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2014年12月9日 作者:xwz2367609 [返回]
鸟巢温室建造及内部功能区建造技术

以鸟巢为设施的现代农业示范区
    该区由一3309平方米的连体鸟巢及一座1256平方米的单体鸟巢组成,其中单体鸟巢主要用于果树雾培生产与示范,重点用于热带果树的种植及亚热带果树的反季促成及延后种植。3309平方米由一直径58米的鸟巢及一直径30米的鸟巢相交气泡式融合而成,相交融合连为一体,连体后地缘面积为3309平方米,连体相交处采用拱式贯通,拱式跨度为15.5米,拱顶高为4.2米,拱两端垂高为2米,方便人员过往及管理。以下就每座温室结构及设计作细化说明。
    3309平方米连体鸟巢属性
    直径58米的鸟巢为主体鸟巢,该鸟巢顶高18米,地缘有效面积为2629平方米。钢结构采用空间桁架式双蜂窝三角结构,具极强的抗性。温室顶四周设六扇三角通风窗,底二层设10扇三角通风窗(按均均十二扇布局,减去门及相交连接处二扇)。温室地缘垂高为2米,双蜂窝空间桁架结构由外三角及内蜂窝采用空间桁架式复合,形成0.5米厚的空间夹层适合寒季覆双膜保温。温室中心高旷区设设一螺旋梯田式撑柱,由内撑柱外撑柱及宽6.6米的梯面复合而成,其中螺旋式的梯田设计是当前垂直农场设计的经典模式,螺旋一周增加一倍利用率,该中心旋梯顶高为14米作三层盘旋,每层层高为4.6667米。梯面铺设木板后可以作为空中梯田使用,大大提高了空间利用率。内撑柱直径为10.845米,内空区域设为深2米的水体,作为温室调温设湿及生态水产养殖之用途,形成中心水体,水体以蓄水深1.5米计,可容水138.5立方米,如果采用鱼菜共生技术,结合高密度养殖,可年产3462.5公斤(以罗非鱼为例)。
    直径30米的鸟巢,顶高为10米,采用简易的蜂窝鸟巢结构,顶四周同设六扇三角通风窗,底二层设均匀布设的三角窗四扇(去除门及相交处窗)。温室地缘底层垂高同为2米方便操作,空间桁架夹层厚同为0.5米,冬季也可覆双膜保温,相交后有效地缘面积为680平方米。
    连体鸟巢出入口门可以按照需要在地缘一周任何处开设,主体鸟巢门宽为2.2米高为2.4米,采用玻璃推拉门设计,附助连体小鸟巢门宽为2.6米高为2.4米,也同为玻璃推拉设计。
 

建成外观

设计效果

3309平方米连体鸟巢内部设计
   其中主体鸟巢重点体现立体化与高效化的雾培生产模式,特别是中心螺旋梯田全部采用盘旋的雾培塔架种植,其提高的效率可以达到平面耕作的十多倍以上。
以两鸟巢中线为基线作十字形主过道规划,主过道宽为2米,把每个鸟巢内部区划为四大扇区。主体鸟巢内部作环状布局,由外而内,分别是二环排立柱栽培,三环排塔式栽培一环排为钢结构树雾培,再加上中心区域的螺旋梯架雾培。
   立柱式雾培于温室最外周,作二环排布局,环排之间间距为3米,柱间距也为3米,每柱直径为1.2米高为3米,外环排布设56根,内环排布局50根,作均匀布设,除去过道处及温室相交处外,实际共有栽培柱98根,共创有效耕作表面积为1058.4平方米。
 

立柱式雾培、塔架雾培、钢结构树呈环状布局

建设中的外环立柱栽培中间塔式雾培及内环钢结构树

三环排的塔形雾培,其中中间一排为高塔架设计,就是于三角塔架上方延伸组装同一规格的倒立三角架,用于套种瓜果时攀附架使用。塔形雾培架底宽为1.2米斜面1.8米,塔架间留出宽0.8米管理操作道。四扇区三环排塔架共创有效栽培表面积为1192.344平方米。中间高塔架用于瓜果套种共创有效耕作线长为111米,按照两侧套种株距0.6米计,可创有效瓜果株位370棵,以每株位年产瓜果10公斤计,中间排塔架通过套种可年增收瓜果3700公斤。
环绕中心旋梯一周的为钢结构树雾培,钢结构树雾培大多用于蔬菜树的培育,让瓜果单株产量超常规发育,比如小番茄采用单株钢构树雾培可株产达到150-200公斤。环绕一周布设钢结构树12棵,棵间距为8米,每株钢结构树如世博轴式设计,高为4.5米,伞状展开直径为6米,覆绿面积可达28平方米,钢结构树基座直径为1.6米,通过水泥喷浆或者扣板后形成概念树杆,也可以于树杆表面栽培叶菜药草花卉等。以钢构树种植无限生长型小番茄计,12株钢结构树可年增收瓜果1800—2400公斤。
中心螺旋梯田梯面宽为6.6米,布设三排螺旋雾培架,雾培架底宽同为1.2米斜面为1.8米,架间留出宽0.8米操作道,管理人员可以由一层直通往至三层。盘旋的梯田设计,一是创造最大化的耕作面积,二是上层对下层的挡光少,可以充分利用漫射光,而水平分层式的设计,上层对下层的挡光大,而且耕作线也较短,效率相对要低。通过螺旋塔架设计,中心梯田可创有效耕作表面积为1722.492平方米。
 

中心旋转式垂直农场

先用木条或者方钢铺设找平梯田

铺设木板

    通过上述设计,该温室内部总计可创有效栽培叶菜表面积为1058.4+1192.344+1722.492=3973.236平方米。按照定植板定植孔株行距0.1mX0.15m计,可一次性定植264882株,以年至少生产十批计,可日收获叶菜7358棵,以普通生物量叶菜每十株一公斤计,可日收获叶菜735公斤。再加上瓜果年增收3700+1800=5500公斤。
    联体鸟巢中的小鸟巢,经连体后地缘有效面积为680平方米;该温室内部功能主要用于种苗生产、水培花卉驯化及瓜果雾培种植;其中种苗快繁可以源源不断为整个农业基地的生产提供无性商品苗;水培花卉驯化可以生产商品性水培花产品,可以作为基地的旅游产品出售。雾培瓜果主要定位高品质瓜果生产及观光型太空育种品种的生产示范展示。
    内部同样以联体鸟巢的纵向中线为基线,作十字形主过道区划,主过道同宽为2米,把内部分为四大扇形区;为了充分利用每扇区,每种植区全部采用立体式X架复合耕作设计。每区块设长短不同的X型培育架6组,四区块共布设24组。X架的优点是可以创造更多的立体耕作空间,X架的下层用于种苗快繁及水生诱变床的建设,上层V架用于水平架设大口径PVC管,用于管道化雾培设计。四区块中两区块用于种苗快繁床建设,另两区块作水生驯化床用途。近联体相交处的两区作为快繁床建设,快繁床的一大功能是培养种苗,另一大功能是为水培花卉的生产提供花卉去根后的催根培育。快繁床宽为1.2米深为0.2米,长短因扇区限制可长短不同,床间留出宽0.8米操作道。每床上架设X架,X架采用材料长1.2米的钢管组装而成。快繁床有效平面表面积为128.7平方米,如果一半用于快繁,可年生产种苗128710-257421株,另一半用于水培花卉催根,可年完成10725棵花卉的驯化催根。
 

X式培育架,上层为管道化雾培瓜果,下层为快繁催根苗床

上层V槽雾培下层快繁(建时作修改)


另两区下层作水培驯化床设计,床宽同为1.2米,长短各异,每区六组共12组。水培驯化床宽同为1.2米,深为0.3米,床间同样留出宽0.8米操作道。X架下层创造有效苗床表面积为134平方米,可年驯化普通株型水培花卉22322盆。
 

X式培育架,上层为管道化雾培瓜果,下层为水培花卉驯化床

上层V槽雾培下层水培花卉驯化床


上层架设PVC管道化雾培,小鸟巢温室内四大区块共计创造有效瓜果栽培线长为219米,按照上层V架两侧套种,每侧株距0.6米定植,可创有效瓜果株位730棵,以每株位年产瓜果至少10公斤计,该温室可年收获瓜果7300公斤。
该连体温室内的营养液池及水池建于温室拱式连体相交处的空旷处,为地下式建池,共作四格池建设,每侧两池,池宽为2米长为4米深为1.5米,两池作毗邻而设。其中两池用于雾培营养液使用,另外一池为水培花卉养液池及快繁弥雾清水池使用。
 

设计时营养液池位置

建造时营养液池调整于棚外

营养液池及控制设备


1256平方米单体鸟巢温室属性
    该温室地缘直径40米,占地1256平方米,温室采用简易的蜂窝三角空间桁架结构。温室顶高为12米,地缘垂高为2米,温室内部空旷无支柱,温室顶设三角通风窗六扇,底二层设下三角通风窗6扇。温室门宽为2.6米高为2.4米,作玻璃门推拉设计。温室冬季可覆双膜保温,夏日底层垂高处可换覆防虫网增进通风。
 

1256平方米设计效果

上图左侧为建成的1256平方米鸟巢


1256平方米单体鸟巢内部设计
    该鸟巢主要功能为果树的气雾培栽,包括热带果树及亚热带或寒带果树皆可。果树采用气雾栽培具有以下优势,一是生长快,二是可以因生长调节需要随时进行搬移,甚至作搬移冷库的需冷处理,三是这样的果园用工省,无需除草施肥灌溉,病虫也极少,可作高品质丰产栽培。最为关键的是一些北方果树也可以采用人工致冷的方式完成休眠,解决长江以南难以栽培苹果、大樱桃等高休眠品种的技术问题。另外利用温室设施的加温与保温,可以于该温室内栽培一些台湾热带水果或者南方果树,实现良好的观光与采摘效果。
 

雾培设施果园

    该区内部同样以十字形过道作界分四扇区管理,其中两区块为槽式雾培设计,另外二区块作X架式篱壁式管道雾培设计,所以篱壁式就是把果树抽发的枝平面绑缚于X架的上层V架两侧,作平面绑枝处理,让果树枝蔓延伸布局于V形架的两斜侧平台上。这种枝蔓管理方式一是可以减少与阻止无效徒长枝的抽发,二是枝势均匀,枝枝可挂果,二是树叶果分布于一斜置平面上,如篱壁葡萄,光照充足,可以生产高品质果品。
以下就两种栽培模式作简要说明:
    槽式雾培,采用砖砌建立种植槽,并于槽内架弥雾管,并于槽上平置种植扣板即可。入口两侧两扇区全部作槽式雾培设计,每区布设9畦长短不同的雾培槽,槽宽为0.8米,高为0.6米用砖砌建,内部铺防水布或土工布复合膜防漏。种植槽间留出宽1.2米管理过道。两区18组雾培槽共创有效栽培线长为232米,如果按照草地果园种植密度,株距1米计,可栽培果树232棵。
 

果树槽设雾培

建成的雾培槽

X架式篱壁管道雾培区,该区由两扇区组成,每扇区也同样布设9畦组X架,该X架由下层高0.8米的A架与上层腰1.667米的V架组装而成,上层V架连为一体,形成一体化的钢架,V架每侧再用铁丝拉线成篱架。大口径的管道架设于X架叉处,定植的植株交错布设于V架的两腰的拉线上。最后形成V形篱壁树形。X架下层空间可以自然生草也可以用于快繁小苗的营养袋移栽苗之摆放培育。

X架管道雾培果树

建成的管道雾培果树设施

   篱壁果园区同样创造232米的栽培管线,但株距可以加密按0.5米定植,定植的植株交错往两侧V架固定绑蔓。种植总株数可达464棵,实现超高密度种植。
雾培果园可以灵活移动调节株距,可以搬移冷库以完成休眠,再加上结合冬季双膜保温与加温,完全可以实现落叶果树的促成栽培,让果品成熟期提前至春节前后,大大提高效益,也可以实现大樱桃的成功种植。在双层膜保温下,一些热带果树可以安全越冬,实现热带水果的成功种植。

物联网摄像头(云台式360度可远程调控)

物联网远程软件界面


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