Устройство и обогрев защищенного грунта

Реферат

По дисциплине: «Овощеводство»

На тему: «Устройство и обогрев защищенного грунта»

пгт. Аграрное, 2011г.

Введение

Круглогодичное выращивание сельскохозяйственных культур ведут в защищенном грунте, который имеет сооружения на земельных участках, обеспечивающие создание искусственного микроклимата. Такой грунт обладает рядом особенностей по сравнению с открытым, которые необходимо учитывать при его проектировании, строительстве и эксплуатации. В первую очередь это небольшие площади участков, на которых различными способами создается благоприятное сочетание факторов роста растений независимо от состояния погоды и времени года. Интенсивное использование площадей обеспечивает получение нескольких урожаев в течение года. На ограниченном по высоте и площади пространстве применяют как механизированный труд, так и ручной, а иногда процессы полностью механизируются. Сложная агротехника, малогабаритная механизация работ и автоматизация режимов вегетации (наличие в почве питательных веществ, благоприятные температура и влажность воздуха и почвы, освещенность) обеспечивают каждому растению оптимальные условия для проявления своих потенциальных возможностей.

В зависимости от конструктивных особенностей культивационных сооружений различают утепленный грунт, парники и теплицы. При этом принимают во внимание:

-использование в течение года (краткосрочное, сезонное, круглый год);

-наличие бокового ограждения или его отсутствие;

-удельный объем (отношение объема помещения к его инвентарной площади, которая представляет собой внутренний периметр);

-габариты (мало-, средне- и крупногабаритное);

-местонахождение рабочих и машин (вне и внутри сооружения).

Назначение овощеводства защищенного грунта сводится к решению трех основных задач:

1) производство внесезонной продукции;

2) выращивание рассады;

3) расширение ассортимента овощных культур.

Для полного обеспечения необходимого количества овощей во внесезонное время на одного человека нужно 0,2 м2 зимних остекленных и 0,3 м2 весенних теплиц.

До недавнего времени в структуре культивационных сооружений преобладал парник, роль которого сводилась в основном к выращиванию рассады. Однако себестоимость парниковой рассады высокая. Затраты на рассаду составляют 30-40% от общей суммы затрат на продукцию. В связи с этим парники утрачивают свое значение.

Утепленный грунт

Утепленный грунт представляет собой простые малогабаритные сооружения для защиты растений от временных понижений температуры почвы и воздуха весной и осенью. Такие сооружения позволяют на 7—25 дней раньше или позже выращивать овощи или рассаду для открытого грунта. В них широко применяют укрытие гряд или участков посевов соломенными и другими матами, пленкой, бумагой и другими материалами, а также утепление почвы биотопливом, подогретой водой, электричеством. В последнее время широкое распространение получили малогабаритные укрытия почвы из пленки бескаркасного, тоннельного и шатрового типов, которые накапливают тепловую энергию солнечных лучей.

Общим недостатком малогабаритных сооружений утепленного грунта является то, что все работы в них выполняются только вручную.

Парники

Парники в основном предназначены для выращивания рассады, которую используют в открытом грунте. Основными частями парника являются прозрачная кровля (полотнище пленки или рама с прозрачным материалом — стеклом, пленкой), коробка, котлован. В зависимости от числа скатов прозрачной кровли парники делят на одно- и двухскатные. Они могут быть углубленными или наземными, стационарными или переносными. Все виды парников обогреваются биотопливом, которое закладывается в котлован, и солнечной радиацией, которая накапливается под пленкой или стеклом. В качестве биотоплива используют навоз животного происхождения, мелкую солому, очес, опилки и другие органические материалы, которые при разложении выделяют тепло. Парники слабо поддаются механизации, трудоемки и неэкономичны. Однако простота устройства и надежность защиты растений на ранних стадиях развития от неблагоприятных условий погоды способствуют их широкому применению.

Теплицы

Теплицы являются основным сооружением в современном промышленном овощеводстве защищенного грунта. Они предназначены для круглогодового производства овощей и рассады, которую затем высаживают в защищенном или открытом грунте. Их размеры позволяют выполнять работы с применением малогабаритных или даже обычных машин. Теплицы лучше других сооружений защищенного грунта отвечают агротехническим требованиям возделывания культур. Они экономически выгодны во всех зонах страны.

Теплицы классифицируют:

1) по назначению (рассадные, овощные, рассадно-овощные, шампиньонницы, цветочные);

2) по технологии выращивания (грунтовые, гидропонные) ;

3) по продолжительности эксплуатации (зимние, весенние);

4) по способу обогрева (солнечный, биологический, технический);

5) по объемно-планировочным решениям (ангарные однопролетные и блочные многопролетные, объединенные в блок — самостоятельный, технологически замкнутый комплекс зданий и сооружений, необходимых для выращивания продукции. Тепличный комбинат состоит из нескольких блоков);

6) по конструктивным особенностям (каркасные, бескаркасные — вантовые);

7) по использованным строительным материалам (деревянные, пластмассовые, из облегченных оцинкованных профилей, совмещенные деревоме-таллические);

8) по виду светопрозрач-ного ограждения (стеклянные, пленочные, пластиковые).

В зимних теплицах выращивают овощи и рассаду в течение всего года, весенние эксплуатируют с начала весны до глубокой осени (ранние овощи и рассаду для открытого грунта.

В грунтовых теплицах рассаду и овощи возделывают в грунте, который является полом теплицы. Стеллажные теплицы оборудуют стеллажами (столы или полки с бортами высотой 20 см). Механизация работ в стеллажной теплице невозможна, поэтому современные теплицы строят грунтовые. В овощных теплицах выращивают овощи на продукцию, а в рассадно-овощных – рассаду для защищенного и открытого грунта. На долю разведочных теплиц приходится 8-10% площади тепличного комбината. Рассадные отделения зимних теплиц отличаются от производственных теплиц более мощной системой подпочвенного обогрева и наличием оборудования для искусственного дополнительного освещения рассады.

Размещать тепличные комплексы надо вблизи крупных промышленных центров или транспортных магистралей. Лучшие участки для теплиц – юго-западные и юго-восточные склоны, имеющие защитные насаждения или строения с севера и востока, а также со стороны господствующих ветров. Нельзя располагать теплицы в низинах, куда стекает тяжелый холодных воздух, и ночью температура значительно ниже, чем на склонах. Уровень грунтовых вод должен быть не ближе 1,5 м от поверхности земли. Весенние пленочные теплицы устраивают вблизи зимних теплиц и котельных, отапливающих жилые дома, что дает возможность более плотно использовать их в весенний период.

Устройство теплицы

Основными конструктивными элементами являются: фундамент, продольные и торцовые стены, каркас и перекрытие (кровля) .

Фундамент служит для передачи нагрузки от сооружения на грунт. У ангарных теплиц он сплошной, из железобетонных блоков, уложенных на бетонную подушку, у блочных — сплошной по периметру из фундаментных плит и столбчатый (в виде опорных бетонных столбов сечением 12X12, 15X15 см). Умеренно выступающую над фундаментом часть называют цоколем. Он уменьшает проникновение холодного воздуха в приземный слой. Допустимая высота цоколя для зимних теплиц 0,3 м, для весенних — 0,1 м, чтобы избежать затенения растений. Он переходит в стены из стекла или пленки.

Несущими элементами каркаса являются опорные стойки. Их выполняют из металла, дерева, бетона. Высота стоек в ангарных теплицах 1,8 м, в блочных — 2,2 м. Расстояние между ними 3 и 6 м. На стойки монтируют ферму. Ее наклонный элемент называют ригелем, горизонтальный— затяжкой. В блочных теплицах звенья конструктивно соединены лотками, которые опираются на стойки. Расстояние между стойками, фермами, арками называют шагом, а между боковыми стенам — пролетом.

Ангарные теплицы относят к однопролетным, блочные — к многопролетным (многозвенным). Оптимальная ширина ангарных—12—18 м, одного звена в блоке — 6,4 м (для зимних остекленных теплиц) и 6 м (для весенних пленочных).

В ангарных теплицах нет опор внутри теплицы. Блочные теплицы представляют собой объединение произвольного числа арочных теплиц. При этом стенки между соседними теплицами: заменяют стойками. Ширина пролета 3,2 и 6,4 м. Блочные теплицы имеют преимущества перед ангарными: меньший коэффициент ограждения, стоимость и расход топлива ниже на 1518%, строительство дешевле на 30-35% по сравнению-с однозвенными. В блочных теплицах успешнее решаются вопросы механизации.

Место сопряжения двух перекрытий вверху называют коньковым прогоном (коньком). Прогоны обеспечивают продольную жестокость каркаса. К ним крепятся ш п р о с ы для укладки стекла и натяжения пленки. Ширина их должна быть не более 7 см, расстояние между ними не менее 50 см и не более 70 см.

Для поступления наружного воздуха в теплицу и выхода тепличного в атмосферу на перекрытии устраивают форточки (фрамуги). Располагают их на коньке, а при необходимости — и вдоль продольных стен. В зимних остекленных теплицах общая площадь вентиляционных проемов должна быть не менее 20% от ограждающей поверхности, в весенних пленочных, где выращивается рассада, — от 30 до 50%.

В бескаркасных воздухоопорных теплицах их форма поддерживается за счет давления воздуха, который непрерывно нагнетеется внутрь помещения. Бескаркасные панельные конструкции теплиц собирают из плоских прозрачных рам, которые жестко сопрягаются друг с другом.

При вантовой конструкции каркаса прозрачная кровля теплицы подвешена на стальных канатах, натянутых между опорами, установленными снаружи сооружения.

Все теплицы больших размеров оборудуются современными механизированными и автоматизированными системами водоснабжения, управления вентиляцией, тепловым и питательным режимами.

Типовые проекты

С 1969г. тепличные комплексы строят только по ним.

Для различных климатических районов существуют десятки типовых проектов теплиц. Им присвоен серийный номер 810. Цифры, следующие за ним, представляют индивидуальный номер проекта. Довольно много зимних блочных культивационных сооружений построено по проекту 810-73 и его производным 810-74, 810-80, 810-86, 810-92, 810-99, ангарных —по типовым проектам 810-78, 810-95, весенних пленочных — по проектам 810-97, 810-91, 810-93, 810-94.

При климатическом районировании тепличных комбинатов принимаются во внимание:

- расчетная температура наружного воздуха самой холодной пятидневки и наиболее холодных суток января;

-вес снегового покрова (если выпадение снега имеет место в данном районе)

-скоростной напор ветра,

-геология и гидрология грунта,

-сейсмичность.

Перечень типовых проектов периодически пополняется. Срок действия проекта 5 лет. По истечении его специальной комиссией выносится решение о погашении проекта или о продлении его действия на определенный период.

Во всех типовых проектах имеются бытовые и вспомогательные помещения: соединительные коридоры, кладовые, упаковочная и холодильные камеры, помещение приготовления воды для полива и растворов минеральных удобрений, растворный пункт ядохимикатов, теплопункт, гардеробные, душевые, санузлы, комнаты агронома, бригадира, дежурных слесарей.

Типовые проекты предусматривают механизацию и автоматизацию основных технологических операций.

Обогрев

Защищенный грунт обогревают:

1) теплом солнечной радиации, которая улавливается «парниковым эффектом»;

2) теплом, выделенным при микробиологическом разложении органических материалов — биотопливом;

3) теплом от сжигания жидкого, твердого или газообразного топлива, электрической энергии, горячих подземных или отработанных промышленных вод. Во всех случаях наиболее целесообразным считается использовать для закрытого грунта биологический и солнечный обогрев. Если в теплицах, особенно односкатных, устанавливать устройства для аккумулирования солнечной энергии (ящики с черным грунтом или почвой, воду и др.), то гелиообогревом (в южных районах страны) можно обеспечивать их теплом в весенний и осенний периоды. Тепло от технических источников применяется в основном в зимних теплицах. В сооружениях, обогреваемых солнечной энергией, снизить температуру можно путем вентиляции или затенения. При использовании других источников энергии температура может регулироваться количеством подаваемого тепла.

Материалы

При постройке сооружений защищенного грунта используются непроницаемые для света материалы (бетон, кирпич, металл, дерено, пластмассы и др.) и светопроницаемые (стекло, прозрачные полимеры), однако поверхности из непрозрачных материалов стремятся сделать как можно меньшей площадью. В некоторых теплицах она составляет всего 6—9%.

Как стекло, так и прозрачная пленка имеют свои достоинства и недостатки. Стекло по сравнению с другими материалами долговечнее, не меняет свою прозрачность, хотя в 60—150 раз тяжелее пленки той же площади. Для теплиц применяют стекло толщиной 3—5 мм, а для парников — 2—3 мм. Прозрачность стекол 70—90%. Полимерные прозрачные пленки отличаются легкостью и гибкостью, но быстро меняют свои физико-механические свойства, менее прозрачны, теплопотери выше, чем через стекло, недолговечны (один сезон).               Конструкции каркасов пленочных теплиц легки и просты. Пленку используют в основном в южных районах страны. Для утепленного грунта применяют пленку толщиной 0,08—0,12 мм, а для теплиц 0,12—0,25 мм. Промышленность выпускает пленку в виде рулонов шириной 1,2—6,0 м. Помимо обычной полиэтиленовой пленки выпускается несколько улучшенных разновидностей стабилизированная, армированная, теплоудерживающая и др. Одной из улучшенных пленок является поливинилхлоридная, сочетающая оптические свойства стекла и лучшие качества полиэтиленовой пленки. Такая пленка служит 3—4 года, но имеет пониженную морозостойкость (до -15°С).