(2)設計池子應考慮荷載
確定荷載是沼氣池設計中一項很重要的環節。所謂荷載,是指單位麵積上所承受的重量。如果荷載確定過大,設計的沼氣池結構截麵必然過大,結果用料過多,造成浪費。如果荷載確定過小,設計的強度不足,就容易造成池體破裂。荷載的計算標準一般為:池身自重(按混凝土量計算)每立方米為2.5噸左右,拱頂覆土每立方米為2噸左右,池內發酵原料每立方米容積為1.2噸左右,沼氣池產氣後池內每平方米受壓為1噸左右。此外,經常出現在池頂的人、畜等壓力以最大量考慮為1噸左右。所以,地基和承載力至少不能小於每平方米8噸。
(3)設計池子應考慮拱蓋的矢跨比和池牆的質量
建造沼氣池,一般都用脆性材料,受壓性能較好,抗拉性能較差。根據削球形拱蓋的內力計算,當池蓋矢跨比在1:5.35時,是池蓋的環向內力變成拉力的分界線。大於這個分界線,若不配以鋼筋,池蓋則可崩破裂。因此,在設計削球形池拱蓋時,矢跨比(即矢高與直徑之比,矢高指拱腳至拱頂的垂直距離)一般在1:4~1:6之間。在設計反削球形池底時,矢跨比為1:8左右(具體的比例還應根據池子大小、拱蓋跨度及施工條件等決定)。注意在砌拱蓋前要砌好拱蓋的蹬腳,蹬腳要牢固,使之能承受拱蓋自重、覆土和其他荷載(如畜圈、廁所等)的水平推力(一般說來,一個直徑為5米,矢跨比為1:5,厚度為10厘米的混凝土拱蓋,其邊緣最大拉力約為10噸),以免出現裂縫和下塌的危險。其次,池牆質量必須牢固。池牆基礎(環形基礎)的寬度不得小於40厘米(這是工程構造上的最小尺寸),基礎厚度不得小於25厘米。一般基礎寬度與厚度之比,應在1:1.5~1:2範圍內為好。
3.沼氣池容積的計算
建造沼氣池,事先要進行池子容積的計算,就是說計劃建多大的池子為好。計算容積的大小,原則上應根據用途和用量來確定。池子太小,產氣就少,不能保證生產、生活的需要;池子太大,往往由於發酵原料不足或管理跟不上去等原因,造成產氣率不高。目前,我國農村沼氣池產氣率普遍不夠穩定,夏天一晝夜每立方米池容可產沼氣0.15立方米左右,冬季約可產氣0.1立方米,一般農村五口人的家庭,每天煮飯、燒水約需用氣1.5立方米(每人每天生活所需的實際耗氣量約為0.2立方米,最多不超過0.3立方米)。同時,應考慮生產用肥。因此,農村建池,每人平均按1.5~2立方米的有效容積計算較為適宜(有效容積一般指發酵間和貯氣箱的總容積)。根據這個標準建池,人口多的家庭,平均有效容積少一點,人口少的家庭,平均有效容積多一點;北方地區一般氣溫較低,可多一點,南方地區一般氣溫較高,可少一點。如一個五口人的家庭,建造一個8~10立方米的沼氣池,管理得好,所產沼氣基本上能滿足一家人一年四季煮飯、燒水或點燈的需要,在北方即使在冬季氣溫較低,產氣量有所減少的情況下,仍可供煮兩餐飯或燒開水用。所以一般家庭養豬存欄6~10頭,日光溫室麵積在100~150平方米,可建6立方米、8立方米、10立方米的沼氣池為宜。對於建在野外的四位一體生態型大棚模式,一般“模式”麵積為1畝左右,這時,養豬頭數可增加,沼氣池容積大一些為好,但這不是絕對的,因為若沼氣池容積滿足不了炊事用能及蔬菜生產用肥的需要,可由外界補充能源及肥料,從而使“模式”正常運行。
(2)設計池子應考慮荷載
確定荷載是沼氣池設計中一項很重要的環節。所謂荷載,是指單位麵積上所承受的重量。如果荷載確定過大,設計的沼氣池結構截麵必然過大,結果用料過多,造成浪費。如果荷載確定過小,設計的強度不足,就容易造成池體破裂。荷載的計算標準一般為:池身自重(按混凝土量計算)每立方米為2.5噸左右,拱頂覆土每立方米為2噸左右,池內發酵原料每立方米容積為1.2噸左右,沼氣池產氣後池內每平方米受壓為1噸左右。此外,經常出現在池頂的人、畜等壓力以最大量考慮為1噸左右。所以,地基和承載力至少不能小於每平方米8噸。
(3)設計池子應考慮拱蓋的矢跨比和池牆的質量
建造沼氣池,一般都用脆性材料,受壓性能較好,抗拉性能較差。根據削球形拱蓋的內力計算,當池蓋矢跨比在1:5.35時,是池蓋的環向內力變成拉力的分界線。大於這個分界線,若不配以鋼筋,池蓋則可崩破裂。因此,在設計削球形池拱蓋時,矢跨比(即矢高與直徑之比,矢高指拱腳至拱頂的垂直距離)一般在1:4~1:6之間。在設計反削球形池底時,矢跨比為1:8左右(具體的比例還應根據池子大小、拱蓋跨度及施工條件等決定)。注意在砌拱蓋前要砌好拱蓋的蹬腳,蹬腳要牢固,使之能承受拱蓋自重、覆土和其他荷載(如畜圈、廁所等)的水平推力(一般說來,一個直徑為5米,矢跨比為1:5,厚度為10厘米的混凝土拱蓋,其邊緣最大拉力約為10噸),以免出現裂縫和下塌的危險。其次,池牆質量必須牢固。池牆基礎(環形基礎)的寬度不得小於40厘米(這是工程構造上的最小尺寸),基礎厚度不得小於25厘米。一般基礎寬度與厚度之比,應在1:1.5~1:2範圍內為好。
3.沼氣池容積的計算
建造沼氣池,事先要進行池子容積的計算,就是說計劃建多大的池子為好。計算容積的大小,原則上應根據用途和用量來確定。池子太小,產氣就少,不能保證生產、生活的需要;池子太大,往往由於發酵原料不足或管理跟不上去等原因,造成產氣率不高。目前,我國農村沼氣池產氣率普遍不夠穩定,夏天一晝夜每立方米池容可產沼氣0.15立方米左右,冬季約可產氣0.1立方米,一般農村五口人的家庭,每天煮飯、燒水約需用氣1.5立方米(每人每天生活所需的實際耗氣量約為0.2立方米,最多不超過0.3立方米)。同時,應考慮生產用肥。因此,農村建池,每人平均按1.5~2立方米的有效容積計算較為適宜(有效容積一般指發酵間和貯氣箱的總容積)。根據這個標準建池,人口多的家庭,平均有效容積少一點,人口少的家庭,平均有效容積多一點;北方地區一般氣溫較低,可多一點,南方地區一般氣溫較高,可少一點。如一個五口人的家庭,建造一個8~10立方米的沼氣池,管理得好,所產沼氣基本上能滿足一家人一年四季煮飯、燒水或點燈的需要,在北方即使在冬季氣溫較低,產氣量有所減少的情況下,仍可供煮兩餐飯或燒開水用。所以一般家庭養豬存欄6~10頭,日光溫室麵積在100~150平方米,可建6立方米、8立方米、10立方米的沼氣池為宜。對於建在野外的四位一體生態型大棚模式,一般“模式”麵積為1畝左右,這時,養豬頭數可增加,沼氣池容積大一些為好,但這不是絕對的,因為若沼氣池容積滿足不了炊事用能及蔬菜生產用肥的需要,可由外界補充能源及肥料,從而使“模式”正常運行。