1、第五節(jié) 塑料棚的類型、結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用,以塑料薄膜作為透明覆蓋材料，以竹、木、鋼等為骨架材料的拱圓形棚，以其大小可分為大、中、小拱棚。,一、塑料小棚 跨度1.2 2米，高1米，結(jié)構(gòu)簡單，取材方便，類型多種：,（一）類型與結(jié)構(gòu) 1 、拱圓型小棚 棚架為半圓形，高度1m左右，寬1.52.5m，長度依地而定，骨架用細竹竿按棚的寬度將兩頭插入地下形成圓拱，拱桿間距30cm左右，全部拱桿插完后，綁34道橫拉桿，使骨架成為一個牢固的整體。,覆蓋薄膜后可在棚頂中央留一條放風(fēng)口，采用扒縫放風(fēng)。因小棚多用于冬春生產(chǎn)，宜建成東西延長。為了加強防寒保溫，棚的北面可加設(shè)風(fēng)障，棚面上于夜間再加蓋草苫。,2、半拱圓小棚,

2、棚架為拱圓形小棚的一半，北面為1m左右高的土墻或磚墻，南面為半拱圓的棚面。 棚的高度為1.11.3m，跨度為22.5m，一般無立柱，跨度大時中間可設(shè)12排立柱，以支撐棚面及負荷草苫。 放風(fēng)口設(shè)在棚的南面腰部，采用扒縫放風(fēng)，棚的方向以東西延長為好。,小拱棚的類型,拱圓棚,拱圓棚加風(fēng)障,半墻拱圓棚,單斜面棚,3、單斜面小棚,棚形是三角形（或屋脊形），適用于多雨的地區(qū)。中間設(shè)一排立柱，柱頂上拉一道8號鐵絲，兩側(cè)用竹竿斜立綁成三角形，可在平地立棚架，棚高11.2m，寬1.52m。也可在棚的四周筑起高30cm左右的畦框，在畦上立棚架，覆蓋薄膜即成。一般不覆蓋草苫。建棚的方位，東西延長或南北延長均可。,小

3、拱棚的類型,拱圓棚,拱圓棚加風(fēng)障,半墻拱圓棚,單斜面棚,（二）小棚的性能,1、溫度： （1）氣溫 以陽光為唯一熱源，因此棚內(nèi)溫度有季節(jié)變化和日變化。 季節(jié)變化：冬季溫度最低，春季逐漸升高，主要用于春提前，秋延后蔬菜生產(chǎn)。 日變化：與外界氣溫基本一致，最高溫出現(xiàn)在中午13：00左右，最低溫出現(xiàn)在凌晨4-5時。,（二）小棚的性能,溫差較大：白天升溫快，最大增溫能力可達20，（注意高溫季節(jié)的高溫危害）；但降溫速度也快，有草苫的保溫能力僅6-12，無外覆蓋時僅1-3（注意低溫、寒潮時凍害）。 溫度分布不均勻：中間高、兩邊低、溫差可達7-8。,（2）地溫 地溫變化規(guī)律基本與氣溫相似，但不如氣溫劇烈。 地

4、溫日最高溫出現(xiàn)比氣溫滯后2h，0-10cm地溫受氣溫影響變化較大，深層土壤變化小。一般棚內(nèi)地溫比露地高5-6。 季節(jié)變化：北京1-2月份10cm平均地溫為4-5，3月份為10-11，3月下旬達14-18。,（二）小棚的性能,2.濕度： 小棚在密閉條件下，由于土壤水分蒸發(fā)和植物蒸騰，造成棚內(nèi)高濕。 一般棚內(nèi)空氣相對濕度可達80%100%，白天通風(fēng)濕度也在4060%，平均比露地高20%左右。 棚內(nèi)濕度的變化，隨氣溫的升高而降低，棚內(nèi)低溫濕度高；晴天濕度低，陰天濕度高。 小棚內(nèi)高溫高濕或低溫高濕，易感染病害，必須加強通風(fēng)管理。,（二）小棚的性能,3. 光照： 塑料薄膜小拱棚的透光性能較好，春季棚內(nèi)透

5、光率最低在50%以上。棚結(jié)構(gòu)對光照影響不大，但方位對光分布有影響。 一般小拱棚的方位取決于地塊，但相對而言，南北走向比東西走向受光更均勻。 南北延長，東西朝向，棚內(nèi)是活陰影，植株長勢均勻；而東西延長，南北朝向棚內(nèi)陰影一直是北面（死陰影），北面植株長勢弱。,（三）小棚的應(yīng)用：,1、春提早、秋延后或越冬栽培耐寒蔬菜。如芹菜、青蒜、菠菜、甘藍等。 2、春提早定植果菜：如西、甜瓜、番茄、黃瓜等。 3、早春育苗：菜、花、果小拱棚電熱溫床育苗，外蓋草簾。,二、中棚,跨度46m 固定式高1.51.8m，跨度46m， 活動式高1.21.5 鋼筋骨架，可移動，方便，有外覆蓋，保溫好。 有竹木和鋼筋結(jié)構(gòu)，人可以在

6、棚內(nèi)操作。 中棚性能比小棚好，但次于大棚，適育苗，扣韭、綠葉菜類及茄果類栽培，小氣候變化規(guī)律與小棚相似。,三、 塑料大棚,通常把不用磚石結(jié)構(gòu)圍護，只以竹、木、水泥或鋼材等桿材作骨架，在四周表面覆蓋透明塑料薄膜的大型保護栽培設(shè)施稱為塑料大棚。 與溫室相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，建造、拆裝方便，一次性投資少等優(yōu)點；與中小棚相比，又具有堅固耐用，棚體高大、使用壽命長等優(yōu)點，一般大棚覆蓋面積300m2以上，棚的頂高在22.5m，跨度815m，長3060m，南方偏小，北方偏大。,塑料大棚,（一）塑料大棚的類型,按建材分：竹木結(jié)構(gòu)、鋼材結(jié)構(gòu)、竹木鋼材混合結(jié)構(gòu)。 按連結(jié)方式：單棟大棚連棟大棚 按屋面形式：拱圓形屋、

7、脊形（目前很少見）,三桿一柱的棚體結(jié)構(gòu)經(jīng)過不斷演變，現(xiàn)已演化為無柱鋼材大棚，在70年代出現(xiàn)無柱大棚。在70年代末，由中國農(nóng)業(yè)工程設(shè)計院消化吸收，無柱大棚在中國普及，進入工業(yè)化批量生產(chǎn)階段。 下面分別介紹不同材料大棚結(jié)構(gòu)。,1竹木結(jié)構(gòu)大棚: 均由立柱、拱桿、拉桿和壓桿等組成（三桿一柱）。,大棚跨度為1214m，矢高2.62.7m，以36cm粗的竹竿為拱桿，拱桿間距11.1m，每一拱桿由6根立柱支撐，立柱用木桿或水泥預(yù)制柱。優(yōu)點：建筑簡單，拱桿有多柱支撐，比較牢固，建筑成本底。 缺點：立柱多造成遮光嚴重，且作業(yè)不方便。,竹木結(jié)構(gòu)大棚（單位：m）,所需棚膜的計算： 棚膜寬度=大棚跨度（a）+ 棚高（

8、H）2 棚膜長度=棚長 + 2棚高 + 3m（兩頭埋頭） 聚氯乙烯畝用膜180kg，聚乙烯膜畝用量為100kg左右。,2懸梁吊柱竹木拱架大棚,懸梁吊柱竹木拱架大棚是在竹木大棚的基礎(chǔ)上改進而來的，中柱由原來的11.1m一排改為33.3m一排，橫向每排46根。用木桿或竹竿作縱向拉梁把立柱連接成一整體，在拉梁上每個拱架下設(shè)一立柱，下端固定在拉梁上，上端支撐拱架，通稱“吊柱”。,懸梁吊柱竹木拱架大棚（單位：m) 立柱 拱桿 縱向拉桿 吊柱 壓膜線 地膜,3拉筋吊柱大棚 拉筋吊柱大棚一般跨度12m左右，長4060m，矢高2.2m，肩高1.5m。水泥柱間距2.53m，水泥柱用6號鋼筋縱向連接成一個整體，在

9、拉筋上穿設(shè)2.cm長吊柱支撐拱桿，拱桿用3cm左右的竹竿，間距1m，是一種鋼竹混合結(jié)構(gòu)。夜間可在棚上面蓋草簾。,拉筋吊柱大棚 水泥柱 吊柱 拱桿 柱筋,4無柱鋼架大棚 無柱鋼架大棚一般跨度為1012m，矢高2.52.7m，每隔1m設(shè)一道桁架，桁架上弦用16號、下弦用14號的鋼筋，拉花用12號鋼筋焊接而成，桁架下弦處用5道16號鋼筋做縱向拉梁，拉梁上用14號鋼筋焊接兩個斜向小立柱支撐在拱架上，以防拱架扭曲?？缮a(chǎn)成裝配式以便于拆卸。,無柱鋼架大棚（單位：m）,5裝配式鍍鋅薄壁鋼管大棚,裝配式鍍鋅薄壁鋼管大棚跨度一般為68m。矢高2.53m，長3050m。 用25號1.21.5mm薄壁鋼管制作成拱

10、桿、拉桿、立桿（兩端棚頭用），鋼管內(nèi)外熱浸鍍鋅以延長使用壽命。用卡具、套管連接棚桿組裝成棚體，覆蓋薄膜用卡膜槽固定。,5裝配式鍍鋅薄壁鋼管大棚,優(yōu)點： 此種棚架組裝拆卸、蓋膜方便。棚內(nèi)空間較大，無立柱，兩側(cè)附有手動式卷膜器，作業(yè)方便，南方都市郊區(qū)普遍應(yīng)用。,裝配式鍍鋅薄壁鋼管大棚,屬于國家定型產(chǎn)品，規(guī)格統(tǒng)一 表 GP、PGP系列裝配式鋼管大棚主要技術(shù)參數(shù),（二）塑料薄膜大棚結(jié)構(gòu),大棚的基本結(jié)構(gòu)是三桿一柱加12扇門。 三桿 拱桿（拱架）：原始大棚一般一米一拱桿 拉桿（縱粱）：連結(jié)各拱桿使之成為一體 壓桿（壓膜線）：固定薄膜，壓在兩拱之間 一柱：立柱，拱桿的支撐物。,1拱架 拱架是塑料大棚承受風(fēng)、

11、雪荷載和承重的主要構(gòu)件，按構(gòu)造不同，拱架主要有單桿式和桁架式兩種形式。 1).單桿式 竹木結(jié)構(gòu)、水泥結(jié)構(gòu)塑料大棚和跨度小于8cm的鋼管結(jié)構(gòu) 塑料大棚的拱架基本為單桿式，稱拱桿。 竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚的拱桿大多采用寬46cm左右的竹片或小竹桿在安裝時現(xiàn)場彎曲成形。,鋼筋玻璃纖維增強水泥結(jié)構(gòu)、裝配式鍍鋅鋼管結(jié)構(gòu)塑料大棚的拱桿為了便于制造和運輸，其拱桿均由可拆裝并且對稱的一對拱桿組成，其中間采用螺栓連接或套管式接頭承插連接（圖）。連接在建棚現(xiàn)場安裝時進行。,拱桿的中間連接方式 A、螺栓緊固連接 B、承插連接 1.水泥拱桿 2.螺栓螺母 3.套管式中間接頭,2).桁(heng)架式 跨度大于8m或10m的

12、鋼管結(jié)構(gòu)塑料大棚，為保證結(jié)構(gòu)強度，其拱架一般制作成桁架式，圓拱形桁架由上弦拱桿、下弦拱桿和腹桿構(gòu)成（圖）。腹桿兩端分別與上、下弦拱桿焊接連成一體。,桁架式拱桿 1、上弦拱桿 2、腹桿 3、下弦拱桿,2. 縱梁 縱梁是保證拱架縱向穩(wěn)定，使各拱架連接成為整體的構(gòu)件。縱梁也有單桿式和桁架式兩種形式。單桿式縱梁也叫縱拉桿，在各種結(jié)構(gòu)塑料大棚中普遍應(yīng)用。 竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚的縱拉桿主要采用直徑4070mm的竹竿或木桿。 水泥和鋼管結(jié)構(gòu)塑料大棚則主要采用直徑20mm或25mm、壁厚為1.2mm的薄壁鍍鋅管或21mm、26mm的厚壁焊接鋼管制造。,3. 立柱 拱架材料斷面較小，不足以承受風(fēng)、雪荷載；或拱架的跨

13、度較大，棚體結(jié)構(gòu)強度不夠時，則需要在棚內(nèi)設(shè)置立柱，直接支撐拱架和縱梁，以提高塑料大棚整體的承載能力。 竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚大多設(shè)有立柱，材料主要采用直徑5080mm的雜木或斷面為8080mm、100100mm的鋼筋混凝土樁。 鋼筋玻璃纖維增強水泥結(jié)構(gòu)塑料大棚的跨度為8m、10m、12m時，也需要設(shè)置中間立柱，其斷面為150150mm左右。,4、山墻立柱 棚頭立柱，常見的為直立型（圖A），在多風(fēng)強風(fēng)地區(qū)則適于采用圓拱型（圖B）和斜撐型（圖C）。后兩種山墻立柱對風(fēng)壓的阻力較小，同時抵抗風(fēng)壓的強度大，棚架縱向穩(wěn)定度高，但其自身結(jié)構(gòu)或與其關(guān)聯(lián)的門的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，材料用量較大。,山墻立柱的形式 A. 直立型

14、 B. 圓拱型 C. 斜撐型,5. 骨架連接卡具 塑料大棚的骨架之間連接，如拱架與山墻立柱之間、拱架與拱架之間、拱架與山墻立體之間、縱梁與棚頭拱架之間的連接固定，除竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚采用線繩和鐵絲捆綁之外，裝配式鍍鋅鋼管結(jié)構(gòu)塑料大棚和鋼筋玻璃纖維增強水泥結(jié)構(gòu)塑料大棚均由專門預(yù)制的卡具連接。 這些卡具分別由彈簧鋼絲、鋼板、鋼管等加工制造，具有使用方便、拆裝迅速、固定可靠等優(yōu)點。,6. 門 塑料大棚的門，既是管理與運輸?shù)某鋈肟?，又可兼作通風(fēng)換氣口。 單棟大棚的門一般設(shè)在棚頭中央，門框高度為1.72m、寬度0.81m。為了保溫，棚門可開在南端棚頭。氣溫升高后，為加強通風(fēng)，可在北端再開一扇門。 棚門的形

15、式有合頁門、吊軌推拉門等。為了減少建棚投資，也可在門口吊掛草簾或棉簾代替門。 此外，為防止害蟲侵入，通風(fēng)口、門窗均可覆蓋2024目的防蟲網(wǎng)。,（三）大棚的性能,（一） 大棚內(nèi)溫度 1.氣溫 大棚覆蓋材料塑料薄膜具有易于透過短波輻射和不易透過長波輻射的特性，再加上塑料大棚是個半封閉系統(tǒng)，在密閉條件下棚內(nèi)外空氣很少交換，最終使棚內(nèi)溫度高于棚外溫度的現(xiàn)象，稱為溫室效應(yīng)。 。,大棚內(nèi)溫度的基本特點是： （1）棚內(nèi)溫度受外界氣溫和光照的影響，因此存在著明顯的日變化和季節(jié)變化。 （2）大棚內(nèi)空間不同位置與外界空間接觸不同，因此存在溫度分布不均勻現(xiàn)象。 （3）大棚沒有加溫和保溫設(shè)備，故日夜溫差較大。,（1）

16、大棚內(nèi)溫度的日變化,大棚內(nèi)溫度日變化規(guī)律與外界基本相同。 在日出后1-2小時升溫最快，58/h，最高溫出現(xiàn)在下午12:0014:00時，14：00時以后溫度緩慢下降，降溫5/h。天亮前是日最低氣溫時刻。 一般棚內(nèi)氣溫高于露地3-6。但有時大棚內(nèi)也會出現(xiàn)“逆溫”現(xiàn)象。,大棚逆溫現(xiàn)象：棚內(nèi)溫度低于棚外，（在3-10月出現(xiàn)）一般發(fā)生在凌晨4-5時左右。多發(fā)生在白天有風(fēng)晴天，夜間晴轉(zhuǎn)多云的天氣，逆溫現(xiàn)象嚴重時棚內(nèi)也會出現(xiàn)霜凍。 晴天的增溫保溫效果比陰天明顯，大棚內(nèi)溫度日變化比小拱棚平緩。,（2）氣溫的季節(jié)變化,在12月1月最寒冷季節(jié)，大棚內(nèi)溫度幾乎全在零度以下，冬季大棚不能進行生產(chǎn)。 立春后，2月上旬

17、，外界氣溫回升，但溫度不穩(wěn)定，寒流轉(zhuǎn)多，“倒春寒”現(xiàn)象，2月上旬3月上旬，棚內(nèi)可種植耐寒蔬菜、花卉，但不能種喜溫果菜。 5月份大棚進入高溫期，當外界溫度接近15時，大棚要晝夜通風(fēng)。 9月份以后，進入大棚的第二個黃金季節(jié)（4-6月為第一個黃金季節(jié)），11月以后，外界Temp下降，11月下12月上，棚內(nèi)喜溫果菜生產(chǎn)結(jié)束。,北京地區(qū)大棚一年溫度變化可分為4個階段： 12月中2月中，低溫期，夜間常出現(xiàn)0以下低溫，耐寒蔬菜難生長（一般凍不死）。 2月下4月上，溫度回升期，前期長耐寒菜，后期可定植喜溫果菜。 4月中9月中，生育適溫期，是喜溫花、菜果生育適期，但要防高溫危害。 9月下11月上，逐漸降溫期，秋

18、延后生產(chǎn)。,（3）大棚內(nèi)溫度分布,白天大棚中部氣溫偏高，北部偏低，差2.5左右，夜間中部略高，南北偏低； 放風(fēng)時，放風(fēng)口附近T低，中間高。 無作物時，近地面氣溫較高，有作物時，上層溫度高。,2、地溫,與氣溫一樣，有季節(jié)變化和日變化，但比氣溫滯后且變化比較平緩。 地溫對作物生長更重要。耐寒蔬菜地溫穩(wěn)定在5-8就可定植，喜溫果菜地溫穩(wěn)定在10-12，地溫穩(wěn)定利于根系的生長。,A、影響大棚保溫性的因素 a.塑料薄膜的種類與保溫性有直接關(guān)系。 b.雙層或多層覆蓋可提高大棚保溫性。 c.有滴薄膜與保溫性。 d.保溫比，塑料棚覆蓋面積越大，保溫性能越好，既保溫比越大，保溫性越好。 保溫比= 覆蓋的土地面積

19、/棚的表面積，其倒數(shù)為散熱比,（二）大棚內(nèi)的光照,大棚內(nèi)的光照強度與薄膜的透光率，太陽高度，天氣狀況，大棚方位及大棚結(jié)構(gòu)等有關(guān)，大棚內(nèi)光照也存在季節(jié)變化和光照不均現(xiàn)象。,1、光照季節(jié)變化,棚內(nèi)光照強度由冬春夏的變化是不斷增強，透光率也不斷提高； 而隨著季節(jié)由夏秋冬，棚內(nèi)光照不斷減弱，透光率降低。,2、光照隨大棚方位和結(jié)構(gòu)變化,一般東西延長、南北朝向大棚（東西棟）比南北延長，東西朝向大棚透光率高，但分布不均勻（有死陰影）。 大棚結(jié)構(gòu)對透光率影響主要是骨架材料遮陰的影響。盡量選牢固而截面積小的材料做骨架。,3、透明覆蓋材料對光照的影響,不同覆蓋材料，因其耐老化性，無滴性、防塵性等不同，其透光性不同

20、。目前開發(fā)功能膜是各國熱點，日本、西班牙膜質(zhì)量好，設(shè)施園藝的發(fā)展跟自然農(nóng)業(yè)不一樣，受工業(yè)發(fā)達程度影響。 據(jù)測定，因薄膜老化，透光率降低20%40%，因薄膜污染透光率降低15%-20%，因水滴附著使透光率下降20%-30%左右。大棚覆膜一段時間后透光率一般只有50%左右，雙層膜大棚透光率更低。,4、大棚內(nèi)光分布 垂直方向：由上下，光減弱 水平方向：中部強，兩側(cè)弱，上午東西，下午西東 5、不同作物對光照影響： 高桿、矮桿的影響不同。設(shè)施栽培高產(chǎn)應(yīng)從提高單株產(chǎn)量為主，一般采取稀植、間作。以黃瓜為例，國內(nèi)3000-4000株/畝，國外：1000-1500株/畝。,（三）大棚內(nèi)的濕度,1、空氣濕度 由于薄膜不透水不透氣，造成棚內(nèi)濕度很大，一般棚內(nèi)RH為70%100%。 棚內(nèi)空氣濕度也存在日變化和季節(jié)變化。 季節(jié)變化：早春、晚秋高，夏季溫度高和通風(fēng)，濕度相對低。陰雨天高，晴天低。 棚內(nèi)濕度高對