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2015年11月19日 作者:xwz2367609 [返回]
丽水青田县气雾培蔬菜工厂基地的设计与建造

前言
    基地建于青田县市郊,离消费中心距离近,可以作为城市鲜活蔬菜配送基地建设,也可以作为蔬菜采摘园项目。适合发展都市农业,随着今后基地的扩张,可以建成集生产、科普、观光、休闲、农家乐等为一体的现代农业生态园。
一期基地总面积为7010平方米,其中拱式联体雾培工厂一座2400平方米,鸟巢温室型雾培工厂1256平方米,557平方米椭圆鸟巢型雾培快繁温室一座,另外配套的附助设计有:77平方米的心形生态庇所、201平方米的钢构树风格的生态房理房。以下就各元素设计作细化说明。 
 

基地整体设计效果

建成效果

 

设计元素
A、2400平方米实用型拱式联体鸟巢雾培工厂
    雾培工厂是未来蔬菜产业发展的方向与趋势,开发适合雾培工厂的温室设施显得极为重要,雾培温室要求与普通温室不同,需要适合立体耕作的高旷空间及强大的抗性,传统温室因高度较低而实行立体种植后往往通风层不够,导致上层作物夏日生长不好。另外普通的拱棚除了高度低外,抗风性又存在问题,传统耕作可以遇到强风时划破大棚膜以保钢架不受损,但工厂化设施栽培必须对温室骨架有更高要求,可以抗强风袭击。如果划破棚膜会破坏内部所以种植设施,所以用于雾培工厂建设的温室除了高度更高外还需具强大的抗性。
    拱型鸟巢意指,采用拱型外观,保持温室的传统线性,方便内部整齐布局,但同时在建造上改良为三角蜂窝的鸟巢结构,使温室抗性提高,跨度增大,高旷性更大,而且结合联体设计,又能体现温室的庞大性与整体性,使内空间环境更加稳定,也更加方便集约管理。以下就把该创新的温室及内部设计作详细介绍。
温室属性
    用于建造温室的地块宽为60米长为40米,可以建设成平均每跨约12米长40米的五联体温室。温室结构采用拱架式三角蜂窝结构,由三角形外温室及蜂窝式内温室通过空间桁架复合而成,这种结构的内蜂窝钢构部份可以作为冬季覆内膜的卡槽固定安装,实现双层膜保温。
    温室的每拱跨之间传统是以方钢立柱联接,而专门用于雾培生产的联体鸟巢,在拱间连体处采用塔形架基座连接。既增架了种植利用空间又使温室基座更加稳固。温室每拱跨实际跨距为11.8米,因为整体联体温室两边侧基座采用塔形基座,而使每拱实际跨距缩短。第跨拱弧顶高为4.5米,再增加顶部高0.8米的条幅式常开通风设计,温室顶处最高点为5.3米。每跨温室纵身长为40米,第跨纵向中线处设对开门,门宽为2米高为2米,设玻璃推拉门,另外为了方便管理,也可以于整体温室两侧中线处增开一道门,门宽也为2米高2米为顺着基座塔架稍斜开设。 
 

五联栋设计效果

建成效果

    拱跨间的连体基座为塔形钢架,架宽为1米,斜面为2.0556米。五联体拱架鸟巢共有联体塔架六组,全部用于塔架雾培种植,大大增加了耕作空间,除了温室两边侧朝外的斜面作水泥喷浆以提高边侧抗风性外,其它均可以覆挤塑板作为蔬菜种植使用,所以实际用于蔬菜种植的表面积光塔形基座部份就增加720平方米。
温室内部管理主过道设计,每拱入口处沿纵向皆设一宽1-1.2米纵向主过道,再于40米边的中线处开设一宽2米的横截主过道,形成纵横十字交错的温室内主通道。 
 

内部横截主过道

建成效果

 
    为了确保温室周年生产,于温室两端头分别安装湿帘与风机,而且夏日顶部条幅式常开通风口可以去膜换成防虫网,让内部热空气自然从顶处外排。寒季再作闭封处理,冬季可以于内蜂窝处卡膜形成双膜保温。
内部设计
    内部全部作梯架式雾培设计,每拱跨温室于横截主过道两侧作整齐的排列,每侧排列六组,每跨即为12组,五联体温室内部全部可布设雾培梯架60组。每组梯架底宽为1米斜面为1.5米,上梯面宽为0.4米。每组梯架长为18米,梯架离两端头各退进1米,方便湿帘风机通风及人员管理,梯架间留出宽0.6米的管理操作道。通过立体设计,共创梯架雾培的有效耕作表面积为3620.58平方米,再加上连体处的塔形基座雾培720平方米。2400平方米雾培工作内空间共创有效叶菜种植表面积为4340.58平方米。以叶菜定植株行距0.1mX0.15m计,可一次性定植叶菜289372棵,以年至少生产十批计,可日收获叶菜8038棵,以每十株一公斤生物量计,可日收获叶菜800公斤。 
 

梯形架设计效果

建成效果

    另外梯架雾培可以实行隔组套种,60组雾培梯架,可以实行30组套种,可创套种栽培线长540米,按照上梯面两侧按株距0.6米套种,共创瓜果株位1800棵,以每株位年产瓜果10公斤计,该联栋可年增收瓜果18000公斤。
雾培工厂的营养液池建于横截主过道一端头,作两格池设计,每隔池宽为2米长为4米深为1.5米。为地下式,方便回流及液温稳定。
B、1256平方米鸟巢温室型雾培蔬菜工厂设计
    蔬菜生产采用气雾栽培技术是蔬菜产业技术变革的未来主要趋势与方向,当今世界发达国家,农业耕作大楼的设计也基本采用气雾培栽培,具有承重轻,可往高处发展立体化效果,是实现空间耕作战略的重要技术支撑。另外气雾培生产蔬菜用于常规大田生产,一可以至少提高四倍种植面积,二是生长加快周期变短,基本无休耕期,再加上清洁化的环境易保持,可以做到生产效率5-10倍,而且严格管理体系的结合,做到完全不用农药,生产出免农药的清洁蔬菜。瓜果蔬菜的产品外观、口感、品质、营养成份都比土壤栽培好,特别是一些有严重连作障碍的瓜果类种植,用气雾栽培可以完全避免,可以永久性在同一地块生产。同时也与土壤地力与墒情无关,在任何地方只要有空间就可以耕作。蔬菜生长也具有趋大化发育特征,瓜果生物量变大,叶菜的菜叶同样趋大,蔬果产品水份充足,叶片水的膨胀压大,口感爽脆。如果带根销售还可以大大延长贮运与保鲜期,市民购回后,只需把根泡于水中可保持5-7天鲜活不蔫,可以让市民吃活的菜,避免长途运输的维生素损失。总之,气雾培蔬菜是未来种植业的重大技术变革与替代耕作方式,具有广阔的发展前景及市场空间。
    温室属性
普通的联栋温室、阳光板温室、土墙温室、高档的玻璃温室等都可以用于雾培蔬菜工厂的建设,但较为实有而低成本投入的要算是鸟巢结构温室。鸟巢温室高旷性更利于空间布局设计,强大的抗风性与抗压性可以归避自然灾害之风险,科学的几何结构又能达到最佳的温室光效及节能效果。所以通常条件许可情况下,建设雾培工厂都建议首选鸟巢温室。两者结合可谓是黄金搭当,所以也叫鸟巢雾培农业。 
 

鸟巢温室设计效果

鸟巢温室建成效果

    该温室地缘直径为40米,顶高为10米,地缘一周垂高为2米,结构为外三角内蜂窝的空间桁架结构,桁架厚为0.5米,冬季可于内蜂窝覆膜形成双层膜保温。温室门设两道,于中线处对开,门为玻璃推拉门(门宽为2.6米,高为2.4米),密封性相对较好。温室通风设上下对流的三角窗通风,顶通风设六扇,底二层设六扇为为下通风口。温室外覆进口膜,夏日底层换成防虫网加大通风量,或者四周安装几台冷风机用于降温。
内部布局
    用于生产型设计的,为了提高利用率,通常以整齐的梯架式雾培为主,尽量最大化利用地面与空间,达到高效耕作效果。
内部先作主体区划,设一宽2米的十字形主过道,把内部分为四大扇形耕作区。再于地缘一周退进1.3米,作为环绕主过道,形成道道相通。每扇区布设十一组长短不一的梯形架,因受弧线切割,所以每组架长不同,分别为:17.6m(高)、17.4m、17m(高)、16.4m、15.7m(高)、14.8m、13.7m(高)、12.2m、10.4m(高)、8m、4.1m(高)。梯架底宽统一为1米,斜面为1.5米,上梯面为0.4米,高梯架即为梯架上方倒置安装同一规格的倒梯形钢架,用于套种大株型瓜果的绑蔓与攀附,小株型瓜果可以套种于普通梯架上梯面。梯架间留出宽0.6米操作道(一般高效生产型操作道为0.6米,采摘观光型为0.8米),以方便管理操作。 
 

内部设计效果

内部建成效果


    营养液池建于十字形主过道的横截过道一端头处,营为地下式,宽为2米,长为4-6米深为1.5米。
    通过高效化立体设计,可创有效叶菜栽培板面表面积为1995平方米,以叶菜定植株行距0.1mX0.15m计,可一次性种植叶菜133007棵,以年至少生产十茬蔬菜计,可日采收叶菜3694棵,以平均生物量每十棵菜一公斤计,可日产叶菜369公斤。另外上梯面可以用于瓜果套种,四区块共创上梯面栽培线长为589米,以套种株距0.6米计,可创瓜果套种株位982棵,以每株位年产瓜果10公斤计,可套种年增收瓜果9820公斤。

C、577平方米椭圆鸟巢温室快繁基地设计
    快繁是农业产业种植业的首要环节,通过快繁可以让一个新品种短时间内实用种苗数量上的扩增,一项高效的快繁技术体系,是实现几何倍增,实现新品种快速推广普及的关键。快繁也叫克隆,是无性繁殖的重要方法,可以稳定种性,可以实现商品苗的标准化生产供给。常规快繁大多以基质型为主,改良后的快繁可以充分利用气雾培的优势,让根系于悬挂的空气环境中形成,切口发育得以最佳的肥水气保障,甚至在快繁过程中可以给予切口的二次生长激素刺激,能够让难生根品种提高成活率,易生根品种缩短周期。总之气雾方式的快繁将是未来高效化与立体化工厂化快繁的首选。如果雾培生根与雾培增殖结合,将会产生更好的效果。所谓雾培增殖,就是母本采穗园的栽培方式采用气雾种植法,可以让母本生长速度大大加快,也是母本的生理基础得以改善,更利于生根发育。在一座温室内,可以利用上层空间进行母本的雾增殖,利用下层空间进行根雾快繁,形成循环的种苗生产体系,这是当前国际上无性快繁技术总体发展趋势。
温室属性
    虽然快繁用的温室没有如蔬菜工厂那样有严格的要求,但建设高旷的温室更有利于立体化的利用,结合设施的X架式技术,方便实现上层母本雾培,下层离体材料快繁的技术体系。该温室地块为长条形,适合建设椭圆鸟巢。椭圆鸟巢短轴半径为9米,长轴半径为20米(占地577平方米),建成高9米的正椭圆温室。温室同样采用外三角内蜂窝的空间桁架技术,以提高抗性,温室两端头各设一道出入口门,采用玻璃推拉设计(门宽为2米高为2.2米)。温室顶设四扇对称分布的三角窗,用于顶通风。温室的内蜂窝构造也方便冬季覆内膜形成双层膜保温的效果。 
 

椭圆鸟巢温室设计

椭圆鸟巢建成效果

内部设计
    首先,主过道设为十字形,以宽1.2米的纵横交叉过道作区划,把内部分为四区块,地缘外环一周同样退进1.1米作为环绕过道。椭圆两端圆绵尖削处作为空旷段,可以摆放一些盆栽植物或者容器培植株,用于母本培育,中间主体方整区块作为主体的雾培快繁区设计。四区块,每区块设三畦组快繁苗床,每床宽为1.2米长为12米,并于苗床上架设X架构建立体耕作效果,下层A架扣板后建成塔形雾培快繁,提高一倍利用率,A架斜面也宽1.2米,X架上层顶处可以铺设大口径雾培管,按照间距1米铺设,X架苗床间留出宽0.8米操作道。上层管道雾培用于母本培育增殖,每根雾培管长度为12米,口径为200-300#,管内安装弥雾喷头构建循环即可。共有栽培管道24根,创栽培线长288米,以母本株距0.6米计,可定植快繁母本480棵。 
 

内部设计效果

内部建成效果


    下层雾培快繁,可创有效快繁表面积为345.6平方米,以每平方米年至少培育种苗2000棵计,可年产种苗60-70万棵。
气雾快繁与上层气雾增殖结合,是当前最为高效的快繁模式,一是充分利用空间,二是方便杀菌消毒,也不存在基质老化与病菌滋生对成活率影响的问题,三是容易形成一体化的工厂生产模式。
D、77平方米心形生态庇所
    心形含义为爱心,即爱心农场生产放心安全健康蔬菜之意。心形庇宽为11.8米,长为9.8米,高为5.8米,为标准的正心形,门设于心形基座处,门宽为1.2米,高为2.2米。心形庇所采用钢构建模,用水泥喷浆法建设墙体,并且加以涂料或彩绘外墙装饰。为了达到更好的生态效果,可以于心形外表面环绕雾培管进行管道雾培,种植藤蔓植物以绿化整座庇所构建生态的绿墙效果。心形庇所用于基地办公及客人接待,内部功能按实用再行区划。见图示:

心形庇所设计效果

建成未喷泉时效果

E、201平方米钢结构树
    钢构树也是基地的附助设施,一是可以创造绿荫效果,二是基座可以作为喷浆式生态管理房使用,可以作为控制室。该钢构树采用仿世博轴的建造风格,如伞一样展开,高为6米,展开直径为16米,绿植后可创覆荫201平方米,基座直径为3米,采用喷浆法建成管理房,面积为28平方米,喷浆房顶罩高为3米,并设一门二窗。基座管理房房顶可以设雾培桶,用于瓜果或者绿植类植物的雾培绿化,可以实现快速创造绿荫效果,长成后,远看犹如一株巨大的景观树,同时树荫下又可以为客人避雨与纳荫。见图示:

钢构树树屋设计效果

建成未上涂料及绿植覆盖时效果

总投资估算


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