DB21T 1332-2004 北方农村能源生态模式（四位一体）设计和施工规范.pdf

ICS 备案号：辽宁省地方标准 DB21DB21/T 13322004 北方农村能源生态模式（四位一体）设计和施工规范 2004-05-01 发布 2004-06-01 实施辽宁省质量技术监督局辽宁省质量技术监督局 发布发布 DB21/T 13322004 I 前 言 本标准附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由辽宁省人民政府农村能源领导小组办公室提出。本标准由辽宁省农业厅归口。本标准由辽宁省人民政府农村能源领导小组办公室负责起草。本标准主要起草人：黄岳海、王 莹、栾云松、武 平。本标准由辽宁省人民政府农村能源领导小组办公室负责解释。DB21/T 13322004 II 引 言 农村能源生态模式户工程设计施工和使用规范于1994年12月26日由辽宁省技术监督局颁布实施，至今已有10年时间。这10年来，该规范对我省农村能源生态模式建设起到了巨大的推动和指导作用，对提高农民收入，改善农村生态环境，调整农业产业结构，实现农业和农村经济可持续发展起到了重要作用。但是，随着“四位一体”建设的数量不断增多，新技术、新材料和新工艺的不断涌现，原有规范的大部分条款已不适应“四位一体”发展的需要，已经成为“四位一体”发展的桎枯。因此，重新制定北方农村能源生态模式（四位一体）设计和施工规范是大势所趋。经过我省从事农村能源的科技人员对原规范的反复论证，并深入基层调研与有关县（区）具有施工经验的工程技术人员座谈讨论，走访农户征求意见，制定了北方农村能源生态模式（四位一体）设计和施工规范。该规范中：日光温室采用节能日光温室设计；看护房与温室断开；沼气池采用无活动盖、直管进料；畜禽舍采用玻璃隔断密封等内容。DB21/T 13322004 1 北方农村能源生态模式（四位一体）设计和施工规范 1 范围 本规范规定了北方农村能源生态模式（四位一体）设计和施工规范。本规范适用于辽宁地区即北纬38434326之间。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 500092001 建筑结构荷载规范 GB 500032001 砌体结构设计规范 GB 500102002 混凝土结构设计规范 GB/T 47502002 户用沼气池标准图集 GB/T 47512002 户用沼气池质量检查验收规范 GB/T 47522002 户用沼气池施工操作规程 GB/T 76371987 农村家用沼气管路施工安装操作规程 NY/T 4662001 户用农村能源生态工程北方模式设计施工和使用规范 NY/T 901988 农村家用沼气发酵工艺规程(代替GB 99521988)DB 2169511997 农镇被动式太阳能建筑设计施工规程 3 术语和定义 3.1 北方农村能源生态模式(以下简称“四位一体”)在农户庭院或田园修建的由日光温室、沼气池、畜禽舍、厕所组成的生态循环系统模式，称“四位一体”模式。3.2 后坡仰角 日光温室后坡的内侧表面与水平面之间的夹角。3.3 设计屋面采光角 日常温室最高点与温室南地脚连线与水平面之间的夹角。3.4 复合墙体 在墙体内层采用蓄热能力较强(如红砖)的材料做承重墙，在承重墙和外层保护墙之间选用保温能力强的材料(如聚苯乙烯泡沫板等)组成的墙体称作复合墙体。4“四体一体”总设计 4.1“四位一体“选址“四位一体”建设可选择在房前、屋后或田园，场地宽敞、朝向好、背风向阳、无树木或高大建筑物遮光的地点，避免在粉尘颗粒污染严重的工厂附近（如水泥厂）。4.2“四位一体”的朝向 DB21/T 13322004 2“四位一体”朝向一般应坐北朝南，东西延长。北纬3840之间，温室方位可为正南或南偏东510（抢阳）；北纬40以北地区温室方位以南偏西510为宜（抢阴）。4.3 相邻两栋温室间距 B 的确定 4.3.1 田园型“四位一体”集群，前后两栋日光温室之间的净间距（前栋日光温室后墙外侧至后栋日光温室南地脚），以冬至日前后每天有 4h 以上较好光照条件为依据。不同纬度相邻两栋日光温室间净间距 B 按式（1）计算，相邻两栋日光温室间距见图 1。B=L0-L2-d（1）图1 相邻两栋日光温室间距 图中：B 相邻两栋日光温室净间距；L0前栋温室最高点至后栋温室南地脚之间的距离；L2前栋温室后坡水平投影长度；D前栋温室后墙厚度。4.3.2 各纬度相邻两栋日光温室净间距简化计算公式见表 1。表1 相邻两栋温室间距计算公式 38 39 40 41 42 43 44 间距 B 1.7 H 1.8 H 1.9 H 2.0 H 2.1 H 2.2 H 2.3 H 注：H为前栋温室脊高加保温帘卷起高度。4.4“四位一体”的面积 4.4.1 庭院型“四位一体“的面积依据场地大小和使用功能而定，畜禽舍可以建在日常温室东、西侧或北侧。4.4.2 田园型“四位一体”面积一般为 400 m2600m2，在日光温室的一端修建 16 m220 m2的畜禽舍，畜禽舍的北侧一角修建 1m2的厕所，地下建 6 m310m3沼气池。“四位一体”平面布置图见图 2。4.4.3 田园型“四位一体”应建太阳能看护房，太阳能看护房设计、施工按 DB2169511997。太阳能看护房应靠近沼气池的一端，看护房与温室断开，间距不小于 1.5m，沼气池与看护房间距应小于25m。4.4.4 畜禽舍北墙和内山墙 1m 以上用玻璃隔断密封，内山墙 0.7m 以上设两个 0.3m0.2m 的 CO2交换口，玻璃隔断上距地面 1.5m 设两个 0.3m0.2m 的 O2交换口。5“四位一体”日光温室设计要点 5.1 设计原理 日光温室采用合理采光时段理论和复合保温墙体原理及防摔打合理轴线公式进行设计。5.2 分类 纬 度 间 距 DB21/T 13322004 3 5.2.1 无支柱骨架 应采用钢骨架、抗碱玻璃纤维增强水泥骨架或轻烧镁骨架等，骨架承载力应符合 GB500092001 的规定。如采用钢骨架：a）跨度在7.0L7.5 m时，上弦采用12.7mm钢管（壁厚2.75mm），下弦用12钢筋，加强筋用10钢筋。b）跨度L6.5m时，上弦采用12.7mm钢管或12钢筋，下弦采用1012钢筋，加强筋用10钢筋。c）棚架间距0.9m1.1m，立架应在一个平面内且垂直，纵向拉结筋用1012钢筋。5.2.2 有支柱骨架 常见的有竹木骨架、钢筋混凝土预制件与竹木拱杆混合架和8号镀锌铁线与竹木钢筋混凝土骨架。骨架承载力应符合GB900052001 的规定。5.3 塑膜 应采用聚氯乙烯无滴膜、聚乙烯多功能复合膜或乙烯醋酸乙烯多功能复合膜覆盖。5.4 有效光照时间 节能型日光温室在“冬至”前后每日应保证4h以上（10时至14时）有较好的光照条件。5.5 光线入射角 根据塑膜对太阳直射光的透过特性，太阳光线入射角应控制在4045范围内。5.6 日光温室结构断面尺寸参数的确定 5.6.1 屋面设计采光角（0）0 值可根据太阳光线对倾斜表面光线入射角按式（2）计算。coss=sin0cosHscos(s-n)+cos0sinHs（2）式中：s 太阳光线入射角；Hs 太阳高度角；s 太阳方位角；n 倾斜面方位角。不同纬度合理采光时段设计屋面采光角计算值见表2。低纬度地区以02为宜；高纬度地区取01，也可以在01和02之间选取。果树生产用的日光温室，其跨度较大，设计屋面角以选取01为宜。当太阳直射光对倾斜屋面的入射角=40时，0标记为02，称为第二代节能日光温室合理采光时段屋面设计采光角。当太阳直射光对倾斜屋面的入射角=45时，0标记为01，称为第一代节能日光温室设计屋面采光角。表2 不同纬度合理采光时段设计屋面采光角计算值 北纬 38 39 40 41 42 43 44 01（=45）27.33 28.33 29.33 30.33 31.33 32.33 33.34 02（=40）34.14 35.14 36.14 37.14 38.14 39.14 40.14 注：太阳直射光对倾斜面的入射角 5.6.2 后坡仰角（）应在3545之间，不宜小于30。5.6.3 骨架高度（Yi）按式（3）计算。Yi=H（Xi+A）2（Li+A）-（Xi+A）/（Li+A）2（3）A值在北纬38以北地区取0.5 m。DB21/T 13322004 4 5.6.4 日光温室跨度（L）北纬3840地区：L7.5m；北纬4143地区：L7m；北纬43以北地区：L6.5m。1 2 3 4 10 5 6 7 8 9 11 12 13 1 吊炕；2炉灶；3厕所；4进料管暗道；5进料口；6沼气池；7出料口；8模式中心线；9内山墙；10前护栏；11集水槽通道；12集水槽；13后护栏 图2 田园型“四位一体”平面布置图 5.6.5 日光温室后墙高度（h）后墙高度h1.8 m，不宜小于1.6 m。见图3。图3 日光温室参数 5.7 墙体 日光温室墙体可采用复合墙体、土（草）墙、石墙，墙体热阻值为各层热阻之和。各层热阻按式（4）计算。R=/（4）式中：每层墙体的厚度；每层墙体材料的导热系数。墙体的低限热阻值及保温层厚度应满足表3的要求。表3 维护结构低限热阻值 低限热阻值（R），m2K/W 及苯板厚度 室外设计 温度 后墙、山墙 苯板厚度，mm 后坡 苯板厚度，mm-4 1.1 40 1.4 60-12 1.3 60 1.4 60-21 1.8 80 2.1 100-26 2.1 100 2.8 120-32 2.8 120 3.5 140 DB21/T 13322004 5 5.8 后坡保温 后坡保温应高于墙体30%左右。后坡的低限热阻值及保温层厚度应满足表3的要求。5.9 节能日光温室结构参数设计 5.9.1 日光温室脊高 日光温室脊高按式（5）计算。H=L1tg0（5）0取值见表2。低纬度地区取值以02为准；高纬度地区以01为准，也可以取中间值。5.9.2 后坡水平投影长度(L2)北纬41以北地区：1.4 mL21.5m；北纬3640地区：1.2 mL21.4m。5.9.3 不同纬度节能日光温室结构参数见附录 B。5.10 防寒沟设置 寒冷地区温室四周应设防寒沟，至少在南地脚应通长设防寒沟。一种做法是南地脚外侧或内侧用50mm80mm苯板埋入地下800mm1000mm；另一种做法是南地脚外侧挖宽400mm，深500mm600毫米的槽，内填用塑料袋包装的稻草，炉渣等，上部覆土。5.11 基础 基础埋深应不小于0.5m，寒冷地区不小于0.7m，基础底面应在地下水位以上，基础底面应在室外地面以下0.2m以下。基础宽度为0.6m，墙体外1.0m以下应培土保护。5.12 棚膜 棚膜应选择透光率高、防尘、流滴持效期长、保温好的多功能长寿膜，厚度为0.08 mm0.12mm。6“四体一体”沼气池设计要点 6.1 沼气池应建在日光温室的一端，位置应距农舍灶房、看护房较近，距离一般不超过 25m。6.2 沼气池位于畜禽舍下面。沼气池、进料口、出料口的中心位于“四位一体”的中心线上。如果建两个进料口，进料口、出料口、池拱盖三处的中心点所形成的夹角不应小于 120。6.3 沼气池主池选用水压式底层出料池型：圆柱型池身，正削球拱型池顶，无活动盖，导气管由池顶引出，反拱型池底。对于使用发酵原料容易在池内结壳、酸化的，应采用两步发酵自循环沼气池型。本标准附录 A 以容积为 8m3的沼气池为例，给出了底层出料水压式沼气池俯视图、正剖面图和侧剖面图。6.4 采用直管进料，进料管由池拱盖靠近池墙部位垂直布置，进料管下端距池墙顶端应大于 300mm。6.5 进料管可采用混凝土管、缸瓦管，内径为 250 mm300mm，长度根据沼气池布局及进料口位置而定。6.6 沼气池容积按每人每天 0.2m30.3m3计算，同时综合考虑饲养畜禽数量和用肥量，可选用 6 m3、8 m3、10