雁門關生態畜牧區日光溫室羊舍建筑設計研究★

贠慧星 冉 云

雁門關生態畜牧區地處山西省的北部和西北部高寒區，所轄28個市縣，是山西省重要的畜牧業生產區，擁有豐富的牧業資源。但是，該區養羊經營粗放，從 2001年開始山西省委、省政府做出建設雁門關生態畜牧經濟區的重要決策，以規模養殖場和標準化養殖小區建設為重點，積極推進散養放牧的粗放經營方式向集約化、標準化、產業化經營方式轉變。禁牧舍飼是該生態區今后發展的出路。日光溫室羊舍的提出，旨在為舍飼養羊提供一種設計科學、投資成本低、使用效果好的新型羊舍。

1 雁門關生態畜牧區氣候特征及設計依據

雁門關生態畜牧區地處山西省的北部和西北部高寒區，介于北緯 37°～ 40°，東經 110°～ 114°之間;年均氣溫在 3.7 ℃ ～ 8.8℃之間，無霜期 100 d～130 d，年均降水 400mm～500mm，雨量分布不均，氣候干燥寒冷，晝夜溫差大。

1.1 光能利用

影響光能充分利用的主要因素是透光率，而透光率又與陽光的入射角有直接關系。當入射角在 0°～40°，40°～60°和 60°～90°范圍內時，其透光率隨入射角的增大分別表現為略有下降、明顯下降和急劇下降。所以日光溫室羊舍透光面的南側屋面角在設計時，要保證陽光入射角不要超過 60°。

影響光能利用的另一個重要因素是保溫，在設計上，采光屋面越大，晴天白天增溫越快，但夜間降溫也越快，所以必須要用草苫覆蓋以利寒冷季節夜間保溫。

1.2 通風與防暑

羊喜干燥、怕潮濕、怕悶熱，所以在熱天良好的通風和降暑，則是建舍中重點考慮的問題，在本設計中南側通風口面積占墻面達 35%，北側通風口面積占墻面的 21%，充分實現了對流通風。在斜坡采光屋面上熱天用草苫完全覆蓋，可起到良好的降暑作用。

2 羊舍建筑設計參數

1)跨度:指北墻至南墻內側間距，為 8m。 2)高度:指四面墻壁高度和斜坡棚面高度，北墻高為 2.2m，南墻高為 1m，東西山墻高為 2.2m。斜坡棚面北沿高 2.2m，南沿高 1.5m。3)長度:沒有硬性規定，以 25m～60m為宜。4)采光屋面角:采光屋面角是指日光溫室采光屋面與地面形成的夾角。屋面角的大小直接影響光線的入射角，從而也就影響了透光率。北方地區一般以 10°～30°為宜。5)后屋面仰角:后屋面角度大于嚴寒季節(立冬至立春)上午的太陽高度角時，太陽光可照滿溫室后墻，使墻體能吸蓄較多熱量。冬至日至立春期間要使太陽光照滿溫室后墻，后屋面角最好大于當地冬至太陽高度角 7°～8°。6)方位角:溫室方位東西延長，坐北朝南，偏東偏西以不超過 10°為宜。偏東，可多利用上午太陽光，有利于室內升溫;偏西，有利于提高夜溫。山西省冬季早晨溫度較低，時而有霧，不能早揭草簾，溫室應偏西 5°～10°為宜。7)墻壁厚:以紅磚為準，北墻與東西山墻為 0.37m，南墻為0.24m。8)通風窗:北墻上設有上下兩排通風窗。上窗口尺寸1m×1m，窗與窗間距為 3m;下窗口尺寸為 0.5m×0.5m，窗與窗間距為 1.5m。下窗口下沿距地面為 0.3m，上下窗間距為 0.1m。南墻上沿距棚面南沿間距為 0.5m，是完全開放式通風口。9)北屋面:靠近北墻，寬度為 1.5m，高度為 2.2m，由 2.5 cm厚木板鋪設，上壓防雨和保溫層，是卷放草苫的作業部位。在其上每隔 8m裝一個冬季換氣天窗，天窗尺寸為 0.3m×0.3m。10)南屋面:是透光面，由塑料薄膜和拱架及壓膜桿組成，拱架用鐵管、竹桿、木桿均可，功能是支撐薄膜，拱架間距為 1m。壓膜桿用料與拱架相同，間距為 1m。11)入舍門:入舍門開在山墻，高度為 1.8 m，寬為 1.5m。12)運動場:它是羊舍必要的附屬設施，是指用圍欄封閉的羊圈。有條件的可搭置涼棚用于遮陽和避雨。運動場的面積一般按羊舍面積的 2倍 ～3倍設計。13)地面:羊舍與羊圈的地面要求平整、干燥，以沙土最好，不要用水泥地面。

3 覆蓋材料的選擇

3.1 透明覆蓋材料的選擇

目前，國內生產的棚膜較多，經棚膜比較試驗，聚氯乙烯無滴防老化膜是當前日光溫室比較適宜應用的棚膜。它的優點是透光率高，保溫性能好，拉伸強度大，易粘合;缺點是比重大，易污染，清洗困難。

乙烯—醋酸乙烯三層共聚無滴保溫防老化棚膜，功能全，強度好，吸塵少，保溫性能好，是一種有較好使用前途的新型棚膜，已開始在山西省示范推廣。

3.2 夜間保溫覆蓋材料的選擇

溫室夜間保溫覆蓋材料主要有草簾、紙被、不織布等。經試驗比較，稻草簾較適合山西省，其次是蒲草簾和蒲草加蘆葦簾。稻草簾寬 1.5m，長比溫室拱面長度長 0.5m左右，厚約 5 cm，保溫效果 5℃～6℃。雁門關生態畜牧區應覆蓋雙層草簾。在嚴寒季節，為彌補草簾保溫能力不足，可在草簾下面加蓋紙被。紙被是由 4層 ～6層牛皮紙縫制而成，紙被保溫效果 4℃～5℃。

不織布，又叫無紡布、豐收布，是用聚酯原料制成。每平方米20 g重的無紡布保溫能力只有 1℃～5℃，但每平方米 100g重的無紡布可增溫 6℃～8℃。不織布具有一定的吸濕性，所以適于在溫室內張掛保溫幕。

4 復合墻體結構的選型

日光溫室墻體的功能除承重和隔熱外，還要具有較強的載熱功能，白天蓄熱，夜間向空氣內放熱，以延緩室溫下降。我們設計研制了以下兩種墻體:

1)磚砌空心墻體及填充物。內墻厚 12 cm(半磚)，中空36 cm，外層墻厚 24 cm，形成 80 cm左右的空心墻體。中空層分別填爐渣、鋸末、珍珠巖和中空，試驗結果表明阻熱效果以填珍珠巖的最好，其次是爐渣，距內墻表面10 cm內夜間溫度始終高于室內氣溫。而鋸末和中空(空氣)較差。

2)土—土(草)復合墻體。打土板墻厚 60 cm～70 cm，墻外培土或垛草防寒，使墻體復合厚度比當地凍土層大 30 cm，形成土—土(草)復合墻體。這種墻體成本低，阻熱保溫性能也較好，缺點是使用年限短，每年需要修補。

5 應用分析

山西省農科院畜牧院 2006年10月建成日光溫室羊舍 200m2，用魯西小尾寒羊 100只進行舍飼觀察。截止 2008年 2月統計，舍飼可繁母羊 85只，死淘 3只，發情受配母羊 85只，發情受配率達96.6%，羊群整體發育整齊、健康，對羊舍表現出良好的適應性。

冬季舍內的溫度變化表現為白天高、夜間低，晴天高、陰天低，在載羊情況下對舍內外溫差變化進行測定可知，日光溫室羊舍在載羊的情況下，舍內溫度在冬季最寒冷的天氣里基本接近0℃，一般天氣都能保持 0℃以上，這就大大降低了嚴寒對羊群的影響程度。冬季舍內濕度變化，由于白天隨著陽光照射，舍溫升高時能打開換氣口換氣，而夜間為了保溫要盡量密閉羊舍，所以，舍內濕度是白天低、夜間高，測定結果為:相對濕度白天最高達56%，夜間最高達 69%，這種濕度水平接近羊群理想濕度標準。

6 結語

日光溫室羊舍為了降低北墻高度，減少投資成本，這就使屋面角的擴大受到了限制，只能通過增大透光面提高光能效率，這種設計帶來一種弊病，即冬季易在屋面積雪，增加了清雪的負擔，這是今后在改進設計中應該考慮的一個問題。

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