在存放槽内壁511上。

实施例2一种外保温卷被地下存放的塑料大棚的应用

夜间时，槽盖52在电机523的带动下自动打开，卷帘机41带动保温被3从存放槽51内由下至上从塑料大棚的东西两侧分别沿大棚骨架1向上铺开，直至铺至塑料大棚顶部时露出卷被轴416。白天不用保温被3时，卷帘机41可带动保温被3由上至下卷起，保存在存放槽51内，槽盖52闭合。排水沟6可排出塑料大棚外部及存放槽51内的积水。

图14-16为传统卷被模式在山东省青岛地区冬至时期塑料大棚内部产生的移动遮光阴影模拟示意图。对传统卷被模式在塑料大棚内产生的遮光阴影部分进行实地测量，发现大棚内阴影区域的光照强度仅为140.38-324.74μmol/m²·s由表1中数据可知上午大棚内有阴影部分地块的透遮光率仅为外界光照强度的32.57％～39.12％，光照强度低，对喜光的果菜作物的生长造成光照胁迫，影响正常生长。图17为改良后地下式外保温被存放模式的效果图，由于塑料大棚顶部无保温被，因此无移动遮光阴影体的影响，且减少了塑料大棚顶部的集中荷载。

表1冬至日上午大棚内透光率和遮光率值(％)

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：所述塑料大棚包括大棚骨架、棚膜、保温被、卷帘装置和地下存放装置，卷帘装置包括卷帘机和卷帘机支撑架，卷帘机支撑架设置于大棚骨架的一端，卷帘机与卷帘机支撑架连接，卷帘机包括卷被轴，卷被轴与保温被连接；大棚骨架两侧设有存放槽，保温被一端固定在存放槽内壁上，存放槽上方设有槽盖。

2.根据权利要求1所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：所述卷帘机还包括减速机、连接杆、推杆、滑轮和滚动轴，滑轮与滚动轴连接，滚动轴两端与推杆连接，推杆和卷被轴通过连接杆连接，减速机与卷被轴连接。

3.根据权利要求2所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：所述卷帘机支撑架包括滑轨，滑轨设置于大棚骨架上方，两滑轨之间设有上支撑杆、下支撑杆和镀锌钢管，滑轨上方用于放置滑轮。

4.根据权利要求1所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：存放槽一侧设有排水沟，靠近排水沟一侧的存放槽内壁底部设有打孔口。

5.根据权利要求4所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：存放槽靠近大棚骨架的地下拱杆一侧的内壁上设有圆孔，穿入螺丝，用卡扣将保温被的一端固定在存放槽内壁上。

6.根据权利要求1所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：存放槽内壁与大棚骨架的地下拱杆用半圆钢环带螺母结构连接固定。

7.根据权利要求1所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：槽盖与存放槽通过转动轴连接，槽盖内部设有电机。

8.根据权利要求1所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：所述槽盖顶端的下底角设为半圆弧状，当槽盖闭合时，槽盖顶端与棚膜之间留有空隙，空隙用发泡材料填充。

9.根据权利要求1所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：所述保温被的材质由上到下依次为PE编织布Ⅰ、防水泡沫、网状塑钢线、防水泡沫、铝粉反光涂层和PE编织布Ⅱ。

10.根据权利要求1所述的外保温卷被地下存放的塑料大棚，其特征在于：存放槽底部设3%~5%的坡降，槽盖从大棚骨架到排水沟方向有5%~7%的倾斜度。