一种装配式立体结构养殖场及其施工方法技术领域
本发明涉及一种装配式立体结构养殖场及其施工方法。
背景技术
我国养殖业总产值约占农业总产值的48%，具有重要地位。以养猪业为例，猪肉作
为事关国计民生的重要副食品，一直支撑着我国肉类生产的半壁江山。2014年猪肉产量占
到畜禽肉产量的66.4%。2014年和2015年生猪出栏量分别达到了73510万头、70825万头。在
如此庞大的养殖体量下，养殖废弃物和死畜死禽处理不当带来了严重的环境污染问题。据
测算，年出栏十万头的规模养猪场，每年约产出25000吨固体粪便和54000立方米尿液，折合
COD6950吨、总氮650吨、总磷100吨，同时每小时向大气排放15亿个细菌，1589kgNH3、
14.5kgH2S、25.9kg饲料粉尘，对大气污染半径可达4.5～5km。猪场每年排放30万吨污水，若
猪场污水不经处理、直接排放，一年内可将周围300～600km2的水体构成污染，三年内即构
成严重污染。我国养殖业正由传统分散型向现代集约型生产方式转变，为适应规模化、工厂
化养猪技术体系、生产工艺的需求，现代建筑设备和装配技术得到不断应用，装配式养殖场
的应用可加快建造速度，推进养殖业大规模的发展。
养殖场通风系统的不科学、不合理，会导致畜禽生产环境变差，发病率增高以及生
产力水平的下降，所以在设计及建造装配式养殖场时，应当考虑通风系统的设置。
发明内容
本发明的目的是提供一种装配式立体结构养殖场及其施工方法，要解决传统养殖
废弃物处理不合理对环境污染严重以及养殖场通风系统设计不科学导致畜禽发病率增高、
生产力水平低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种装配式立体结构养殖场，包括有主体基础、主体结构骨架、屋架以及连接在主体结
构骨架与屋架外侧的围护结构；所述屋架两侧外部、位于主体结构骨架的顶部沿纵向通长
均设有檩条；所述主体结构骨架和屋架均为冷钢薄壁轻钢预制构件连接而成；所述主体结
构骨架由中隔层分为上部的养殖间和下部的废料收纳间；所述中隔层上、间隔设有连通养
殖间和废料收纳间的通缝；所述废料收纳间中、间隔设有一组横隔挡和一组纵隔挡，一组横
隔挡和一组纵隔挡将废料收纳间分隔成若干废料收纳间单元；所述屋架连接在主体结构骨
架的顶部，由两片对称设置的屋架单元拼接而成；所述屋架单元包括有倾斜设置的上弦杆、
水平设置的下弦杆、连接在上弦杆的底端与下弦杆一侧端部的腹杆以及连接在上弦杆中部
与下弦杆另一侧的斜撑；所述腹杆的底端超出下弦杆底面、并与下弦杆底面之间留有间距；
所述斜撑由倾斜段和竖段构成，斜撑的倾斜段将上弦杆分为上段和下段；所述斜撑的倾斜
段与上弦杆的下段对称设置，斜撑的竖段与腹杆位于下弦杆以上的部分对称设置；所述下
弦杆另一侧的端部超出斜撑竖段的外侧面；所述上弦杆的自由端设有第一竖向连接板，下
弦杆自由端设有第二竖向连接板，腹杆底端设有水平连接板；两片屋架单元的上弦杆通过
第一竖向连接板连接，两片屋架单元的下弦杆通过第二竖向连接板连接；屋架单元与主体
结构骨架之间通过水平连接板连接；所述主体结构骨架的顶部与下弦杆之间、靠近围护结
构位置处安装有新风系统，且主体结构骨架的顶部与下弦杆之间、沿纵向还设有通风带；所
述废料收纳间的底部、对应安装有新风系统一侧的围护结构上设有通风口；所述通风带定
向向下吹风，气流依次通过中隔层上的通缝、废料收纳间底部的通风口，实现养殖间的空气
循环。
优选的，所述主体基础为独立柱基础，沿养殖场两侧的设计纵墙长轴线间隔布置，
且养殖场两侧的主体基础一一对应；所述养殖场两侧、相邻主体基础之间间隔布置有附加
基础；所述养殖场的两端、沿设计横墙长轴线也间隔布置有附加基础；所述附加基础为独立
柱基础，附加基础的顶部预埋有预留件。
优选的，所述主体结构骨架包括有立柱、纵梁、横梁、纵向围栏和横向围栏；所述立
柱与主体基础对应设置，连接在主体基础的顶部；所述纵梁连接在纵向相邻两根立柱之间、
靠近立柱中间位置处；所述横梁连接在横向相邻的两根立柱的内侧、与纵梁的高度平齐；所
述纵向围栏连接在纵向相邻立柱之间，纵向围栏的顶部连接在纵梁底面上；所述横向围栏
连接在端部的横向相邻立柱之间，横向围栏顶部连接在横梁底面上。
优选的，所述中隔层由设有通缝的预制混凝土空心条板拼接而成；所述混凝土空
心条板安装在横梁上，相邻混凝土空心条板之间留有与通缝平行的缝隙。
优选的，所述横隔挡和横向围栏均呈矩形网格状，包括横杆和第一竖杆；所述第一
竖杆与横杆之间、第一竖杆与附加基础顶部的预留件之间均通过多通连接接头连接，并且
横杆与多通连接接头之间、第一竖杆与多通连接接头之间通过销子连接；所述纵隔挡和纵
向围栏均呈矩形网格状，包括纵杆和第二竖杆；所述第二竖杆与纵杆之间、第二竖杆与附加
基础顶部的预留件之间均通过多通连接接头连接，并且纵杆与多通连接接头之间、第二竖
杆与多通连接接头之间通过销子连接；所述横隔挡和纵隔挡在交点位置处通过多通连接接
头连接；所述预留件与多通连接接头之间通过销子连接。
优选的，所述多通连接接头为三通连接接头或者为四通连接接头或者为五通连接
接头或者为六通连接接头。
优选的，所述立柱为方管柱或者H型钢柱或者槽钢柱，所述横梁和纵梁均为H型钢
梁或者工字钢梁或者槽钢梁；所述立柱的内侧、对应横梁和横杆高度位置处均设有横向牛
腿，横梁、横向围栏和横隔挡分别对应连接在横向牛腿上；所述立柱的另一对侧、对应纵梁
和纵杆高度位置处均设有纵向牛腿，纵梁和纵向围栏对应连接在纵向牛腿上。
优选的，所述立柱顶部设有柱顶连接板；所述屋架单元的腹杆底端的水平连接板
连接在柱顶连接板上；所述水平连接板与腹杆外侧壁之间、垂直于水平连接板和腹杆外侧
壁还设有连接檩条的檩条连接板。
一种装配式立体结构养殖场的施工方法，包括步骤如下。
步骤一：按图纸要求进行现场测量定位，确定主体基础与附加基础的位置。
步骤二：施工主体基础与附加基础，并做好预留件预埋。
步骤三：将立柱连接在主体基础的顶部。
步骤四：将横向围栏的第一竖杆连接在附加基础的顶部。
步骤五：在纵向相邻立柱之间、靠近立柱中部位置处施工纵梁，在横向相邻的两根
立柱的内侧、对应纵梁的高度位置处施工横梁；同时，施工纵向纵向围栏和横向围栏。
步骤六：在立柱顶部安装屋架单元。
步骤七：安装外部围护结构。
步骤八：在对应位置处施工横隔挡、纵隔挡以及铺设中隔层。
步骤九：在主体结构骨架的顶部与下弦杆之间、靠近围护结构位置处安装有新风
系统，且在主体结构骨架的顶部与下弦杆之间、沿纵向设置通风带；将通风带定向向下吹
风，与新风系统、中隔层上的通缝共同实现养殖间的气流循环。
优选的，所述中隔层由设有通缝的预制混凝土空心条板拼接而成，在铺设预制混
凝土空心条板时，板与板之间预留满足养殖工艺要求的通缝，板端用混凝土封堵。
本发明的有益效果如下。
1、本发明采用装配式钢结构体系，根据养殖场的规模及使用功能的需要，各钢构
件及其他材料均设计成标准材料和构配件，只需在加工厂按照加工图纸制作即可，方便快
捷，易于拆装，结构稳定、重复使用，通用性强。
2、本发明中装配式立体养殖场结构全部采用轻钢预制构件，所有构件在工地装配
而成，采用高强螺钉连接，具有建造速度快、受气候条件制约小、节约劳动力降低了人工成
本、房屋的构件更换维修方便、提高建筑质量的优点；此外，由于所有构件均采用现场拼接，
材料大部分可回收利用，并且施工现场不需要模板支架、现场焊接，工地垃圾少，噪音低，对
环境造成的污染小。
3、本发明中装配式立体养殖场采用新型冷钢薄壁轻钢构代替传统钢构，自重轻，
对地基载力要求相应降低，可大幅减少地基造价自重的减轻使资源消耗大大减少，并使基
础的费用降低。
4、本发明中的屋架由两片屋架单元拼装而成，施工时将两片屋架分别吊运至主体
结构骨架的顶部安装，降低了吊运过程中对空间条件的限制和吊运的难度。
5、本发明中的屋架单元在上弦杆中部与下弦杆另一侧设置斜撑，斜撑的倾斜段与
上弦杆的下段对称设置，斜撑的竖段与竖杆位于下弦杆以上的部分对称设置，这种对称结
构的设置使得屋架单元更加稳定，并且本发明中屋架单元的上弦杆、下弦杆和竖杆的底部
均设有连接板，从而使屋架单元在安装过程中施工方便，连接节点处受力均匀，也加固结构
的稳定性。
6、本发明在主体结构骨架的顶部与下弦杆之间、靠近围护结构位置处安装有新风
系统，且主体结构骨架的顶部与下弦杆之间、沿纵向还设有通风带；所述废料收纳间的底
部、对应安装有新风系统一侧的围护结构上设有通风口；所述通风带定向向下吹风，气流依
次通过中隔层上的通缝、废料收纳间底部的通风口，实现养殖间的空气循环、排除场内多余
水汽，改善空气卫生状况。
7、本发明在养殖场两侧、相邻主体基础之间间隔布置有附加基础；同时，在养殖场
的两端、沿设计横墙长轴线也间隔布置有附加基础；附加基础支撑在横向围挡和竖向围挡
的底部，从而增强了结构整体的稳定性。
8、本发明中装配式立体养殖场施工基本都为构件的安装，受气候影响较少，可加
快养殖栏舍的建设周期，减少资金占用的压力，降低市场变化的风险，提高养殖场的投资效
益。
9、本发明中该装配式立体养殖场既可基本实现粪便、污水的零排放，空气良好流
通，上下层立体养殖，也可实现快速安装、规模化建造。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中装配式立体结构养殖场立体结构示意图。
图2是本发明中装配式立体结构养殖场设有附加基础的侧面结构示意图。
图3是本发明中装配式立体结构养殖场设有附加基础的正面结构示意图。
图4是本发明中装配式立体结构养殖场的屋架单元结构示意图。
图5是本发明中装配式立体结构养殖场的立柱结构示意图。
图6是本发明中装配式立体结构养殖场的附加基础结构示意图。
图7是本发明中装配式立体结构养殖场的横梁或者纵梁的结构示意图。
图8是本发明中装配式立体结构养殖场的横杆或者纵杆的结构示意图。
图9是本发明中装配式立体结构养殖场的檩条连接板结构示意图。
图10是本发明中装配式立体结构养殖场的第一竖向连接板的结构示意图。
图11是本发明中装配式立体结构养殖场的多通连接接头为五通时的实施例图。
图12是本发明中装配式立体结构养殖场的多通连接接头为六通时的实施例图。
图13是本发明中方法的步骤二的施工完成的状态图图。
图14是本发明中方法的步骤四的施工过程图。
图15是本发明中方法的步骤五的施工过程图。
图16是本发明中方法的步骤五的施工完成的状态图。
图17是本发明中方法的步骤六的施工过程图。
图18是本发明中方法的步骤六的施工完成状态图。
附图标记：1－主体基础、2－檩条、3－屋架单元、31－上弦杆、32－下弦杆、33－腹
杆、34－斜撑、4－第一竖向连接板、5－第二竖向连接板、6－水平连接板、7－横隔挡、8－纵
隔挡、9－立柱、10－横梁、11－纵梁、12－纵向围栏、13－横向围栏、14－多通连接接头、
15－横向牛腿、16－纵向牛腿、17－柱顶连接板、18－檩条连接板、19－预留件、20－附加基
础。
具体实施方式
本发明的装配式立体养殖场结构全部采用冷钢薄壁轻钢预制构件，所有构件在工
地装配而成，屋面结构采用轻钢结构三角屋架，屋架单元3与屋架单元3之间、屋架单元3与
立柱9之间、立柱9与横梁10或纵梁11之间以及立柱9与横向围栏13或纵向围栏12或横隔挡7
之间的连接均采用高强螺栓或者螺钉连接，第一竖杆与横杆之间、第一竖杆与附加基础20
顶部的预留件19之间均通过多通连接接头14连接，第二竖杆与纵杆之间、第二竖杆与附加
基础20顶部的预留件19之间均通过多通连接接头14连接。
另外，在屋架下端与主体结构骨架顶部之间预留空间，以安装新风系统，设置通风
带，定向向下吹风，在养殖间的地面设通风口，以加快空气交换，实现绿色生态养殖。
如图1-4所示，这种装配式立体结构养殖场，包括有主体基础1、主体结构骨架、屋
架以及连接在主体结构骨架与屋架外侧的围护结构；所述屋架两侧外部、位于主体结构骨
架的顶部沿纵向通长均设有檩条2；所述主体结构骨架和屋架均为冷钢薄壁轻钢预制构件
连接而成；所述主体结构骨架由中隔层分为上部的养殖间和下部的废料收纳间；所述中隔
层上、间隔设有连通养殖间和废料收纳间的通缝；所述废料收纳间中、间隔设有一组横隔挡
7和一组纵隔挡8，一组横隔挡7和一组纵隔挡8将废料收纳间分隔成若干废料收纳间单元；
所述屋架连接在主体结构骨架的顶部，由两片对称设置的屋架单元3拼接而成；所述屋架单
元3包括有倾斜设置的上弦杆31、水平设置的下弦杆32、连接在上弦杆31的底端与下弦杆32
一侧端部的腹杆33以及连接在上弦杆31中部与下弦杆32另一侧的斜撑34；所述腹杆33的底
端超出下弦杆32底面、并与下弦杆32底面之间留有间距；所述斜撑34由倾斜段和竖段构成，
斜撑34的倾斜段将上弦杆31分为上段和下段；所述斜撑34的倾斜段与上弦杆31的下段对称
设置，斜撑34的竖段与腹杆33位于下弦杆32以上的部分对称设置；所述下弦杆32另一侧的
端部超出斜撑34竖段的外侧面；所述上弦杆31的自由端设有第一竖向连接板4，下弦杆32自
由端设有第二竖向连接板5，腹杆33底端设有水平连接板6；两片屋架单元3的上弦杆31通过
第一竖向连接板4连接，两片屋架单元3的下弦杆32通过第二竖向连接板5连接；屋架单元3
与主体结构骨架之间通过水平连接板6连接；所述主体结构骨架的顶部与下弦杆32之间、靠
近围护结构位置处安装有新风系统，且主体结构骨架的顶部与下弦杆32之间、沿纵向还设
有通风带；所述废料收纳间的底部、对应安装有新风系统一侧的围护结构上设有通风口；所
述通风带定向向下吹风，气流依次通过中隔层上的通缝、废料收纳间底部的通风口，实现养
殖间的空气循环。
参见图10所示，为第一竖向连接板4的结构，第二竖向连接板5和水平连接板的结
构与第一竖向连接板4相同。
本实施例中，屋架整体采用圆钢管，屋架底端预留600mm，作为新风系统的处理；在
别的实施例中，屋架底端预留的空间与新风系统的高度相适应，可以通过调节腹杆33超出
下弦杆部分的长度来调节预留的空间的高度。
如图1-3、5和6所示，本实施例中，所述主体基础1为独立柱基础，沿养殖场两侧的
设计纵墙长轴线间隔布置，且养殖场两侧的主体基础1一一对应；所述养殖场两侧、相邻主
体基础1之间间隔布置有附加基础20；所述养殖场的两端、沿设计横墙长轴线也间隔布置有
附加基础20；所述附加基础20为独立柱基础，附加基础20的顶部预埋有预留件19。
本实施例中，所述主体结构骨架包括有立柱9、纵梁11、横梁10、纵向围栏12和横向
围栏13；所述立柱9与主体基础1对应设置，连接在主体基础1的顶部；所述纵梁11连接在纵
向相邻两根立柱9之间、靠近立柱9中间位置处；所述横梁10连接在横向相邻的两根立柱9的
内侧、与纵梁11的高度平齐；所述纵向围栏12连接在纵向相邻立柱9之间，纵向围栏12的顶
部连接在纵梁11底面上；所述横向围栏13连接在端部的横向相邻立柱9之间，横向围栏13顶
部连接在横梁10底面上。
本实施例中，所述中隔层由设有通缝的预制混凝土空心条板拼接而成；所述混凝
土空心条板安装在横梁10上，相邻混凝土空心条板之间留有与通缝平行的缝隙。
本实施例中，所述横隔挡7和横向围栏13均呈矩形网格状，包括横杆和第一竖杆；
所述第一竖杆与横杆之间、第一竖杆与附加基础20顶部的预留件19之间均通过多通连接接
头14连接，并且横杆与多通连接接头14之间、第一竖杆与多通连接接头14之间通过销子连
接；所述纵隔挡8和纵向围栏12均呈矩形网格状，包括纵杆和第二竖杆；所述第二竖杆与纵
杆之间、第二竖杆与附加基础20顶部的预留件19之间均通过多通连接接头14连接，并且纵
杆与多通连接接头14之间、第二竖杆与多通连接接头14之间通过销子连接；所述横隔挡7和
纵隔挡8在交点位置处通过多通连接接头14连接；所述预留件19与多通连接接头14之间通
过销子连接。
本实施例中，所述横杆、第一竖杆、纵杆、第二竖杆以及预留件19均用圆钢管制成。
如图11和图12所示，本实施例中，所述多通连接接头14为三通连接接头或者为四
通连接接头或者为五通连接接头或者为六通连接接头。
如图5所示，本实施例中，所述立柱9为方管柱；所述横梁10和纵梁11均为H型钢梁；
当然在其他实施例中，所述立柱9还可以为H型钢柱或者槽钢柱，所述横梁10和纵梁11还可
以为工字钢梁或者槽钢梁。
本实施例中，位于相邻两排纵向立柱9之间的横梁10的端部下侧连接有钢管杆件，
用于与第二竖杆连接。
本实施例中，所述立柱9的内侧、对应横梁10和横杆高度位置处均设有横向牛腿
15，横梁10、横向围栏13和横隔挡7分别对应采用高强镀锌螺钉或者螺栓连接在横向牛腿15
上；所述立柱9的另一对侧、对应纵梁11和纵杆高度位置处均设有纵向牛腿16，纵梁11和纵
向围栏12分别对应采用高强镀锌螺钉或者螺栓连接在纵向牛腿16上。
本实施例中，与立柱9上的横向牛腿15连接的横杆端部设有节点板；与立柱9上的
纵向牛腿15连接的纵杆端部也设有节点板。
本实施例中，所述立柱9顶部设有柱顶连接板17；所述屋架单元3的腹杆33底端的
水平连接板6连接在柱顶连接板17上；所述水平连接板6与腹杆33外侧壁之间、垂直于水平
连接板6和腹杆33外侧壁还设有连接檩条2的檩条连接板18，参见图9所示，柱顶连接板17与
第一竖向连接板4相同。
本实施例中的装配式立体结构养殖场采用全装配式钢结构+预制混凝土空心条板
体系。
本实施例中，围护结构的构造连接方式具体如下。
围护结构为铝合金轻钢龙骨+外挂PVC气凝胶保温板，所述铝合金轻钢龙骨沿着主
体结构骨架的外侧面布置，且用螺钉或者螺栓与对应的立柱9连接；所述PVC气凝胶保温板
由若干块保温板单元拼装而成，保温板单元通过螺钉或者螺栓连接在铝合金轻钢龙骨上；
其中保温板单元的边缘设计成卡槽型，相邻两块保温板单元之间通过固定在卡槽上的卡具
拼接；在外围护结构上、对应养殖间位置处间隔设置铝合金中空玻璃窗和门，从而满足照度
和节能要求；屋面板为内衬PVC气凝胶保温板的铝镁锰板拼接而成，防火防腐材料达到B1级
防火等级要求。
如图13-18所示，这种装配式立体结构养殖场的施工方法，包括步骤如下。
步骤一：按图纸要求进行现场测量定位，确定主体基础1与附加基础20的位置。
步骤二：施工主体基础1与附加基础20，并做好预留件19预埋。
步骤三：将立柱9连接在主体基础1的顶部。
步骤四：将横向围栏13的第一竖杆连接在附加基础20的顶部。
步骤五：在纵向相邻立柱9之间、靠近立柱9中部位置处施工纵梁11，在横向相邻的
两根立柱9的内侧、对应纵梁11的高度位置处施工横梁10；同时，施工纵向纵向围栏12和横
向围栏13。
步骤六：在立柱9顶部安装屋架单元3。
步骤七：安装外部围护结构。
步骤八：在对应位置处施工横隔挡7、纵隔挡8以及铺设中隔层。
步骤九：在主体结构骨架的顶部与下弦杆32之间、靠近围护结构位置处安装有新
风系统，且在主体结构骨架的顶部与下弦杆32之间、沿纵向设置通风带；将通风带定向向下
吹风，与新风系统、中隔层上的通缝共同实现养殖间的气流循环。
本实施例中，所述中隔层由设有通缝的预制混凝土空心条板拼接而成，在铺设预
制混凝土空心条板时，板与板之间预留满足养殖工艺要求的通缝，板端用混凝土封堵。
本实施例中围护结构的具体安装方法，包括如下步骤。
步骤1：根据图纸要求安装铝合金轻钢龙骨。
步骤2：先用螺钉和卡具固定主体结构骨架一侧的PVC气凝胶保温板，然后再安装
主体结构骨架另一侧板。
步骤3：PVC气凝胶保温板与PVC气凝胶保温板之间用扣条连接，然后用硅酮耐候结
构密封胶密封。