智慧溫室大棚設計方案

本工程為智慧溫室大棚設計，

11 連棟，長 32 米，寬 88 米，大，軸線面積 2816 平方米外遮陽溫室， 2 棟，共 5632 平方米。工程內容主要包括大棚主體設計、

製作、安裝。二．溫室規格

根據建築方要求，該大棚為薄膜溫室，型號為 PGR-8L。大

棚採用圓拱形屋面結構，跨度 8 米，肩高 3 米，脊高 4。8 米，加

外遮陽系統總高度 5。3 米，牆裙高 0。3m，

拱杆

間距 1m，立柱 4

米。大棚的兩側及頂部安裝卷膜機構，並用寬 1。5m 米的防蟲網，

門洞尺寸（寬³高）為 2³2 米， 11 聯棟。外遮陽連棟溫室，每

跨溫室前端配置排風機；後端面安裝降溫溼簾；溫室安裝倒掛

式微噴灌。見《連棟溫室大棚端面結構圖》與《連棟溫室大棚

側面結構圖》

三．大棚的結構設計

本設計參照美國«溫室設計標準»和國家相關標準設計。包括

建築結構載荷規範

» （ GBJ9-87 ）， « 鋼結構設計規範

»（GBJ17-88），«冷彎薄壁型鋼結構技術規範»（GBJ18-87），《建築

物最小設計荷載要求》等。

根據西南氣候及本溫室大棚等資料，輕鋼結構，外型設計使用圓拱型，圓拱室頂比尖拱型室頂採光性高 20%，；圓拱型溫室

具有良好的通風效能，跨度 8 米，也具有良好的落水效能；並結

構效能更好。見陽光照射示意圖。

風載：1。53KN/m2

雪載：22。4KN/m2

恆載：116。2Kg/m2

吊掛載荷：118。3Kg/m2

最大排雨量：1150mm/h

見載荷設計示意圖。

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溫室主體結構包括：主體結構、通風系統、

覆蓋物

、等。溫室基礎採用獨立墩基礎以及基礎牆，與地面平齊，四周砌

0。3 米高的牆裙。溫室主體結構使用壽命95 年。

四．材料選型

骨架採用雙熱鍍鋼材 KT37，該鋼材含矽低，表面處理採用熱鍍

鋅；覆蓋材料採用的 55 絲無滴膜。

1、溫室主體結構：

（1）、拱杆：拱杆是該產品中用料最多，也是最重要的部件，它

的好壞直接影響溫室的使用壽命及美觀性，因此在選料上選用鋼

管精細加工、定型，再經熱鍍鋅處理，使用壽命95 年。經過受

力分析及應力計算，選用 80 管。

（2）、脊樑、支撐杆：考慮堅固耐用及安裝方便，選用熱鍍鋅管，

經過受力分析及應力計算，選用 20³5。5 鋼管。

（3）、門柱、端豎管：為使安裝方便、結實耐用，故也選用熱鍍

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鋅矩管，經過受力分析及應力計算，考慮經濟性，選用

50³30³1。8 矩管。

（4）、側豎杆：用於支撐槽板及安裝卷膜機構，要求結實耐用，

因此選用熱鍍鋅管，選用 90 管。

（5）、立柱：是主要的支撐受力部件，要求堅固耐用、連線方便，

選用熱鍍鋅管，經過受力分析、應力計算及使用者要求，立柱選用

60³60³5。0 矩管，包含邊立柱和端立柱。

（6）、拉桿：溫室的主要定型部件，直接關係到溫室的使用壽命

及安全。經過受力分析及應力計算，選用 32³9。5 熱鍍鋅鋼管。

（7）、水槽：水槽是溫室各拱之間的連線件，並用於排水和安裝

人員行走，要求堅固耐用、連線方便，選用

鍍鋅板

，經過受力分

析及應力計算，選用 5。0 鍍鋅板冷成形，採用螺栓連線。

（8）、卷膜杆：用於捲棚側薄膜，要求不得劃傷薄膜、結實耐用，自重要求輕，也因此選用鍍鋅管，考慮卷膜效率等因素，選用 Ф90

熱鍍鋅管。

（9）、用於棚內的保溫，要求採光效能好。採用 0。15mm 無滴薄

膜。

2、大門：兩端面各設 30m³3m 雙開扇大門兩個，推拉結構。

3、通風系統：該系統使棚內空氣能夠得到充分改善。溫室兩側

及頂部安裝卷膜機構，採用手動拉鍊卷膜，自動控制。

1、採用“溼簾——風機”降溫系統。溼簾風機降溫系統由溼簾、

風機、水迴圈系統及控制裝置組成。它是利用水蒸發降溫原理，

將溼簾與風機分別裝於密閉房舍的兩端山牆上，當風機抽風時，

造成室內負壓，迫使室外未飽和空氣流經多孔溼潤的溼簾表面，

引起水分蒸發，使室內的空氣溫度降低，該系統使棚內空氣能夠

得到充分改善。溼簾——風機降溫系統功能特點：

² 降溫效果好――溼簾風阻小，蒸發效率高，能承受較高的過流風

速，這樣單位面積的就能使更多的空氣透過並降溫。保養良好的

溼簾降溫系統能年復一年地保證 75-80%的降溫效率。

溼潤淨化空氣――透過溼簾進入溫室的空氣更加清閒溼潤，更適宜農作物生長。

操作簡單，費用低――溼簾風扇系統提供了一個簡單而經濟有效的降溫途徑，所需機械部分僅僅是水泵與排風機。

強制通風，配合溫室面積及需要換氣量，風機系統做不同時間，不同階段啟動。

溫室的溫度保證外界 40℃時，溫室內溫度不超過 30℃

A、溼簾引數：

⑴水簾厚度 10cm，孔徑 7mm。

⑵波級夾度 45°+15°。 ⑶紙殼型號 7090。

⑷外框材質鋁合金。

⑸水簾紙要求硬度大、深色。

B、風機引數：

⑴尺寸：1380X1380。

⑵功率：1100W。 C、迴圈蓄水池要求：

⑴規格 3m（長）³1。5m（寬）³2m（深），共 9m3。⑵用

標準頁岩磚“二²四”牆砌邊壁，用 1：3

水泥砂漿

滿縫安砌，安砌完畢後用 1：3 水泥砂漿粉糊內牆體，然後刷 2-3 次淨水泥漿。⑶用高標號水泥和 6#鋼筋預製板封蓋。

溼簾

2、溫室兩側及頂部安裝卷膜器。

4、遮陽系統：外遮陽系統，骨架採用框架結構，齒輪齒條傳動，

電機做動力，控制箱控制，外遮陽採用黑色。本系統包括控制

箱、優質專用電機、傳動部分、

行程限位開關

等元件。按下

控制箱啟動開關按鈕，電機啟動。電機透過傳動機構驅動傳

動軸運轉，傳動軸透過連線元件帶動齒條執行，通風窗開啟

後觸動

行程限位器

開關，電機停止，該行程執行結束。該控

制箱備有手動控制，如需要中途停止，可以按下停止按鈕，

即可停止執行，並可以實現智慧控制。

電動外遮陽系統

5、鋼結構的採用：

圓型鋼管最大優點是

各向同性

，便於取材和加工。其缺點是：

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① 鑽孔之處無鍍鋅保護；②幾乎不可能看清楚鋼管內部的狀況；

③外形為圓形，可能產生滑動，④管與管不可能確保用夾板裝

置連線良好並固定不動。

冷彎型矩管其特點是：

① 最終成品要精確的多；②更易於裝配；③斷面狀況便於監視，觀察到問題更容易處理；④材料成本高。⑤抗風栽和雪載等載荷強。

綜上所述，根據本溫室用途及使用者要求，採用冷彎型矩管與圓型鋼管，並進行熱鍍鋅處理。

五．系統構成

1、骨架：立柱、拱杆、拉桿、豎杆。

2、排水系統：水槽、下水管，溫室採用六道水槽，基本讓溫室雨水透過水槽、下水管進入排水溝。

3、降溫系統：14 套卷膜機構，12 套頂卷膜，2 套側卷膜、噴灌、風機、溼簾。

側卷膜

4、基礎：基礎是連線結構與地基的構件，必須將重力、浮力傾斜荷載，安全傳達到地基。預製地基比現澆地基多養護期，故牢固，採用現澆地基。在水槽方向有 0。3%的坡度，便於排走所有雨水；在垂直水槽方向，其坡度應小於 0。1%。

5、降溫系統

（1）溫室兩側推拉窗、風機、噴灌、門以及風機溼簾系統可

使溫室內溫度基本與室外溫度相差不大。

（2）噴灌降溫系統

噴霧降溫系統，透過技術手段將水以細微顆粒狀噴入空

氣中，使水與空氣充分接觸，利用水蒸發吸熱降低空氣溫度

的方法稱為噴霧降溫。噴霧降溫系統分類：根據水是否直接噴入溫室內以降低溫室內空氣溫度，可分為直接式噴霧降溫和間接式噴霧降溫，直接式噴霧降溫將水噴灑在溫室內，間

接式噴霧降溫將水噴灑在溫室覆蓋材料上，本處採用直接式噴霧降溫，並可增加溫室溼度，增加作物葉面供水與施肥。

噴灌降溫系統

6．總控溫室控制系統就是依據溫室內外裝設的資訊，透過控制裝置

（如控制箱、控制器等）控制驅動/執行機構（如

風機系統

、

開窗系統、灌溉施肥系統等），對溫室內的環境氣候和灌溉施

肥進行調節控制以達到栽培作物的生長髮育需要。

六．

溫室微氣候

1、光照

光照調節方法：①補充光照，安裝照明裝置（使用者自己根據需

要自行安排）；②覆蓋材料的光選擇性，15 絲無滴膜，透光性

好，抗紫外線強，安全係數高。

溫室通風

① 自然通風

使用天窗、側開窗、門，以及增加水槽高度，溫室外的冷空

氣透過天窗、側開窗、門進入室內，室內熱空氣透過天窗出

去，形成自然通風。自然通風執行費用低、安裝費用少，但

不易控制溫溼度。

②風機排風

透過排風機，可以加快溫室內空氣流動，有效控制溫室的溫

度，達到作物生長需要的最佳效果。隨著人們生活水平的提高，溫室技術也越來越多，因為溫室中種植的

時令蔬菜

正變得越來越不可分割。溫度控制是最重要的部分：基於PLC的靈活性和易於操作的優點，設計了基於PLC的溫度控制系統。讓我們介紹溫室控制系統的結構，包括資訊收集單元，智慧控制單元和最終執行單元。這次設計的溫度可以改變許多因素，包括照明，溼度，通風和其他因素。該系統包括一個溫度上升和下降系統，一個輔助照明系統，一個遮陽系統，一個加溼系統，一個

CO2系統

和一個用於全面調節溫度的通風系統。變化可確保溫度精度。由於已根據設計需求和經濟綜合因素選擇了Siemens S7-200 PLC控制裝置，因此它不僅可以實現輸入和輸出控制，而且還可以實現輸入和輸出控制還實現了高性價比：透過設計給出控制系統的軟硬體設計，在STEP7軟體中輸入，除錯和模擬梯形圖，完全可以滿足設計要求。

（1）溫度利用率較低。通風口必須相對較大，以防止高溫影響天氣對植物生長的影響。這會導致熱區的溫差大，然後室內的冷區會導致溫度下降並減緩植物生長。