نوع سازه گلخانه تجاری که انتخاب میکنید به شدت به آب و هوای محل استفاده از آن بستگی دارد. بنابراین، طراحی مناسب به عوامل محیطی متعددی از جمله دما، بارندگی، باد، رطوبت، نور خورشید و تغییرات فصلی بستگی دارد.
اقلیم باید به ارزشهای طراحی تبدیل شود، نه اینکه به عنوان یک برداشت کلی در نظر گرفته شود. چهار مجموعه از اعداد، بیشترین کار را در یک پروژه تجاری انجام میدهند: حداکثر نرخ تبادل هوایی که خانه باید به آن برسد، مساحت دریچه مورد نیاز برای رسیدن به آن، بارهای سازهای که سایت تحمیل میکند و میزان انتقال نوری که پوشش میتواند ارائه دهد. پس از مشخص شدن این موارد، انتخاب سازه تا حد زیادی به دنبال آن میآید.
آب و هوا باید بر خود سازه گلخانه تأثیر بگذارد، نه فقط تجهیزات نصب شده در داخل آن. نکات اصلی که باید بررسی شوند عبارتند از: مساحت تهویه، طراحی سقف، استحکام سازه، پوشش، عایقبندی، سایهاندازی و زهکشی.
در آب و هوای گرم، گلخانه به فضای کافی برای تهویه نیاز دارد تا گرما را خارج کند. دریچههای سقفی از اهمیت ویژهای برخوردارند زیرا هوای گرم میتواند از طریق دهانههای بلند خارج شود. در مناطق مرطوب، تهویه همچنین در صورت مساعد بودن شرایط بیرونی به حذف رطوبت کمک میکند.
دو عدد، کفایت را تعریف میکنند. در اوج سرمایش تابستان، یک خانه تجاری باید به گونهای طراحی شود که تقریباً ۴۰ تا ۶۰ بار در ساعت هوا را تعویض کند، و در زمستان حداقل ۱ بار در ساعت برای مدیریت رطوبت و CO2 قابل کنترل باشد. برای اینکه این امر با تهویه طبیعی امکانپذیر باشد، دهانههای ترکیبی سقف و کنارهها باید حداقل ۱۵ تا ۲۰ درصد از مساحت کف را تشکیل دهند که به عنوان فضای آزاد مؤثر پس از خرپاها، مکانیزمهای تهویه و توریهای حشرات اندازهگیری میشود. ارتفاع ناودان نیز در اینجا اهمیت دارد: ارتفاع ناودان ۴ تا ۶ متری که معمولاً در سازههای تجاری ونلو دیده میشود، و ارتفاع تیرهای بالای ۱۰ متر در دهانههای بزرگ، باعث افزایش سر شناوری میشود که هوای گرم را از طریق برآمدگی به بیرون هدایت میکند.
قرار گرفتن در معرض باد بر قاب، اتصالات، فونداسیونها و اتصالات پوشش تأثیر میگذارد. سازنده باید سازه را برای بارهای طراحی محلی مورد نیاز محاسبه کند، نه اینکه از مشخصات سازهای یکسان در هر سایت استفاده کند.
برای گلخانههای تولیدی تجاری، مرجع مناسب، یک استاندارد سازهای مخصوص گلخانه مانند EN 13031-1 است که بار باد، بار برف کنترلشده روی روکش شفاف و وزن پوشش و تجهیزات معلق را پوشش میدهد - دقیقاً به این دلیل که سازههای گلخانهای سبک و حساس به بار هستند. برای ایجاد حس مقیاس، قابهای تجاری معمولی برای سرعت باد حدود ۸۵ مایل در ساعت و بار برف حدود ۳۲ psf طراحی میشوند، و طرحهای ارتقا یافته برای تقریباً ۱۴۰ مایل در ساعت در دسترس هستند. ارتفاع ناودان با این بارها در تعامل است: پایههای بلندتر، گشتاور باد را در فونداسیون افزایش میدهند، بنابراین قاب، اتصالات، فونداسیونها و لنگرها باید با هم طراحی شوند.
آب و هوای سرد اهمیت بیشتری برای کاهش اتلاف گرما قائل است. سیستم پوشش، صفحات حرارتی و سیستم گرمایشی باید با هم در نظر گرفته شوند. برخی از طرحهای تجاری ممکن است از پوششهای عایقبندیشدهتری استفاده کنند که در آنها آب و هوا و محصول، هزینه اضافی را توجیه میکنند.
دو تصمیم بیشترین وزن را به خود اختصاص میدهند. اول، میزان عبور نور از پوشش، زیرا یک سقف شیشهای Venlo معمولاً حدود ۷۵ تا ۸۵ درصد عبور نور را ارائه میدهد و طراحی نباید نوری را که نمیتواند بازیابی کند، از دست بدهد. دوم، صفحه نمایش، زیرا یک صفحه نمایش حرارتی معمولاً ۳۰ تا ۵۰ درصد در انرژی گرمایشی صرفهجویی میکند و یک صفحه نمایش بازتابنده، خانه را ۴ تا ۸ درجه سانتیگراد خنکتر از یک صفحه نمایش سیاه با درصد سایه یکسان نگه میدارد - به این معنی که یک مشخصات صفحه نمایش میتواند هم برای فصل گرما و هم برای اوج تابستان مناسب باشد.
بارندگی شدید به چیزی بیش از یک پوشش سقف مناسب نیاز دارد. ناودانهای سقف، لولههای پایینرونده، زهکشی زمین و مناطق فونداسیون باید با هم برنامهریزی شوند تا آب بتواند از گلخانه دور شود.
اندازه ناودان بر اساس شدت بارندگی طراحی محلی اعمال شده بر کل مساحت پلان سقف متصل، نه بر اساس هر دهانه. در یک خانه چند دهانهای، ناودان همچنین میعان آب جاری از داخل سقف را حمل میکند که توسط شیارهای شیشهای به آنجا هدایت میشود تا میعان روی محصول نریزد.
نور شدید خورشید میتواند دمای گلخانه را به سرعت افزایش دهد. سایهاندازی میتواند بار خورشیدی را کاهش دهد، اما سایهاندازی بیش از حد نیز میتواند نور موجود برای محصول را کاهش دهد. بنابراین، سیستم سایهاندازی باید با شرایط محصول و نور خورشید محلی مطابقت داشته باشد.
سایه را به صورت درصدی در برابر تابش اندازهگیری شده مشخص کنید و به یاد داشته باشید که توری، نوری را که قبلاً توسط پوشش فیلتر شده است، کاهش میدهد. خود مواد توری از نظر مه و انعکاس متفاوت هستند، بنابراین مقایسه مفید، کل نور تابیده شده به سایبان است، نه درصد سایه چاپ شده روی پارچه.
در آب و هوای گرم و مرطوب، ساختمانها باید قادر به دفع گرما و رطوبت باشند. طراحی باید تهویه طبیعی مناسب را تضمین کند و امکان سایهاندازی، خنکسازی و تهویه کنترلشده را فراهم کند.
گلخانههای تجاری چند دهانهای میتوانند برای عملیات تجاری گرم مناسب باشند، اگر سیستمهای تهویه و خنککننده با محیط محلی سازگار باشند. دهانههای متصل، مناطق کشت زیادی را ارائه میدهند و میتوانند در سراسر تأسیسات پیکربندی شوند. تهویه سقف، دهانههای جانبی، گردش هوا و مدیریت گرما، همگی باید از ملاحظات کلیدی در طراحی باشند.
در شرایط گرم، محدودیت معمولاً مساحت کل دریچه نیست، بلکه استقلال هر دهانه است. در یک خانه بزرگ متصل به هم، هوا باید مسافت بیشتری را از ورودی به خروجی طی کند، بنابراین گردش داخلی - که حدود ۲ فوت مکعب در دقیقه ظرفیت فن در هر فوت مربع از مساحت کف، تقریباً ۰.۶ متر مکعب در دقیقه در هر متر مربع است - به اندازه محاسبه بازشو اهمیت پیدا میکند. پیکربندی بازشو نیز مهم است: یک ورودی جانبی همراه با دریچههای سقفی رو به باد، بالاترین جریان طبیعی را به دست میآورد، حدود ۱۲.۳ بار تعویض هوا در ساعت با سرعت باد تنها ۰.۵ متر بر ثانیه، در حالی که چیدمانهای فقط سقفی کافی نیستند.
مناسب تولیدکننده گلخانه چند دهانه میتواند طراحی گلخانه و عناصر سازهای آن را بر اساس نیازهای اقلیمی خاص پروژه سفارشی کند. این امر در صورتی مفید است که کسبوکارها به فضای تولید قابل توجهی نیاز داشته باشند، اما نیازی به ایجاد ساختمانهای کشت جداگانه نداشته باشند.
استفاده از طرح گوتیک، مساحت سقف اضافی را فراهم میکند که میتواند فضایی برای خروج هوای گرم از منطقه کشت نیز باشد. پروفیل منحنی همچنین برف را راحتتر از یک شیب کمعمق میریزد، به همین دلیل است که این شکل اغلب در مناطق برفگیر انتخاب میشود. همچنان توصیه میشود که تهویه، سایهاندازی، پوشش و خنکسازی بر اساس شرایط محلی فعلی انتخاب شود. صرفاً به این دلیل که گوتیک به نظر میرسد، لزوماً به معنای گوتیک بودن آن نیست. تنظیمات کامل کنترل آب و هوا، کارایی آن را در آب و هوای گرم تعیین میکند.
این بده بستان را باید به صراحت بیان کرد: حجم داخلی بزرگتر، انرژی بیشتری برای گرمایش و تهویه در ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت در اوج مصرف نیاز دارد و به مساحت بیشتری برای پوشش همان کف نیاز دارد. سقف منحنی یک هندسه است، نه یک بار مجاز - محاسبات سازهای هنوز باید انجام شود.
در آب و هوای گرم، دمای داخلی میتواند در هنگام تابش شدید نور خورشید به سرعت افزایش یابد. سیستمهای سایهبان میتوانند به کاهش تابش مستقیم خورشید کمک کنند؛ در مواردی که تهویه طبیعی ناکافی است، میتوان از تجهیزات خنککننده برای کنترل دما استفاده کرد.
سایهبانی و سرمایش باید در مقایسه با مقادیر مختلف، اندازهگیری شوند. سایهبانی بخشی از بار خورشیدی ورودی را حذف میکند، در حالی که سرمایش تبخیری توسط افت دمای حباب مرطوب محدود میشود: پدها برای راندمان ۷۰ تا ۸۰ درصد در حالت خیس طراحی شدهاند که در حدود ۸۰ درصد راندمان کلی سیستم، تقریباً ۹ درجه فارنهایت (۵ درجه سانتیگراد) افت دما ایجاد میکند و هوای ورودی ۱۰ تا ۲۰ درجه فارنهایت پایینتر از دمای محیط میرسد. در روزهای مرطوب، افت دما کاهش مییابد، بنابراین یک طراحی سرمایش که فقط در مقایسه با پیک دمای حباب خشک اعتبارسنجی شده باشد، در مواقعی که بیشترین نیاز به آن وجود دارد، عملکرد ضعیفی خواهد داشت.
این سیستمها در مرحله طراحی، در ساختمان تعبیه میشوند، نه اینکه پس از ساخت ساختمان، به صورت نامرتب و نامنظم درآیند. آنها باید در گلخانه تجاری باشند، اندازه آنها متناسب با اندازه گلخانه و نیازهای محصول باشد و کنترلهایی روی آنها اعمال شود.
دمای بالا: تهویه سقف، جریان هوا، سایهبان و ظرفیت خنککنندگی مناسب را در اولویت قرار دهید.
رطوبت بالا: حذف مؤثر رطوبت و جریان مداوم هوای داخلی را فراهم میکند.
نور شدید خورشید: از سایهاندازی قابل کنترل بدون کاهش غیرضروری نور مفید محصول استفاده کنید.
عملیات بزرگ: تجهیزات آب و هوایی را در مناطق تولیدی متصل به هم هماهنگ کنید.
وقتی دما کاهش مییابد و در معرض گرما قرار میگیریم، اولویتهای دیگری در سازه لحاظ میشود. طراحی یک گلخانه تجاری باید از همان ابتدا ویژگیهای حفظ گرما، استحکام سازه، انتخاب پوشش، امکان کنترل تهویه و محافظت در برابر شرایط آب و هوایی شدید را در نظر بگیرد.
یک سیستم محیطی یکپارچه و با طراحی خوب، به طراحی ونلو اجازه میدهد تا محیطی ساختارمند برای کشت تجاری ارائه دهد. میتوان آن را به راحتی پیکربندی کرد تا تمام تجهیزات ضروری یک گلخانه تجاری، مانند تهویهها، سایهبانها، آبیاری و سایر موارد را در خود جای دهد.
برای مناطق سردتر، حفظ گرما و تهویه کنترلشده باید در نظر گرفته شود. هدف، حفظ شرایط بهینه محصول با حداقل اتلاف گرما است. ماژول ونلو در اینجا کمک میکند: دهانههای استاندارد ۶.۴ متر، ۸.۰ متر یا ۹.۶ متر با دهانههای ۴.۰ متر، ۴.۵ متر یا ۵.۰ متر و ارتفاع ناودان ۴ تا ۶ متر، امکان تعیین حفاظها، دریچههای تهویه و سایر تجهیزات را از یک محدوده استاندارد فراهم میکند، بنابراین میتوان یک حفاظ انرژی را بدون قاببندی سفارشی اضافه کرد. یک تولیدکننده گلخانه ونلو ممکن است توانایی سفارشیسازی اندازه، پوشش و سیستمهای کنترل محیطی را برای پروژه داشته باشد تا نیازهای عملیاتی سیستم را برآورده کند.
انتخاب سازهها، برنامهریزی فونداسیونها، اتصالات قابها و نصب پوشش باید با توجه به قرار گرفتن در معرض باد در نظر گرفته شود. این عوامل در مکانهای باز اهمیت بیشتری دارند، جایی که ممکن است نیاز به توجه بیشتری نسبت به مکانهای حفاظتشده داشته باشند.
گلخانه لزوماً نباید در همه جا یکسان باشد؛ باید برای شرایطی که انتظار میرود طراحی شود. سازنده گلخانه تجاری باید قبل از طراحی سازه، میزان قرارگیری در معرض باد را در نظر بگیرد. این امر به اطمینان از مناسب بودن طرح انتخاب شده برای محیط عملیاتی کمک میکند. به عنوان یک معیار، قابهای تجاری استاندارد برای سرعت باد در منطقه ۸۵ مایل در ساعت مهندسی میشوند و مشخصات ارتقا یافته برای حدود ۱۴۰ مایل در ساعت برای مکانهای ساحلی یا مرتفع در دسترس است.
زهکشی مناسب سقف و محل در مناطق بارانی بسیار مهم است. آب نباید در نواحی اطراف نقاط دسترسی، مناطق تولیدی یا فونداسیونها راکد بماند. شکل سقف، ناودانها، مسیرهای زهکشی و زمین اطراف ساختمان باید در نظر گرفته شود. رطوبت نسبی داخل ساختمان نیز باید با تهویه مناسب تنظیم شود.
حتی اگر ساختار یک گلخانه تجاری سالم باشد، مشکلات زهکشی میتواند مانع عملکرد طبیعی آن شود. این سیستمها را میتوان از ابتدا برنامهریزی کرد تا از تغییرات غیرضروری در طول عملکرد سیستم جلوگیری شود.
در مناطق سردسیر، اتلاف گرما باید به دقت کنترل شود، اما باید تهویه کافی برای رفاه محصول وجود داشته باشد. انتخاب مواد پوششی، سیستم گرمایشی، فنهای گردش هوا و کنترلهای تهویه باید هماهنگ باشد.
دو عدد، این بده بستان را نشان میدهند. توریها 30 تا 50 درصد از انرژی گرمایشی را بازیابی میکنند، در حالی که تهویه هنوز باید حداقل حدود 1 بار در ساعت در زمستان برای کنترل رطوبت، هوا را تعویض کند. وظیفه طراحی، دستیابی به این تبادل با حداقل اتلاف گرما است - به همین دلیل است که دریچههای تیغهای توریدار و کنترل مرحلهای در آب و هوای سرد بسیار ارزشمند هستند.
اگر از گرما استفاده میشود، باید به طور کلی به منطقه کشت اعمال شود، نه در مناطق خاص. کاربرد دیگر حسگرها، تشخیص دما و کمک به کنترل بهتر است. الزامات گرمایشی باید در مراحل اولیه هنگام طراحی گلخانه چند دهانهای در نظر گرفته شود. ممکن است مقاومسازی تجهیزات گرمایشی بزرگ پس از نصب دشوارتر باشد.
ممکن است نوسانات قابل توجهی در مناطق مختلف بین فصول یا حتی بین روز و شب وجود داشته باشد. ساختمانهای اینجا باید بتوانند بین این عملکردها به طور متناوب عمل کنند: گرمایش، تهویه، سایهبانی و سرمایش.
کنترلهای محیطی سیار در این زمینه مهم هستند. تجهیزات باید بتوانند بدون ایجاد تقاضای غیرضروری، خود را با شرایط متغیر وفق دهند. در عمل، این به معنای کنترل مرحلهای به جای روشن/خاموش است: دریچهها به تدریج باز میشوند، سپس توریها بسته میشوند، و سپس خنکسازی شروع میشود، به طوری که از حجم هوای زیادی خواسته نمیشود که به یک نقطه تنظیم واحد پاسخ دهد. مشاغل میتوانند با یک تولیدکننده گلخانه تجاری مناسب همکاری کنند که بتواند نیازهای ساختاری و محیطی را در یک طراحی هماهنگ ادغام کند.
مناطق سردسیر: روی حفظ گرما، ظرفیت گرمایش، تهویه کنترلشده و پوشش مناسب تمرکز کنید.
مناطق بادخیز: استحکام سازه، پایههای ایمن و اتصالات قابل اعتماد اجزا را در اولویت قرار دهید.
مناطق بارانی: زهکشی سقف، زهکشی زمین و مدیریت رطوبت را با هم برنامهریزی کنید.
آب و هوای متغیر: از کنترلهای انعطافپذیری استفاده کنید که بتوانند به تغییرات دما و نور خورشید پاسخ دهند.
سازههایی با گزینههای تهویه، سایهبان و خنککننده مؤثر، عموماً برای شرایط گرم مناسبتر هستند. در انتخاب نهایی، باید رطوبت، نوع محصول و میزان قرارگیری در معرض محل نیز در نظر گرفته شود. از نظر کمی، به دنبال طرحی باشید که بتواند در اوج خنککنندگی به ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت برسد، مساحت دریچههای سقف و جانبی را حداقل ۱۵ تا ۲۰ درصد از مساحت کف فراهم کند و شامل یک سیستم خنککننده با راندمان ۷۰ تا ۸۰ درصد باشد.
اجازه دهید حداقل ۱۵ تا ۲۰ درصد از مساحت کف، بازشوهای ترکیبی سقف و کنارهها، به عنوان مساحت آزاد مؤثر پس از خرپاها، مکانیزمها و توریهای ضد حشرات اندازهگیری شود. توجه داشته باشید که جریمه توری واقعی است: یک توری ضد حشرات استاندارد حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد جریان هوای یک دریچه بدون مانع را هزینه میکند، یک توری ۷۵ مش در مقایسه با توری ۴۰ مش، تهویه طبیعی را تقریباً ۲۵ درصد کاهش میدهد، و یک توری ۵۰ مش با نسبت مساحت باز ۵۵ درصد در یک دهانه ۱۰۰ متر مربعی، هوایی معادل تنها حدود ۵۵ تا ۶۰ متر مربع را عبور میدهد.
این سازه باید از حفظ گرما، تهویه کنترلشده، گرمایش و مواد پوششی مناسب پشتیبانی کند. الزامات طراحی به شدت و مدت زمان شرایط سرمای محلی بستگی دارد. یک ماژول ونلو با یک صفحه نمایش حرارتی معمولاً پاسخ عملی است، زیرا یک صفحه نمایش معمولاً 30 تا 50 درصد از انرژی گرمایشی را صرفهجویی میکند در حالی که سازه همچنان امکان حداقل قابل کنترل حدود 1 بار تعویض هوا در ساعت را برای کنترل رطوبت فراهم میکند.
این مقادیر بر اساس میزان قرارگیری در معرض محیط محاسبه میشوند، نه از روی کاتالوگ. برای گلخانههای تولیدی تجاری، مرجع معمولاً یک استاندارد سازهای مخصوص گلخانه مانند EN 13031-1 است که بارگذاری باد و بارهای برف کنترلشده روی روکشهای شفاف را پوشش میدهد. قابهای تجاری معمولی برای سرعت باد حدود ۸۵ مایل در ساعت و بارهای برف حدود ۳۲ پوند بر فوت مربع طراحی شدهاند و در صورت نیاز سایت، تا حدود ۱۴۰ مایل در ساعت قابل ارتقا هستند. ارتفاع ناودان بلندتر، گشتاور باد را در فونداسیون افزایش میدهد، بنابراین قاب و فونداسیون باید به عنوان یک سیستم واحد طراحی شوند.
پروفیل گوتیک منحنی، برف را راحتتر از یک شیب کمعمق میریزد، که در مناطق برفگیر واقعاً مفید است. این یک مزیت شکل سقف است، نه یک امتیاز سازهای. قاب هنوز باید برای همان بارهای طراحی محاسبه شود و حجم داخلی بزرگتر، انرژی مورد نیاز برای رسیدن به ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت در اوج تهویه را افزایش میدهد.
آب و هوا، مقاومت سازه، ظرفیت تهویه، الزامات پوشش، زهکشی، گرمایش، سرمایش و نیازهای سایهبانی را تعیین میکند. این عوامل باید قبل از انتخاب نوع گلخانه ارزیابی شوند. کاهش آنها به چهار مقدار طراحی - نرخ تبادل هوای مورد نیاز، مساحت دریچه مورد نیاز به عنوان درصدی از مساحت کف، بارهای باد و برف محل و انتقال نور مورد انتظار - مقایسه بین سازههای کاندید را ملموس میکند.
شرایط آب و هوایی محلی، محصولات، ابعاد گلخانه، تهویه، پوشش، آبیاری، کنترل آب و هوا، الزامات سازهای، نصب و نگهداری را مورد بحث قرار دهید. به طور خاص بپرسید که نرخ تبادل هوا در اوج طراحی چقدر خواهد بود، مساحت مؤثر دریچه به عنوان نسبتی از مساحت کف پس از صفحات محافظ چقدر است، قاب برای چه بارهای باد و برف طراحی شده است و سیستم خنککننده برای رسیدن به چه راندمان پد مشخص شده است.
هیچ ساختار گلخانهای واحدی وجود ندارد که برای هر آب و هوایی ایدهآل باشد. انتخاب صحیح به این بستگی دارد که سازه چقدر میتواند دما، رطوبت، نور خورشید، باد و شرایط فصلی محل کشت را به طور مؤثر مدیریت کند.
کسبوکارها باید قبل از تصمیمگیری، هم سازه و هم سیستمهای پشتیبانی آن را ارزیابی کنند. تبدیل آب و هوا به مقادیر طراحی - ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت در اوج مصرف با حداقل حدود ۱ بار در زمستان، ۱۵ تا ۲۰ درصد از مساحت کف در بازشدگی مؤثر دریچه، بارهای باد و برف مختص محل تحت استاندارد EN 13031-1، ۷۵ تا ۸۵ درصد انتقال نور مونتاژ و ۷۰ تا ۸۰ درصد راندمان پد خنککننده - یک بحث کلی در مورد آب و هوا را به مجموعهای از الزامات تبدیل میکند که میتوان سازه را در واقع با آنها بررسی کرد.
همکاری با یک تولیدکننده گلخانه تجاری باتجربه میتواند به همسو کردن طراحی گلخانه با شرایط آب و هوایی محلی و الزامات تولید بلندمدت کمک کند.