CN205017952U - 一种生态温室结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种模块化钢结构单元构造，其特征在于：是以中心柱独立支撑，中心柱上多个屋面挑梁呈伞状放射分布，屋面挑梁H型钢的下翼面轴线与中心柱5轴线交叉的上部夹角小于90度，屋架梁上及四周围护铺设透明膜或玻璃或pc材料后，形成中心下凹，坡度大于1％的多边棱折面屋面和四周透明具有一定高度的平面多边形封闭温室结构。该结构形成的生态温室可与有机质无土立体栽培及小型养殖、沼气制备设施相结合，有利于多样化植物的种植，生物间易形成良性生态循环，极大地降低生态农业的运营成本，有利于生态农业的发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种生态温室结构，具体为模块化钢和膜结构构造。
背景技术
目前在全球的农业生产中，各类温室的应用已十分普遍，温室通常建设成固定形态的双坡顶、拱形骨架的玻璃、pc或薄膜结构，形成可利用太阳光照的独立空间环境，使气候对农业的影响大大降低，以便连续生产。由于生态学应用的缺乏和受传统工业思维限制，传统温室设计上一般仅考虑规模生产的便利，提供简单隔离、集热及温控功能设施，很少从生态学及内部生物生态循环的角度来设计构造温室空间，常规的温室设计，耗能较大，品种单一，生态平衡性较差，内部生态环境脆弱，一旦进入有害外源生物，就会导致病虫害泛滥与恶性循环，很多温室的种植仍依赖农药杀虫，影响了温室在生态农业上的应用，对自然资源的利用有待提升。随着对生态学研究的深入，人们认识到，生物多样性对生物生长及抵御病虫害的重要性，通过充分利用自然资源，借助生物间的相生相克作用和良性循环，而不是使用过量有害的农药、化肥来促进生物健康生长已成为一种生态农业方式。传统温室结构形式在适应生物多样化种植、养殖，对自然资源的充分利用方面存在较大的不足。
现有新型温室技术中出现了穹顶温室和球形节点空间网架等形式，相比传统温室有了一定的进步和提升，但节点普遍较复杂，对施工技术要求较高，造价也较高，由于形式的限制，在外遮阳、结合光伏设施以及温控方面还缺乏有效的措施，不利于规模化推广。
随着人们对生态食品需求的日益高涨，亟需建造接近自然生态循环环境，更适合生态农业种植的新型生态温室。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用仿生学及生态学原理，有利于应用可再生能源及生态自循环的装配化钢结构温室构造，使温室的运行具备更高生态效率与经济性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：是以中心柱独立支撑，中心柱上多个屋面挑梁呈伞状放射分布，屋面挑梁H型钢的下翼面轴线与中心柱5轴线交叉的上部夹角小于90度，屋架梁上及四周围护铺设透明膜或玻璃或pc材料后，形成中心下凹，坡度大于1％的多边棱折面屋面和四周透明具有一定高度的平面多边形封闭温室结构。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：其多边形下凹屋顶向中心进行屋面雨水汇水收集。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：多边形下凹屋顶，南向半边屋面透光，北向半边屋面遮光并可安装光伏、光热系统进行发电、蓄热。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：下凹顶伞状悬挑屋面梁H型钢上下板沿，可设置双层薄膜或玻璃或PC板屋顶，形成透明中空结构，提升空间保温效果。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：南向半边屋面透光屋面上可设置外遮阳，控制太阳光照度。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：结构套筒与中心柱套接并用结构螺栓连接，结构套筒通过螺栓与多个悬挑屋面梁端部连接。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：基础为钢地桩或与地下预埋砼固定的钢桩，上部通过法兰盘与中心柱法兰盘螺栓连接。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：可由中心柱通过结构套筒与地面挑梁连接，形成架空地面结构。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：可与有机质无土立体栽培及小型养殖、沼气制备设施相结合，形成内部环境的生态循环。
优选地，所述一种生态温室结构，其特征在于：可利用中心柱设置离地的由钢构件抱柱固定的小型控制室空间。
本发明由于采用以上技术方案，其具备的优点如下：
1、本发明通过以是以中心柱为支撑的多边形下凹顶空间结构，构成的温室空间更接近自然界树木与周边幼树、灌木形成的梯级生态空间，有别于传统温室构成的长条形或扁平矩形的机械空间，接近大自然生态空间的布局，有利于多样性植物的生长。可进行中心化的立体种植和无土栽培，多边体透明设计有利于早晨东向日光及下午西向日光的收集，同时利用架空地面通风口进风，下凹屋面中心或北向围护面高窗自然排风，该结构可实现优化利用太阳能和自然通风的目的，为温室内多样性生物生长，生态循环运行提供良好的基础空间条件。
2、本发明的下凹式温室屋顶结构可实现温室屋顶光伏、光热设施的设置利用，有利于充分利用太阳能发电和制备热水，同时可进行雨水收集，屋面及四周维护可设置双层透明膜或玻璃或pc板，保温性能优越。
3、本发明的生态温室结构借鉴仿生学原理模仿树形结构，仅需一根中心独柱，结合伞状分布的屋面挑梁，可同时解决温室固定和承重问题，围护面立柱仅需固定构件，基本不承接屋面重力，围护面可自由设置开口及倾斜形式，相比现有的穹顶温室和常规温室结构体系，结构更简洁，施工更简便，成本较低，同时具备很好的抗震、抗风性能。
4、本发明的生态温室结构形成的模块既可独立设置，构成小型独立种植温室，也可相互无间距组合构成大中型连片温室，布局灵活，空间组合丰富。
5、本发明的生态温室结构融合了钢结构、膜结构的高强轻质优势，同时具备优异的保温及节能性能，可便利有效的结合养殖沼气设施、光伏发电系统、风能热回收、热泵等附加设施系统形成低能耗、生态的温室空间。
6、本发明的生态温室，地面可架空设置，并以无土方式栽培种植，对所占地原耕作层土质无任何影响，对土地没有任何硬化要求，有效保护原生生态环境。
附图说明
图1是本发明的平面图；
图2是横剖面图；
图3是主结构装配示意图；
图4是总体结构示意图；
图5是组合示意图；
附图标记：1-地桩、2-下套筒、3-地桩法兰、4-立管、5-中心柱、6-屋面挑梁、7-承力板、8-联系杆、9-地面挑梁、10-柱盖板、11-光伏板、12-遮阳架、13-上套筒、14-膜稳固片、15-钢索、16-升降地盘、17-遮阳拉索、18-透明膜、19-竖向肋板、20-挑梁锚固板、21-顶套筒、22-中心柱法兰、23-楔头、24-遮阳布、25-养殖模块、26-边墩、27泄水口
具体实施方式
以下通过结合附图说明本发明具体实施例，实施例仅用于说明和解释本发明，但不应以此限制本发明的权利保护范围。
实施例参见图1至图4所示，一种生态温室结构，实施例为六边形，其实施通过以下过程：通过把带有楔头23的地桩1机械静压，将4/5柱身打入预定位置的地下，依靠土层摩擦力，形成稳固基础。将中心柱5下部的中心柱法兰22与地桩法兰3通过螺栓连接。中心柱上有预先固定的上套筒13和下套筒2，将地面挑梁9和屋面挑梁6分别与下套筒2和上套筒13，通过挑梁锚固板20部位的螺栓进行紧固，在设计较长的挑梁情况下可考虑在挑梁H型刚上设置若干竖向肋板19，并可在中心柱5加装承力板7，通过联系杆8将各挑梁端头进行连接固位，安装立管4，将各地面挑梁9与各屋面挑梁6进行连接固位，各地面挑梁9端头通过边墩26及其上的升降地盘16与地面承接，并可通过升降地盘16的调节，适应不同方向地面的高差，保证室内地面的平整。在屋面利用成品龙骨安装光伏板11，形成北向半屋面，在该处屋面挑梁6的H型钢下板翼边，安装透明膜18或玻璃或PC板。其余半边南向屋面，在屋面挑梁6的H型钢上下板翼边，可同时安装透明膜18或玻璃或PC板。屋面挑梁6H型钢的下翼面轴线与中心柱5轴线交叉的上部夹角小于90度，屋面铺设透明膜18或玻璃或PC板后，可形成坡度大于1％的多边棱折面屋面，屋面雨水可通过泄水口27，汇集雨水至温室内收集装置内。每个立管4和联系杆8形成的围护面，安装整面透明膜18或玻璃或PC板，并通过钢索15及膜稳固片14稳固围护面透明膜18或玻璃或PC板。南向半边透明屋面，通过柱盖板10和屋面挑梁6上的遮阳架12及遮阳拉索17安装遮阳布24，通过手动或自动控制遮阳布24张开闭合，来控制屋面阳光照度，从而间接控制室内温度。在各地面挑梁9上可设置架空地板，与原有地面自然隔离，可采用无土栽培模式，有效避免土传病害，地面通风口进风，下凹屋面中心利用泄水口27或北向围护面高窗自然排风。
本实施例的一种生态温室结构，形成一定高度的下凹屋顶多边形室内空间，围绕中心设置多样性生物进行种植、养殖，由于半面屋顶透光，半面屋顶遮光，自然形成室内两种区域环境，可设置喜阴植物种植区域和喜阳种植区域，利用高度进行多层次不同方位的立体种植。使空间的利用较高，各种生物间易形成良性互动，同时围护面均为透明面，多边体的设计有利于早晨东向日光及下午西向日光的收集，可充分利用外部地面漫反射光，使总体照度更加充分均匀，避免植物根部长期背阴腐烂。由以上结构构成的一种生态温室可独立形成小型温室，也可如图5所示，自由组合形成连片温室。
本实施例的一种生态温室结构，在每个多边形外边联合设置养殖模块25，由养殖动物粪便混合农林废弃物、秸秆碎沫等，进行中高温厌氧发酵，形成沼气和沼渣、沼液，发酵罐设置于温室内，由于温室的保温及太阳能集热升温，可使中高温发酵的热源成本大幅降低，产生的沼气可用于冬季供暖及沼气灯补光，沼渣、沼液可用于温室种植肥料。屋顶光伏发电可上网卖电产生附加收益，也可对温室进行夜间补光照明，收集雨水可补充植物灌溉，养殖动物呼出二氧化碳，被温室植物充分吸收，排泄废物形成肥料和能源，由于多样化植物的种植，植物间形成自然的相克共生关系，抵御病虫害能力大幅提升，生物间形成良性生态循环，极大地降低生态农业的运营成本，提升了产品品质，有利于生态农业的发展。
Claims (10)
1.一种生态温室结构，其特征在于：是以中心柱独立支撑，中心柱上多个屋面挑梁呈伞状放射分布，屋面挑梁H型钢的下翼面轴线与中心柱5轴线交叉的上部夹角小于90度，屋架梁上及四周围护铺设透明膜或玻璃或pc材料后，形成中心下凹，坡度大于1％的多边棱折面屋面和四周透明具有一定高度的平面多边形封闭温室结构。
2.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：其多边形下凹屋顶向中心进行屋面雨水汇水收集。
3.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：多边形下凹屋顶，南向半边屋面透光，北向半边屋面遮光并可安装光伏、光热系统进行发电、蓄热。
4.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：下凹顶伞状悬挑屋面梁H型钢上下板沿，可设置双层薄膜或玻璃或PC板屋顶，形成透明中空结构，提升空间保温效果。
5.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：南向半边屋面透光屋面上可设置外遮阳，控制太阳光照度。
6.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：结构套筒与中心柱套接并用结构螺栓连接，结构套筒通过螺栓与多个下凹顶伞状悬挑屋面梁端部连接。
7.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：基础为钢地桩或与地下预埋砼固定的钢桩，上部通过法兰盘与中心柱法兰盘螺栓连接，中心柱得以固定支撑。
8.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：可由中心柱通过结构套筒与地面挑梁连接，形成架空地面结构。
9.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：可与有机质无土立体栽培及小型养殖、沼气制备设施相结合，形成内部环境的生态循环。
10.根据权利要求1所述一种生态温室结构，其特征在于：可利用中心柱设置离地的由钢构件抱柱固定的小型控制室空间。
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