沙巴加:“四位一体”能源生态模式

由于北方冬季寒冷使沼气池运行较困难，并且易造成池体损坏。广大科技人员通过技术创新和实践，根据北方冬季寒冷的特定环境下创建北方“四位一体”生态模式，即沼气池、猪圈、厕所、太阳能温室四位一体。

一、“四位一体”生态模式主要优势

1、人、畜粪便能自动流入沼气池，有利于粪便管理。

2、猪圈设置在太阳能温室内，冬季使圈舍温度提高3～5℃，为生猪提供适宜的生长条件，缩短了生猪育肥期。   

3、猪圈下的沼气池由于太阳能温室而增温、保温，解决了北方地区在寒冷冬季产气难、沼气池易冻裂的技术问题，年总产气量与无太阳能温室的沼气池相比提高20％～30％。

4、高效有机肥（沼肥）增加60％以上，猪呼出的二氧化碳，使太阳能温室内二氧化碳的浓度提高，有助于温室内农作物的生长，既增产，又优质。        

二、“四位一体”能源生态模式的建设原则

1、因地制宜原则，即根据当地的自然气候，以及农户庭院面积，空地大小、方位，农作物种植和畜禽养殖规模等，对沼气池、厕所、畜禽舍和日光温室进行合理设计。

2、同步施工原则，即“四位一体”模式中的沼气池、厕所、畜禽舍和日光温室要按照按设计图纸和规定标准要求，同步设计，同期施工。

3、安全使用原则，即“四位一体”模式完工后，要对项目农户进行相关实用技术培训，以确保模式的安全运行，当模式出现问题时，一定要请有关部门和专业技术人员及时解决。

三、确定“四位一体”能源生态模式建设方位时应注意建在背风向阳，周围没有遮阳建筑物的地方，并远离树木和公路。

四、“四位一体”模式中日光温室、沼气池、畜禽舍、厕所的面积和容积

在农户庭院中建造“四位一体”能源生态模式，日光温室长度为25～50米，如在大田中建造“四位一体”能源生态模式，则日光温室长度应在60米左右；日光温室一侧建造畜禽舍，畜禽舍面积20米2左右；畜禽舍地下建8米3或10米3沼气池；厕所建在畜禽舍旁边，面积2米2左右。

五、修建“四位一体”模式前场地定位和放线

首先，按照朝向要求，以日光温室宽度作为总体宽度，以畜禽舍、日光温室长度之和作为模式的长度，画出模式的总体平面，用白灰线标记好，然后在模式总体平面内的东侧或西侧画出日光温室、畜禽舍的面积，其边际用白灰线标记，这条划分畜禽舍与日光温室的分界线，就是模式内山墙的地基线。然后再画出模式宽度的中心线，以中心线和内山墙的交叉点为起点，以沼气池的半径加10厘米为距离，在畜禽舍内沿中心线量出池的中心点。以池的中心点为圆心，以池的半径加10厘米为半径画圆，并用白灰线标记，标出沼气池位置。同时在模式中心线上确定好进料口中心点和位于日光温室内的出料口中心点，用白灰线做好标记。

有的农户庭院面积小，为了增大日光温室面积，把畜禽舍建在日光温室的北面，这种“模式”沼气池的放线方式是：先在建“模式”的庭院内画出温室与畜禽舍的白灰线，再画出畜禽舍东西宽度的中心线：从该线和日光温室的后山墙灰线交叉点为基准，以沼气池的半径加10厘米在畜禽舍内定出沼气池的中心点，再以中心点为圆心，以沼气池半径加10厘米为半径画圆，并用白灰线标记，同时在日光温室内画出出料口和畜禽舍进料口的位置。

六、在确定畜禽舍、厕所、日光温室及沼气池的建设方位时应注意的问题

1、畜禽舍必须设在模式总体平面的西侧或东侧。这是因为畜禽、蔬菜对温度、湿度、光照和生产管理等诸多方面要求的差别很大，如果把畜禽舍建在模式总体平面的中间，不但影响蔬菜生长，也影响畜禽的发育。

2、沼气池建在畜禽舍地面下，便于进料和日常管理。

3、沼气池的出料口，一定要设在日光温室内，主要是方便以后出料和给作物施肥。

4、设定沼气池发酵间中心在模式总体宽度的中心线上，其目的是为了保持沼气池的温度。经测试，冬季气温最低时，模式四周外围均在0℃以下，冻土层厚，畜禽舍内地中热量会不断横向向舍外传导，其中距北墙、山墙、南棚脚1米内的温度下降幅度更大。因此，只有把沼气池的中心定在距外部冻土层较远的中心线上，才能保持沼气池池温，以利正常产气。

七、“四位一体”能源生态模式对日光温室的要求

日光温室是北方农村能源生态模式的基本框架和主体结构，沼气池、畜禽舍、厕所、菜地都要装入温室中，形成全封闭状态。要按照结构合理、光照充足、保温效果好、抗风、抗雪压的要求设计温室。温室采用竹木或预制件做骨架，土或砖做围墙，采光面采用塑料薄膜；温室长度一般为20～50米，最长不超过60米；温室跨度6～7米，后坡水平投影与总跨度的比值为0.15～0.25；温室后墙高度一般为1.8～2.2米，不能低于1.6米，中柱矢高为2.4～3米；墙体厚度50~60厘米，如采用干打垒土墙，厚度要大于80厘米；后坡仰角的适宜角度为35～40°，一般不小于30°；在前坡拱脚20厘米处，挖深50～60厘米、宽40厘米防寒沟；采光面覆盖材料采用透光性能好、强度高、抗老化的无滴塑料膜。

八、“四位一体”能源生态模式对猪舍的要求

猪舍建在温室的一端，外部形状与温室一致；温室与猪舍之间用墙间隔（内山墙），墙壁留两个换气孔，孔口为20～24厘米，低孔距地面70厘米，高孔距地面1.5米；猪舍屋面采用起脊式圈舍，坡角与日光温室相同，保持猪舍冬暖夏凉；猪舍南墙距棚脚0.5～1米处，设1米高度墙，北面设走廊，宽1米，廊墙用砖砌，高度1米；猪舍水泥地面，高出自然地面10厘米，抹成3%～5%的坡度，坡向溢水槽，便于粪便收集和夏季排水；猪舍北墙距地1米处，设长40厘米、宽30厘米的通风口，在猪舍棚顶背风面设排气孔；在猪舍内的一角设厕所，面积1米2，蹲位比猪舍地面高出20厘米左右；人畜粪便进料口的暗沟坡度大于45°。

九、“四位一体”模式内，日光温室与猪舍之间内山墙上的换气孔的作用

日光温室与猪舍之间内山墙上的换气孔有两方面的作用。一是交换气体，即通过换气孔使猪呼出的二氧化碳和温室内植物呼出的氧气进行交换；二是交换热量，在晚上气温下降时通过换气孔使猪体释放的热量进入日光温室，从而提高温室的温度。