西北地區(qū)改進(jìn)型土墻鋼架日光溫室設(shè)計(jì)及建造技術(shù)

張樹(shù)庚，郭叢陽(yáng)，楊積強(qiáng)

（1.武威市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 武威 733000；2.中央農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校古浪縣分校，甘肅 古浪 733100；3.古浪縣園藝技術(shù)工作站，甘肅 古浪 733100）

古浪縣位于騰格里大沙漠南沿，土地面積廣闊，光熱資源豐富。境內(nèi)地勢(shì)南高北低，山川沙各占三分之一，平均海拔2 500 m，年均氣溫5.57℃，年降水量250 mm左右，蒸發(fā)量2 500 mm以上，年日照時(shí)數(shù)2 663～2 852 h，氣溫日較差大于14℃。近年來(lái)，古浪縣將日光溫室作為蔬菜反季節(jié)生產(chǎn)的主要措施，重點(diǎn)以二代日光溫室為主，但該型日光溫室建設(shè)周期長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，使用壽命短，棚內(nèi)支柱多，不利于作物生長(zhǎng)。為改變傳統(tǒng)日光溫室建造模式，我們通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)踐探索出土墻鋼架日光溫室建造模式，以其建造方便，成本低廉，適宜建造的范圍廣，土地利用率高，空間大，便于機(jī)械操作等特點(diǎn)［1］，深受廣大種植戶(hù)歡迎，示范帶動(dòng)推廣906.67 hm2以上。

1 設(shè)計(jì)思路

古浪縣于2012年啟動(dòng)下山入川暨黃花灘生態(tài)扶貧開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，將日光溫室建造作為產(chǎn)業(yè)致富的主要舉措，于2012年先行建成日光溫室示范園，建成二代日光溫室32座，于當(dāng)年10月9日定植蔬菜作物進(jìn)行先行試驗(yàn)。但由于當(dāng)?shù)赝寥利}堿化程度高，造成墻體剝落嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)90 d的使用，墻體剝落程度已達(dá)到3～5 cm。因此，于2012年12月19日從遼寧省遼陽(yáng)市引進(jìn)了全鋼架裝配式新型日光溫室2座，12月24日開(kāi)始建設(shè)，2013年1月8日完成扣棚，1月25日完成定植，由于全鋼架日光溫室建設(shè)未造成土壤破壞，作物長(zhǎng)勢(shì)良好。

經(jīng)過(guò)1年多的發(fā)展，黃花灘移民區(qū)全鋼架日光溫室超過(guò)20 hm2，良好的經(jīng)濟(jì)效益，有效地提高了移民區(qū)農(nóng)戶(hù)的積極性。針對(duì)感恩新村全鋼架日光溫室冬季保溫能力差、不能種植越冬一大茬作物的缺點(diǎn)，我們借鑒黃羊川鎮(zhèn)菜子口村舊棚改造提升的成功經(jīng)驗(yàn)，充分利用二代日光溫室和全鋼架日光溫室的優(yōu)勢(shì)，在縣上不增加補(bǔ)助資金，農(nóng)民自籌資金困難的條件下，壓減了部分建筑材料和附屬設(shè)施，經(jīng)多方討論和廣泛征求意見(jiàn)，提出了60 m長(zhǎng)土墻+鋼架日光溫室建造模式（圖1），2014年建成該類(lèi)型日光溫室34座，徹底解決了黃花灘移民區(qū)日光溫室建設(shè)瓶頸［2］。截至2019年底，已在黃花灘移民區(qū)建成該類(lèi)型日光溫室示范基地10個(gè)，日光溫室6 828座，約906.67 hm2。

2 3種類(lèi)型溫室特點(diǎn)分析

2.1 全鋼架日光溫室

全鋼架日光溫室建造不受時(shí)間限制，所有材料屬鋼鐵制品和草制品，一年四季均可建設(shè)。全鋼架日光溫室無(wú)須建造墻體，在土層較薄，沙化嚴(yán)重、荒漠空閑等土地上均可建設(shè)，不受土地條件限制。經(jīng)測(cè)算，52 m長(zhǎng)全鋼架日光溫室和60 m長(zhǎng)二代日光溫室種植面積約為0.035 hm2，而全鋼架日光溫室墻體薄、長(zhǎng)度少，比二代日光溫室節(jié)約土地0.02 hm2以上。全鋼架日光溫室建造過(guò)程中不開(kāi)挖土地，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、特別是耕作層破壞小，有利于作物生長(zhǎng)［3］。全鋼架日光溫室棚內(nèi)無(wú)立柱，空間較大，有利于小型機(jī)械操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.2 優(yōu)化型二代日光溫室

二代日光溫室根據(jù)西北地區(qū)的自然氣候條件設(shè)計(jì)［4］，比較適應(yīng)低溫雨雪和沙塵暴等惡劣天氣。冬季晴好天氣時(shí)，二代日光溫室棚內(nèi)溫度在10℃以上，短時(shí)間的連陰雨雪天氣條件下棚內(nèi)溫度也能保持在5℃以上。一座60 m長(zhǎng)的二代日光溫室，建造成本只有37 860元，如果農(nóng)戶(hù)自己建設(shè)，保溫草、后屋面、橫梁等一些材料可就地取材，建造成本更低。二代日光溫室棚內(nèi)溫度在10℃以上，適宜各類(lèi)果蔬作物生長(zhǎng)，短時(shí)間的惡劣天氣，棚內(nèi)溫度也可以保持在5℃以上［5］，作物不會(huì)出現(xiàn)冷害。

2.3 土墻鋼架日光溫室

該型日光溫室可充分發(fā)揮二代日光溫室和全鋼架日光溫室的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)種植越冬一大茬作物的目標(biāo)。建造成本大幅下降，相對(duì)于全鋼架日光溫室，在大幅壓縮建筑材料的基礎(chǔ)上，提高了日光溫室的保溫性能，適宜當(dāng)?shù)赝茝V發(fā)展。

3 土墻鋼架日光溫室建造技術(shù)

3.1 場(chǎng)地選擇

要求地形開(kāi)闊，東、西、南3面無(wú)高大樹(shù)木、建筑物或山坡遮陰。地下水位低、土壤疏松肥沃。無(wú)污染；應(yīng)避開(kāi)風(fēng)口風(fēng)道、冰雹線、泄洪道等。水、電便利，道路通暢。周?chē)鸁o(wú)煙塵及有害氣體污染源。

3.2 墻體建設(shè)

3.2.1 規(guī)劃放線 場(chǎng)地確定后，按渠、路、林相配套的原則做好整體規(guī)劃。按正南偏西5°～10°規(guī)劃放線，棚前后間距不少于18m。

3.2.2 墻體建造 采用機(jī)械挖土，人工筑墻，墻體底部寬2.5 m，頂部寬1.2 m。地下挖深0.9 m，上部0.3 m作為活土層回填，回填后棚體后墻內(nèi)部高3.0 m，削墻后棚體內(nèi)側(cè)墻體與地面確保垂直。

3.3 骨架安裝

3.3.1 澆筑基墩 第1個(gè)基坑距側(cè)墻0.45 m，之后間隔1.8 m開(kāi)挖15 cm×20 cm×40 cm的基坑，放入長(zhǎng)120 cm的φ6鋼筋，用C20混凝土澆筑。混凝土基墩必須在同一水平面，且露出地面不得超過(guò)2.0 cm，鋼筋在基墩上露出20 cm左右。共預(yù)制安裝58個(gè)。

3.3.2 骨架安裝 采用熱浸鍍鋅高頻焊管，鋼骨架間距0.9 m，內(nèi)置拉筋管8根，地梁2根，棉被固定橫桿1根，卷簾機(jī)擋桿21根。建筑中將地梁連接好后固定于基墩，前后龍骨連接在一起，并用螺絲固定。前后龍骨下端分別固定在地梁的梯形鐵槽中，并把卡扣鎖緊，拉筋管與龍骨用連接件固定。后龍骨上橫向拉8道8#冷拔絲，第1道拉筋管以下拉4道，間距20 cm。第1、2道拉筋管之間拉2道，間距40 cm；第3、4道拉筋管之間拉2道，間距20 cm。龍骨與地梁連接處、拉筋管連接處用彩板釘固定。

3.3.3 門(mén)洞 在鋼骨架上安裝壓膜槽，安裝門(mén)洞。門(mén)洞位于前屋面處，寬0.8m，高1.5m。

3.4 扣棚

3.4.1 修建預(yù)埋件 在溫室兩側(cè)靠后墻處各預(yù)制1個(gè)上寬40 cm、下寬50 m、深50 cm、長(zhǎng)1 m的混凝土預(yù)埋件，內(nèi)置φ12鋼筋并在其上平面安裝4個(gè)鋼環(huán)。

3.4.2 后屋面處理 將小頭直徑不小于8 cm的橫梁一頭安裝到后墻，另一頭安裝在后龍骨和拉筋管節(jié)點(diǎn)處；在后屋面拉12道φ12鋼絞線，鋼絞線兩頭分別固定在預(yù)埋件上。在鋼絞線上覆蓋寬3 m的EVA棚膜，棚膜上覆蓋寬2.2 m、長(zhǎng)9 m、厚4 cm的雙層草簾，草簾上覆厚10 cm的濕土，在濕土上抹上6 cm厚的草泥。

3.4.3 前屋面處理 選晴天上午，把備好的幅寬8 m的EVA棚膜拉開(kāi)，上沿穿1根尼龍繩。待整個(gè)棚膜拉緊拉展后，上端留寬100 cm的通風(fēng)口，用寬1.5 m的EVA膜覆蓋；兩側(cè)分別固定在山墻龍骨上的壓膜槽內(nèi)，棚膜下端埋入土中40 cm，并壓實(shí)踏平。之后在棚膜上每隔1.8 m拉1道粗度0.8 cm壓膜線，緊貼棚膜。

3.4.4 安裝自動(dòng)卷簾機(jī) 自動(dòng)卷簾機(jī)長(zhǎng)52 m，棉被重1.6 kg/m2以上。產(chǎn)品需通過(guò)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局鑒定。

3.5 配套設(shè)施建設(shè)

3.5.1 修建氧化池 在溫室內(nèi)距側(cè)墻50 cm處開(kāi)挖長(zhǎng)5.3 m、寬2.3 m、深1.8 m的池胚。底部夯實(shí)后用C20混凝土澆筑30 cm厚的池底，然后用模板澆筑15 cm厚的池壁，充分凝結(jié)后在表面抹厚1 cm細(xì)漿并用密封膠處理。水池中間砌1道隔墻（下部留通水洞）以增加強(qiáng)度。

3.5.2 挖防寒溝 在溫室前沿距地梁40 cm處挖寬40 cm、深80 cm的防寒溝，溝中填入麥草、爐渣、干燥的牲畜糞便等保溫材料，頂部用塑料包裹嚴(yán)實(shí)后再覆土踏實(shí)。頂部要求北高南低，以免雨雪水流入溝內(nèi)。

3.5.3 修灌溉溝 在室內(nèi)距后面地梁60 cm處開(kāi)挖寬20 cm、深15 cm的渠胚，然后用混凝土澆筑成寬10 cm、深10 cm、東西落差15 cm的灌溉溝，表面用細(xì)漿抹光，并在對(duì)應(yīng)定植溝的位置預(yù)留出水口。