雁門(mén)關(guān)生態(tài)畜牧區(qū)日光溫室羊舍建筑設(shè)計(jì)研究★

贠慧星 冉 云

雁門(mén)關(guān)生態(tài)畜牧區(qū)地處山西省的北部和西北部高寒區(qū)，所轄28個(gè)市縣，是山西省重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)區(qū)，擁有豐富的牧業(yè)資源。但是，該區(qū)養(yǎng)羊經(jīng)營(yíng)粗放，從 2001年開(kāi)始山西省委、省政府做出建設(shè)雁門(mén)關(guān)生態(tài)畜牧經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要決策，以規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)和標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)為重點(diǎn)，積極推進(jìn)散養(yǎng)放牧的粗放經(jīng)營(yíng)方式向集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)方式轉(zhuǎn)變。禁牧舍飼是該生態(tài)區(qū)今后發(fā)展的出路。日光溫室羊舍的提出，旨在為舍飼養(yǎng)羊提供一種設(shè)計(jì)科學(xué)、投資成本低、使用效果好的新型羊舍。

1 雁門(mén)關(guān)生態(tài)畜牧區(qū)氣候特征及設(shè)計(jì)依據(jù)

雁門(mén)關(guān)生態(tài)畜牧區(qū)地處山西省的北部和西北部高寒區(qū)，介于北緯 37°～ 40°，東經(jīng) 110°～ 114°之間;年均氣溫在 3.7 ℃ ～ 8.8℃之間，無(wú)霜期 100 d～130 d，年均降水 400mm～500mm，雨量分布不均，氣候干燥寒冷，晝夜溫差大。

1.1 光能利用

影響光能充分利用的主要因素是透光率，而透光率又與陽(yáng)光的入射角有直接關(guān)系。當(dāng)入射角在 0°～40°，40°～60°和 60°～90°范圍內(nèi)時(shí)，其透光率隨入射角的增大分別表現(xiàn)為略有下降、明顯下降和急劇下降。所以日光溫室羊舍透光面的南側(cè)屋面角在設(shè)計(jì)時(shí)，要保證陽(yáng)光入射角不要超過(guò) 60°。

影響光能利用的另一個(gè)重要因素是保溫，在設(shè)計(jì)上，采光屋面越大，晴天白天增溫越快，但夜間降溫也越快，所以必須要用草苫覆蓋以利寒冷季節(jié)夜間保溫。

1.2 通風(fēng)與防暑

羊喜干燥、怕潮濕、怕悶熱，所以在熱天良好的通風(fēng)和降暑，則是建舍中重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，在本設(shè)計(jì)中南側(cè)通風(fēng)口面積占?jí)γ孢_(dá) 35%，北側(cè)通風(fēng)口面積占?jí)γ娴?21%，充分實(shí)現(xiàn)了對(duì)流通風(fēng)。在斜坡采光屋面上熱天用草苫完全覆蓋，可起到良好的降暑作用。

2 羊舍建筑設(shè)計(jì)參數(shù)

1)跨度:指北墻至南墻內(nèi)側(cè)間距，為 8m。 2)高度:指四面墻壁高度和斜坡棚面高度，北墻高為 2.2m，南墻高為 1m，東西山墻高為 2.2m。斜坡棚面北沿高 2.2m，南沿高 1.5m。3)長(zhǎng)度:沒(méi)有硬性規(guī)定，以 25m～60m為宜。4)采光屋面角:采光屋面角是指日光溫室采光屋面與地面形成的夾角。屋面角的大小直接影響光線的入射角，從而也就影響了透光率。北方地區(qū)一般以 10°～30°為宜。5)后屋面仰角:后屋面角度大于嚴(yán)寒季節(jié)(立冬至立春)上午的太陽(yáng)高度角時(shí)，太陽(yáng)光可照滿溫室后墻，使墻體能吸蓄較多熱量。冬至日至立春期間要使太陽(yáng)光照滿溫室后墻，后屋面角最好大于當(dāng)?shù)囟撂?yáng)高度角 7°～8°。6)方位角:溫室方位東西延長(zhǎng)，坐北朝南，偏東偏西以不超過(guò) 10°為宜。偏東，可多利用上午太陽(yáng)光，有利于室內(nèi)升溫;偏西，有利于提高夜溫。山西省冬季早晨溫度較低，時(shí)而有霧，不能早揭草簾，溫室應(yīng)偏西 5°～10°為宜。7)墻壁厚:以紅磚為準(zhǔn)，北墻與東西山墻為 0.37m，南墻為0.24m。8)通風(fēng)窗:北墻上設(shè)有上下兩排通風(fēng)窗。上窗口尺寸1m×1m，窗與窗間距為 3m;下窗口尺寸為 0.5m×0.5m，窗與窗間距為 1.5m。下窗口下沿距地面為 0.3m，上下窗間距為 0.1m。南墻上沿距棚面南沿間距為 0.5m，是完全開(kāi)放式通風(fēng)口。9)北屋面:靠近北墻，寬度為 1.5m，高度為 2.2m，由 2.5 cm厚木板鋪設(shè)，上壓防雨和保溫層，是卷放草苫的作業(yè)部位。在其上每隔 8m裝一個(gè)冬季換氣天窗，天窗尺寸為 0.3m×0.3m。10)南屋面:是透光面，由塑料薄膜和拱架及壓膜桿組成，拱架用鐵管、竹桿、木桿均可，功能是支撐薄膜，拱架間距為 1m。壓膜桿用料與拱架相同，間距為 1m。11)入舍門(mén):入舍門(mén)開(kāi)在山墻，高度為 1.8 m，寬為 1.5m。12)運(yùn)動(dòng)場(chǎng):它是羊舍必要的附屬設(shè)施，是指用圍欄封閉的羊圈。有條件的可搭置涼棚用于遮陽(yáng)和避雨。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的面積一般按羊舍面積的 2倍 ～3倍設(shè)計(jì)。13)地面:羊舍與羊圈的地面要求平整、干燥，以沙土最好，不要用水泥地面。

3 覆蓋材料的選擇

3.1 透明覆蓋材料的選擇

目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的棚膜較多，經(jīng)棚膜比較試驗(yàn)，聚氯乙烯無(wú)滴防老化膜是當(dāng)前日光溫室比較適宜應(yīng)用的棚膜。它的優(yōu)點(diǎn)是透光率高，保溫性能好，拉伸強(qiáng)度大，易粘合;缺點(diǎn)是比重大，易污染，清洗困難。

乙烯—醋酸乙烯三層共聚無(wú)滴保溫防老化棚膜，功能全，強(qiáng)度好，吸塵少，保溫性能好，是一種有較好使用前途的新型棚膜，已開(kāi)始在山西省示范推廣。

3.2 夜間保溫覆蓋材料的選擇

溫室夜間保溫覆蓋材料主要有草簾、紙被、不織布等。經(jīng)試驗(yàn)比較，稻草簾較適合山西省，其次是蒲草簾和蒲草加蘆葦簾。稻草簾寬 1.5m，長(zhǎng)比溫室拱面長(zhǎng)度長(zhǎng) 0.5m左右，厚約 5 cm，保溫效果 5℃～6℃。雁門(mén)關(guān)生態(tài)畜牧區(qū)應(yīng)覆蓋雙層草簾。在嚴(yán)寒季節(jié)，為彌補(bǔ)草簾保溫能力不足，可在草簾下面加蓋紙被。紙被是由 4層 ～6層牛皮紙縫制而成，紙被保溫效果 4℃～5℃。

不織布，又叫無(wú)紡布、豐收布，是用聚酯原料制成。每平方米20 g重的無(wú)紡布保溫能力只有 1℃～5℃，但每平方米 100g重的無(wú)紡布可增溫 6℃～8℃。不織布具有一定的吸濕性，所以適于在溫室內(nèi)張掛保溫幕。

4 復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)的選型

日光溫室墻體的功能除承重和隔熱外，還要具有較強(qiáng)的載熱功能，白天蓄熱，夜間向空氣內(nèi)放熱，以延緩室溫下降。我們?cè)O(shè)計(jì)研制了以下兩種墻體:

1)磚砌空心墻體及填充物。內(nèi)墻厚 12 cm(半磚)，中空36 cm，外層墻厚 24 cm，形成 80 cm左右的空心墻體。中空層分別填爐渣、鋸末、珍珠巖和中空，試驗(yàn)結(jié)果表明阻熱效果以填珍珠巖的最好，其次是爐渣，距內(nèi)墻表面10 cm內(nèi)夜間溫度始終高于室內(nèi)氣溫。而鋸末和中空(空氣)較差。

2)土—土(草)復(fù)合墻體。打土板墻厚 60 cm～70 cm，墻外培土或垛草防寒，使墻體復(fù)合厚度比當(dāng)?shù)貎鐾翆哟?30 cm，形成土—土(草)復(fù)合墻體。這種墻體成本低，阻熱保溫性能也較好，缺點(diǎn)是使用年限短，每年需要修補(bǔ)。

5 應(yīng)用分析

山西省農(nóng)科院畜牧院 2006年10月建成日光溫室羊舍 200m2，用魯西小尾寒羊 100只進(jìn)行舍飼觀察。截止 2008年 2月統(tǒng)計(jì)，舍飼可繁母羊 85只，死淘 3只，發(fā)情受配母羊 85只，發(fā)情受配率達(dá)96.6%，羊群整體發(fā)育整齊、健康，對(duì)羊舍表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性。

冬季舍內(nèi)的溫度變化表現(xiàn)為白天高、夜間低，晴天高、陰天低，在載羊情況下對(duì)舍內(nèi)外溫差變化進(jìn)行測(cè)定可知，日光溫室羊舍在載羊的情況下，舍內(nèi)溫度在冬季最寒冷的天氣里基本接近0℃，一般天氣都能保持 0℃以上，這就大大降低了嚴(yán)寒對(duì)羊群的影響程度。冬季舍內(nèi)濕度變化，由于白天隨著陽(yáng)光照射，舍溫升高時(shí)能打開(kāi)換氣口換氣，而夜間為了保溫要盡量密閉羊舍，所以，舍內(nèi)濕度是白天低、夜間高，測(cè)定結(jié)果為:相對(duì)濕度白天最高達(dá)56%，夜間最高達(dá) 69%，這種濕度水平接近羊群理想濕度標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語(yǔ)

日光溫室羊舍為了降低北墻高度，減少投資成本，這就使屋面角的擴(kuò)大受到了限制，只能通過(guò)增大透光面提高光能效率，這種設(shè)計(jì)帶來(lái)一種弊病，即冬季易在屋面積雪，增加了清雪的負(fù)擔(dān)，這是今后在改進(jìn)設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的一個(gè)問(wèn)題。

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[2] 呂玉華，蓋 煜.北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶牧區(qū)羊舍冬季小氣候研究[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2003，11(4):166-168.

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