Устройство теплиц

Основными конструктивными эле­ментами теплицы являются фундамент, каркас и ограждающие поверхности — боковые и торцевые стены, светопрозрачная  кровля. Внутреннее оборудование теплицы включает систему отопления, вентиляции, водоснабжения, электроснабжения, а также стелла­жи и тому подобное.

Фундамент является основой культивационного по­мещения. Его закладывают по периметру теплицы. Различают ленточный (сплошной) фундамент или выполненный в виде от­дельных опорных столбов. Для строительства фундамента теп­лиц используют бутовый камень, крупные валуны, железобетон­ные плиты и столбы. Фундамент укладывают на глубине промерзающего слоя почвы. В зоне вечной мерзлоты для фунда­мента используют материнскую породу — гранит (при поверхност­ном залегании) или забивают в грунт железобетонные сваи (теп­лицы на сваях).

Над фундаментом возводят стены теплицы, которые по уст­ройству неоднородны. Нижняя надфундаментная часть стены, на­зываемая цоколем, несколько расширена. Ее строят обычно из кирпича, железобетона (реже дерева), чтобы уменьшить возмож­ность проникновения холодных приземных масс наружного воз­духа в теплицу. Верхняя часть стен состоит из отдельных остек­ленных рам, что значительно улучшает световой режим в теплице. Такое устройство имеют продольные и южная торцевая сте­ны. Северная торцевая стена состоит из кирпича или железобе­тона (кроме двери), что значительно уменьшает влияние на ми­кроклимат северных холодных ветров.

Сопряжение стены с верхним перекрытием называют карни­зом, а сопряжение двух плоскостей перекрытия сверху — коньком теплицы. Кровля (перекрытие) культивационных помещений может быть односкатной, двускатной или арочной. Для максимально­го улавливания солнечной радиации остекленной кровле прида­ют определенный угол наклона и ориентацию в отношении сто­рон света. Элементами кровли (перекрытия) являются коньковый брус (в арочных конструкциях он отсутствует), стропила или фермы, шпроссы, продольные (параллельные коньку) прогоны и светопрозрачный материал (стекло, пленка или сотовый поликарбонат). Коньковый брус различного сечения служит для укрепления верхних концов шпроссов и вентиляционных форточек (в некоторых проектах центральный ряд стоек поддерживает перекрытие через  коньковый брус).

Стропилами связывают коньковый брус с карнизом. Неболь­шие теплицы иногда сооружают без стропил. В ангарных тепли­цах нет стропил и опорных стоек, роль каркаса выполняют ме­таллические фермы, опирающиеся нижними концами непосредственно на фундамент. Использование ферм позволяет избежать применения опорных стоек, что увеличивает полезную площадь и облегчает обслуживание теплиц.

В теплицах двускатных и блочных вся тяжесть остекленной кровли поддерживается каркасом, который состоит из двух или нескольких рядов (в блочных теплицах) опорных стоек, выпол­ненных из металлических труб или железобетонных столбиков, размещенных вне проходов теплицы. В верхней части опорные стойки соединяют продольными прогонами из уголковой стали, которые подводят под кровлю (шпроссы). Шпроссы, как и в пар­никах, служат для укладки и крепления стекла или пленки.

Основным материалом для изготовления шпроссов в малых теплицах является дерево, а в больших — металл. Для улучшения светового режима в теплицах толщина деревянных шпроссов не превышает 7 сантиметров, металлических — 4...5 сантиметров, а расстояние между шпроссами увеличивают до 50...70 сантиметров. В широких теплицах для уменьшения прогиба шпроссов под перекрытие с внутренней сто­роны подводят продольные прогоны. Для остекления теплиц при­меняют стекло толщиной 3...5 миллиметров.

Кроме стационарных перекрытий, в тепличном строительстве используют рамный (разборный) тип перекрытия. В этом случае перекрытие устраивают за счет укладки стандартных парниковых или специальных тепличных рам нижним концом на карниз теп­лицы, а верхним на коньковый брус. Рамное перекрытие приме­няют в теплицах, эксплуатация которых связана с разборкой кровли (загрузка и выгрузка биотоплива и земли, закаливание рассады), укладкой перекрытий весенних теплиц на зимнее хра­нение в снежных районах; чтобы избежать деформации от дав­ления снега.

В стеллажных теплицах для выращивания овощных культур устраивают специальные корытообразные приспособления — стеллажи. Они значительно сокращают коэффициент использова­ния площади (до 0,55...0,65), повышают трудоемкость при обслу­живании, увеличивают стоимость теплиц. Поэтому площадь под стеллажными сооружениями в хозяйствах ограниченна и состав­ляет не более 5...10% общей  площади теплиц.

В тепличном хозяйстве различают строительную, инвентарную и по­лезную площадь теплиц. Произведение наружной ширины на наружную длину теплицы составляет строительную площадь; произведение внутренней ширины на внутреннюю длину — инвентарную, а площадь, непосредственно занятая под выращивание овощей,— полезную. Отношение общей полезной площади к инвентарной называют коэффициентом полезной площади, а отношение площади ограждающих поверхностей к инвентарной — коэффициентом ограждения.

Стеллажные теплицы используют для получения рассады и ранней продукции теплолюбивых растений, при культуре овощей на искусственных субстратах и для выращивания шампиньонов.

Стеллажи располагают с оставлением продольного прохода под коньком или параллельно коньку. Оптимальная ширина стел­лажей при одностороннем обслуживании 60...80 сантиметров, при двусто­роннем — 160...180 сантиметров, глубина стеллажей 25 сантиметров. Ширина цент­рального прохода в стеллажных теплицах 100 сантиметров, боковых 60...70 сантиметров.

Деревянные стеллажи обычно выходят из строя в течение двух лет. Поэтому более практичны железобетонные стеллажи, отли­чающиеся прочностью и продолжительным сроком службы.

В грунтовых (бесстеллажных) теплицах овощные культуры возделывают на грядах или ровной поверхности. В них лучше ис­пользуются полезная площадь (до 0,85), механизация при обра­ботке почвы и транспортных работах, кубатура при выращива­нии высокорослых растений на шпалере.

Для обеспечения необходимой температуры воздуха и почвы в теплицах применяют водяное отопление и реже газовое, паро­вое или электрическое. При водяном обогреве отопительную систему, состоящую из металлических труб, размещают по окружности теплицы в двускатных теплицах вдоль, а в ангарных поперек. Такое расположение обеспечивает равномерный тепловой режим воздуха.

Оптимальный тепловой режим почвы создают за счет под­почвенного обогрева с самостоятельным включением и регулировкой. Трубы подпочвенного обогрева укладывают вдоль теплицы на глубине 40...50 сантиметров от поверхности почвы и на расстоянии 1 и 1,6 метра друг от друга.

В стеллажных теплицах обогревающие трубы устанавливают непосредственно под дно стеллажей. Такая система подпочвенного обогрева вполне обеспечивает выровненный тепловой режим в корнеобитаемом слое почвы.

Создание воздушного, газового и частично теплового режима для выращивания растений осуществляют с помощью системы вентиляции. В теплицах различают боковую (приточную) и верх­нюю (вытяжную) вентиляцию.

Боковая система вентиляции работает за счет устройства вен­тиляционных рам и форточек в боковом остеклении, верхняя — за счет форточек вдоль конька теплицы по обеим его сторонам или сплошной вентиляции за счет подъема верхней части кровли, примыкающей к коньку. Верхние форточки накладные. Это обес­печивает герметичность и гарантирует от затекания дождевой во­ды в теплицу. Система вентиляции механизирована и автомати­зирована.

Режим влажности воздуха и почвы создают искусственно за счет устройства системы орошения. Воду подают через систему дождевания, в небольших хозяйствах шлангами или через под­почвенное (преимущественно в томатных теплицах) орошение.

Электроснабжение необходимо для улучшения светового ре­жима растений за счет досвечивания или электросветокультуры и освещения теплиц для нормальной работы в зимние утренние и вечерние часы. Под электродосвечиванием понимают кратковре­менное применение искусственного света при выращивании расса­ды. Для досвечивания используют различные установки и источ­ники света.

В тепличных хозяй­ствах применяют лампы ЛФ-1, ЛФ-2, ДРЛФ-400, ЛОР-1000. Особый интерес представляют светильники ОТ-400 с лампами ДРЛФ-400, которые монтируют вертикально в стандартной лег­кой арматуре на высоте 50...60 сантиметров от листьев растений. Пере­мещение ламп по вертикали воз­можно вручную за счет укора­чивания длины подвески. Улучшенный спектр этих ламп позволяет потреблять 120 Вт на 1 квадратный метр, не снижая качества рассады.

Схематические разрезы раз­личных типов теплиц:

1 — односкатной; 2 — блочной; 3 — дву­скатной ангарной; 4 — двускатной с внут­ренними опорами; 5 — полигональной; 6 — арочной.

Характеристика раз­личных типов теплиц.

Односкатные теплицы обычно деревянные, просты по устройству. Имеют один остекленный скат, обращенный к югу. Остекление рамное (съемное) или стационарное, угол наклона ската 35...45 градусов. Размер односкат­ных теплиц не превышает 50...100 квадратных метров, внутренняя планировка — стеллажная, выполнена в виде небольших корыт, расположенных под остекленной кровлей. Вентиляция — односторонняя, верхняя, отопление — печное.

Теплицы имеют ряд существенных недостатков: трудоемки в обслуживании, узко специализированы в использовании в связи с недостаточной вентиляцией, имеют неустойчивый режим темпе­ратуры и влажности почвы и воздуха, поэтому строительство их допускается лишь в исключительных случаях, главным образом в северных районах, в небольших тепличных хозяйствах.

Двускатные теплицы обычно металлокаменные, реже деревян­ные, имеют два остекленных ската, ориентированных на восток и запад. Остекление стационарное, угол наклона кровли 25...30 градусов. Кровля теплицы опирается на каркас, состоящий из четырех ря­дов опорных стоек (металлических труб). Два ряда труб распо­ложены по центру теплицы. В верхней части они соединяются металлическими прогонами (уголковым железом). Другие два ряда опорных стоек совмещены с боковыми стенами. Размеры двускатных теплиц от 100...150 до 300...350 квадратных метров, внутреннее устрой­ство — стеллажное или грунтовое. Вентиляция двойная — верхняя и боковая, отопление чаще всего водяное.

Недостатком двускатных теплиц является трудоемкость обслу­живания (механизация невозможна из-за опорных стоек каркаса).

Ангарные теплицы представляют собой крупные двускатные (иногда с арочной кровлей) сооружения площадью 600...3000 квадратных метров, без внутренних опорных стоек. Перекрытие стационарное, угол наклона остекленной кровли 25...30 градусов, вентиляция двойная.

Положительными качествами этих теплиц являются: лучшая осве­щенность и повышенные вентиляционные возможности, устойчи­вый тепловой режим в почве и воздухе, возможность применения современных транспортных средств и почвообрабатывающих ма­шин, а также механизации или автоматизации вентиляции, дож­девания, подкормки, обработки растений ядохимикатами.

Но из-за большой высоты и ширины эти теплицы имеют коэф­фициент ограждения 1,5, что обусловливает повышенные по сравнению с двускатными теплицами теплопотери. Поэтому ангарные тепли­цы дороже в эксплуатации; выше и капитальные затраты при строительстве.

Ангарная теплица площадью 1000 квадратных метров.

Недостатки блочных теплиц: худший световой режим, слабая вентиляция, особенно боковая из-за большого расстояния между боковыми стенами. Эти теплицы наиболее широко применяют при строительстве крупных тепличных комплексов.

Блочные теплицы представляют собой объединение несколь­ких теплиц, примыкающих одна к другой продольными сторо­нами, с заменой совмещаемых боковых стен опорными стойками. В результате эти теплицы являются самыми экономич­ными при строительстве.

Стыки кровли смежных секций соединя­ют желобами, которые служат для сброса воды и одновременно являются несущими элементами кровли. На желоба и коньковый брус опираются шпроссы. При таком устройстве все звенья теплицы представляют собой одно общее помещение с остекленной кровлей (угол наклона 25...27 градусов). Размеры блочных теплиц колеблются от 10000 до 30000 квадратных метров. Коэффициент ограж­дения меньше, чем у ангарных теплиц, и составляет 1,3...1,4. В блочных теплицах обеспечиваются еще большие воз­можности для механизации всех работ по обработке грунтов и различных перевозок, для автоматизации режимов микроклимата, полива, подкормок, обработки растений ядохимикатами.

Блочная теплица.  А — внешний вид;  Б — схема устройства: 1 — стальные трубы обогрева воздуха шатра теплицы;  2 — стальные трубы обогрева воз­духа вдоль бокового ограждения теплицы;  3 —  пластмассовые трубы подпочвенного обо­грева;  4 и 5 — стальные трубы обогрева приземного слоя воздуха, одновременно служат рельсами для перемещения тележек, применяемых при уборке урожая или уходе за рас­тениями;  6 — дренажные гончарные трубы для сброса избыточной воды в канализацион­ную систему;  7 — водосток для вывода осадков с кровли в канализационную систему;  8  пластины стекла;  9 — вентиляционные форточки;  10 — реечная система открывания форто­чек;  11 — трубы системы полива с распыляющими форсунками;  12 — шпроссы;  13 — коньковый брус;  14 — соединительный желоб;  15 — опорная стойка теплицы, установленная на точечном железобетонном фундаменте (размеры в сантиметрах).

Зимние теплицы предназначены для эксплуатации в течение круглого года. Они имеют массивную конструкцию, стационарное перекрытие и достаточное количество обогревающих приборов, обеспечивающих оптимальный температурный режим для выра­щивания культур в самое холодное время.

Весенние теплицы используют в течение весны, лета и осени, то есть при более благоприятных условиях освещенности и особенно наружной температуры, чем зимние теплицы. Весенние теплицы имеют конструкции легкого типа с меньшим количеством обо­гревающих элементов, а иногда и совсем без них. Поэтому капиталовложения при строительстве их в 2...3 раза ниже зимних теплиц.

Основными способами обогрева весенних теплиц являются солнечный обогрев и биологический. Однако оснащение весенних теплиц дополнительным техническим обогре­вом дает возможность использовать их примерно на месяц рань­ше, чем теплицы на биологическом обогреве.

В весенних тепли­цах выращивают рассаду для открытого грунта, а последующей культурой — томат или огурец, получая при этом хороший уро­жай при низкой себестоимости.

В практике тепличного овощеводства применяют весенние пле­ночные теплицы разнообразных конструкций: стационарные, пере­движные и разборные. Реже встречаются весенние теплицы, остек­ленные блочного или ангарного типа.

Несущая конструкция весенних теплиц может быть деревян­ной или металлической. Площадь их колеблется от 100 до 5000 квадратных метров. Стационарные блочные теплицы более крупные, чем ангарные или двускатные.

Представляют интерес блочно-арочные пленочные теплицы с металлическими каркасами из об­легченных элементов заводского изготовления и рассадные теплицы. Покрытие у них пленочное целыми полотнищами, крепление пленки безгвоздевое. Вентиляцию осуществляют открытием каждого звена арочной кровли и боковых стен. Предусмотрена механизация и автомати­зация основных работ. Теплицы универсального использования.

В последние годы стали приобретать промышленное значе­ние передвижные теплицы. По конструкции они бывают арочные, блочно-арочные и ангарные.

В течение сезона 2...3 раза теплицу последовательно перемеща­ют с одной культуры на другую. Передвижение осуществляют с помощью тракторов, тросов и лебедок. Все операции по обработ­ке почвы, поделке гряд, посеву, иногда посадке выполняют обыч­ные машины, после чего теплицу передвигают на подготовленный участок.

Передвижная теплица:

1 и 2 — раскосы продольной жесткости; 3 — полозья; 4 — прицепная серьга;

5 — арка кровли;  6 — соединительные желоба;  7 — стойки;  8 — входная дверь;

9 — пленочный торцевой «фартук»; 10 —  бобина.

Передвижные теплицы представляют интерес для выращи­вания рассады, так как позволяют закалять ее в условиях, макси­мально приближенных к открытому грунту.

Разборные теплицы состоят из деревянных несущих конструк­ций, на которые устанавливают деревянные рамы с двойным сло­ем пленки. На зиму рамы снимают. Новую пленку натягивают весной в отапливаемых помещениях. Монтаж рам на каркас про­стой.

Для вентиляции этих теплиц снимают рамы бокового ог­раждения и на кровле или открывают фрамуги. Разборные теп­лицы удобны для выращивания рассады капусты (легко прово­дить закалку). Они перспективны для юга России, где летом возможны перегревы.