一种老旧日光温室的改造方法

本发明属于园艺设施工程，具体提供了一种老旧日光温室的改造方法。

背景技术：

1、日光温室在我国设施农业产业中占据重要地位，近20年来已成为农业种植中效益最高的产业之一，日光温室的发展壮大促进了农业产业结构的调整，带动了相关产业的发展，有效解决了冬季果菜生产与供应难题。

2、目前，加强农业基础设施建设尤其是老旧日光温室改造已成为重点工作。在基本农田保护政策推动下，大量老旧日光温室需进行就地改造，提高用地效率，保护耕层；现有老旧日光温室中，存在由于蓄热条件差导致冬季保温性能不足、冬茬生产难度大、立柱过多、光照效果差、机械化水平低、人工成本高等问题，严重制约了日光温室设施产业的可持续发展，难以满足现代化发展的实际需要；同时，日光温室的构型优化、环境控制自动化、建造标准化能显著提高日光温室低碳、高效、机械化生产水平，也是未来的重要发展方向。

3、因此，能否结合现有的老旧日光温室，通过改造提高其保温性能、减少棚内立柱、方便农机作业等性能，成为本领域工程技术人员亟待解决的关键问题之一。

技术实现思路

1、本发明为了提高老旧日光温室的综合性能，提供了一种老旧日光温室的改造方法，改造方法如下：老旧日光温室顶部保温被、薄膜、桁架等构件拆除，保留周围墙体；棚内立柱拆除；根据墙体高度在北侧墙体内侧添加蓄放热装置；墙体上部增开进、出风口，出风口处设置小型轴流风机；北侧墙体外侧添加绝热板；绝热板外侧安置蓄液池，由砖砌墙围成，外加水泥砂浆抹面防止渗漏；改造后镀锌钢管桁架后坡放到北侧原有墙体外侧，原有墙体作为蓄热墙；外覆薄膜和保温被与北侧墙体外侧形成密闭空气腔，在桁架与蓄液池之间回填湿沙；桁架前坡与后坡之间设置棚脊斜撑，提高两侧钢管桁架的整体稳定与承载性能；添加横杆固定桁架，实现钢管桁架面外稳定；按照安装方式逐步安装。解决了现有老旧日光温室冬季保温性能差、立柱过多、机械化水平低、采光屋面角小等问题。同原有老旧日光温室相比，改造之后的日光温室光热环境、宜机化程度和受力性能均得到显著提升。

2、本发明的具体技术方案如下：

3、一种老旧日光温室的改造方法，具体步骤如下：

4、步骤一：拆除老旧日光温室除北侧墙体和东西山墙之外的所有构件；仅保留北侧墙体和东西山墙；

5、步骤二：在北侧墙体内侧表面添加蓄放热装置单元，北侧墙体外侧安置蓄液池；蓄放热装置单元和蓄液池通过管道连接，组成主动蓄放热循环装置；所述蓄放热装置单元为水幕帘蓄放热装置；

6、步骤三：在墙体上部增开进风口和出风口，出风口处设置小型轴流风机，在北侧墙体外侧表面粘贴绝热板；

7、步骤四：根据合理采光时段理论计算采光屋面角并确定脊高，然后将原有山墙增高到相应高度，将镀锌钢管桁架后坡放置在既有北侧墙体外侧，既有北侧墙体功能上转化为蓄热墙；

8、步骤五：利用薄膜和保温被外覆后坡与北侧墙体间形成密闭空气腔，在桁架与蓄液池之间回填湿沙；

9、上述的薄膜和保温被为从老旧日光温室拆除获得；

10、步骤六：在桁架前坡与后坡之间内设棚脊斜撑，添加横杆固定桁架。

11、通过上述步骤可以完成对老旧日光温室的初步改造，更进一步的还可以包括如下改造步骤：

12、步骤七：桁架单元之间塑料薄膜之上添加压膜线，并与混凝土基础预埋件紧固连接；

13、步骤八：在既有北侧墙体和东西山墙改造完成后，在山墙上开设适合农机进出的宜机化大门。

14、上述改造方法将保温被、薄膜、桁架、立柱等构件拆除后根据其用途进行旧物利用，避免资源浪费；根据北侧墙体高度在墙体内侧添加蓄放热装置，北侧墙体外侧设置蓄液池，通过管道连接，组成主动蓄放热循环装置，其中所述蓄放热装置单元为水幕帘蓄放热装置；具体设置在日光温室北侧墙体内侧，以水为流体介质进行热量的储存与释放，白天通过水幕帘吸收热能，通过循环将能量储存在水池中，夜间利用水循环通过水幕帘释放热量，提高夜间温度。

15、墙体上部增开进、出风口，出风口处设置小型轴流风机，墙体外侧添加绝热板；根据合理采光时段理论计算采光屋面角并确定脊高后，将东西山墙进行加高，后将改造后的镀锌钢管桁架后坡放置在既有北侧墙体外侧，既有北侧墙体功能上转化为蓄热墙；利用拆除后的薄膜和保温被外覆后坡与北侧墙体间形成密闭空气腔，在桁架与蓄液池之间回填湿沙；采用这种结构后，上述的密闭空气腔可以储存空气中的热量，通过进、出风口与温室内的空气进行交换，而与外界的空气交换则是通过温室上单独设置的通风口与室外进行交换。

16、桁架前坡与后坡之间设置棚脊斜撑，提高两侧钢管桁架的整体稳定与承载性能；添加横杆固定桁架，实现钢管桁架面外稳定。

17、更进一步的，步骤一中，拆除老旧日光温室顶部保温被、薄膜、桁架等构件部品，并将拆除后的保温被、桁架等构件部品妥善放置，方便后期进行旧物利用或资源化回收；拆除棚内立柱。

18、步骤二和三实现了对北侧墙体的改造，形成的新蓄热墙体由原有北侧墙体、绝热板、轴流风机、蓄液池、水泵、管道、蓄放热装置、阀门、流体介质组成；所述蓄放热装置单元使用固定支架固定在北侧墙体内表面，各蓄放热装置单元之间使用管道连接，并通过阀门控制流体介质，与蓄液池通过管道连接组成主动蓄放热循环装置；所述小型轴流风机只需在出风口设置。

19、改造后的温室采用桁架结构，而上述步骤保留北侧墙体作为蓄热墙主要可以起到下述作用：(1)保留北侧墙体不拆除，减少建筑垃圾的产生；(2)旧物利用，北侧墙体作为改造对象直接改为蓄热墙，使其为温室提供热量可以调节温室内的温度。

20、上述的蓄液池由砖砌墙围成，水泥砂浆抹面防止渗漏，外侧设有保温板；

21、步骤四中根据合理采光时段理论计算采光屋面角并确定脊高，然后将原有山墙增高到相应高度，将改造后的镀锌钢管桁架后坡放置在既有北侧墙体外侧，既有北侧墙体功能上转化为蓄热墙；这样只需要对山墙进行增高操作，不需要对其进行拆除，而既有北侧墙体经过上两步的改造实现了功能变更，从而实现了对老旧日光温室主体结构的最大化利用，降低了成本。

22、其中所述的镀锌钢管桁架的后坡放到北侧墙体外侧地基中，然后使用混凝土浇筑固定，形成混凝土基础。

23、而镀锌钢管桁架包括桁架单元、横杆、斜撑，其中具体安装顺序为：一、安装镀锌钢管桁架，所述镀锌钢管桁架北端安装在所述北侧墙体外侧，北侧墙体作为蓄热墙；二、安装棚脊斜撑，所述棚脊斜撑安装在桁架前坡与后坡之间，提高两侧钢管桁架的整体稳定与承载性能；三、安装横杆，所述横杆安装在钢管桁架单元下部，保持东西方向在同一水平线，固定钢管桁架单元，实现钢管桁架面外稳定；为了方便操作，在上述改造方法中将具体的安装分散在步骤四和步骤六中。

24、优选地，所述日光温室钢管桁架按照日光温室跨度不同分别采用椭圆管、椭圆管与桁架组合使用、纯桁架等，均为本领域常规设计，发明人不再赘述，本领域技术人员可以根据现场工况选择。

25、在桁架与蓄液池之间回填湿沙是由于湿沙比干沙蓄热量更大，且适于因地制宜便于后续持续利用，所述回填沙子高度低于蓄液池高度。

26、本技术技术方案中，北侧墙体外侧表面粘贴绝热板，这是由于绝热板的导热系数更低，保温效果好，因此在墙体上采用绝热板；而在蓄液池外侧则是采用了价格更低的保温板，从而更好的控制改造成本。

27、蓄放热装置等采用的连接管路为pvc管，外包保温材料；所述流体介质为水，成本更低且更加环保；所采用的小型轴流风机成本低，运行稳定时间长。

28、上述蓄热墙(也就是北侧墙体)的改造应在钢管桁架安装之前完成，所述墙体的改造使其功能上转化为蓄热墙，提高了日光温室的保温性能；所述钢管桁架后坡安装在蓄热墙外侧；所述钢管桁架单元安装与斜撑保持在同一平面上，所述棚脊斜撑安装在钢管桁架前坡与后坡之间，提高两侧钢管桁架的整体稳定与承载性能；所述横杆在桁架单元下部同一水平线上安装，与所述桁架单元和斜撑所形成的平面垂直，固定钢管桁架单元，实现钢管桁架面外稳定；最后，后坡外覆薄膜和保温被，形成密闭空气腔，提高温室保温性能；改造后的日光温室无立柱，宜机化程度得到显著提高，光热环境得到显著改善。

29、与改造前的老旧日光温室相比，本发明提供的日光温室改造方法，具备以下优点：

30、(1)该种日光温室改造方法中，对北侧墙体进行原位优化改造，保温蓄热性能更好，避免污染耕地和大量建筑垃圾的产生。

31、(2)改造后的墙体在功能上转化为蓄热作用，不再承受外部荷载，使其安全性得到保证，且易于操作。

32、(3)改造后的日光温室有效进光量显著增加，夜间温度提高，能避免冻害发生，整体光温性能得到显著改善。

33、(4)改造后温室内作业空间大、宜机化程度高，室内可配置自动控制系统，提高自动化水平。

34、(5)该日光温室桁架采用优质镀锌钢管，骨架连接坚固、刚性好，使用寿命高于一般钢管结构，安全性高、抗灾能力强。

35、(6)该种无立柱日光温室具有构造简单、使用灵活、维护方便的特点，社会、经济效益显著，契合国家发展规划。