本工程為智能溫室大棚設(shè)計(jì)，

11 連棟,長(zhǎng) 32 米，寬 88 米，大,軸線面積 2816 平方米外遮陽(yáng)溫 室， 2 棟，共 5632 平方米。工程內(nèi)容主要包括大棚主體設(shè)計(jì)、

制作、安裝 。二．溫室規(guī)格

根據(jù)建筑方要求，該大棚為薄膜溫室，型號(hào)為 PGR-8L。大

棚采用圓拱形屋面結(jié)構(gòu)，跨度 8 米，肩高 3 米，脊高 4.8 米，加

外遮陽(yáng)系統(tǒng)總高度 5.3 米,墻裙高 0.3m，拱桿間距 1m，立柱 4

米。大棚的兩側(cè)及頂部安裝卷膜機(jī)構(gòu)，并用寬 1.5m 米的防蟲(chóng)網(wǎng),

門洞尺寸（寬3高）為 232 米, 11 聯(lián)棟。外遮陽(yáng)連棟溫室，每

跨溫室前端配置排風(fēng)機(jī)；后端面安裝降溫濕簾；溫室安裝倒掛

式微噴灌。見(jiàn)《連棟溫室大棚端面結(jié)構(gòu)圖》與《連棟溫室大棚

側(cè)面結(jié)構(gòu)圖》

三．大棚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)參照美國(guó)?溫室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?和國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。包括

? 建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范 ? （ GBJ9-87 ）， ? 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

?(GBJ17-88),?冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范?(GBJ18-87)，《建筑

物最小設(shè)計(jì)荷載要求》等。

根據(jù)西南氣候及本溫室大棚等資料，輕鋼結(jié)構(gòu)，外型設(shè)計(jì)使 用圓拱型，圓拱室頂比尖拱型室頂采光性高 20%，；圓拱型溫室

具有良好的通風(fēng)性能，跨度 8 米，也具有良好的落水性能；并結(jié)

構(gòu)性能更好。見(jiàn)陽(yáng)光照射示意圖。

風(fēng)載：1.53KN/m2

雪載：22.4KN/m2

恒載：116.2Kg/m2

吊掛載荷：118.3Kg/m2

最大排雨量：1150mm/h

見(jiàn)載荷設(shè)計(jì)示意圖。

------------------------------------------------------------------------------4

溫室主體結(jié)構(gòu)包括:主體結(jié)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)、覆蓋物、等。 溫室基礎(chǔ)采用獨(dú)立墩基礎(chǔ)以及基礎(chǔ)墻，與地面平齊，四周砌

0.3 米高的墻裙。溫室主體結(jié)構(gòu)使用壽命95 年。

四．材料選型

骨架采用雙熱鍍鋼材 KT37，該鋼材含硅低，表面處理采用熱鍍

鋅；覆蓋材料采用的 55 絲無(wú)滴膜。

1、溫室主體結(jié)構(gòu)：

（1）、拱桿：拱桿是該產(chǎn)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(xì)加工、定型，再經(jīng)熱鍍鋅處理，使用壽命95 年。經(jīng)過(guò)受

力分析及應(yīng)力計(jì)算，選用 80 管。

（2）、脊梁、支撐桿：考慮堅(jiān)固耐用及安裝方便，選用熱鍍鋅管，

經(jīng)過(guò)受力分析及應(yīng)力計(jì)算，選用 2035.5 鋼管。

（3）、門柱、端豎管：為使安裝方便、結(jié)實(shí)耐用，故也選用熱鍍

------------------------------------------------------------------------------5

鋅矩管， 經(jīng)過(guò)受力分析及應(yīng)力計(jì)算， 考慮經(jīng)濟(jì)性， 選用

5033031.8 矩管。

（4）、側(cè)豎桿：用于支撐槽板及安裝卷膜機(jī)構(gòu)，要求結(jié)實(shí)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(jiān)固耐用、連接方便，

選用熱鍍鋅管，經(jīng)過(guò)受力分析、應(yīng)力計(jì)算及用戶要求，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(guān)系到溫室的使用壽命

及安全。經(jīng)過(guò)受力分析及應(yīng)力計(jì)算，選用 3239.5 熱鍍鋅鋼管。

（7）、水槽：水槽是溫室各拱之間的連接件，并用于排水和安裝

人員行走，要求堅(jiān)固耐用、連接方便，選用鍍鋅板，經(jīng)過(guò)受力分

析及應(yīng)力計(jì)算，選用 5.0 鍍鋅板冷成形，采用螺栓連接。

（8）、卷膜桿：用于卷棚側(cè)薄膜，要求不得劃傷薄膜、結(jié)實(shí)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）、用于棚內(nèi)的保溫，要求采光性能好。采用 0.15mm 無(wú)滴薄

膜。

2、大門：兩端面各設(shè) 30m33m 雙開(kāi)扇大門兩個(gè),推拉結(jié)構(gòu)。

3、通風(fēng)系統(tǒng)：該系統(tǒng)使棚內(nèi)空氣能夠得到充分改善。溫室兩側(cè)

及頂部安裝卷膜機(jī)構(gòu)，采用手動(dòng)拉鏈卷膜，自動(dòng)控制。

1、采用“濕簾——風(fēng)機(jī)”降溫系統(tǒng)。濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)由濕簾、

風(fēng)機(jī)、水循環(huán)系統(tǒng)及控制裝置組成。它是利用水蒸發(fā)降溫原理，

將濕簾與風(fēng)機(jī)分別裝于密閉房舍的兩端山墻上，當(dāng)風(fēng)機(jī)抽風(fēng)時(shí)，

造成室內(nèi)負(fù)壓，迫使室外未飽和空氣流經(jīng)多孔濕潤(rùn)的濕簾表面，

引起水分蒸發(fā)，使室內(nèi)的空氣溫度降低,該系統(tǒng)使棚內(nèi)空氣能夠

得到充分改善。濕簾--風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)功能特點(diǎn)：

2 降溫效果好――濕簾風(fēng)阻小，蒸發(fā)效率高，能承受較高的過(guò)流風(fēng)

速，這樣單位面積的就能使更多的空氣通過(guò)并降溫。保養(yǎng)良好的

濕簾降溫系統(tǒng)能年復(fù)一年地保證 75-80%的降溫效率。

• 濕潤(rùn)凈化空氣――通過(guò)濕簾進(jìn)入溫室的空氣更加清閑濕潤(rùn)，更適 宜農(nóng)作物生長(zhǎng)。

• 操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低――濕簾風(fēng)扇系統(tǒng)提供了一個(gè)簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)有效 的降溫途徑，所需機(jī)械部分僅僅是水泵與排風(fēng)機(jī)。

• 強(qiáng)制通風(fēng)，配合溫室面積及需要換氣量，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)做不同時(shí)間， 不同階段啟動(dòng)。

• 溫室的溫度保證外界 40℃時(shí)，溫室內(nèi)溫度不超過(guò) 30℃

A、濕簾參數(shù)：

⑴水簾厚度 10cm，孔徑 7mm。

⑵波級(jí)夾度 45°+15°。 ⑶紙殼型號(hào) 7090。

⑷外框材質(zhì)鋁合金。

⑸水簾紙要求硬度大、深色。

B、風(fēng)機(jī)參數(shù)：

⑴尺寸：1380x1380。

⑵功率：1100W。 C、循環(huán)蓄水池要求：

⑴規(guī)格 3m（長(zhǎng)）31.5m（寬）32m（深），共 9m3。⑵用

標(biāo)準(zhǔn)頁(yè)巖磚“二2四”墻砌邊壁，用 1:3 水泥砂漿滿縫安砌， 安砌完畢后用 1:3 水泥砂漿粉糊內(nèi)墻體，然后刷 2-3 次凈水 泥漿。⑶用高標(biāo)號(hào)水泥和 6#鋼筋預(yù)制板封蓋。

濕 簾

2、溫室兩側(cè)及頂部安裝卷膜器。

4、遮陽(yáng)系統(tǒng)：外遮陽(yáng)系統(tǒng)，骨架采用框架結(jié)構(gòu)，齒輪齒條傳動(dòng)，

電機(jī)做動(dòng)力，控制箱控制，外遮陽(yáng)采用黑色。本系統(tǒng)包括控制

箱、優(yōu)質(zhì)專用電機(jī)、傳動(dòng)部分、行程限位開(kāi)關(guān)等組件。按下

控制箱啟動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕，電機(jī)啟動(dòng)。電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)傳

動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動(dòng)軸通過(guò)連接組件帶動(dòng)齒條運(yùn)行，通風(fēng)窗打開(kāi)

后觸動(dòng)行程限位器開(kāi)關(guān)，電機(jī)停止，該行程運(yùn)行結(jié)束。該控

制箱備有手動(dòng)控制，如需要中途停止，可以按下停止按鈕，

即可停止運(yùn)行，并可以實(shí)現(xiàn)智能控制。

電動(dòng)外遮陽(yáng)系統(tǒng)

5、鋼結(jié)構(gòu)的采用：

圓型鋼管最大優(yōu)點(diǎn)是各向同性，便于取材和加工。其缺點(diǎn)是：

------------------------------------------------------------------------------10

① 鉆孔之處無(wú)鍍鋅保護(hù)；②幾乎不可能看清楚鋼管內(nèi)部的狀況；

③外形為圓形，可能產(chǎn)生滑動(dòng)，④管與管不可能確保用夾板裝

置連接良好并固定不動(dòng)。

冷彎型矩管其特點(diǎn)是：

① 最終成品要精確的多；②更易于裝配；③斷面狀況便于監(jiān)視， 觀察到問(wèn)題更容易處理；④材料成本高。⑤抗風(fēng)栽和雪載等載 荷強(qiáng)。

綜上所述，根據(jù)本溫室用途及用戶要求，采用冷彎型矩管與圓型 鋼管，并進(jìn)行熱鍍鋅處理。

五．系統(tǒng)構(gòu)成

1、 骨架：立柱、拱桿、拉桿、豎桿。

2、 排水系統(tǒng)：水槽、下水管,溫室采用六道水槽，基本讓溫室 雨水通過(guò)水槽、下水管進(jìn)入排水溝。

3、 降溫系統(tǒng)：14 套卷膜機(jī)構(gòu),12 套頂卷膜,2 套側(cè)卷膜、噴灌、 風(fēng)機(jī)、濕簾。

側(cè)卷膜

4、 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)是連接結(jié)構(gòu)與地基的構(gòu)件，必須將重力、浮力 傾斜荷載，安全傳達(dá)到地基。預(yù)制地基比現(xiàn)澆地基多養(yǎng)護(hù) 期，故牢固，采用現(xiàn)澆地基。在水槽方向有 0.3%的坡度， 便于排走所有雨水；在垂直水槽方向，其坡度應(yīng)小于 0.1%。

5、降溫系統(tǒng)

（1）溫室兩側(cè)推拉窗、風(fēng)機(jī)、噴灌、門以及風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)可

使溫室內(nèi)溫度基本與室外溫度相差不大。

（2）噴灌降溫系統(tǒng)

噴霧降溫系統(tǒng)，通過(guò)技術(shù)手段將水以細(xì)微顆粒狀噴入空

氣中，使水與空氣充分接觸，利用水蒸發(fā)吸熱降低空氣溫度

的方法稱為噴霧降溫。噴霧降溫系統(tǒng)分類：根據(jù)水是否直接 噴入溫室內(nèi)以降低溫室內(nèi)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(nèi)，間

接式噴霧降溫將水噴灑在溫室覆蓋材料上，本處采用直接式 噴霧降溫，并可增加溫室濕度，增加作物葉面供水與施肥。

噴灌降溫系統(tǒng)

6．總控 溫室控制系統(tǒng)就是依據(jù)溫室內(nèi)外裝設(shè)的信息，通過(guò)控制設(shè)備

（如控制箱、控制器等）控制驅(qū)動(dòng)/執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、

開(kāi)窗系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)等），對(duì)溫室內(nèi)的環(huán)境氣候和灌溉施

肥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制以達(dá)到栽培作物的生長(zhǎng)發(fā)育需要。

六．溫室微氣候

1、 光照

光照調(diào)節(jié)方法：①補(bǔ)充光照，安裝照明設(shè)備(用戶自己根據(jù)需

要自行安排)；②覆蓋材料的光選擇性，15 絲無(wú)滴膜,透光性

好,抗紫外線強(qiáng)，安全系數(shù)高。

溫室通風(fēng)

① 自然通風(fēng)

使用天窗、側(cè)開(kāi)窗、門，以及增加水槽高度，溫室外的冷空

氣通過(guò)天窗、側(cè)開(kāi)窗、門進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)熱空氣通過(guò)天窗出

去，形成自然通風(fēng)。自然通風(fēng)運(yùn)行費(fèi)用低、安裝費(fèi)用少，但

不易控制溫濕度。

②風(fēng)機(jī)排風(fēng)

通過(guò)排風(fēng)機(jī)，可以加快溫室內(nèi)空氣流動(dòng)，有效控制溫室的溫

度，達(dá)到作物生長(zhǎng)需要的最佳效果。隨著人們生活水平的提高，溫室技術(shù)也越來(lái)越多，因?yàn)闇厥抑蟹N植的時(shí)令蔬菜正變得越來(lái)越不可分割。溫度控制是最重要的部分：基于PLC的靈活性和易于操作的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于PLC的溫度控制系統(tǒng)。讓我們介紹溫室控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括信息收集單元，智能控制單元和最終執(zhí)行單元。這次設(shè)計(jì)的溫度可以改變?cè)S多因素，包括照明，濕度，通風(fēng)和其他因素。該系統(tǒng)包括一個(gè)溫度上升和下降系統(tǒng)，一個(gè)輔助照明系統(tǒng)，一個(gè)遮陽(yáng)系統(tǒng)，一個(gè)加濕系統(tǒng)，一個(gè)CO2系統(tǒng)和一個(gè)用于全面調(diào)節(jié)溫度的通風(fēng)系統(tǒng)。變化可確保溫度精度。由于已根據(jù)設(shè)計(jì)需求和經(jīng)濟(jì)綜合因素選擇了Siemens S7-200 PLC控制裝置，因此它不僅可以實(shí)現(xiàn)輸入和輸出控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)輸入和輸出控制還實(shí)現(xiàn)了高性價(jià)比：通過(guò)設(shè)計(jì)給出控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，在STEP7軟件中輸入，調(diào)試和仿真梯形圖，完全可以滿足設(shè)計(jì)要求。

（1）溫度利用率較低。通風(fēng)口必須相對(duì)較大，以防止高溫影響天氣對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。這會(huì)導(dǎo)致熱區(qū)的溫差大，然后室內(nèi)的冷區(qū)會(huì)導(dǎo)致溫度下降并減緩植物生長(zhǎng)。

（2）當(dāng)天氣多雨，下雪或多風(fēng)時(shí)，溫室內(nèi)的溫度不能保持恒定并且植被不能在適當(dāng)?shù)臏囟认律L(zhǎng)。蟲(chóng)害和疾病往往造成經(jīng)濟(jì)損失；

（3）不受控制的臨時(shí)溫度通常會(huì)造成不可逆轉(zhuǎn)的損失；例如，樹(shù)木開(kāi)花期間的一兩個(gè)高溫導(dǎo)致一年的生產(chǎn)損失；

（4）勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以及時(shí)調(diào)整溫度。蔬菜護(hù)理溫度約占總時(shí)間的50％，而水果護(hù)理溫度約占總時(shí)間的85％。近年來(lái)，出現(xiàn)了單機(jī)械通風(fēng)口技術(shù)，但是由于不能解決實(shí)際問(wèn)題，因此尚未得到廣泛應(yīng)用。

第2章系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以PLC為控制核心設(shè)計(jì)，分為三個(gè)部分：

（1）信息采集系統(tǒng)，包括溫度/濕度傳感器，光傳感器和CO2傳感器。主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)部的環(huán)境。在執(zhí)行設(shè)備工作時(shí)，也要執(zhí)行反饋工作。這是影響系統(tǒng)精度的主要因素。

（2）智能控制單元。它主要包括模糊控制器，MCGS配置（人機(jī)交互界面）和PLC（系統(tǒng)的核心部分）。信息獲取系統(tǒng)將信號(hào)輸出到模糊控制器。模糊控制器處理信號(hào)（由PLC確定并執(zhí)行先前的分析）。模糊控制信號(hào)在發(fā)送到MCGS配置之前先經(jīng)過(guò)處理。 MCGS配置會(huì)創(chuàng)建趨勢(shì)曲線。它在人與計(jì)算機(jī)之間交換信息，例如動(dòng)畫演示，最后將信號(hào)發(fā)送到PLC。 PLC將信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，并做出相應(yīng)的決定來(lái)控制下一部分工作。

（3）系統(tǒng)執(zhí)行單元根據(jù)來(lái)自PLC的信號(hào)包括前進(jìn)和后退裝置以及包括開(kāi)關(guān)裝置在內(nèi)的最終裝置，并相應(yīng)地響應(yīng)以控制溫度等以達(dá)到目的。你呢在最終信息收集部分，將信息收集并反饋，并重復(fù)上述步驟以實(shí)現(xiàn)智能溫度控制的效果。您也可以手動(dòng)或自動(dòng)切換以確保溫度精度。

示了系統(tǒng)的自動(dòng)溫度控制梯形圖。