1降低温室大棚建设成本的最有效的途径.docx

1、1降低温室大棚建设成本的最有效的途径科学设计是降低温室大棚建设成本的最有效的途（第一讲）传统大棚的钢筋混凝土基础有明显的力学失误(第二讲)传统温室墙体有明显的建筑热学失误(第三讲)大棚骨架设计中的降本潜力(第四讲)大棚骨膜、保温被、大棚门窗及采暖设备的选择也会影响到建设成本及运行成本（第五讲）双层大棚是否能降低建设成本随着科技发展和市场经济的需要，农林牧渔业生产正在向产业化、高科技、高效益的方向转变。被誉为“白色革命”的温室大棚以其巨大的生命力出现在人们面前！随着这场革命的不断深入，相关科学技术和发明创造的日新月异，温室大棚的规模、水平、效益和应用范围得到了前所未有的大发展。到目前为止，温室、

2、大棚是现代农林牧渔业最常用的生产工具，已无需论证。但实践效果有时却不随人愿，也给我们留下许多遗憾与无奈。其中有三点主要表现形式：1、建设成本高，投资回收期长，是最无情的现实和无奈。直接影响到温室、大棚的建设和推广。2、结构抗自然灾害能力差，特别是面对大风、冰雹，暴雨的袭来，往往只能是听天有名和灾后重建。即产生二次建设成本，又给生产带来突如其来的损失。3、生产环境差，温度、湿度、空气成分不适合操作人员的身体健康，有时还会影响产品的质量。以上问题在全国普遍存在，且长期困扰着广大的投资者和各级政府（要支付大量的救灾款和补贴）。在许多人看来，似乎这是一件无法解决的难题。怎么能建设造价低，抗灾能力强，工

3、作环境较好的温室大棚（以下简称大棚）呢？这首先要从大棚的科学属性来谈这个问题。大棚本身是农业，林业技术吗，不是。大棚是畜牧，水产业技术吗，也不是。难怪，多年来由农业专家牵头的大棚改良一直在不断地照猫画虎，难以切中要害，也就不可能将成本大幅度地降下来，将抗灾能力提上去了。大棚与我们的住房一样，属于建筑技术。只有用研究建筑技术的方法去分析目前大棚的现状和存在的问题，才能提出降低温室大棚的造价、提高抗灾能力，和改善环境的正确思路。原来，目前许多大棚，存在的建设造价高，抗灾能力低及工作环境差，都是出在没有精准的建筑设计或是结构本身不合理的问题上。遗憾的是目前主持研究大棚的专业技术人员绝大多数是学农林牧

4、渔的专家、乡村的能人或是包工队长，（他们只能凭经验，而许多经验本身就是错误的，另外他们普遍没有接受过建筑力学、建筑热学，建筑光学方面的专业培训）。很少有建筑设计师介入这一领域。但这也同时给建筑设计留出改进、降本的空间。我是一位专业从事建筑结构设计的高级工程师，叫高和林，退休前曾任内蒙古包头钢铁公司设计院院长，土建专业高级职称评审委员会组长。1997年由我亲手设计的中国第一座塑料大棚双标准池游泳馆建成并投入使用，比北京“水立方”提早了十年，我也从此走上了“塑料大棚设计”之路。大棚设计中我本着以下标准要求自己：同等强度，追求造价最低；同等造价，追求材质最优；同等材质，追求跨度最大；同等跨度，追求强

5、度最坚。如今我是位退休十多年的老人，大家都称我高老师。我设计的各类塑料大棚，经过在全国各地十多年的实践，获得成功。已在内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、江西、河北、江苏、广西、山西、陕西、甘肃、山东、湖北、新疆、河南、云南等二十几个省推广、建成了数千余栋，效果良好，并经历了特大风暴和大雪、冰雹的考验，十年前在包头建的大棚、膜未换，还在使用。为什么说，只有科学设计才可能真正有效地降低建设成本呢。因为，只有经过建筑理论科学分析计算，才能选择最合理的墙体，基础形式；风阻最小的外形尺寸；合理的太阳入射角度；抵御雨雪冰雹的合理曲线；最小的钢材断面；最大的拱架间距，最大的单拱跨度。从而使材料的性能既得到充分发挥

6、其极限效能，又能满足最大的抗力需求。从而最大限度地减少材料用量，材料少了，成本自然会降下来。曾经有这样一组调查数据，一套科学的设计图纸将会给建设者节约最少20%至80%的资金。另外，只有科学设计才能保证大棚结构的安全，以满足抵抗可预见最大外来荷载（如狂风、大雪、冰雹、暴雨）的能力。为了使我对科学设计是温室大棚降低建设成本的最有效的途径这一论点加以阐述，必须针对目前传统大棚进行深入分析比较，肯定其合理的部分并提出存在的问题。以下，我将分几讲阐明我的观点，并提出较合理的解决方法。第一讲：传统大棚的钢筋混凝土基础有明显的力学失误。大家都知道，基础的作用主要是抵抗上部荷载压力的作用下，建筑物不产生过度

7、的塌陷、不均匀沉降和水平方向的前后左右摆动。由于一般建筑物四周墙体自重很大，屋面楼面荷载也很大，加上水平地震力、风荷载的作用，房屋基础必须有一定的埋深、巨大的底面积和足够的强度。人们将基础看做建筑物最重要的部件。对于普通的房屋建筑，这一观点是正确的。然而，这种传统的思维方法如果放在大棚上，就欠合理了，其结果是白白多花了许多没用的钱（占拱棚总投资20%左右，如果考虑目前人工费逐年上升和土建备料、施工工序繁杂的因素就更不合算了。），同时还延长了工期，增加了工种又污染了环境。更有甚者他们将大棚放到地圈梁上或放在1-2米高的矮墙上。这就不只是浪费了材料的问题，而是产生了极大的安全隐患。我常常举例：一个

8、成年男子站在一个坚固的高台上（20厘米）一位10岁的小男孩就足以将其推倒。如果是站在平地上，就不会了。中国有句成语，“脚踏实地”说的就是这个意思。从大棚实际受力分析来看，大棚建成后，钢骨架主要是承受风荷载产生的向上的升力，而这个外力主要是由大棚膜通过数条压膜绳，再通过地锚传递到地球上的。钢骨架只承受很小的一部分力。具体到钢骨架基础，一侧主要是向上的拔力，另一侧只承受有限的压力。钢骨架基础主要作用是防止根基部位的前后左右的摇摆。可见，传统的混凝土基础（甚至花几万块钱去做钢筋混凝土圈梁）是不科学的，（当然如果必须要砌筑墙体，下部还是需要基础的。下几讲我还要对墙体的功能提出异议，最终建议取消墙体）。

9、既然传统大棚的钢筋混凝土基础有明显的力学失误，那么钢骨架下部将如何设计呢？这个部位不是还存在承受很小的一部分升力和压力吗，特别如何是防止根基部位的前后左右的摇摆？方法当然很多，在这里我只讲全新的，施工最简便的一种：我起名叫无开挖式螺旋式地钉大棚钢骨架基础。先介绍一种全新的大棚配件：螺旋地钉，如下图。先将土壤略夯，将地钉拧入土中，再夯实，地锚有很强的抗拔能力和抗前后左右的摇摆的能力，也具备一定的抗压能力。地钉的长短，粗细，使用数量是要根据钢骨架的跨度、高度、所处地区不同而有所区别。其平面布置应该是：由2-4根螺旋地锚拧入钢骨架基础部位外侧10-15公分土中(拧入方向：向外与地面成60度角)，旋耳

10、露出地面，找好标高，做好标志，最后用U形钢筋将旋耳与钢骨架的每一根立杆根部相焊。基础便完成了。就这么简单（焊牢后还要刷油漆三道）。只要连接焊缝长度足够，地钉旋入土中的深度足够，数量合适，地基的强度是能满足要求的。举一个形象的例子，一棵大树，下面只要有足够的根系，盘根错节，在土壤强大的握裹力作用下，这颗大树将十分坚固。在这里我还想多说一句，如果将螺旋地钉适当加长，用它来做压膜绳的地锚，既省钱又省工。除此以外 地钉还可以在手摇卷膜器卷升爬杆、双层棚膜拉绳和棚内植物吊绳中使用，只是要选用“小号”的即可。在实际工作中，先买些螺旋地锚。用其作为大棚钢骨架制作场地的防雨棚的基础，和钢骨架胎膜的锚固件。待全部钢骨架制作完成后，将防雨棚和胎膜拆除，全部材料再用回大棚上去，工完料净，可最大限度地降低建设成本。科学设计是降低温室大棚建设成本的最有效的途径，是个十分有意义的大课题，也是个难度不大的课题，同时也是未被提到议事日程的边缘课题，可谁能想到，他同时也是全年能为国家和农民节约上亿元的利国利民的大文章。下一讲的题目是（第二讲）传统温室墙体有明显的建筑热学失误。