专利名称：一种高效保温大棚及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种保温效果优良和棚内温度稳定的大棚及其制作方法。该大棚可用于种植蔬菜、水果以及养殖牛、羊、猪、鱼、虾、鸡、鸭、鳖、龟等，可以缩短生长周期，大大提高产量。
背景技术：
现有大棚采用以上结构作为墙体，占地面积大，后墙厚达3-4m，保温效果并不好。5年以后产量下降时挪棚困难，且一个大棚(面积约2亩的情况下)的成本高达7-8万。本发明提供的大棚保温效果良好，可以大大提高产出率，相同面积的大棚的成本为8千-1万，挪棚容易，80-90％可再利用，缩短了重建时间。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种大棚，该大棚包括前墙、后墙、左右侧墙以及顶棚，其特征在于，后墙由外向内依次由表面涂层，聚苯乙烯板墙体，隔热墙体和导热墙体构成，隔热墙体和导热墙体深入地面达1.8-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m，在二者之间有一段的间隙(该间隙宽约10cm-100cm，优选约40-50cm)，该空隙深入地面达1.8-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m，即二者之间的地下部分的土被挖走，地热(地表以下深处的热量)可以沿该空隙上升，隔热墙体目的在于隔绝地表的冻土和同时有利于利用地热，该导热墙体的目的在于将沿隔热墙体和导热墙体之间的空隙上升的地热传导到大棚内，提高大棚的温度；顶棚为保温帘，该保温帘由众多气囊组成，里面为空腔，可充气，这些气囊由小孔互相连通，保温帘的空腔与在隔热墙体和导热墙体之间空隙相连通，沿隔热墙体和导热墙体之间的空隙上升的地热可以进入保温帘的空腔内，并由保温帘与前墙相连的地方附近的小孔徐徐排出，从而使地热在保温帘的空腔内循环并停留很长时间，将热传导到大棚内；大棚的前墙为三层结构，最外和最里层为隔热墙体，中间为聚苯乙烯板，它深入地面以下达1.5-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m以隔绝地表冻土，最上部与地面平齐或稍高于地面(例如高出地面达0-1m)；左右侧墙体与后墙的结构完全相同，由外向内依次由表面涂层，聚苯乙烯板墙体，隔热墙体和导热墙体构成，其中隔热墙体和导热墙体深入地面达1.8-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m，在二者之间有一段的间隙(该间隙宽约10cm-100cm，优选约40-50cm)，该空隙深入地面达1.8-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m，即二者之间的地下部分的土被挖走，唯一的区别是它的顶部与后墙相连的地方高，与前墙相连的地方低，不象后墙的顶部呈水平线那样，地热也可以沿其隔热墙体和导热墙体之间的缝隙上升，进入与左右侧墙体相连的顶棚保温帘空腔内，并由保温帘与前墙相连的地方附近的小孔徐徐排出，从而使地热在保温帘的空腔内循环并停留很长时间，将热传导到大棚内。
棚内的平面可以与地面平齐，也可以比地面低0-约1.2m，优选约1m。后墙一般高出地面约2-5m。聚苯乙烯板厚度例如可以为10-100cm厚，聚苯乙烯板可以与地面平齐或可以深入地面达0-2m。隔热墙体的厚度可以为6-60cm，优选约20-30cm，导热墙体可以由常用水泥纤维板或普通混凝土板构成或普通建筑用砖块砌成，其厚度可以为6-60cm，优选约20-30cm，它具有一定的导热作用，可以将沿隔热墙体和导热墙体之间的空隙上升的地热传导到大棚内，提高大棚的温度。顶棚的保温帘可以由一传动装置带动，使得保温帘可以自动收放以便放帘采热，或者可以采用手工控制收放，以便放帘采热。保温帘可以利用一泵(例如真空泵)抽气，将隔热墙体和导热墙体之间的地热气抽入到帘内的各气囊中，使之充气。在隔热墙体和导热墙体之间的间隙内可以放入珍珠岩粉，或放入一些可产生热气的物料，如植物秸秆、草、动物粪便(例如人粪、羊粪、牛粪、猪粪、鸡粪、鸭粪等，或它们的结合物)，土等，或它们的结合物，这些物料在腐败过程中可以产生具有一定温度的热气体，在腐败一定时间之后可以进行更换，例如一年一更换，例如，珍珠岩粉、草、动物粪便和土以1-5∶1-5∶1-5∶1-5的比例存在，或者可以将一根或多根金属或塑料管插入或埋入更深的地下(例如深至地平面下10m，或20m)，使更深处的地热可以沿这些管道上升，以便采集地表更深处的地热，或者可以采用这些方法的结合。大棚前墙的隔热墙体厚例如约6-60cm，优选20-30cm，聚苯乙烯板厚约10-100cm，优选20-80cm。
左右侧墙体与后墙的结构完全相同，唯一的区别是它的顶部与后墙相连的地方高，与前墙相连的地方低，不象后墙的顶部呈水平线那样，地热也可以沿隔热墙体和导热墙体之间的缝隙上升，进入与左右侧墙体相连的顶棚保温帘空腔内。
其中表面涂层优选是用下述组分制成的涂料在聚苯乙烯板上施涂的保温涂层，厚度可以为1-8cm，优选约4cm
天然彩色石粉 50-70重量份，甲基纤维素醚 1-4重量份，粘结剂 15-22重量份，植物蛋白胶 0.001-0.3重量份，膨润土 1-6重量份，水 18-28重量份，其它添加剂 0-10重量份。
该表面涂层优选是由以下重量配比的组分制备的涂料在聚苯乙烯板上施涂的涂层天然彩色石粉 55-60重量份，甲基纤维素醚 1-2重量份，粘结剂 17-20重量份，植物蛋白胶 0.01-0.1重量份，膨润土 1-3重量份，水 20-24重量份，流平剂 0.1-0.5重量份，成膜助剂 0.1-0.4重量份。
所述天然彩色矿石粉可以是无放射性的任何天然彩色矿石粉，例如翠绿石、竹绿石、伏牛黄石、满天红石、枣红石、雪花白石、墨黑石、牡丹红石、银玉灰石、朱红石、玉绿石、紫晶红石、菊花黄石、丹顶红石、珍珠黑石、宝石兰石、晚霞红石、豫红石、玫瑰石、汉白玉、红砂岩、石英砂、三星石、金红石、玉石等。它们的粒度例如可以是100-1000目，甚至更高，但通常为200-800目，例如200目，400目，800目等。
粘结剂可以是丙烯酸乳液，例如和优选使用购自北京东联化工有限公司的富弹性丙烯酸乳液如BA-206，BA-209，BA-210，BA-350。
植物蛋白胶由植物获得，关于植物蛋白胶的制备，可以参阅同一申请人的中国专利申请98124834等。
将上述材料均匀混合后，可以采用喷涂、刷涂、刮涂等常用方法直接涂布于聚苯乙烯板上。可以分1次、2次或多次施涂。
在表面涂层中利用植物蛋白胶与天然彩色石粉的结合，天然彩色石粉中含有的活性物质与水分子同时进入墙体。当水分比挥发15％左右时，石粉中每个粒子的组合为母粒子，含有的活性物质(氧化铁、氧化铝等)排出的为子粒子，母粒子排出子粒子，子粒子又变为母粒子，再形成子粒子，在隧道显微镜下观察下最小的颗粒在80-200nm之间(大部分属活性物质)，它的体积小于水分子，涂料的浆体随着活性物质与水分子一起钻到墙体的毛细管道内。当水分比达到5％时，随着水分子的挥发，深入毛细管的活性物质和植物蛋白胶物质开始膨胀，体积比原先增大20-40倍，犹如一个膨胀螺丝锁在聚苯乙烯板的毛细管之中，植物蛋白胶超强的内聚力将膜层与基面融为一体，形成无界面的结合，当水分比为1％时，完成整个浆体为膜体的演变过程，由附着力跨越为渗透力，使涂层不会象水泥涂层那样出现剥落、不断裂，利用天然彩色石粉活性物质与植物蛋白胶特有功能、膨胀率与渗透力，形成超强密实度基面。
其中隔热墙体可以采用具有隔热作用的材料制成，例如可以由以下组分制成粉煤灰 50-60重量份，珍珠岩粉 3-8重量份，石膏 16-44重量份，纸浆 1-4重量份，水泥 20-40重量份，纤维素或纤维素衍生物 0.1-0.5重量份，木质纤维素 0.1-0.5重量份，植物蛋白胶 0-0.20重量份。
更优选由以下组分制成粉煤灰 52-64重量份，珍珠岩粉 4-5重量份，石膏 30-40重量份，纸浆 1-2重量份，水泥 28-33重量份，纤维素或纤维素衍生物 0.2-0.4重量份，木质纤维素 0.2-0.4重量份，植物蛋白胶 0.02-0.05重量份。
其中纤维素或纤维素衍生物优选是纤维素，甲基纤维素醚，乙基纤维素醚，丙基纤维素醚，优选甲基纤维素醚。
纸浆可以是造纸纸浆，或废纸或废纸箱获得的纸浆。水泥可以是任何普通水泥。
植物蛋白胶由植物获得，关于植物蛋白胶的制备，可以参阅同一申请人的中国专利申请98124834等。
制备方法包括将上述组分与适量水混合，将该混合料在模具内成型，加热固化成板材(板材可以为砖块大小或者可以为200-300cm×80-120cm×15-25cm厚板材)。
现有大棚的顶棚多采用植物秸秆堆垒而成。本发明采用保温帘可大大减轻重量。
本发明的大棚放帘时间短，可以为10分钟(一般大棚为1小时)，在室外温度为-18到-20℃的情况下，早晨8-9点钟开帘取温阶段，棚内温度可保持在24-26℃，中午12点到下午5点钟，棚内温度可保持在36-38℃，晚上8点钟到12点钟，棚内温度可保持在25-28℃，凌晨2-6点钟，棚内温度可保持在18-20℃。
本发明的大棚可以用于种植蔬菜，水果等，也可以用于养殖猪、牛、羊、鱼、虾、鸡、鸭、鳖、龟等，可以缩短生长周期，大大提高产量。
附图简述
图1是本发明的大棚示意图，其中1后墙隔热墙体，2为地面，3为，保温材料涂层，4为后墙的聚苯乙烯板墙体，5为真空泵，6为收放保温帘的电动机，7为隔热墙体和导热墙体之间的间隙，8为导热墙体，9为隔热墙体和导热墙体之间间隙中放置的物料如珍珠岩粉和草垛，10为棚内平面，11为保温帘，12为前墙内隔热墙体，13为聚苯乙烯板墙体，14为前墙外隔热墙体，15为大棚支架。箭头所示方向为地热上升运行方向。
本发明的实施方案构建一长20m，宽10m，高4m的大棚，包括前墙、后墙、左右侧墙以及顶棚，后墙由外向内依次由表面涂层，聚苯乙烯板墙体，隔热墙体和导热墙体构成，隔热墙体和导热墙体深入地面达2m，在二者之间有一段的约50cm间隙，该间隙深入地面达约2m，后墙高4m，隔热墙体的厚度约20cm，导热墙体由建筑用红砖块砌成，其厚度约20cm，它具有一定的导热作用，可以将沿隔热墙体和导热墙体之间的空隙上升的地热传导到大棚内，提高大棚的温度。
顶棚为保温帘，该保温帘由众多气囊组成，里面为空腔，可充气，这些气囊由小孔互相连通，保温帘的空腔与在隔热墙体和导热墙体之间空隙相连通，沿隔热墙体和导热墙体之间的空隙上升的地热可以进入保温帘的空腔内，并由保温帘与前墙相连的地方附近的小孔徐徐排出，从而使地热在保温帘的空腔内循环并停留很长时间，将热传导到大棚内，该保温帘由一电动机自动控制可以自动收放以便放帘采热，以及利用一真空泵抽取地热，使帘内气囊充满热气体；大棚的前墙为三层结构，最外和最里层为隔热墙体，中间为聚苯乙烯板，它深入地面以下达3m以隔绝地表冻土，最上部与地面平齐。大棚前墙的隔热墙体厚约20cm，聚苯乙烯板厚60cm；左右侧墙体与后墙的结构完全相同唯一的区别是它的顶部与后墙相连的地方高，与前墙相连的地方低，不象后墙的顶部呈水平线那样，地热也可以沿其隔热墙体和导热墙体之间的缝隙上升，进入与左右侧墙体相连的顶棚保温帘空腔内，并由保温帘与前墙相连的地方附近的小孔徐徐排出，从而使地热在保温帘的空腔内循环并停留很长时间，将热传导到大棚内。
其中在后墙及左右侧墙的隔热墙体和导热墙体之间的间隙内放入一定量的珍珠岩粉，放入一些植物秸秆、草、动物粪便，使之腐败产生一些高温沼气，以及将多根口径约4-5cm金属管插入地表下10m的深处，使更深处的地热可以沿这些管道上升，以便采集地表更深处的地热。
其中表面涂层优选是用下述组分制成的涂料在聚苯乙烯板上施涂的保温涂层，厚度约4cm天然彩色石粉55重量份，甲基纤维素醚0.2重量份，聚丙烯酸乳液18重量份，植物蛋白胶 0.01重量份，膨润土 2重量份，水 22重量份。
其中后墙和前墙的隔热墙体由以下组分用适量水混合后在模具内成型为板材制成制成粉煤灰 55重量份，珍珠岩粉4重量份，石膏35重量份，纸浆2重量份，水泥23重量份，甲基纤维素醚0.2重量份，木质纤维素 0.2重量份，植物蛋白胶 0.01重量份。
权利要求
1.一种大棚，该大棚包括前墙、后墙、左右侧墙以及顶棚，其特征在于，后墙由外向内依次由表面涂层，聚苯乙烯板墙体，隔热墙体和导热墙体构成，隔热墙体和导热墙体深入地面达1.8-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m，在二者之间有一段的间隙，该间隙深入地面达1.8-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m，即二者之间的地下部分的土被挖走，地热(地表以下深处的热量)可以沿该空隙上升，隔热墙体目的在于隔绝地表的冻土和同时有利于利用地热，该导热墙体的目的在于将沿隔热墙体和导热墙体之间的空隙上升的地热传导到大棚内，提高大棚的温度；顶棚为保温帘，该保温帘由众多气囊组成，里面为空腔，可充气，这些气囊由小孔互相连通，保温帘的空腔与在隔热墙体和导热墙体之间空隙相连通，沿隔热墙体和导热墙体之间的空隙上升的地热可以进入保温帘的空腔内，并由保温帘与前墙相连的地方附近的小孔徐徐排出，从而使地热在保温帘的空腔内循环并停留很长时间，将热传导到大棚内；大棚的前墙为三层结构，最外和最里层为隔热墙体，中间为聚苯乙烯板，它深入地面以下达1.5-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m以隔绝地表冻土，最上部与地面平齐或稍高于地面；左右侧墙体与后墙的结构完全相同，由外向内依次由表面涂层，聚苯乙烯板墙体，隔热墙体和导热墙体构成，其中隔热墙体和导热墙体深入地面达1.8-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m，在二者之间有一段的间隙，该空隙深入地面达1.8-3m(取决于当地的气温和冻土的深度)，优选约2m，即二者之间的地下部分的土被挖走，唯一的区别是它的顶部与后墙相连的地方高，与前墙相连的地方低，不象后墙的顶部呈水平线那样，地热也可以沿其隔热墙体和导热墙体之间的缝隙上升，进入与左右侧墙体相连的顶棚保温帘空腔内，并由保温帘与前墙相连的地方附近的小孔徐徐排出，从而使地热在保温帘的空腔内循环并停留很长时间，将热传导到大棚内。
2.根据权利要求1的大棚，其中顶棚的保温帘可以由一传动装置带动，使得保温帘可以自动收放以便放帘采热，或者可以采用手工控制收放，以便放帘采热。
3.根据权利要求1的大棚，其中保温帘可以利用一泵(例如真空泵)抽取隔热墙体或导热墙体之间间隙的热气，将地热气抽入到帘内的各气囊中，使之充气。
4.根据权利要求1的大棚，其中在隔热墙体和导热墙体之间的间隙内放入珍珠岩粉，或放入一些可产生热气的物料，如植物秸秆、草、动物粪便、土等(这些物料在腐败过程中可以产生具有一定温度的热气体)，或者在该间隙底部将一根或多根金属或塑料管插入或埋入更深的地下(例如深至地平面下10m，或20m)，使更深处的地热可以沿这些管道上升，以便采集地表更深处的地热。
5.根据权利要求1的大棚，其中表面涂层是用下述组分制成的涂料在聚苯乙烯板上施涂的保温涂层，厚度可以为1-8cm，优选约4cm天然彩色石粉 50-70重量份，甲基纤维素醚1-4重量份，粘结剂15-22重量份，植物蛋白胶0.001-0.3重量份，膨润土 1-6重量份，水18-28重量份，其它添加剂 0-10重量份。
6.根据权利要求1的大棚，其中其中隔热墙体由以下组分制成粉煤灰50-60重量份，珍珠岩粉3-8重量份，石膏 16-44重量份，纸浆1-4重量份，水泥 20-40重量份，纤维素或纤维素衍生物0.1-0.5重量份，木质纤维素 0.1-0.5重量份，植物蛋白胶 0-0.20重量份。
7.权利要求1-6中任一项的大棚用于种植蔬菜和/或水果的用途。
8.权利要求1-6中任一项的大棚用于养殖选自猪、牛、羊、鱼、虾、鸡、鸭、鳖、龟中的一种或多种的用途。
全文摘要
一种大棚，该大棚包括前墙、后墙、左右侧墙以及顶棚，其特征在于，后墙由外向内依次由表面涂层，聚苯乙烯板墙体，隔热墙体和导热墙体构成。该大棚具有优异的保温作用，可以用于种植蔬菜，水果等，也可以用于养殖猪、牛、羊、鱼、虾、鸡、鸭、鳖、龟等，可以缩短生长周期，大大提高产量。
文档编号B32B27/00GK1575643SQ0314619
公开日2005年2月9日 申请日期2003年7月28日 优先权日2003年7月28日
发明者刘贵堂 申请人:刘贵堂