课件：第二章塑料棚的类.ppt

第五节 塑料棚的类型、结构、性能与应用,以塑料薄膜作为透明覆盖材料，以竹、木、钢等为骨架材料的拱圆形棚，以其大小可分为大、中、小拱棚。,一、塑料小棚 跨度1.2 2米，高1米，结构简单，取材方便，类型多种：,（一）类型与结构 1 、拱圆型小棚 棚架为半圆形，高度1m左右，宽1.52.5m，长度依地而定，骨架用细竹竿按棚的宽度将两头插入地下形成圆拱，拱杆间距30cm左右，全部拱杆插完后，绑34道横拉杆，使骨架成为一个牢固的整体。,覆盖薄膜后可在棚顶中央留一条放风口，采用扒缝放风。因小棚多用于冬春生产，宜建成东西延长。为了加强防寒保温，棚的北面可加设风障，棚面上于夜间再加盖草苫。,2、半拱圆小棚,棚架为拱圆形小棚的一半，北面为1m左右高的土墙或砖墙，南面为半拱圆的棚面。 棚的高度为1.11.3m，跨度为22.5m，一般无立柱，跨度大时中间可设12排立柱，以支撑棚面及负荷草苫。 放风口设在棚的南面腰部，采用扒缝放风，棚的方向以东西延长为好。,小拱棚的类型,拱圆棚,拱圆棚加风障,半墙拱圆棚,单斜面棚,3、单斜面小棚,棚形是三角形（或屋脊形），适用于多雨的地区。中间设一排立柱，柱顶上拉一道8号铁丝，两侧用竹竿斜立绑成三角形，可在平地立棚架，棚高11.2m，宽1.52m。也可在棚的四周筑起高30cm左右的畦框，在畦上立棚架，覆盖薄膜即成。一般不覆盖草苫。建棚的方位，东西延长或南北延长均可。,小拱棚的类型,拱圆棚,拱圆棚加风障,半墙拱圆棚,单斜面棚,（二）小棚的性能,1、温度： （1）气温 以阳光为唯一热源，因此棚内温度有季节变化和日变化。 季节变化：冬季温度最低，春季逐渐升高，主要用于春提前，秋延后蔬菜生产。 日变化：与外界气温基本一致，最高温出现在中午13：00左右，最低温出现在凌晨4-5时。,（二）小棚的性能,温差较大：白天升温快，最大增温能力可达20，（注意高温季节的高温危害）；但降温速度也快，有草苫的保温能力仅6-12，无外覆盖时仅1-3（注意低温、寒潮时冻害）。 温度分布不均匀：中间高、两边低、温差可达7-8。,（2）地温 地温变化规律基本与气温相似，但不如气温剧烈。 地温日最高温出现比气温滞后2h，0-10cm地温受气温影响变化较大，深层土壤变化小。一般棚内地温比露地高5-6。 季节变化：北京1-2月份10cm平均地温为4-5，3月份为10-11，3月下旬达14-18。,（二）小棚的性能,2.湿度： 小棚在密闭条件下，由于土壤水分蒸发和植物蒸腾，造成棚内高湿。 一般棚内空气相对湿度可达80%100%，白天通风湿度也在4060%，平均比露地高20%左右。 棚内湿度的变化，随气温的升高而降低，棚内低温湿度高；晴天湿度低，阴天湿度高。 小棚内高温高湿或低温高湿，易感染病害，必须加强通风管理。,（二）小棚的性能,3. 光照： 塑料薄膜小拱棚的透光性能较好，春季棚内透光率最低在50%以上。棚结构对光照影响不大，但方位对光分布有影响。 一般小拱棚的方位取决于地块，但相对而言，南北走向比东西走向受光更均匀。 南北延长，东西朝向，棚内是活阴影，植株长势均匀；而东西延长，南北朝向棚内阴影一直是北面（死阴影），北面植株长势弱。,（三）小棚的应用：,1、春提早、秋延后或越冬栽培耐寒蔬菜。如芹菜、青蒜、菠菜、甘蓝等。 2、春提早定植果菜：如西、甜瓜、番茄、黄瓜等。 3、早春育苗：菜、花、果小拱棚电热温床育苗，外盖草帘。,二、中棚,跨度46m 固定式高1.51.8m，跨度46m， 活动式高1.21.5 钢筋骨架，可移动，方便，有外覆盖，保温好。 有竹木和钢筋结构，人可以在棚内操作。 中棚性能比小棚好，但次于大棚，适育苗，扣韭、绿叶菜类及茄果类栽培，小气候变化规律与小棚相似。,三、 塑料大棚,通常把不用砖石结构围护，只以竹、木、水泥或钢材等杆材作骨架，在四周表面覆盖透明塑料薄膜的大型保护栽培设施称为塑料大棚。 与温室相比，具有结构简单，建造、拆装方便，一次性投资少等优点；与中小棚相比，又具有坚固耐用，棚体高大、使用寿命长等优点，一般大棚覆盖面积300m2以上，棚的顶高在22.5m，跨度815m，长3060m，南方偏小，北方偏大。,塑料大棚,（一）塑料大棚的类型,按建材分：竹木结构、钢材结构、竹木钢材混合结构。 按连结方式：单栋大棚连栋大棚 按屋面形式：拱圆形屋、脊形（目前很少见）,三杆一柱的棚体结构经过不断演变，现已演化为无柱钢材大棚，在70年代出现无柱大棚。在70年代末，由中国农业工程设计院消化吸收，无柱大棚在中国普及，进入工业化批量生产阶段。 下面分别介绍不同材料大棚结构。,1竹木结构大棚: 均由立柱、拱杆、拉杆和压杆等组成（三杆一柱）。,大棚跨度为1214m，矢高2.62.7m，以36cm粗的竹竿为拱杆，拱杆间距11.1m，每一拱杆由6根立柱支撑，立柱用木杆或水泥预制柱。 优点：建筑简单，拱杆有多柱支撑，比较牢固，建筑成本底。 缺点：立柱多造成遮光严重，且作业不方便。,竹木结构大棚（单位：m）,所需棚膜的计算： 棚膜宽度=大棚跨度（a）+ 棚高（H）2 棚膜长度=棚长 + 2棚高 + 3m（两头埋头） 聚氯乙烯亩用膜180kg，聚乙烯膜亩用量为100kg左右。,2悬梁吊柱竹木拱架大棚,悬梁吊柱竹木拱架大棚是在竹木大棚的基础上改进而来的，中柱由原来的11.1m一排改为33.3m一排，横向每排46根。用木杆或竹竿作纵向拉梁把立柱连接成一整体，在拉梁上每个拱架下设一立柱，下端固定在拉梁上，上端支撑拱架，通称“吊柱”。,悬梁吊柱竹木拱架大棚（单位：m) 立柱 拱杆 纵向拉杆 吊柱 压膜线 地膜,3拉筋吊柱大棚 拉筋吊柱大棚一般跨度12m左右，长4060m，矢高2.2m，肩高1.5m。水泥柱间距2.53m，水泥柱用6号钢筋纵向连接成一个整体，在拉筋上穿设2.cm长吊柱支撑拱杆，拱杆用3cm左右的竹竿，间距1m，是一种钢竹混合结构。夜间可在棚上面盖草帘。,拉筋吊柱大棚 水泥柱 吊柱 拱杆 柱筋,4无柱钢架大棚 无柱钢架大棚一般跨度为1012m，矢高2.52.7m，每隔1m设一道桁架，桁架上弦用16号、下弦用14号的钢筋，拉花用12号钢筋焊接而成，桁架下弦处用5道16号钢筋做纵向拉梁，拉梁上用14号钢筋焊接两个斜向小立柱支撑在拱架上，以防拱架扭曲。可生产成装配式以便于拆卸。,无柱钢架大棚（单位：m）,5装配式镀锌薄壁钢管大棚,装配式镀锌薄壁钢管大棚跨度一般为68m。矢高2.53m，长3050m。 用25号1.21.5mm薄壁钢管制作成拱杆、拉杆、立杆（两端棚头用），钢管内外热浸镀锌以延长使用寿命。用卡具、套管连接棚杆组装成棚体，覆盖薄膜用卡膜槽固定。,5装配式镀锌薄壁钢管大棚,优点： 此种棚架组装拆卸、盖膜方便。棚内空间较大，无立柱，两侧附有手动式卷膜器，作业方便，南方都市郊区普遍应用。,装配式镀锌薄壁钢管大棚,属于国家定型产品，规格统一 表 GP、PGP系列装配式钢管大棚主要技术参数,（二）塑料薄膜大棚结构,大棚的基本结构是三杆一柱加12扇门。 三杆 拱杆（拱架）：原始大棚一般一米一拱杆 拉杆（纵粱）：连结各拱杆使之成为一体 压杆（压膜线）：固定薄膜，压在两拱之间 一柱：立柱，拱杆的支撑物。,1拱架 拱架是塑料大棚承受风、雪荷载和承重的主要构件，按构造不同，拱架主要有单杆式和桁架式两种形式。 1).单杆式 竹木结构、水泥结构塑料大棚和跨度小于8cm的钢管结构 塑料大棚的拱架基本为单杆式，称拱杆。 竹木结构塑料大棚的拱杆大多采用宽46cm左右的竹片或小竹杆在安装时现场弯曲成形。,2019/8/23,32,可编辑,钢筋玻璃纤维增强水泥结构、装配式镀锌钢管结构塑料大棚的拱杆为了便于制造和运输，其拱杆均由可拆装并且对称的一对拱杆组成，其中间采用螺栓连接或套管式接头承插连接（图）。连接在建棚现场安装时进行。,拱杆的中间连接方式 A、螺栓紧固连接 B、承插连接 1.水泥拱杆 2.螺栓螺母 3.套管式中间接头,2).桁(heng)架式 跨度大于8m或10m的钢管结构塑料大棚，为保证结构强度，其拱架一般制作成桁架式，圆拱形桁架由上弦拱杆、下弦拱杆和腹杆构成（图）。腹杆两端分别与上、下弦拱杆焊接连成一体。,桁架式拱杆 1、上弦拱杆 2、腹杆 3、下弦拱杆,2. 纵梁 纵梁是保证拱架纵向稳定，使各拱架连接成为整体的构件。纵梁也有单杆式和桁架式两种形式。单杆式纵梁也叫纵拉杆，在各种结构塑料大棚中普遍应用。 竹木结构塑料大棚的纵拉杆主要采用直径4070mm的竹竿或木杆。 水泥和钢管结构塑料大棚则主要采用直径20mm或25mm、壁厚为1.2mm的薄壁镀锌管或21mm、26mm的厚壁焊接钢管制造。,3. 立柱 拱架材料断面较小，不足以承受风、雪荷载；或拱架的跨度较大，棚体结构强度不够时，则需要在棚内设置立柱，直接支撑拱架和纵梁，以提高塑料大棚整体的承载能力。 竹木结构塑料大棚大多设有立柱，材料主要采用直径5080mm的杂木或断面为8080mm、100100mm的钢筋混凝土桩。 钢筋玻璃纤维增强水泥结构塑料大棚的跨度为8m、10m、12m时，也需要设置中间立柱，其断面为150150mm左右。,4、山墙立柱 棚头立柱，常见的为直立型（图A），在多风强风地区则适于采用圆拱型（图B）和斜撑型（图C）。后两种山墙立柱对风压的阻力较小，同时抵抗风压的强度大，棚架纵向稳定度高，但其自身结构或与其关联的门的结构比较复杂，材料用量较大。,山墙立柱的形式 A. 直立型 B. 圆拱型 C. 斜撑型,5. 骨架连接卡具 塑料大棚的骨架之间连接，如拱架与山墙立柱之间、拱架与拱架之间、拱架与山墙立体之间、纵梁与棚头拱架之间的连接固定，除竹木结构塑料大棚采用线绳和铁丝捆绑之外，装配式镀锌钢管结构塑料大棚和钢筋玻璃纤维增强水泥结构塑料大棚均由专门预制的卡具连接。 这些卡具分别由弹簧钢丝、钢板、钢管等加工制造，具有使用方便、拆装迅速、固定可靠等优点。,6. 门 塑料大棚的门，既是管理与运输的出入口，又可兼作通风换气口。 单栋大棚的门一般设在棚头中央，门框高度为1.72m、宽度0.81m。为了保温，棚门可开在南端棚头。气温升高后，为加强通风，可在北端再开一扇门。 棚门的形式有合页门、吊轨推拉门等。为了减少建棚投资，也可在门口吊挂草帘或棉帘代替门。 此外，为防止害虫侵入，通风口、门窗均可覆盖2024目的防虫网。,（三）大棚的性能,（一） 大棚内温度 1.气温 大棚覆盖材料塑料薄膜具有易于透过短波辐射和不易透过长波辐射的特性，再加上塑料大棚是个半封闭系统，在密闭条件下棚内外空气很少交换，最终使棚内温度高于棚外温度的现象，称为温室效应。 。,大棚内温度的基本特点是： （1）棚内温度受外界气温和光照的影响，因此存在着明显的日变化和季节变化。 （2）大棚内空间不同位置与外界空间接触不同，因此存在温度分布不均匀现象。 （3）大棚没有加温和保温设备，故日夜温差较大。,（1）大棚内温度的日变化,大棚内温度日变化规律与外界基本相同。 在日出后1-2小时升温最快，58/h，最高温出现在下午12:0014:00时，14：00时以后温度缓慢下降，降温5/h。天亮前是日最低气温时刻。 一般棚内气温高于露地3-6。但有时大棚内也会出现“逆温”现象。,大棚逆温现象：棚内温度低于棚外，（在3-10月出现）一般发生在凌晨4-5时左右。多发生在白天有风晴天，夜间晴转多云的天气，逆温现象严重时棚内也会出现霜冻。 晴天的增温保温效果比阴天明显，大棚内温度日变化比小拱棚平缓。,（2）气温的季节变化,在12月1月最寒冷季节，大棚内温度几乎全在零度以下，冬季大棚不能进行生产。 立春后，2月上旬，外界气温回升，但温度不稳定，寒流转多，“倒春寒”现象，2月上旬3月上旬，棚内可种植耐寒蔬菜、花卉，但不能种喜温果菜。 5月份大棚进入高温期，当外界温度接近15时，大棚要昼夜通风。 9月份以后，进入大棚的第二个黄金季节（4-6月为第一个黄金季节），11月以后，外界Temp下降，11月下12月上，棚内喜温果菜生产结束。,北京地区大棚一年温度变化可分为4个阶段： 12月中2月中，低温期，夜间常出现0以下低温，耐寒蔬菜难生长（一般冻不死）。 2月下4月上，温度回升期，前期长耐寒菜，后期可定植喜温果菜。 4月中9月中，生育适温期，是喜温花、菜果生育适期，但要防高温危害。 9月下11月上，逐渐降温期，秋延后生产。,（3）大棚内温度分布,白天大棚中部气温偏高，北部偏低，差2.5左右，夜间中部略高，南北偏低； 放风时，放风口附近T低，中间高。 无作物时，近地面气温较高，有作物时，上层温度高。,2、地温,与气温一样，有季节变化和日变化，但比气温滞后且变化比较平缓。 地温对作物生长更重要。耐寒蔬菜地温稳定在5-8就可定植，喜温果菜地温稳定在10-12，地温稳定利于根系的生长。,A、影响大棚保温性的因素 a.塑料薄膜的种类与保温性有直接关系。 b.双层或多层覆盖可提高大棚保温性。 c.有滴薄膜与保温性。 d.保温比，塑料棚覆盖面积越大，保温性能越好，既保温比越大，保温性越好。 保温比= 覆盖的土地面积/棚的表面积，其倒数为散热比,（二）大棚内的光照,大棚内的光照强度与薄膜的透光率，太阳高度，天气状况，大棚方位及大棚结构等有关，大棚内光照也存在季节变化和光照不均现象。,1、光照季节变化,棚内光照强度由冬春夏的变化是不断增强，透光率也不断提高； 而随着季节由夏秋冬，棚内光照不断减弱，透光率降低。,2、光照随大棚方位和结构变化,一般东西延长、南北朝向大棚（东西栋）比南北延长，东西朝向大棚透光率高，但分布不均匀（有死阴影）。 大棚结构对透光率影响主要是骨架材料遮阴的影响。尽量选牢固而截面积小的材料做骨架。,3、透明覆盖材料对光照的影响,不同覆盖材料，因其耐老化性，无滴性、防尘性等不同，其透光性不同。目前开发功能膜是各国热点，日本、西班牙膜质量好，设施园艺的发展跟自然农业不一样，受工业发达程度影响。 据测定，因薄膜老化，透光率降低20%40%，因薄膜污染透光率降低15%-20%，因水滴附着使透光率下降20%-30%左右。大棚覆膜一段时间后透光率一般只有50%左右，双层膜大棚透光率更低。,4、大棚内光分布 垂直方向：由上下，光减弱 水平方向：中部强，两侧弱，上午东西，下午西东 5、不同作物对光照影响： 高杆、矮杆的影响不同。设施栽培高产应从提高单株产量为主，一般采取稀植、间作。以黄瓜为例，国内3000-4000株/亩，国外：1000-1500株/亩。,（三）大棚内的湿度,1、空气湿度 由于薄膜不透水不透气，造成棚内湿度很大，一般棚内RH为70%100%。 棚内空气湿度也存在日变化和季节变化。 季节变化：早春、晚秋高，夏季温度高和通风，湿度相对低。阴雨天高，晴天低。 棚内湿度高对一些要求温度高的蔬菜增产，如