哪些工具有助于文洛温室的建模、分析和细节设计?
推荐一个玻璃温室设计方案 实例
1、项目概况及设计理念
项目位于江西省南昌市。气候条件为夏季高温高湿,冬季气温零度以下时间短,据统计,
每年最高温度高于 25℃的天数约 6 个月,最低温度 0℃以下天数 5 至 15 天,最高温度 10℃以下天数 30 天至 45 天。单栋温室建筑面积约 32832 平方米,共 1 栋。温室分为四区,两个生产区,一个育苗区,一个操作区,中间由通道连接。建设内容包括温室相关设施设备的购置或加工:轻型钢结构、开窗通风、内遮阳、内保温、门、湿帘-风机系统、内循环风扇系统、配电及电器控制系统、温室专业加温系统及锅炉系统、储热系统、高压喷雾系统、自动施肥及控制系统、紫外消毒回收系统、水处理设备、潮汐苗盘系统、番茄种植系统、CO2 施肥系统、温室顶部清洗设备、雨水回收系统等、温室设备安装与调试术服务。
根据项目现代化生产及示范紧密结合的要求,该项目的设计理念是:
1. 坚持科学、实用的原则;
2. 坚持专业化、国内领先、世界一流的原则;
3. 坚持提高土地资源利用率、节能环保、节水、高效,运行合理的原则。
本温室的建造及投入使用将带领设施农业生产领域进入到一个以高产高收益为目标的温
室时代。推动温室设计与建造由过去的单纯注重硬件投入转向按照内部需求/种植作物需要来为客户量身定制的专业化设计建造模式迈进,最终为中国设施农业建设提供一种高产、高效、可持续的模式。
坚持温室结构用材以及设备选购“先进、可靠、适用”的原则。所以,根据建设要求,我们在各系统的关键部位上均选用进口或国内最优的产品。例如:温室专业 Tichelman加温系统、Priva 灌溉施肥机、Priva 控制系统、荷兰高压喷雾系统(或同等质量品牌)、丹麦Staal-Plast 潮汐苗盘系统、钢结构选用国产优质碳素钢加内外热镀锌,顶开窗传动机构选用荷兰 RIDDER 电机齿轮齿条驱动、内外帘幕选用上海斯文森产品、湿帘选用 Munters 产品、风机选用倍利品牌、循环风扇选用荷兰 Priva 品牌、电气选用施耐德产品等
2、温室总体
操作间布置于最北边,旨在不遮挡生长区光线。操作间内放置锅炉、水处理系统、水罐,
自动施肥系统首部、回收消毒系统首部、供暖系统混合组、二氧化碳施肥系统首部、高压喷
雾系统首部、储物间、办公室等。
温室入口右侧布置育苗间,有利于育苗管理,且潮汐式苗盘快速阀需供液压力较高,离
首部近更合适。
温室高度选择肩高 6 米,顶高约 6.9 米,由于采取西红柿立体种植,生长空间需要 4 米
~4.5 米,上部安装循环风扇和高压喷雾系统,需要 0.7 米~1 米空间,温室设置双层内帘幕,内保温距离天沟需要约 0.7 米~1 米,综合考虑,温室高度选择 6 米。开间选择 5 米,跨度选择 8 米,按照荷兰温室设计标准,此种模式最适合种植。
番茄种植区为两个,大面积种植有利于统一生产管理,实现标准化和专业化。
风载荷载,根据南昌气候历史资料,南昌地区常见微风,很少大风天气,出于对极端天
气的考虑,风荷载定为 0.45KN/㎡;南昌地区多见大雨,故最大排雨量定为 120mm/h;南昌地区虽少见大雪,其抗雪荷载仍定为 0.25KN/㎡,一方面是出于极端天气的考虑,另一方面也是为了结构更加安全可靠。
温室规格:南北:16m*1 跨+8m*36 跨=304m;东西:5m*10 间+8m*1 间+5m*10 间=108m;
层高:肩高 6 米;顶高约 6.9 米;
总面积:番茄种植 1 区 13200 ㎡+番茄种植 2 区 14400 ㎡+育苗间(潮汐式苗盘)1200 ㎡+操作间 1728 ㎡+走廊 2304 ㎡=32832 ㎡
3、温室基础土建
温室建设场地在地下一米深的范围内应无较大石块、地下管线、地下设施等障碍物,
建设方按温室建设的要求作好四通一平工作,即通水、通电、通道路、通排水、平整和压实
场地。温室内部采用独立基础;温室四周一圈采用高 300mm、宽 300mm 的钢筋混凝土圈梁,以防止腐蚀钢结构立柱,基础和基础梁顶部预埋锚栓,用于连接上部结构柱。温室四周设混凝土散水,坡度≥0.5%,宽度≥600mm,厚度≥50mm。温室内地面硬化部分,采用 C25 混凝土,厚度 120mm。设计参照国家标准《建筑地基基础设计规范》(GBJ50007-2002)。
4、温室主体骨架
主体骨架计算采用荷兰 CASTA 温室结构计算,CASTA 是荷兰专为温室建设而设计的
计算公式,在荷兰及欧洲几乎所有温室建设都是根据 CASTA 计算后得出所需温室钢结构的用量及规格,而中国温室建设对于温室钢结构使用还没有标准。几乎所有温室公司还是根据经验在建造温室。本项目将根据南昌本地的实际情况首先进行 CASTA 计算以确定钢材用量及规格。所有钢结构材料均采用国标优质碳素钢。钢材部件和紧固件均按《GB/T 13912- 2002 金属覆盖层钢铁 制 品 热镀锌层 技 术 要求及 试 验 方 法 》
GB6170 标准的相应六角螺母,经热镀锌处理。温室主体结构使用寿命不低于 20 年。
●温室采用轻钢结构的小屋面多排水槽主体骨架,结构稳定,具有独特的屋面排露结构。
●立柱采用冷拔钢管焊接,加工后双面热镀锌。立柱规格详见 CASTA 计算结果附件;
●排水槽采用铝合金成品天沟,宽度 150mm;
●屋面桁条温室专用铝合金;
●结构连接件采用 B=3~6mm 钢板加工后镀锌;
●温室结构件间用镀锌螺栓和自钻钉连接。
●温室骨架寿命 20 年以上。
5、覆盖材料
温室顶部全部采用 4mm 钢化玻璃,与普通玻璃相比,提高了使用寿命,安全可靠。温
室内部隔断采用 4mm 普通浮法玻璃,温室四周采用 17mm(4+9+4)中空玻璃。玻璃采用铝合金型材和密封 PVC 条固定。
玻璃采用温室专用铝合金型材固定。主要受力构件为高强度铝合金。铝合金型材按照
《GB/T 5237.1~5237.5-2000 铝合金建筑型材》国家标准生产制造。表面采用阳极氧化
处理。氧化膜厚度按国家标准执行。温室顶部四周作加强处理。屋顶按抗暴风设计,文洛
(VENLO)型屋顶。
温室屋顶三角型屋面部位全部采用铝合金结构而不采用钢结构以增加透光率。在所有天沟下都有“U 形”铝合金冷凝水回收槽,并配有托架和带 PE 软管的末端出水口,冷凝水通过水管排到温室外,以更好的降低湿度,有利于作物生长,防止病虫害。
温室顶部采用铝合金天沟,成倍增加温室顶部排雨量,温室顶部冷凝水自动回收至天沟空腔内,通过排水管排到温室外,以更好的降低湿度,有利于作物生长,防止病虫害。
玻璃与铝合金型材之间的密封胶条采用专业抗老化的密封 PVC 条,不容易老化,密封
性强,更加美观实用。温室与外界连接的门采用铝合金推拉门,门板为铝合金框架,带有滑
轮装置,密封保温性好。
6、屋顶通风系统
本系统采用蝶形齿轮齿条(推杆)开窗系统,采用荷兰进口 RIDDER 减速电机。
屋顶通风是温室最好的自然通风降温、换气室内氧气和CO2 浓度达到平衡的最好措施。
自然通风是一种比较经济的通风方式。它是利用风力和温度差来实现温室内外空气交
换,达到降低温室内温度和湿度的目的。有时,在没有 CO2 施肥系统的情况下,还利用自
然通风来达到补充温室内 CO2 的作用。由于热空气向上聚集的特性,在屋脊处开窗的通风
效果最好。
为更好地满足室内环境调控的要求,本项目玻璃温室栽培区采用桁架轨道式开窗形式,
采用荷兰进口 RIDDER 品牌优质电机及齿轮齿条开窗机构。系统由与通风窗相连接的铝合
金撑杆和直径 20 和 38 毫米的镀锌钢质传动杆组成。传动杆由齿轮齿条系统传动,进口减速电机与传动轴连接方式为专用联轴器,方便安装与维护,提高系统的负荷能力和抗恶劣环境的能力。每套系统包括夹箍、移动联杆、齿轮齿条机构、齿轮减速电机、链轮、双排链、六角螺栓、防松螺母、传动轴、支承架、衬套、撑杆等。各分区顶窗独立控制。
本项目顶窗数量 1440 扇,其中 1296 扇顶窗规格 3750mm*1200mm,144 扇顶窗规格为
2500mm*1200mm。开窗角度 46 度。通风率达到 20.14% 。窗户带防虫网。
7、双层内帘幕保温系统
本系统采用荷兰进口 RIDDER 减速电机、荷兰进口 A 型齿轮齿条以及斯文森幕布。
为了节能减排冬季保温,温室内配备双层内帘幕保温系统。
帘幕在过去主要用于遮荫,但在 20 世纪 70 年代石油危机发生后,帘幕的保温功能被
开发。80 年代后,活动帘幕系统被发明,在使用帘幕系统时不必要的光照损失减少到最小,
而使帘幕系统几乎成为现代温室不可分割的一部分。内遮阳/保温系统安装在温室内,用于
冬季热能的储存和夏天遮光保护作物免遭强光灼伤。
本项目使用双层帘幕,安装锁定在桁架的上下弦。这一系统在白天提供遮荫降温,在寒冷的晚上可减少热量损失,还可起到控制湿度的作用。帘幕系统由于经常运作,在使用过程中经常容易出现故障,必须选用质量最好的产品。为了保证系统的可靠性,在本项目中采用最先进的齿轮-齿条驱动系统。该系统由以下部分组成:拉幕梁、减速电机、电机安装底
座、链型连轴器、齿条、齿轮副、推拉杆、齿条-推杆接头、驱动轴、驱动轴焊接头、推杆
支撑滚轮、幕布牵引型材、推杆-牵引型材连接卡、不锈钢卡、紧线器、LS 线、幕布、密封带幕膜等。
冬季热能的储存和夏天遮光保护作物免遭强光灼伤。
本项目使用双层帘幕,安装锁定在桁架的上下弦。这一系统在白天提供遮荫降温,在
寒冷的晚上可减少热量损失,还可起到控制湿度的作用。帘幕系统由于经常运作,在使用过
程中经常容易出现故障,必须选用质量最好的产品。为了保证系统的可靠性,在本项目中采
用最先进的齿轮-齿条驱动系统。该系统由以下部分组成:拉幕梁、减速电机、电机安装底
座、链型连轴器、齿条、齿轮副、推拉杆、齿条-推杆接头、驱动轴、驱动轴焊接头、推杆
支撑滚轮、幕布牵引型材、推杆-牵引型材连接卡、不锈钢卡、紧线器、LS 线、幕布、密封带幕膜等。
8、湿帘-风机降温系统
本系统采用倍利风机、Munters 湿帘。
湿帘、风机系统是温室夏季强制降温的一种常用手段。湿帘风机降温系统是利用水蒸
发时将空气中的显热转变为潜热的原理进行降温的。水分蒸发的多少与空气的饱和蒸汽压差
成正比关系。空气越干燥,温度越高,经过湿帘的空气降温幅度越大。多年来的生产实践表
明,该系统不但在我国北方地区降温效果极为显着,而且在长江流域以南地区及东南沿海一
带的高温季节也是适用的,夏季高温天气,空气通过湿帘后一般都降低 4-7℃。考虑到南昌
气候因素,风机湿帘距离不能超过 50 米,否则降温效果降低。
工作原理:湿帘装在密闭温室一端山墙或侧墙上,风机装在另一端山墙或侧墙上。风机抽风时,室内产生负压,迫使室外未饱和的空气流经湿帘多孔湿润表面时,空气中大量显热转化为潜热,从而迫使进入室内空气的干球温度降低 4~12℃,并源源不断地引入室内进行防暑降温。
湿帘:蒙特
湿帘采用瑞典蒙特(Munters)空气处理设备有限公司生产的“赛代克”(CELdek)湿
帘,高 1.8 米,厚 100mm。框架采用蒙特公司配套的铝合金框架。蒙特公司对其赛代克”
(CELdek)湿帘提供 3 年的质量保证期。湿帘:湿帘为经过特殊处理的木浆纸经辊压、粘
接制成的高湿强蜂窝体。湿帘及配水系统包括湿帘、供水系统和集水系统。在温室湿帘中间
设置循环水池,为湿帘系统提供水源。供水系统包括潜水泵、分流管、供水主管、配水管、
折水板和分水器等以及必要的调节阀门。其中供水主管、配水管和折水板均为特殊 UPVC
材料制作,使用寿命长。集水系统包括集水槽和回水管。其制造材料同供水系统之供水主管
和折水板。每段湿帘内设 1 个回水点,汇总到总回水管,排到集水池。
湿帘处配置 25 目防虫网,防止虫害进入。
风机:倍利 EOS50 型(1380 型)风机
在温室湿帘对面采用单台风机流量 40000m3/h 以上的强排风扇,每跨 2 台。风机框架
及叶片为镀锌钢板压制而成,内部集风器表面喷塑。从各个方面适应温室内湿热的环境。
9、循环风扇
本系统采用 Priva 循环风扇。
作物吸收养分和矿物质主要依靠蒸腾作用,而冬季为了保温节能,温室环境相对封闭;
室内的相对湿度可达 80%以上,作物叶面附近的相对湿度更是高达 90%以上。这样的环境会
明显抑制作物对养分的吸收,从而影响作物的生长;同时加热设备和 CO2 增施设备很难保
证湿度和 CO2 在温室各处的均匀性;在此情况下,合理地使用环流风机可以保证室内温度、
相对湿度及 CO2 的均匀分布,从而保证作物生长的一致性和品质。
且静止不流动的空气将导致温室内温度、湿度分布的显著差异。冬季由于室内外温差很大,只能少量进行通风换气,造成室内沿高度方向温度分布不均匀。为模拟自然环境,维持
作物正常生长,温室按跨配设专用循环风扇,按长度方向组织气流。
1)、系统功能:
●保证温室内温度均衡
●保证温室内相对湿度均衡
●保证温室内二氧化碳均匀
●降低空气湿度,减少流滴现象
●促进室内空气循环,有利于植物生长
该风机具有外形美观、低电耗、低噪音、安装使用及维修方便等特点
2)、产品特点
● Priva eco 风扇排风量在排风量 5200m³/h,有效射程 45m,功率 210W。
● 自动控制转速,当有微小差异时,会自动纠错。
10、雨水排放系统
温室采用铝合金天沟,天沟与天沟连接使用专用天沟连接件。温室将按照双向坡度建
造,采用外排水方式,南北山墙外部由Φ110 PVC 落水管排出雨水至用户建造的排水沟中。
管道:《GB 50268-97 给水排水管道工程施工及验收规范》《GB/T 10002。1-1996 给
水用硬聚氯乙烯管材》《GB/T 10002。2-1988 给水用硬聚氯乙烯管件》按给水要求设计管
道
11、配电系统及防雷接地系统
本系统继电器、接触器、电动机保护开关、保护短路器均采用施耐德产品。
供电要求:3 相,380V ±5%。
各温室独立控制,配置单独电控箱。电气控制系统由温室控制箱及线缆、桥架、接地桩
等组成。温室控制箱安置在各温室内门口或方便操作的地方。温室控制箱按照控制对象手动
控制,通过面板开关直接操纵接触器来控制。
温室各独立分区均配有 1 组单相电源插座,便于移动设施用电,该插座符合 IEC309、
GB11918/11919 标准,有良好的防水性、抗冲击及防脱落功能。
本温室接地采用 TN-S 系统,温室内部 N 线与 PE 线分开敷设,在电缆进配电箱处按规
范要求接地,接地电阻小于 4Ω。
每个电控箱内带有插座输出的电路与潜水泵电源安装漏电保护器,漏电保护器符合
GB13955 的有关规定,操作电流不超过 30mA。各电动机均配有过载保护及缺相保护,最大
限度减少由电动机损坏而引起的停产风险。
控制组件均采用可靠性高的产品,控制继电器、接触器、电动机保护开关、保护断路器
均采用施耐德产品;动力设备配线采用聚氯乙烯色缘护套铜芯软线沿梁桥架敷设。
温室采用接地防雷装置,根据《民用建筑电气设计规范》( JGJ/T 16-92),《GB50057-94
中华人民共和国国家标准建筑物防雷设计规范》,温室防雷为三级防雷,因温室主体骨架采
用金属构架,必须将金属骨架可靠接地(此接地系统与电源的的接地系统连接在一起);对
于设备防雷,为防止雷电通过电源线导入设备,在温室总电源进线处加装雷电保护器。
12、环境智能控制系统
根据该项目的实际生产需要设计使用荷兰进口 Priva Connext 控制系统,可以选择设定每天 24 个小时 6 个不同时段的作物生长需求策略,包含光照、温度、风速、EC 等传感器。
将气候控制系统、灌溉系统、作物生长控制系统有机联合,对温度、湿度、光照、浇水、施
肥、生长环境全自动控制,网络无线端口。如客户需要可以实现种植者远距离通过其笔记本
电脑,掌上电脑及手机来控制作物生长环境。
目前,中国温室智能控制系统存在管理因子少、运行不畅等问题。而该系统将气候控制
系统、灌溉系统、作物生长控制系统有机联合,提供大量标准、优化的选择条件,通过实用
计算模块,整合各影响因素条件,进行内部准确测算,从而大大增强了整个气候控制器的控
制性,能实现对温度、湿度、光照、浇水、施肥、作物生长环境控制全自动控制。
12.1 灌溉系统的智能控制
根据植物生长需要设定灌溉具体参数,完成灌溉过程的智能控制。
12.2 水处理系统的智能控制
根据回水池的水位显示情况自动进行回收水的过滤和消毒,同时可根据实际生产需要
调节消毒级别的大小。
12.3 加温系统的智能控制
通过系统整合温室内外的温度差以及设定加温温度,控制加温管道混合阀和循环泵的
开闭,自动调节温室内部温度。
13、温室专业可调控加热系统
13.1 加温系统概述
加热系统是按照 Tichelman 设计原理而非中国工民建设计原理设计,是温室实现优质高产非常重要的条件。先进的加热系统不仅与通风系统相结合可为温室内作物生产创造适宜的
温度和湿度条件,形成良好的小气候生态条件,而且可以节约燃料并可提高劳动生产率。加
热系统在设计时充分考虑了以下因素:
1) 温室最大热负荷要计算准确;
2) 合理组织安排散热装置,保证温室温度分布均匀;
3) 控制精确,达到节能之目的;
4) 控制模式要考虑供热系统的热惯性,以便提高控制反应速度;
5) 减小供热系统热损失。
热水管道加热系统系遵循 Tichelman 设计原理,通过混合阀和循环泵自动调节温室内温
度。在整个热循环过程中热阻相等,热量分布均匀;呈长 U 形布置,保证温室加热均匀,
温室内温度达到 16 度以上。工作压力 1 个大气压,需要配备自动压力平衡器,热交换机组。
配合使用专用温室管道防锈漆处理,防止加热管生锈、老化,延长管道的使用寿命
13.2 加热系统特点
本加热系统通过加热管道对温室进行加热,遵循在整个热循环过程中热阻相等,热量分布均匀的原则,并根据中国的有关采暖、通风、动力等设计规范以及国内设备、材料的特点而优化设计的。其特点为:
能根据不同的农艺要求,各独立区采用混合组控制方式控制温室温度,确保作物生长的
不同温度要求;
采用三通比例调节阀,在整个热循环过程中热阻相等、热量分布均匀;
对加热管道进行合理布置,以满足温室内温度场均匀性的要求。
13.2 加温管设计方案
1)一级输送管网
一级输送管网指从热源到温室的供、回水总管,供回水总管配件等。
2)二级输送管网
二级输送管网包括温室内加热独立控制区内的供回水管道及混合组。混合组由三通混合阀、循环泵、蝶阀、温度传感器等组成。必要时可进行隔绝式循环,不受主输送管道的水温变化影响。本系统可由计算机调节控制。
3)加温管
主要加温管道使用钢管,采用同程供水系统,中下双层布置,保证温室加热均匀。
14、锅炉系统
14.1 锅炉设备
根据项目实际情况,我们采取原装进口燃气锅炉,规格为 5570KW。其长度为 6.175米,宽度为 2.456 米,高度为 2.848 米,储水量为 11.275m³。燃气锅炉能够匹配二氧化碳
回收系统,为二氧化碳施肥系统提供肥料来源。
14.2 压力平衡器设备
为保护整个系统,使其处于一种恒压状态,实现理想的供热,需要安装压力保护系统(荷兰原装进口)。
在高温时,压力以及系统的水量会上升;在较低的温度下,压力与系统的水体积将会下降。膨胀/增压系统将会弥补这些因素的影响并使系统保持在一个稳定的压力下。
该压力系统是一个全自动电脑控制系统,可以完全独立操作并且安装后即插即用。主要部分是一个带有可变丁基膜的压缩机扩展自动化系统。该部分配备一个独立的压缩机以及一个微处理器控制面板。通过使用压缩机机组/空气释放部分,空气会被抽到膜内或是从膜中释放。在膜的外部,通过膜的收缩或是膨胀实现系统水的平衡。
工作原理是温度的变化可产生不同的压力,空气压缩舱中的压力传感器可以监测由于加热或是降温引起的温度变化。真实的压力水平与编码的标准阈值进行比较,当压力值变大(温度上升)时可触动蝶形阀(通过压缩空气释放的方式来降低压力),当压力值(温度下降)低于额定值时将触动压缩机(通过向空气压缩舱中填充压缩空气的方式增加压力)。压力罐控制水的排出及供给量容量。舱位容量传感器上会显示的不断变化的体积,该数值通过与编程的标准阈值进行连续比对来防止低于或是超出填充值,同时通过触动外部顶端设备实现体积增长。
14.3 储热罐
原装进口储热罐,Heat Storage Tank ,规格为 600m³。温室白天供暖需求热量低,植物生长 CO2 需求高,可将锅炉燃烧多余热量储存于储热罐中,同时充分回收利用 CO2。晚上供暖需求热量高,植物 CO2 需求低,此时可利用储热罐中热量供暖。 使用储热罐,可以
使得整个系统能效最大化
15、世界顶级温室喷雾系统
采用目前国际上最为先进的喷雾系统,可实现喷雾工作压力 100 个大气压(国内最好50~60 个大气压),雾滴直径 5 微米(国内最好 20 微米)。连接温室自动控制系统后,可按照降温或加湿两种不同要求启动工作,实现完美的降温、加湿效果,为作物生长提供最适宜的环境。
16、全自动营养液灌溉、净化和回收系统
该系统使温室的灌溉实现了节能、节水、高效、环保的生产方案。
16.1 灌溉施肥机
采用荷兰 Priva NutriFlex 原装进口自动灌溉施肥机。灌溉总量、频率数据和作物生长及气候环境结合,实现水肥一体化、智能化。施肥通道 5 条,可增加至 10 条,每个施肥通道的供料容量:在 3.0bar 的压力下,300 升/小时的肥料溶液或酸液;系统泵净容量:在 2.5
—4 Bar 压力下净处理量 50.0 立方米/小时以上;液位保护:在混合罐中装有最低液位监测装置。
通过使用荷兰 Nutriflex 进口自动灌溉施肥机,作物能够准确获得所需要的水肥量,从而能够给植物提供最佳的生长环境。目前国内作物灌溉以经验灌溉为主,在适宜条件下作物灌溉总量、灌溉频率数据无法和作物生长及气候环境结合,导致无法实现水肥一体化、智能化。该灌溉施肥机可在智能化控制系统的控制下实现灌溉自动控制,根据温室内环境条件(光
照和温度)自动调节灌溉总量,并能够根据作物生长需要设定灌溉具体参数,完成灌溉过程
的智能控制。
16.2 紫外消毒机
在无土栽培中,营养液回收可以显着降低成本,提高生产效益,但是目前国内尚无成型营养液回收系统可以应用。荷兰进口紫外线消毒机 Priva Vialux 是一套专门为园艺行业中灌溉水进行有效的紫外线消毒而设计的系统。主要应用于高密度紫外线,无论对于大量水还是少量水都能够进行杀毒。还可根据回水池的水位显示情况自动进行回收水的过滤和消毒,同时可根据实际生产需要调节消毒级别的大小。该设备对灌溉排水和地表水进行杀毒有助于循环利用水资源,从而减少对水资源的浪费,进而降低成本。
具体参数:光照强度(全部消毒):250mJ/ cm²
UV-T10 透射排水:≥35 %
水消毒处理容量(T10=15%):在灯运行 5000 个小时后(接近使用寿命时)的数据为:
在 T10 = 35% 低功率位置时,处理量是 11.0 m³/hr,在 T10 = 35% 高功率位置时,处理量是 8.0 m³/hr
16.3 反渗透水处理机
营养液栽培对水质要求较高,目前地下水普遍存在钙、镁元素含量高、EC 值偏高等问
题,为保证工厂化作物正常生产,需对原水进行处理。反渗透水处理机采用以压力差为推动
力的一种高新膜分离技术,具有一次分离度高、无相变、简单高效的特点,一般自来水或地
下水经反渗透水处理机处理后,EC 值<10μS/cm,能够达到营养液栽培需求。
为了保证温室内供水的连续性,降低制水间断的几率,本项目配备 2 台 10 吨/小时的
设备主机,在满足供水需求的同时,也提高对突发情况的应急能力。
16.4 储水罐系统
储水罐采用波纹状钢板组合而成,双层 ENPEX FPP 膜,具有耐腐蚀、抗辐射,持久耐用,节能环保,严格保证水质,精准控制水量;实现水资源的重复高效利用。
储水罐为荷兰 NPI 进口产品。其中 2 套 320m³作为储水罐,1 套 132m³作为回水罐,1
套 132m³作为消毒罐。
17、番茄栽培槽系统
本项目采用荷兰 Formflex 无土栽培模式,避免传统番茄栽培中普遍存在的重茬现象,提高番茄产量,减少果实品质下降和减轻病害,最终根据番茄生长的需要,实现精确控制番茄施肥,实现工厂化温室番茄周年生长。
17.1 栽培槽
选用目前国际上最为先进的栽培槽主体结构,由优质不锈钢配合专利的聚酯涂层,保证了主体结构的稳定性和耐腐蚀性。独特的造型设计使得灌溉排水更充分彻底,有效控制了病虫害的发生。
17.2 番茄茎秆支撑系统及悬挂系统
番茄茎秆支撑系统能更为有效的支撑番茄下盘的茎秆,更好的控制番茄植株生长;番茄悬挂系统引导番茄立体生长,将其拉力传导到温室桁架上。能够保证番茄生长过程对空间的合理利用和采收期的安全可靠。
该系统包含滴管、滴件等相关配套管路。
17.3 岩棉
岩棉作为无土栽培基质,具有十分明显的优势:
化学稳定性高:在含有多种元素营养液的湿润环境下,纤维基材的化学成分不和营养液中任何元素产生不良的化学反应;
无毒害、不污染:制取岩棉的原料玄武岩等,经过严格处理,使有害元素和酚的含量远低于国家农用灌溉地面水标准值;
优良的保水亲水性:岩棉纤维的毛细管作用,可使液体在岩棉中迅速蔓延扩散,保持湿润状态,满足植物生长吸液需求。
18、潮汐苗盘系统
使用丹麦 Staal-plast 潮汐式灌溉苗盘,具有超高冲击强度(强度高),耐化学,耐油脂,
抗紫外线的共挤复合材料,共 96 张(规格 5.75m ×1.7m)含专用过滤网、快速阀;苗盘
放置在专用苗床上,苗床系统长 46m,宽 1.72m,12 个。苗床材料热浸镀锌镀锌方管组合
成,每 2m-个,铝合金潮汐灌溉专用边框。
该系统使得植物保持干爽状态,降低了温室湿度,可减少病菌滋生;大量氧气随着营养液被输送到作物根部,这使得根部系统发育更有活力,减少了根部疾病,可以促进植物生长;作物可以同时同步地均匀灌溉,便于精确控制,提高作物品质;灌溉可以实现全自动操作,提高灌溉效率,降低人工成本,降低人工劳动强度;灌溉用水可被收集并循环利用,能把水肥浪费将到最低。
其原理是:由混合灌溉机组、供/回水阀门管线、过滤器等组成。应用时,灌溉水或营养液由出水孔漫出,使整个苗床中的水位缓慢上升,并达到合适的液位高度,将栽培床淹没两三厘米的厚度;几分钟后,营养液因毛细作用而上升至盆中介质的表面,使植物能充分吸收营养液及水分,此时回水口自动打开,将营养液排出,待另一栽培床需水时再将营养液送出。
通过使用潮汐式灌溉苗盘,可根据生产需求,精准实现灌溉营养液的灌溉,避免作物
根部长期浸泡在营养液中,确保每株作物能够吸收相同的养分和水分,实现标准化、专业化、
规模化生产。
19、CO2 施肥系统
设施栽培增施 CO2 技术是实现番茄高产优质的重要技术措施之一,在设施内增施 CO2
并使其保持较高的浓度,是强化作物光合作用、促进作物生长发育达到高产优质的有效技术
措施。荷兰对 CO2 施肥技术研究较早,应用较普遍,增产效果十分明显, 可提高产量 10 %
左右。目前,由于 CO2 来源以及国内公司不了解相关技术等原因限制,该项技术在国内尚
处于起步阶段。
本项目将采用荷兰二氧化碳施肥技术及设备,根据南昌具体情况考虑使用天然气罐提
供热源同时能够过滤锅炉燃烧后的废气,将二氧化碳收集、净化后施入温室中,增加二氧化
碳施肥,提高温室作物的产量和品质,提高作物抗病能力,同时可减少二氧化碳排放,保护
环境。
该系统包含:烟气冷凝装置、CO2 输出装置、CO2 探测器、CO 探测器、管线,以及
设备的进口、安装、调制。
20、操作间
操作间内放置高科技设备包括:全自动温室控制系统,净化水系统,灌溉施肥机首部、
加温系统首部,高压喷雾系统首部,锅炉系统,储水罐,营养液罐等。
21、屋顶清洗设备
温室顶部清洗设备 Roof Washer Machine,可用于温室顶部玻璃清洗,喷洒涂料。自动
控制,操作简单,免去了工人上屋顶作业的风险,安全可靠。
22、消毒系统
进入温室的每个参观者和员工必须先通过这个装置。当人把手伸进清洁装置时,双手会
自动喷上消毒液。同时,鞋底进行转刷消毒。只有在消毒后,围栏才会打开,以允许访客或
员工进入。此举是为了防止将外界病害带入温室。
23、设施设备
23.1 智能移动轨道车
23.2 采摘车
23.3 打药车
23.4 电动拖车
23.5 备用发电机
哪些工具有助于文洛温室的建模、分析和细节设计?
推荐一个玻璃温室设计方案 实例
1、项目概况及设计理念
项目位于江西省南昌市。气候条件为夏季高温高湿,冬季气温零度以下时间短,据统计,
每年最高温度高于 25℃的天数约 6 个月,最低温度 0℃以下天数 5 至 15 天,最高温度 10℃以下天数 30 天至 45 天。单栋温室建筑面积约 32832 平方米,共 1 栋。温室分为四区,两个生产区,一个育苗区,一个操作区,中间由通道连接。建设内容包括温室相关设施设备的购置或加工:轻型钢结构、开窗通风、内遮阳、内保温、门、湿帘-风机系统、内循环风扇系统、配电及电器控制系统、温室专业加温系统及锅炉系统、储热系统、高压喷雾系统、自动施肥及控制系统、紫外消毒回收系统、水处理设备、潮汐苗盘系统、番茄种植系统、CO2 施肥系统、温室顶部清洗设备、雨水回收系统等、温室设备安装与调试术服务。
根据项目现代化生产及示范紧密结合的要求,该项目的设计理念是:
1. 坚持科学、实用的原则;
2. 坚持专业化、国内领先、世界一流的原则;
3. 坚持提高土地资源利用率、节能环保、节水、高效,运行合理的原则。
本温室的建造及投入使用将带领设施农业生产领域进入到一个以高产高收益为目标的温
室时代。推动温室设计与建造由过去的单纯注重硬件投入转向按照内部需求/种植作物需要来为客户量身定制的专业化设计建造模式迈进,最终为中国设施农业建设提供一种高产、高效、可持续的模式。
坚持温室结构用材以及设备选购“先进、可靠、适用”的原则。所以,根据建设要求,我们在各系统的关键部位上均选用进口或国内最优的产品。例如:温室专业 Tichelman加温系统、Priva 灌溉施肥机、Priva 控制系统、荷兰高压喷雾系统(或同等质量品牌)、丹麦Staal-Plast 潮汐苗盘系统、钢结构选用国产优质碳素钢加内外热镀锌,顶开窗传动机构选用荷兰 RIDDER 电机齿轮齿条驱动、内外帘幕选用上海斯文森产品、湿帘选用 Munters 产品、风机选用倍利品牌、循环风扇选用荷兰 Priva 品牌、电气选用施耐德产品等
2、温室总体
操作间布置于最北边,旨在不遮挡生长区光线。操作间内放置锅炉、水处理系统、水罐,
自动施肥系统首部、回收消毒系统首部、供暖系统混合组、二氧化碳施肥系统首部、高压喷
雾系统首部、储物间、办公室等。
温室入口右侧布置育苗间,有利于育苗管理,且潮汐式苗盘快速阀需供液压力较高,离
首部近更合适。
温室高度选择肩高 6 米,顶高约 6.9 米,由于采取西红柿立体种植,生长空间需要 4 米
~4.5 米,上部安装循环风扇和高压喷雾系统,需要 0.7 米~1 米空间,温室设置双层内帘幕,内保温距离天沟需要约 0.7 米~1 米,综合考虑,温室高度选择 6 米。开间选择 5 米,跨度选择 8 米,按照荷兰温室设计标准,此种模式最适合种植。
番茄种植区为两个,大面积种植有利于统一生产管理,实现标准化和专业化。
风载荷载,根据南昌气候历史资料,南昌地区常见微风,很少大风天气,出于对极端天
气的考虑,风荷载定为 0.45KN/㎡;南昌地区多见大雨,故最大排雨量定为 120mm/h;南昌地区虽少见大雪,其抗雪荷载仍定为 0.25KN/㎡,一方面是出于极端天气的考虑,另一方面也是为了结构更加安全可靠。
温室规格:南北:16m*1 跨+8m*36 跨=304m;东西:5m*10 间+8m*1 间+5m*10 间=108m;
层高:肩高 6 米;顶高约 6.9 米;
总面积:番茄种植 1 区 13200 ㎡+番茄种植 2 区 14400 ㎡+育苗间(潮汐式苗盘)1200 ㎡+操作间 1728 ㎡+走廊 2304 ㎡=32832 ㎡
3、温室基础土建
温室建设场地在地下一米深的范围内应无较大石块、地下管线、地下设施等障碍物,
建设方按温室建设的要求作好四通一平工作,即通水、通电、通道路、通排水、平整和压实
场地。温室内部采用独立基础;温室四周一圈采用高 300mm、宽 300mm 的钢筋混凝土圈梁,以防止腐蚀钢结构立柱,基础和基础梁顶部预埋锚栓,用于连接上部结构柱。温室四周设混凝土散水,坡度≥0.5%,宽度≥600mm,厚度≥50mm。温室内地面硬化部分,采用 C25 混凝土,厚度 120mm。设计参照国家标准《建筑地基基础设计规范》(GBJ50007-2002)。
4、温室主体骨架
主体骨架计算采用荷兰 CASTA 温室结构计算,CASTA 是荷兰专为温室建设而设计的
计算公式,在荷兰及欧洲几乎所有温室建设都是根据 CASTA 计算后得出所需温室钢结构的用量及规格,而中国温室建设对于温室钢结构使用还没有标准。几乎所有温室公司还是根据经验在建造温室。本项目将根据南昌本地的实际情况首先进行 CASTA 计算以确定钢材用量及规格。所有钢结构材料均采用国标优质碳素钢。钢材部件和紧固件均按《GB/T 13912- 2002 金属覆盖层钢铁 制 品 热镀锌层 技 术 要求及 试 验 方 法 》
GB6170 标准的相应六角螺母,经热镀锌处理。温室主体结构使用寿命不低于 20 年。
●温室采用轻钢结构的小屋面多排水槽主体骨架,结构稳定,具有独特的屋面排露结构。
●立柱采用冷拔钢管焊接,加工后双面热镀锌。立柱规格详见 CASTA 计算结果附件;
●排水槽采用铝合金成品天沟,宽度 150mm;
●屋面桁条温室专用铝合金;
●结构连接件采用 B=3~6mm 钢板加工后镀锌;
●温室结构件间用镀锌螺栓和自钻钉连接。
●温室骨架寿命 20 年以上。
5、覆盖材料
温室顶部全部采用 4mm 钢化玻璃,与普通玻璃相比,提高了使用寿命,安全可靠。温
室内部隔断采用 4mm 普通浮法玻璃,温室四周采用 17mm(4+9+4)中空玻璃。玻璃采用铝合金型材和密封 PVC 条固定。
玻璃采用温室专用铝合金型材固定。主要受力构件为高强度铝合金。铝合金型材按照
《GB/T 5237.1~5237.5-2000 铝合金建筑型材》国家标准生产制造。表面采用阳极氧化
处理。氧化膜厚度按国家标准执行。温室顶部四周作加强处理。屋顶按抗暴风设计,文洛
(VENLO)型屋顶。
温室屋顶三角型屋面部位全部采用铝合金结构而不采用钢结构以增加透光率。在所有天沟下都有“U 形”铝合金冷凝水回收槽,并配有托架和带 PE 软管的末端出水口,冷凝水通过水管排到温室外,以更好的降低湿度,有利于作物生长,防止病虫害。
温室顶部采用铝合金天沟,成倍增加温室顶部排雨量,温室顶部冷凝水自动回收至天沟空腔内,通过排水管排到温室外,以更好的降低湿度,有利于作物生长,防止病虫害。
玻璃与铝合金型材之间的密封胶条采用专业抗老化的密封 PVC 条,不容易老化,密封
性强,更加美观实用。温室与外界连接的门采用铝合金推拉门,门板为铝合金框架,带有滑
轮装置,密封保温性好。
6、屋顶通风系统
本系统采用蝶形齿轮齿条(推杆)开窗系统,采用荷兰进口 RIDDER 减速电机。
屋顶通风是温室最好的自然通风降温、换气室内氧气和CO2 浓度达到平衡的最好措施。
自然通风是一种比较经济的通风方式。它是利用风力和温度差来实现温室内外空气交
换,达到降低温室内温度和湿度的目的。有时,在没有 CO2 施肥系统的情况下,还利用自
然通风来达到补充温室内 CO2 的作用。由于热空气向上聚集的特性,在屋脊处开窗的通风
效果最好。
为更好地满足室内环境调控的要求,本项目玻璃温室栽培区采用桁架轨道式开窗形式,
采用荷兰进口 RIDDER 品牌优质电机及齿轮齿条开窗机构。系统由与通风窗相连接的铝合
金撑杆和直径 20 和 38 毫米的镀锌钢质传动杆组成。传动杆由齿轮齿条系统传动,进口减速电机与传动轴连接方式为专用联轴器,方便安装与维护,提高系统的负荷能力和抗恶劣环境的能力。每套系统包括夹箍、移动联杆、齿轮齿条机构、齿轮减速电机、链轮、双排链、六角螺栓、防松螺母、传动轴、支承架、衬套、撑杆等。各分区顶窗独立控制。
本项目顶窗数量 1440 扇,其中 1296 扇顶窗规格 3750mm*1200mm,144 扇顶窗规格为
2500mm*1200mm。开窗角度 46 度。通风率达到 20.14% 。窗户带防虫网。
7、双层内帘幕保温系统
本系统采用荷兰进口 RIDDER 减速电机、荷兰进口 A 型齿轮齿条以及斯文森幕布。
为了节能减排冬季保温,温室内配备双层内帘幕保温系统。
帘幕在过去主要用于遮荫,但在 20 世纪 70 年代石油危机发生后,帘幕的保温功能被
开发。80 年代后,活动帘幕系统被发明,在使用帘幕系统时不必要的光照损失减少到最小,
而使帘幕系统几乎成为现代温室不可分割的一部分。内遮阳/保温系统安装在温室内,用于
冬季热能的储存和夏天遮光保护作物免遭强光灼伤。
本项目使用双层帘幕,安装锁定在桁架的上下弦。这一系统在白天提供遮荫降温,在寒冷的晚上可减少热量损失,还可起到控制湿度的作用。帘幕系统由于经常运作,在使用过程中经常容易出现故障,必须选用质量最好的产品。为了保证系统的可靠性,在本项目中采用最先进的齿轮-齿条驱动系统。该系统由以下部分组成:拉幕梁、减速电机、电机安装底
座、链型连轴器、齿条、齿轮副、推拉杆、齿条-推杆接头、驱动轴、驱动轴焊接头、推杆
支撑滚轮、幕布牵引型材、推杆-牵引型材连接卡、不锈钢卡、紧线器、LS 线、幕布、密封带幕膜等。
冬季热能的储存和夏天遮光保护作物免遭强光灼伤。
本项目使用双层帘幕,安装锁定在桁架的上下弦。这一系统在白天提供遮荫降温,在
寒冷的晚上可减少热量损失,还可起到控制湿度的作用。帘幕系统由于经常运作,在使用过
程中经常容易出现故障,必须选用质量最好的产品。为了保证系统的可靠性,在本项目中采
用最先进的齿轮-齿条驱动系统。该系统由以下部分组成:拉幕梁、减速电机、电机安装底
座、链型连轴器、齿条、齿轮副、推拉杆、齿条-推杆接头、驱动轴、驱动轴焊接头、推杆
支撑滚轮、幕布牵引型材、推杆-牵引型材连接卡、不锈钢卡、紧线器、LS 线、幕布、密封带幕膜等。
8、湿帘-风机降温系统
本系统采用倍利风机、Munters 湿帘。
湿帘、风机系统是温室夏季强制降温的一种常用手段。湿帘风机降温系统是利用水蒸
发时将空气中的显热转变为潜热的原理进行降温的。水分蒸发的多少与空气的饱和蒸汽压差
成正比关系。空气越干燥,温度越高,经过湿帘的空气降温幅度越大。多年来的生产实践表
明,该系统不但在我国北方地区降温效果极为显着,而且在长江流域以南地区及东南沿海一
带的高温季节也是适用的,夏季高温天气,空气通过湿帘后一般都降低 4-7℃。考虑到南昌
气候因素,风机湿帘距离不能超过 50 米,否则降温效果降低。
工作原理:湿帘装在密闭温室一端山墙或侧墙上,风机装在另一端山墙或侧墙上。风机抽风时,室内产生负压,迫使室外未饱和的空气流经湿帘多孔湿润表面时,空气中大量显热转化为潜热,从而迫使进入室内空气的干球温度降低 4~12℃,并源源不断地引入室内进行防暑降温。
湿帘:蒙特
湿帘采用瑞典蒙特(Munters)空气处理设备有限公司生产的“赛代克”(CELdek)湿
帘,高 1.8 米,厚 100mm。框架采用蒙特公司配套的铝合金框架。蒙特公司对其赛代克”
(CELdek)湿帘提供 3 年的质量保证期。湿帘:湿帘为经过特殊处理的木浆纸经辊压、粘
接制成的高湿强蜂窝体。湿帘及配水系统包括湿帘、供水系统和集水系统。在温室湿帘中间
设置循环水池,为湿帘系统提供水源。供水系统包括潜水泵、分流管、供水主管、配水管、
折水板和分水器等以及必要的调节阀门。其中供水主管、配水管和折水板均为特殊 UPVC
材料制作,使用寿命长。集水系统包括集水槽和回水管。其制造材料同供水系统之供水主管
和折水板。每段湿帘内设 1 个回水点,汇总到总回水管,排到集水池。
湿帘处配置 25 目防虫网,防止虫害进入。
风机:倍利 EOS50 型(1380 型)风机
在温室湿帘对面采用单台风机流量 40000m3/h 以上的强排风扇,每跨 2 台。风机框架
及叶片为镀锌钢板压制而成,内部集风器表面喷塑。从各个方面适应温室内湿热的环境。
9、循环风扇
本系统采用 Priva 循环风扇。
作物吸收养分和矿物质主要依靠蒸腾作用,而冬季为了保温节能,温室环境相对封闭;
室内的相对湿度可达 80%以上,作物叶面附近的相对湿度更是高达 90%以上。这样的环境会
明显抑制作物对养分的吸收,从而影响作物的生长;同时加热设备和 CO2 增施设备很难保
证湿度和 CO2 在温室各处的均匀性;在此情况下,合理地使用环流风机可以保证室内温度、
相对湿度及 CO2 的均匀分布,从而保证作物生长的一致性和品质。
且静止不流动的空气将导致温室内温度、湿度分布的显著差异。冬季由于室内外温差很大,只能少量进行通风换气,造成室内沿高度方向温度分布不均匀。为模拟自然环境,维持
作物正常生长,温室按跨配设专用循环风扇,按长度方向组织气流。
1)、系统功能:
●保证温室内温度均衡
●保证温室内相对湿度均衡
●保证温室内二氧化碳均匀
●降低空气湿度,减少流滴现象
●促进室内空气循环,有利于植物生长
该风机具有外形美观、低电耗、低噪音、安装使用及维修方便等特点
2)、产品特点
● Priva eco 风扇排风量在排风量 5200m³/h,有效射程 45m,功率 210W。
● 自动控制转速,当有微小差异时,会自动纠错。
10、雨水排放系统
温室采用铝合金天沟,天沟与天沟连接使用专用天沟连接件。温室将按照双向坡度建
造,采用外排水方式,南北山墙外部由Φ110 PVC 落水管排出雨水至用户建造的排水沟中。
管道:《GB 50268-97 给水排水管道工程施工及验收规范》《GB/T 10002。1-1996 给
水用硬聚氯乙烯管材》《GB/T 10002。2-1988 给水用硬聚氯乙烯管件》按给水要求设计管
道
11、配电系统及防雷接地系统
本系统继电器、接触器、电动机保护开关、保护短路器均采用施耐德产品。
供电要求:3 相,380V ±5%。
各温室独立控制,配置单独电控箱。电气控制系统由温室控制箱及线缆、桥架、接地桩
等组成。温室控制箱安置在各温室内门口或方便操作的地方。温室控制箱按照控制对象手动
控制,通过面板开关直接操纵接触器来控制。
温室各独立分区均配有 1 组单相电源插座,便于移动设施用电,该插座符合 IEC309、
GB11918/11919 标准,有良好的防水性、抗冲击及防脱落功能。
本温室接地采用 TN-S 系统,温室内部 N 线与 PE 线分开敷设,在电缆进配电箱处按规
范要求接地,接地电阻小于 4Ω。
每个电控箱内带有插座输出的电路与潜水泵电源安装漏电保护器,漏电保护器符合
GB13955 的有关规定,操作电流不超过 30mA。各电动机均配有过载保护及缺相保护,最大
限度减少由电动机损坏而引起的停产风险。
控制组件均采用可靠性高的产品,控制继电器、接触器、电动机保护开关、保护断路器
均采用施耐德产品;动力设备配线采用聚氯乙烯色缘护套铜芯软线沿梁桥架敷设。
温室采用接地防雷装置,根据《民用建筑电气设计规范》( JGJ/T 16-92),《GB50057-94
中华人民共和国国家标准建筑物防雷设计规范》,温室防雷为三级防雷,因温室主体骨架采
用金属构架,必须将金属骨架可靠接地(此接地系统与电源的的接地系统连接在一起);对
于设备防雷,为防止雷电通过电源线导入设备,在温室总电源进线处加装雷电保护器。
12、环境智能控制系统
根据该项目的实际生产需要设计使用荷兰进口 Priva Connext 控制系统,可以选择设定每天 24 个小时 6 个不同时段的作物生长需求策略,包含光照、温度、风速、EC 等传感器。
将气候控制系统、灌溉系统、作物生长控制系统有机联合,对温度、湿度、光照、浇水、施
肥、生长环境全自动控制,网络无线端口。如客户需要可以实现种植者远距离通过其笔记本
电脑,掌上电脑及手机来控制作物生长环境。
目前,中国温室智能控制系统存在管理因子少、运行不畅等问题。而该系统将气候控制
系统、灌溉系统、作物生长控制系统有机联合,提供大量标准、优化的选择条件,通过实用
计算模块,整合各影响因素条件,进行内部准确测算,从而大大增强了整个气候控制器的控
制性,能实现对温度、湿度、光照、浇水、施肥、作物生长环境控制全自动控制。
12.1 灌溉系统的智能控制
根据植物生长需要设定灌溉具体参数,完成灌溉过程的智能控制。
12.2 水处理系统的智能控制
根据回水池的水位显示情况自动进行回收水的过滤和消毒,同时可根据实际生产需要
调节消毒级别的大小。
12.3 加温系统的智能控制
通过系统整合温室内外的温度差以及设定加温温度,控制加温管道混合阀和循环泵的
开闭,自动调节温室内部温度。
13、温室专业可调控加热系统
13.1 加温系统概述
加热系统是按照 Tichelman 设计原理而非中国工民建设计原理设计,是温室实现优质高产非常重要的条件。先进的加热系统不仅与通风系统相结合可为温室内作物生产创造适宜的
温度和湿度条件,形成良好的小气候生态条件,而且可以节约燃料并可提高劳动生产率。加
热系统在设计时充分考虑了以下因素:
1) 温室最大热负荷要计算准确;
2) 合理组织安排散热装置,保证温室温度分布均匀;
3) 控制精确,达到节能之目的;
4) 控制模式要考虑供热系统的热惯性,以便提高控制反应速度;
5) 减小供热系统热损失。
热水管道加热系统系遵循 Tichelman 设计原理,通过混合阀和循环泵自动调节温室内温
度。在整个热循环过程中热阻相等,热量分布均匀;呈长 U 形布置,保证温室加热均匀,
温室内温度达到 16 度以上。工作压力 1 个大气压,需要配备自动压力平衡器,热交换机组。
配合使用专用温室管道防锈漆处理,防止加热管生锈、老化,延长管道的使用寿命
13.2 加热系统特点
本加热系统通过加热管道对温室进行加热,遵循在整个热循环过程中热阻相等,热量分布均匀的原则,并根据中国的有关采暖、通风、动力等设计规范以及国内设备、材料的特点而优化设计的。其特点为:
能根据不同的农艺要求,各独立区采用混合组控制方式控制温室温度,确保作物生长的
不同温度要求;
采用三通比例调节阀,在整个热循环过程中热阻相等、热量分布均匀;
对加热管道进行合理布置,以满足温室内温度场均匀性的要求。
13.2 加温管设计方案
1)一级输送管网
一级输送管网指从热源到温室的供、回水总管,供回水总管配件等。
2)二级输送管网
二级输送管网包括温室内加热独立控制区内的供回水管道及混合组。混合组由三通混合阀、循环泵、蝶阀、温度传感器等组成。必要时可进行隔绝式循环,不受主输送管道的水温变化影响。本系统可由计算机调节控制。
3)加温管
主要加温管道使用钢管,采用同程供水系统,中下双层布置,保证温室加热均匀。
14、锅炉系统
14.1 锅炉设备
根据项目实际情况,我们采取原装进口燃气锅炉,规格为 5570KW。其长度为 6.175米,宽度为 2.456 米,高度为 2.848 米,储水量为 11.275m³。燃气锅炉能够匹配二氧化碳
回收系统,为二氧化碳施肥系统提供肥料来源。
14.2 压力平衡器设备
为保护整个系统,使其处于一种恒压状态,实现理想的供热,需要安装压力保护系统(荷兰原装进口)。
在高温时,压力以及系统的水量会上升;在较低的温度下,压力与系统的水体积将会下降。膨胀/增压系统将会弥补这些因素的影响并使系统保持在一个稳定的压力下。
该压力系统是一个全自动电脑控制系统,可以完全独立操作并且安装后即插即用。主要部分是一个带有可变丁基膜的压缩机扩展自动化系统。该部分配备一个独立的压缩机以及一个微处理器控制面板。通过使用压缩机机组/空气释放部分,空气会被抽到膜内或是从膜中释放。在膜的外部,通过膜的收缩或是膨胀实现系统水的平衡。
工作原理是温度的变化可产生不同的压力,空气压缩舱中的压力传感器可以监测由于加热或是降温引起的温度变化。真实的压力水平与编码的标准阈值进行比较,当压力值变大(温度上升)时可触动蝶形阀(通过压缩空气释放的方式来降低压力),当压力值(温度下降)低于额定值时将触动压缩机(通过向空气压缩舱中填充压缩空气的方式增加压力)。压力罐控制水的排出及供给量容量。舱位容量传感器上会显示的不断变化的体积,该数值通过与编程的标准阈值进行连续比对来防止低于或是超出填充值,同时通过触动外部顶端设备实现体积增长。
14.3 储热罐
原装进口储热罐,Heat Storage Tank ,规格为 600m³。温室白天供暖需求热量低,植物生长 CO2 需求高,可将锅炉燃烧多余热量储存于储热罐中,同时充分回收利用 CO2。晚上供暖需求热量高,植物 CO2 需求低,此时可利用储热罐中热量供暖。 使用储热罐,可以
使得整个系统能效最大化
15、世界顶级温室喷雾系统
采用目前国际上最为先进的喷雾系统,可实现喷雾工作压力 100 个大气压(国内最好50~60 个大气压),雾滴直径 5 微米(国内最好 20 微米)。连接温室自动控制系统后,可按照降温或加湿两种不同要求启动工作,实现完美的降温、加湿效果,为作物生长提供最适宜的环境。
16、全自动营养液灌溉、净化和回收系统
该系统使温室的灌溉实现了节能、节水、高效、环保的生产方案。
16.1 灌溉施肥机
采用荷兰 Priva NutriFlex 原装进口自动灌溉施肥机。灌溉总量、频率数据和作物生长及气候环境结合,实现水肥一体化、智能化。施肥通道 5 条,可增加至 10 条,每个施肥通道的供料容量:在 3.0bar 的压力下,300 升/小时的肥料溶液或酸液;系统泵净容量:在 2.5
—4 Bar 压力下净处理量 50.0 立方米/小时以上;液位保护:在混合罐中装有最低液位监测装置。
通过使用荷兰 Nutriflex 进口自动灌溉施肥机,作物能够准确获得所需要的水肥量,从而能够给植物提供最佳的生长环境。目前国内作物灌溉以经验灌溉为主,在适宜条件下作物灌溉总量、灌溉频率数据无法和作物生长及气候环境结合,导致无法实现水肥一体化、智能化。该灌溉施肥机可在智能化控制系统的控制下实现灌溉自动控制,根据温室内环境条件(光
照和温度)自动调节灌溉总量,并能够根据作物生长需要设定灌溉具体参数,完成灌溉过程
的智能控制。
16.2 紫外消毒机
在无土栽培中,营养液回收可以显着降低成本,提高生产效益,但是目前国内尚无成型营养液回收系统可以应用。荷兰进口紫外线消毒机 Priva Vialux 是一套专门为园艺行业中灌溉水进行有效的紫外线消毒而设计的系统。主要应用于高密度紫外线,无论对于大量水还是少量水都能够进行杀毒。还可根据回水池的水位显示情况自动进行回收水的过滤和消毒,同时可根据实际生产需要调节消毒级别的大小。该设备对灌溉排水和地表水进行杀毒有助于循环利用水资源,从而减少对水资源的浪费,进而降低成本。
具体参数:光照强度(全部消毒):250mJ/ cm²
UV-T10 透射排水:≥35 %
水消毒处理容量(T10=15%):在灯运行 5000 个小时后(接近使用寿命时)的数据为:
在 T10 = 35% 低功率位置时,处理量是 11.0 m³/hr,在 T10 = 35% 高功率位置时,处理量是 8.0 m³/hr
16.3 反渗透水处理机
营养液栽培对水质要求较高,目前地下水普遍存在钙、镁元素含量高、EC 值偏高等问
题,为保证工厂化作物正常生产,需对原水进行处理。反渗透水处理机采用以压力差为推动
力的一种高新膜分离技术,具有一次分离度高、无相变、简单高效的特点,一般自来水或地
下水经反渗透水处理机处理后,EC 值<10μS/cm,能够达到营养液栽培需求。
为了保证温室内供水的连续性,降低制水间断的几率,本项目配备 2 台 10 吨/小时的
设备主机,在满足供水需求的同时,也提高对突发情况的应急能力。
16.4 储水罐系统
储水罐采用波纹状钢板组合而成,双层 ENPEX FPP 膜,具有耐腐蚀、抗辐射,持久耐用,节能环保,严格保证水质,精准控制水量;实现水资源的重复高效利用。
储水罐为荷兰 NPI 进口产品。其中 2 套 320m³作为储水罐,1 套 132m³作为回水罐,1
套 132m³作为消毒罐。
17、番茄栽培槽系统
本项目采用荷兰 Formflex 无土栽培模式,避免传统番茄栽培中普遍存在的重茬现象,提高番茄产量,减少果实品质下降和减轻病害,最终根据番茄生长的需要,实现精确控制番茄施肥,实现工厂化温室番茄周年生长。
17.1 栽培槽
选用目前国际上最为先进的栽培槽主体结构,由优质不锈钢配合专利的聚酯涂层,保证了主体结构的稳定性和耐腐蚀性。独特的造型设计使得灌溉排水更充分彻底,有效控制了病虫害的发生。
17.2 番茄茎秆支撑系统及悬挂系统
番茄茎秆支撑系统能更为有效的支撑番茄下盘的茎秆,更好的控制番茄植株生长;番茄悬挂系统引导番茄立体生长,将其拉力传导到温室桁架上。能够保证番茄生长过程对空间的合理利用和采收期的安全可靠。
该系统包含滴管、滴件等相关配套管路。
17.3 岩棉
岩棉作为无土栽培基质,具有十分明显的优势:
化学稳定性高:在含有多种元素营养液的湿润环境下,纤维基材的化学成分不和营养液中任何元素产生不良的化学反应;
无毒害、不污染:制取岩棉的原料玄武岩等,经过严格处理,使有害元素和酚的含量远低于国家农用灌溉地面水标准值;
优良的保水亲水性:岩棉纤维的毛细管作用,可使液体在岩棉中迅速蔓延扩散,保持湿润状态,满足植物生长吸液需求。
18、潮汐苗盘系统
使用丹麦 Staal-plast 潮汐式灌溉苗盘,具有超高冲击强度(强度高),耐化学,耐油脂,
抗紫外线的共挤复合材料,共 96 张(规格 5.75m ×1.7m)含专用过滤网、快速阀;苗盘
放置在专用苗床上,苗床系统长 46m,宽 1.72m,12 个。苗床材料热浸镀锌镀锌方管组合
成,每 2m-个,铝合金潮汐灌溉专用边框。
该系统使得植物保持干爽状态,降低了温室湿度,可减少病菌滋生;大量氧气随着营养液被输送到作物根部,这使得根部系统发育更有活力,减少了根部疾病,可以促进植物生长;作物可以同时同步地均匀灌溉,便于精确控制,提高作物品质;灌溉可以实现全自动操作,提高灌溉效率,降低人工成本,降低人工劳动强度;灌溉用水可被收集并循环利用,能把水肥浪费将到最低。
其原理是:由混合灌溉机组、供/回水阀门管线、过滤器等组成。应用时,灌溉水或营养液由出水孔漫出,使整个苗床中的水位缓慢上升,并达到合适的液位高度,将栽培床淹没两三厘米的厚度;几分钟后,营养液因毛细作用而上升至盆中介质的表面,使植物能充分吸收营养液及水分,此时回水口自动打开,将营养液排出,待另一栽培床需水时再将营养液送出。
通过使用潮汐式灌溉苗盘,可根据生产需求,精准实现灌溉营养液的灌溉,避免作物
根部长期浸泡在营养液中,确保每株作物能够吸收相同的养分和水分,实现标准化、专业化、
规模化生产。
19、CO2 施肥系统
设施栽培增施 CO2 技术是实现番茄高产优质的重要技术措施之一,在设施内增施 CO2
并使其保持较高的浓度,是强化作物光合作用、促进作物生长发育达到高产优质的有效技术
措施。荷兰对 CO2 施肥技术研究较早,应用较普遍,增产效果十分明显, 可提高产量 10 %
左右。目前,由于 CO2 来源以及国内公司不了解相关技术等原因限制,该项技术在国内尚
处于起步阶段。
本项目将采用荷兰二氧化碳施肥技术及设备,根据南昌具体情况考虑使用天然气罐提
供热源同时能够过滤锅炉燃烧后的废气,将二氧化碳收集、净化后施入温室中,增加二氧化
碳施肥,提高温室作物的产量和品质,提高作物抗病能力,同时可减少二氧化碳排放,保护
环境。
该系统包含:烟气冷凝装置、CO2 输出装置、CO2 探测器、CO 探测器、管线,以及
设备的进口、安装、调制。
20、操作间
操作间内放置高科技设备包括:全自动温室控制系统,净化水系统,灌溉施肥机首部、
加温系统首部,高压喷雾系统首部,锅炉系统,储水罐,营养液罐等。
21、屋顶清洗设备
温室顶部清洗设备 Roof Washer Machine,可用于温室顶部玻璃清洗,喷洒涂料。自动
控制,操作简单,免去了工人上屋顶作业的风险,安全可靠。
22、消毒系统
进入温室的每个参观者和员工必须先通过这个装置。当人把手伸进清洁装置时,双手会
自动喷上消毒液。同时,鞋底进行转刷消毒。只有在消毒后,围栏才会打开,以允许访客或
员工进入。此举是为了防止将外界病害带入温室。
23、设施设备
23.1 智能移动轨道车
23.2 采摘车
23.3 打药车
23.4 电动拖车
23.5 备用发电机
哪些工具有助于文洛温室的建模、分析和细节设计?
经典的文洛玻璃温室依然是全球专业种植者首选的温室类型。它是一种高质量多功能的玻璃温室大棚,其坚固的主体结构和大面积的通风系统受广大种植者青睐,广源温室张经理因配套的铝型材结构足够坚固,不仅可以承受大风、雪荷载和冰雹极端天气条件,还使其农作物免受侵害,专注温室工程技术,服务现代农业。同时可以搭载配套的植物补光灯和物联网环境控制系统,玻璃温室的模块化结构意味着可以根据种植需求和环境因素随时随地增加系统或是一些拓展功能。
文洛温室的这种结构屋顶常用宽度为3.2m,也可根据种植需求提供4m一个尖顶的宽度,以满足最大的光照需求,文洛温室可以一次由1、2、3、4个屋顶组成一个跨度,并使用桁架梁支撑。
文洛温室配套系统可搭配外遮阳系统、内保温系统、内遮荫系统、通风系统、集露槽系统、通风系统、降温系统、高压喷雾系统、物联网系统、水肥一体化系统等。
由于文洛温室的透光率高,可达90%以上,这也是种植者选择文洛玻璃温室的主要原因,在蔬菜种植者中非常受欢迎。比较适合种植的蔬菜有西红柿、黄瓜、茄子、生菜、甜椒等,还有一部分做鲜花切花种植玫瑰盆栽植物的种植者也会采用文洛温室进行种植。结语
为什么选择文洛温室?文洛温室是世界上最受欢迎的温室类型。文洛温室因其高透光性而长期以来深受蔬菜种植者和切花、盆栽植物种植者的欢迎。Venlo 温室可以很容易地与物联网、加热和除湿系统相结合拓展。文洛温室内的环境控制系统使室内温度气候更加稳定恒定。
广源温室,专注温室工程技术,服务现代农业。关于温室设计、温室预算、温室工程问题可以私信或者下方留言,也可以关注“广源温室工程” 通过公众号了解更多干货。
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文洛温室的这种结构屋顶常用宽度为3.2m,也可根据种植需求提供4m一个尖顶的宽度,以满足最大的光照需求,文洛温室可以一次由1、2、3、4个屋顶组成一个跨度,并使用桁架梁支撑。
文洛温室配套系统可搭配外遮阳系统、内保温系统、内遮荫系统、通风系统、集露槽系统、通风系统、降温系统、高压喷雾系统、物联网系统、水肥一体化系统等。
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