雁门关生态畜牧区日光温室羊舍建筑设计研究★

2011-08-15贠慧星

山西建筑 2011年2期

贠慧星冉云

雁门关生态畜牧区地处山西省的北部和西北部高寒区，所辖28个市县，是山西省重要的畜牧业生产区，拥有丰富的牧业资源。但是，该区养羊经营粗放，从 2001年开始山西省委、省政府做出建设雁门关生态畜牧经济区的重要决策，以规模养殖场和标准化养殖小区建设为重点，积极推进散养放牧的粗放经营方式向集约化、标准化、产业化经营方式转变。禁牧舍饲是该生态区今后发展的出路。日光温室羊舍的提出，旨在为舍饲养羊提供一种设计科学、投资成本低、使用效果好的新型羊舍。

1 雁门关生态畜牧区气候特征及设计依据

雁门关生态畜牧区地处山西省的北部和西北部高寒区，介于北纬 37°～ 40°，东经 110°～ 114°之间;年均气温在 3.7 ℃ ～ 8.8℃之间，无霜期 100 d～130 d，年均降水 400mm～500mm，雨量分布不均，气候干燥寒冷，昼夜温差大。

1.1 光能利用

影响光能充分利用的主要因素是透光率，而透光率又与阳光的入射角有直接关系。当入射角在 0°～40°，40°～60°和 60°～90°范围内时，其透光率随入射角的增大分别表现为略有下降、明显下降和急剧下降。所以日光温室羊舍透光面的南侧屋面角在设计时，要保证阳光入射角不要超过 60°。

影响光能利用的另一个重要因素是保温，在设计上，采光屋面越大，晴天白天增温越快，但夜间降温也越快，所以必须要用草苫覆盖以利寒冷季节夜间保温。

1.2 通风与防暑

羊喜干燥、怕潮湿、怕闷热，所以在热天良好的通风和降暑，则是建舍中重点考虑的问题，在本设计中南侧通风口面积占墙面达 35%，北侧通风口面积占墙面的 21%，充分实现了对流通风。在斜坡采光屋面上热天用草苫完全覆盖，可起到良好的降暑作用。

2 羊舍建筑设计参数

1)跨度:指北墙至南墙内侧间距，为 8m。 2)高度:指四面墙壁高度和斜坡棚面高度，北墙高为 2.2m，南墙高为 1m，东西山墙高为 2.2m。斜坡棚面北沿高 2.2m，南沿高 1.5m。3)长度:没有硬性规定，以 25m～60m为宜。4)采光屋面角:采光屋面角是指日光温室采光屋面与地面形成的夹角。屋面角的大小直接影响光线的入射角，从而也就影响了透光率。北方地区一般以 10°～30°为宜。5)后屋面仰角:后屋面角度大于严寒季节(立冬至立春)上午的太阳高度角时，太阳光可照满温室后墙，使墙体能吸蓄较多热量。冬至日至立春期间要使太阳光照满温室后墙，后屋面角最好大于当地冬至太阳高度角 7°～8°。6)方位角:温室方位东西延长，坐北朝南，偏东偏西以不超过 10°为宜。偏东，可多利用上午太阳光，有利于室内升温;偏西，有利于提高夜温。山西省冬季早晨温度较低，时而有雾，不能早揭草帘，温室应偏西 5°～10°为宜。7)墙壁厚:以红砖为准，北墙与东西山墙为 0.37m，南墙为0.24m。8)通风窗:北墙上设有上下两排通风窗。上窗口尺寸1m×1m，窗与窗间距为 3m;下窗口尺寸为 0.5m×0.5m，窗与窗间距为 1.5m。下窗口下沿距地面为 0.3m，上下窗间距为 0.1m。南墙上沿距棚面南沿间距为 0.5m，是完全开放式通风口。9)北屋面:靠近北墙，宽度为 1.5m，高度为 2.2m，由 2.5 cm厚木板铺设，上压防雨和保温层，是卷放草苫的作业部位。在其上每隔 8m装一个冬季换气天窗，天窗尺寸为 0.3m×0.3m。10)南屋面:是透光面，由塑料薄膜和拱架及压膜杆组成，拱架用铁管、竹杆、木杆均可，功能是支撑薄膜，拱架间距为 1m。压膜杆用料与拱架相同，间距为 1m。11)入舍门:入舍门开在山墙，高度为 1.8 m，宽为 1.5m。12)运动场:它是羊舍必要的附属设施，是指用围栏封闭的羊圈。有条件的可搭置凉棚用于遮阳和避雨。运动场的面积一般按羊舍面积的 2倍～3倍设计。13)地面:羊舍与羊圈的地面要求平整、干燥，以沙土最好，不要用水泥地面。

3 覆盖材料的选择

3.1 透明覆盖材料的选择

目前，国内生产的棚膜较多，经棚膜比较试验，聚氯乙烯无滴防老化膜是当前日光温室比较适宜应用的棚膜。它的优点是透光率高，保温性能好，拉伸强度大，易粘合;缺点是比重大，易污染，清洗困难。

乙烯—醋酸乙烯三层共聚无滴保温防老化棚膜，功能全，强度好，吸尘少，保温性能好，是一种有较好使用前途的新型棚膜，已开始在山西省示范推广。

3.2 夜间保温覆盖材料的选择

温室夜间保温覆盖材料主要有草帘、纸被、不织布等。经试验比较，稻草帘较适合山西省，其次是蒲草帘和蒲草加芦苇帘。稻草帘宽 1.5m，长比温室拱面长度长 0.5m左右，厚约 5 cm，保温效果 5℃～6℃。雁门关生态畜牧区应覆盖双层草帘。在严寒季节，为弥补草帘保温能力不足，可在草帘下面加盖纸被。纸被是由 4层～6层牛皮纸缝制而成，纸被保温效果 4℃～5℃。

不织布，又叫无纺布、丰收布，是用聚酯原料制成。每平方米20 g重的无纺布保温能力只有 1℃～5℃，但每平方米 100g重的无纺布可增温 6℃～8℃。不织布具有一定的吸湿性，所以适于在温室内张挂保温幕。

4 复合墙体结构的选型

日光温室墙体的功能除承重和隔热外，还要具有较强的载热功能，白天蓄热，夜间向空气内放热，以延缓室温下降。我们设计研制了以下两种墙体:

1)砖砌空心墙体及填充物。内墙厚 12 cm(半砖)，中空36 cm，外层墙厚 24 cm，形成 80 cm左右的空心墙体。中空层分别填炉渣、锯末、珍珠岩和中空，试验结果表明阻热效果以填珍珠岩的最好，其次是炉渣，距内墙表面10 cm内夜间温度始终高于室内气温。而锯末和中空(空气)较差。

2)土—土(草)复合墙体。打土板墙厚 60 cm～70 cm，墙外培土或垛草防寒，使墙体复合厚度比当地冻土层大 30 cm，形成土—土(草)复合墙体。这种墙体成本低，阻热保温性能也较好，缺点是使用年限短，每年需要修补。

5 应用分析

山西省农科院畜牧院 2006年10月建成日光温室羊舍 200m2，用鲁西小尾寒羊 100只进行舍饲观察。截止 2008年 2月统计，舍饲可繁母羊 85只，死淘 3只，发情受配母羊 85只，发情受配率达96.6%，羊群整体发育整齐、健康，对羊舍表现出良好的适应性。

冬季舍内的温度变化表现为白天高、夜间低，晴天高、阴天低，在载羊情况下对舍内外温差变化进行测定可知，日光温室羊舍在载羊的情况下，舍内温度在冬季最寒冷的天气里基本接近0℃，一般天气都能保持 0℃以上，这就大大降低了严寒对羊群的影响程度。冬季舍内湿度变化，由于白天随着阳光照射，舍温升高时能打开换气口换气，而夜间为了保温要尽量密闭羊舍，所以，舍内湿度是白天低、夜间高，测定结果为:相对湿度白天最高达56%，夜间最高达 69%，这种湿度水平接近羊群理想湿度标准。