四川盆地的塑料大棚如何设计施工？
（1）棚地选择
建造大棚的用地要选择避风向阳、地势平坦、灌水方便、排水容易、地下水位较低、土质不宜过黏的地方，以利防止风害和早春土温不易上升的影响，而有利于大棚提早种植。同时要避免在大棚的背后和附近有高大建筑物，这样冬、春季虽有防风保温的作用，但到夏季和初秋影响通风，容易发生病虫害，另外在大棚附近不应有灰尘和煤烟等污染，以免影响大棚的透光。
（2）大棚的方位与大小
大棚要进行周年生产，因此它的方向和棚顶角度不及温室严格。就其方向与棚顶角度来说，主要是争取最大量的受光。从光照状况来看，天空的散射光在各种情况下对透光率没有太大的影响。但是太阳的直射光在薄膜上的入射角，却与大棚的方位和棚顶角度关系很大，当入射角增加时，棚表面的反射率也明显加大。例如太阳光与棚面成垂直照射时，透光量最大，为90%。与棚面偏30°，光量损失2.7%；与棚面偏45°，光量损失11.2%；与棚面偏60°，光量的损失41.2%，因此确定棚的方向时要根据当地纬度和太阳高度角来考虑。
在高纬度和中纬度地区，为了适应冬季的特点，大棚的方向以东西延长为好，这样，在一天内太阳照射的主要时间里，向南的温室可以得到较强的太阳光。在这些地区大约自10月中旬到次年3月中旬期间，东西延长的大棚透光率较高。而在3月份以后，南北延长的大棚透光率较强，两者相比，南北延长比东西延长的大棚透光率高6%～8%。
一般来说，东西向南北延长的大棚光照分布是上午东部受光好，下午西部受光好，棚内光照是午前与午后相反，但就日平均来说受光基本相同，棚内受光量东西相差大约为4.3%，南北相差2.1%，植株表现受光均匀，不受“死阴影”的影响。棚内局部温差较小。南北向东西延长的大棚，上、下午受光呈现均匀性分布且因位置不同而有明显差异。南北受光不均，两处相差大约20%～30%，东西相差12.5%，容易造成植株的趋光性。棚架粗大时也容易造成“死阴影”，北侧光量较差。
综上所述，在四川一般在春季到秋季的生产大棚，宜采用南北延长，东西向。棚面角度，在不影响排雨（雪）的情况下，以较小的角度为宜。角度太大反而使受光量减少。以冬季生产为主的半拱圆塑料棚，或盖草帘的中、小棚采用东西延长为好，棚面角度在10°～20°为宜。
大棚的全长以20～30米为宜，太长则管理不方便。棚宽4.5～10米为宜，过宽则通风不良。在面积和其他条件相同的情况下，大棚的跨度越大，拱杆负荷的重量越强，抗风的能力相对下降。棚顶越宽，扣棚也越困难，薄膜不易绷紧。薄膜经常颤动，更易使薄膜吹破。反之，棚的跨度越小，拱杆越密，抗风能力越强，大棚长度与宽度的关系有个比值。例如，棚长50米、棚宽5米，长度比为5/50=0.1。又如棚长25米、棚宽10米，其比值为10/25=0.4，比值越大，受风的引力越大，因此在相同的条件下，比值小的抗风力强。
同时，5米宽、50米长的大棚周边为110米，而10米宽、25米长的大棚周边仅70米，两者相差0.6倍。因此把薄膜边幅埋入土中时，以前一种埋得多、压得紧，抗风力可相对增强。确定大棚长×宽时应根据当地的具体情况参考理论数据进行设计。
棚的高度，单栋大棚，一般以中高2.2～2.5米，边高1.5米为宜。大棚越高承受的风速压越大。因此在风力较大的地区设计大棚的高度以能满足蔬菜生长的需要和便于管理为原则，尽可能矮一些，以减少风害。
棚的宽度和高度要有一定比例，棚的跨度越大，棚的高度就要相应加高。宽度的确定除考虑适用外，也要考虑棚内所造成的条件，更应根据建棚的材料而定。
有柱大棚，各排主柱的高差为20～30厘米。使拱杆保持稍大的弧度，这样有利于排水，并能加强拱杆的支承力。棚边的高度不应小于1米，否则不能种植高秧蔬菜，也不便于管理。单栋大棚的面积一般在200～300米2。
棚的大小对夜间保温性能有很大影响，大拱棚比中、小型拱棚的保温效果好。反映在最低气温上，大棚的气温较稳定，温度升降较慢，在相同的温度条件下大棚的低温持续时间短。
棚的大小与棚温的关系，在低温时期，较小的棚最高温度较高，最低温度则低，而较大的棚，最高与最低温度之间的差度较小。在高温时期，棚的规模越大，温度越高。
大棚的保温性能也受覆盖面积和棚面散热面积的影响。同时与空气量、受光量、受光角度、栽培作物和方式有关，不能只看棚的大小。在一定的土地面积上，大棚越高，棚温越低。大棚较低则保温性能较好。所以半圆型的大棚要比高大的棚型适用，这在设计大棚时应加注意。
专家解答
（1）塑料大棚的设计①确定方位和面积。大棚多为南北延长，也有东西延长的。东西延长大棚采光量大，增温快，并且保温性也比较好，春季提早栽培的温光条件优于南北延长的大棚，但容易遭受风害，大棚较宽时，南北两侧的光照差异也比较大。南北延长的大棚，早春升温稍慢，早熟性差一些，但大棚的防风性能好，棚内地面的光照分布也较为均匀，有利于保持整个大棚内的蔬菜整齐生长。大棚应尽量避免斜向建造，以便于运输和灌溉。单栋大棚的面积以330～667米2为宜，不超过1000米2。
②确定跨度和长度。塑料大棚的跨度多为8～15米。跨度太大通风换气不良，并增加了设计和建棚的难度。大棚内两侧土壤与棚外只隔一层薄膜，由于热量的地中横向传导，使两侧各有1米宽左右的低温带。大棚跨度越小，低温面积比例越大，所以北方冻土层较厚的地区，棚的边缘影响大，大棚跨度较大；南方因为温度不是很低，跨度较小，棚面弧度较大，有利于排水。一般黄淮地区多为6～8米，北京地区8～10米，东北地区10～12米。大棚长度以30～60米为宜，太长运输管理不便。大棚的长宽比与稳定性有密切关系。大棚的面积相同，周边越长（即薄膜埋入土中的长度越大），大棚的稳定性就越好。通常认为长宽比等于或大于5比较适宜。
③确定高度和高跨比。大棚高度以2.2～2.8米为宜，不超过3米。棚越高，承受的风荷载越大，越易损坏。
高跨比的大小影响拱架强度。大棚的高跨比以0.25～0.3为宜。低于0.25则棚面平坦，薄膜绷不紧，压不牢，易被风吹坏；同时，积雪也不能下滑，降雨易在棚顶形成“水兜”，造成超载塌棚，且易压坏薄膜。超过0.3，棚体高大，需建材较多，相对提高造价。
④确定拱架间距。两排拱架间距越小，棚膜越易压紧，抗风能力越强。但间距过小，会造成竹木大棚内立柱过多，增加了遮阴面积，不利于作业，钢架大棚浪费钢材；拱架间距过宽，会降低抗风雪能力。薄膜有一定的延展性，一般为10%左右，拉得过紧或过松，都会缩短棚膜的使用期，因此要有适当的间距。一般以1～1.2米为宜，竹木结构1米为宜，钢架结构1.2米。这样的间距不仅有利于保证拱架强度，还有利于在棚内相应做成1～1.2米宽的畦，充分利用土地。管架大棚由于没有下弦，强度小，所以拱架间距多在50～60厘米之间。
⑤设计棚型。大棚的棚型以流线型落地拱为好，压膜线容易压紧，抗风能力强。但是棚面不应呈半圆形，因为半圆形弧度过大，抗风能力反而下降，特别是钢拱架无柱大棚，其稳固性既取决于材质，也与棚面弧度有关。棚面构型愈接近合理轴线，抗压能力愈强（图9）。所以设计钢架无柱大棚时，可参照合理轴线公式进行：
式中：Y——弧线点高；f——矢高；L——跨度；x——水平距离。
图9调整后的流线型大棚棚型示意图例如，设计一栋跨度10米，矢高2.5米的钢架无柱大棚，首先划一条10米长的直线，从0米至10米，每米设一点，利用公式求出0米至9米各点的高度，把各点的高连接起来即为棚面弧度。代入公式：
依据以上公式可依次求出Y6为2.4米，Y7为2.1米，Y8为1.6米，Y9为0.9米。这样棚面弧度稳固性好，但是两侧比较低矮，不利于高棵作物的栽培和人工作业，因此需要在计算结果的基础上进行调整。调整的方法是对1米处和9米处的高度进行调整，取Y1和Y2的平均值1.25米，同样，取Y2和Y3的平均值，将2米和8米处提高到1.85米。其他各位点保持不变。（2）大棚群的规划建造集中连片的大棚群，首先确定每栋大棚的面积、跨度和长度，然后确定棚间距离和棚头间的距离。棚间距离应达到2～2.5米，以便通风；棚头间的距离需要5～6米，以便车辆通行。在选好场地，调整土地后，测量田间面积，绘制大棚群图，按图施工。
塑料大棚分为南北延长和东西延长两种，东西延长适合与日光温室配套设置，既可经济利用土地，又有利于提早、延晚栽培。见图10、图11。
图10大棚群示意图（单位：米）
图11温室大棚配套规划示意图（单位：米）
1.大棚2.温室3.作业间提示板
大棚的场地选择：建造塑料大棚需要地势平坦，土质疏松肥沃，光照充足，南、东、西三面没有遮光物体，避开风口，有灌溉条件，雨季能排水，靠近道路，交通方便，背面有天然屏障，树林或村庄更为理想。
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