新型越冬桥式大棚设计与实验

宁夏现有拱棚以水泥桁架塑料大中拱棚为主，它们普遍存在建设标准低、材料非标化、空间小、温光保障及抗雨雪风灾性能弱等问题，不能有效承载现代机械、智能化装备的集成配置以及支持越冬栽培和周年安全生产。为此，设计建设新型越冬大棚已成为宁夏设施瓜菜产业发展面临的必然课题。自2016年起，为建造适宜宁夏的大跨度越冬桥式大棚，“宁夏特色瓜菜产业关键技术创新与示范项目”子课题“新型温棚构建及蔬菜高新栽培技术研究示范课题”与宁夏区内外相关专家进行多次探讨，作前瞻性研发，提出了桥式越冬大棚的构想，应用标准化新材料，构建性价比高、能够安全越冬栽培的大跨度拱棚，变革目前的拱棚结构和栽培模式，为宁夏设施园艺产业纵深及可持续发展提供技术支撑。

（一）基本参数

大棚长度以60～100 m为宜，跨度以16～24 m为宜，脊高4.0～6.0 m，东西两侧墙高1.2 m，南北山墙高4.0～6.0 m，墙体厚度0.5 m。双榀骨架肩高2.0 m时单面弧长11.0 m，单榀骨架肩高2.0 m时单面弧长11.0 m（图4-8）。拱棚为南北方向延长，依据地形地貌做适当调整。相邻拱棚之间的间距为4.0～7.0 m。

图4-8　新型越冬桥式大棚结构

（二）性能特点

1.围护结构创新

新型越冬桥式大棚主要创新点是在大棚东西两侧建有1.2 m高的桥式墙体，能主动蓄热，保证了热能综合利用最大化。该墙体兼顾保温和围护大棚结构稳定的作用，有利于大棚在多风及低温时节安全生产。

2.装配性能提升

新型越冬桥式大棚组装配套卷帘机、保温被，使温室设施设备水平得到全面提升；引入墙体蓄热技术，使桥式墙体由被动蓄热变为主动吸热，从而提高墙体蓄热能力，实现新型大棚越冬生产。

（三）建造及施工

1.处理地基

平整地面、清理杂物；依据场地勘察结果，结合实际情况，确定温室放线地坪标高。

2.安装骨架

（1）安装大棚骨架

先将螺旋地锚安装于地下，间距4.8 m，再在大棚四周平铺角钢（宽5 cm、高5 cm、厚4.5 mm）并焊接固定在螺地锚上。组装设施农业多功能组装式卡槽型钢骨架制成的构件，连接成多个单元再组合成1个整体，用吊车吊装在角钢上，校正水平后用螺栓与角钢固定。双榀骨架与单榀骨架间距为1.2 m，且二者交替安装，南北末端安装双榀骨架。

（2）安装立柱

在拱架最高点下方设热镀锌方管作为支柱，长依据脊高而定，钢管壁厚2.75 mm、宽8 cm。螺旋地锚安装于地下1.48 m处，间隔6 m，将钢板（长30 cm、宽30 cm、厚0.6 cm）焊接到螺旋地锚上，再将方管支柱焊接到钢板上。

（3）安装横梁

在立柱上南北贯穿安装1道热镀锌方管作为横梁，热镀锌方管规格为5 cm×5 cm×2.75 mm。

（4）安装横向拉杆

横向拉杆采用组装设施农业多功能组装式卡槽型钢骨架，规格符合DB64/T 1278-2016的规定。在拱棚顶部骨架上弦1.0 m处安装横向拉杆1道，在距离第一道横向拉杆1.2 m处安装第二道横向拉杆，在骨架肩高距离地面2.0 m处安装第三道横向拉杆；在骨架内侧距离横梁1.7 m处安装第一道横向拉杆，间距为1.7 m，骨架内侧横向拉杆用螺栓将斜撑连接到骨架上弦，共安装5道横向拉杆。距离地面处30 cm处安装横向拉杆1道，间距60 cm处安装第二道横向拉杆。

（5）安装卡槽

在东西墙体各安装2道卡槽，距离地面10 cm处安装第一道卡槽，间距1.1 m处安装第二道卡槽。

（6）安装蓄热系统

在大棚墙体苯板与发泡水泥板之间的骨架内安装2道平行的Φ75PVC管，作为主动蓄热系统热通量管道，20 m为1个单元。轴流引风机安装固定在大棚立柱上，高度不得低于3.5 m，1台轴流引风机带2个单元的主动蓄热系统。

3.安装墙体(www.xing528.com)

内墙材料用发泡水泥板（高1.2 m、宽1 m、厚10 cm）填充，外墙材料用容重12 kg/m3苯板（高1.2 m、宽1.17 m、厚10 cm）填充，均用锚固钉固定在骨架上；墙体上部盖板用容重12 kg/m3苯板，用锚固钉将网格布固定在墙体骨架上，然后喷凃设施农业墙面专用喷浆剂（内墙专用喷浆剂为灰色，外墙专用喷浆剂为红色），最后外墙覆15丝黑色PE膜。

4.安装覆盖材料

（1）安装棚膜

棚膜选用耐老化、透光性好的无滴膜，应符合GB 4455-2006的规定，分为顶部膜、两侧膜，每侧顶部风口膜2.5 m，通过卡槽卡簧绷紧、固定。在卡槽的上下端分别安装八字勾，将压膜线固定在八字勾上，从第一个安装卡槽骨架上端的八字勾连接到第二个安装卡槽骨架下端的八字勾，依次安装压膜线，使之形成波浪形。

（2）安装防虫网

大棚两侧上下风口处均安装40目、宽1.3 m的防虫网，用卡槽、卡簧将其绷紧固定。

（3）安装棉被

每床棉被宽3 m，棉被之间重叠搭接长度不少于10 cm，棉被后端用卡槽固定在顶部横梁上。保温被应符合DB64/T 708-2011的规定。

（4）安装卷膜器

卷膜杆（直径25 mm、厚1.3 mm）横铺在膜下端，用膜卡将膜下端卷2圈固定，膜卡间隔为0.8～1.0 m，在外部两侧上风口的一端分别安装1个电动卷膜器，在外部两侧下风口的一端分别安装1个手动卷膜器，共计安装4个。

（5）安装卷帘机系统

卷帘机采用爬杆式，卷杆选用保温被专用卷杆，Φ73防锈国标管，壁厚扭矩大，两端焊接法兰盘，用专用螺丝固定，卷杆上焊接6 cm长的圆钢，每0.6 m安装1个，用于勾住保温被，防止出现脱轴空转现象。

5.修建防寒沟

在大棚四周距离温室50～60 cm处挖1条深1 m、宽40 cm的沟，内用容重12 kg/m3苯板（高1 m、厚0.1 m）填充，埋土夯实，再用宽0.5 m、厚0.1 m、容重12 kg/m3苯板覆盖，用土覆盖并压实。

6.安装大棚门

在全光照越冬大棚的南山墙上安装机械门和工作门，其中机械门供机械设备进入，尺寸为高2.2 m、宽2.4 m；工作门供农户平常工作进出，尺寸为高2.2 m、宽0.95 m。

（四）相关知识产权

实用新型专利1项：《降温蓄热越冬大棚》。

（五）小气候观测试验

为观测新型越冬桥式大棚的冬季温光性能，为以后示范推广提供依据，特设此试验。试验于2019年11月27日—12月1日进行，试验拱棚位于宁夏银川市，拱棚内外如图4-9所示。以普通双层塑料大棚为对照，连续观测拱棚内温度及光照强度，取样间隔为150 s。

图4-9　新型越冬桥式大棚

环境监测数据表明，11月27日—12月1日是典型冬季晴天，双层塑料拱棚夜间温度已低于0℃，喜温蔬菜会遭受冻害，蔬菜秋延后只能进行至11月初，无法进行蔬菜越冬生产。新型越冬桥式大棚可保证拱棚内夜均温在5℃以上，可保障喜温蔬菜采收期延至12月初，12月—次年1月可保证叶菜越冬生产（图4-10）。与双层塑料拱棚相比，新型越冬桥式大棚东西两侧侧墙和南北两侧山墙对拱棚内光照强度没有明显影响（图4-11）。

图4-10　新型越冬桥式大棚温度日变化

图4-11　新型越冬桥式大棚光照日变化