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                  新型囊膜結構農業大棚的設計-項目案例-污水池加蓋-反吊膜|膜加蓋-除臭加蓋-膜結構公司-上海華喜膜結構工程有限公司
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                  新型囊膜結構農業大棚的設計

                  發布時間:2019年9月21日 點擊數:1041

                  作物受地域適應性、季節性及自然災害等環境的影響較大, 在純自然的條件下, 大部分時間由于氣候問題不能進行正常農業生產, 造成人力、物力的大量浪費, 進行溫室栽培后就可以極大地減弱對作物生長不利的環境因素來促進作物生長, 有利于緩解季節矛盾, 提高作物產量。基于此, 農業大棚為解決我國北方地區反季的蔬菜供應、為農民增收創收做出了積極的貢獻。特別是近幾年來, 隨著我國對農業的補貼不斷加大, 農業大棚在農村得到大規模推廣, 使我國的設施農業取得了蓬勃發展。但是從技術水平上看, 我國設施農業卻存在嚴重問題, 每年用于病蟲害防治的費用十分巨大, 致使生產成本居高不下。傳統的農業大棚是在桁架上覆蓋透明的塑料薄膜, 從而形成密閉的空間, 靠太陽的輻射提高棚內溫度。但是, 塑料薄膜具有良好的保溫效果, 卻不能調節棚內溫度。比如在夏天大棚內可達到60℃以上, 不利于作物生長, 而且傳統的塑料薄膜材料輕薄, 對于風、雪等極端天氣的抵抗能力弱, 給農作物造成不可小覷的危害。如果設計一種囊膜結構調節棚內溫度的農業大棚, 既保溫又能調溫, 這些問題便得到解決, 就可以大幅度提高農作物產量和質量, 滿足廣大農戶需要, 隨之帶來較好的經濟收益。

                  1 總體設計方案

                  本新型大棚提供了一種用囊膜結構調節溫度的農業大棚, 使囊膜充當媒介, 簡單方便地利用水和氣體調節棚內溫濕度, 從而保證作物的正常生長。新型大棚的結構示意圖如圖1所示, 囊模工作原理示意圖如圖2所示。

                  圖1 本新型大棚的結構示意圖

                  圖1 本新型大棚的結構示意圖   下載原圖

                  新型大棚的結構包括大棚前墻、大棚后墻、桁架、囊膜覆蓋、充水系統、充氣系統、排水系統和排氣系統。

                  圖2 囊膜覆蓋工作原理示意圖

                  圖2 囊膜覆蓋工作原理示意圖   下載原圖

                  囊膜覆蓋由囊腔組成, 相鄰囊腔之間相互連通且由錨固結構固定在所述桁架上。充水系統包括進水管、水泵、進水閥門和出水管, 按照水流方向依次連接, 為囊膜覆蓋充水。充氣系統包括進氣管、氣泵、進氣閥門和出氣管, 按照氣流方向依次連接, 為囊膜覆蓋充水系統包括排水管和排水閥, 安裝在所述囊膜覆蓋的底部。排氣系統包括排氣管和排氣閥, 安裝在所述囊膜覆蓋的上部。

                  2 新型大棚優勢及工作原理

                  2.1 傳統大棚溫度特點及監測要求

                  塑料大棚種植作物是反季節種植, 外界環境的變化與正常作物生長發育所處自然環境的變化相反。同時塑料大棚本身調節環境因素的能力有限, 必然導致的作物生長發育于大棚內外之間的環境因素之間的矛盾難以調和, 給生產帶來諸多問題, 塑料大棚環境的大致特點是:塑料大棚的半封閉式結構不利于人工檢測棚內各個點的溫濕度;塑料大棚的半封閉式結構決定了棚內濕度大, 濕度過大極易導致病蟲害發生;內環境多變、復雜, 光照不足、溫度低, 同時還存在溫差過大等問題, 溫度過高過低或溫差大都不利于蔬菜生長;大棚在溫濕度控制上屬于復雜的非線性, 大延遲系統, 簡單的控制算法無法達到理想效果。對于現代化的蔬菜大棚來說, 最重要的管理因素是溫濕度控制。溫度太低, 作物就會被凍死或者停止生長;溫度太高, 作物就會失水萎蔫甚至死亡。同時, 濕度不宜也會影響其生長, 將溫濕度始終控制在適合作物生長的范圍內迫在眉睫。

                  傳統的溫度控制是在溫室大棚內部懸掛溫度計, 人們依據讀取的溫度值來調節大棚內的溫度, 對于濕度的控制則是在棚內放容器裝起來的水, 依靠水的蒸發來保持濕度相對適中。像這樣僅靠人工控制既耗人力, 又容易出現差錯, 較難管理。隨著農業產業規模的提高, 對于數量較多的大棚, 傳統的溫度控制措施就顯現出很大的局限性。因此, 在現代化的蔬菜大棚管理中, 通常研究新型溫濕度控制系統來控制蔬菜大棚溫濕度, 適應生產需要。

                  2.2 裝置工作原理

                  需要使用充水系統為大棚降溫時, 打開進水閥門和排氣閥, 關閉進氣閥門和排水閥, 打開水泵為囊膜覆蓋充水, 水在自重作用下從囊膜覆蓋底部開始填充, 當水從排水管溢出時, 關閉水泵、進水閥門和排氣閥。此時, 囊膜覆蓋充滿水體, 白天可以為大棚降溫, 夜晚可以為大棚補溫 (白天降溫過程陽光會將水曬熱, 恰好用于夜晚補溫) , 充水過程中水分的揮發會給大棚帶來相應濕度來給棚內提供濕度, 以免因干燥影響作物生長。而且水重可以抵抗大風氣候, 適合在晝夜溫差大的季節或大風季節使用充水模式, 如夏季等天氣炎熱干燥的季節。

                  需要使用充氣系統為大棚降溫時, 打開進氣閥門, 關閉排氣閥、進水閥門和排水閥, 打開氣泵為囊膜覆蓋充氣, 當囊膜覆蓋完全隆起時, 關閉氣泵和進氣閥門。此時, 囊膜覆蓋充滿冷氣, 白天可以為大棚降溫隔溫, 夜晚可以為大棚保溫, 通過充氣亦可阻擋冰雹等較強的自然災害, 達到保護農作物的目的, 比較適合在夏季太陽輻射較弱且天氣惡劣的時候使用充氣模式。

                  不需要為大棚降溫時, 打開排水閥或排氣閥, 將囊膜覆蓋中的水體或氣體排出, 囊腔足以讓作物適應氣候, 適宜春季和秋季。

                  采用與上述相同的方法為大棚充入熱氣, 可達到為棚除雪的目的, 又在雪天給大棚升溫, 幫助作物抵御嚴寒。此外, 冬季陰霾天氣較多, 氣溫較低, 也可用此種方法實現保溫和增溫。

                  這樣一來, 用囊膜結構調節溫度的農業大棚可以快捷、方便地為大棚降溫保溫及升溫, 結構易于操控, 不耗費資金與人力, 并且可以抵御大風。

                  3 結語

                  本新型大棚涉及的這種用囊膜結構調節溫度, 根據大棚內外的溫度對囊膜覆蓋進行充水、充氣, 以達到控制大棚內溫度的目的, 其優點在于:囊膜覆蓋結構使用方便, 構造簡單, 自重輕, 易維護, 并且建設周期短, 節能、環保;囊膜覆蓋填充滿水或空氣后, 在降溫和升溫的同時, 還使整個囊膜覆蓋而有韌性, 達到抗風的要求;該大棚所用材料易于選取, 農戶可自行建造, 所用資金量小, 可使經濟不發達地區支付得起。在裝置設計過程中可能會存在一些不足之處, 需要在以后的研究過程中不斷提高和完善。

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