کشاورزی در مقیاس بزرگ فرآیندی چالشبرانگیز است که به گلخانهای نیاز دارد که بتواند تولید در سطح بالا را حفظ کند، اما در عین حال مشکلات غیرضروری در عملیات روزانه ایجاد نکند. طراحی گلخانه ونلو باید امکان فضای رشد کاربردی، تهویه، آبیاری، تغییرات دما و رطوبت، تحرک کارگران و گسترش و اصلاح در آینده را فراهم کند.
گلخانه ونلو به صورت مدولار ساخته شده است که میتواند به فضای تولید بزرگتری تبدیل شود. این گلخانه برای کسب و کارهایی که نیاز به تولید منظم محصولات، استفاده کارآمد از فضا و ادغام مؤثر سیستمهای کشت تجاری دارند، ایدهآل است.
مدولار بودن فقط یک توصیف بازاریابی نیست. بلکه بر یک شبکه سازهای تعریفشده استوار است - دهانههای ۶.۴ متر، ۸.۰ متر یا ۹.۶ متر، دهانههای ۴.۰ متر، ۴.۵ متر یا ۵.۰ متر و ارتفاع ناودان ۴ تا ۶ متر - به همین دلیل است که هر نرده توری، دریچه هوا و میله شیشهای را میتوان از یک محدوده استاندارد مشخص کرد و بدون نیاز به طراحی مجدد، در سراسر یک هکتار تکرار کرد.
مزارع بزرگ به چیزی بیش از یک منطقه بزرگ و محصور نیاز دارند؛ آنها به ساختاری نیاز دارند که بتوان آن را به بلوکهای تولیدی کارآمد تقسیم کرد. یک طرح سیستماتیک برای گلخانه ونلو میتواند از چندین منطقه رشد در گلخانه پشتیبانی کند و در عین حال فضای کافی برای خدمات و ابزارهای محیطی و تجهیزات را نیز حفظ کند.
مزیت ایده گلخانه مدولار، ساخت ساختمانهای بزرگتر با استفاده از واحدهای سازهای متعدد است. به جای داشتن یک فضای کشت انبوه در کل مزرعه، در صورت تمایل، کسبوکارها میتوانند مناطق کشاورزی را به وضوح مشخص کنند. برنامهریزی برای هر منطقه برای محصولات خاص، برنامههای کاشت، نیازهای آبیاری و شرایط محیطی امکانپذیر است.
این روش میتواند به سادهسازی عملکرد تأسیسات بزرگ کمک کند و به کارگران اجازه دهد تا از یک مسیر و روش تولید تعریفشده عبور کنند. یکی دیگر از مزایای طراحی مدولار این است که کسبوکارها در برنامهریزی اندازه اولیه تأسیسات خود انعطافپذیری بیشتری خواهند داشت. مناطق تولید را میتوان بر اساس زمین موجود و تولید پیشبینیشده شرکت برنامهریزی کرد. از آنجا که ماژول دهانه و دهانه تکرار میشوند، میتوان مرز منطقه را روی یک خط ناودان قرار داد که باعث میشود پهنهبندی اقلیمی و گسترش مرحلهای بسیار آسانتر از یک حجم واحد و یکپارچه مهندسی شود.
پروژههای بزرگ ونلو از دهانههای مکرر برای ایجاد یک منطقه کشت بزرگتر استفاده میکنند. با افزایش تعداد دهانهها، سازه، زهکشی، چیدمان تجهیزات و اتصالات خدمات باید با هم برنامهریزی شوند.
سازه گلخانه باید برای بارهای مورد انتظار در محل طراحی شود. این بارها میتواند شامل باد، وزن شیشه یا سایر پوششها، تجهیزات معلق، توریها و سایر بارهای مورد نیاز طبق استاندارد طراحی مربوطه باشد.
برای گلخانههای تولیدی تجاری، این استاندارد معمولاً یک استاندارد خاص گلخانه است و نه یک آییننامه عمومی ساختمان. استاندارد EN 13031-1 طراحی و ساخت سازه گلخانه، از جمله بارهای برف کنترلشده روی روکش شفاف و بار باد را تعیین میکند، دقیقاً به این دلیل که این سازهها سبک و حساس به بار هستند و بنابراین به جای گرانش، تحت کنترل باد و برف قرار میگیرند. به عنوان یک نقطه مرجع، قابهای تجاری معمولی برای سرعت باد حدود ۸۵ مایل در ساعت و بار برف حدود ۳۲ پوند بر فوت مربع طراحی میشوند، و سازههای ارتقا یافته در صورت نیاز به قرارگیری در معرض محل، تا تقریباً ۱۴۰ مایل در ساعت در دسترس هستند. ارتفاع ناودان نیز با بارگذاری تعامل دارد: پایههای بلندتر ۴ تا ۶ متر و بالاتر، گشتاور باد را در فونداسیون افزایش میدهند، بنابراین قاب، اتصالات، فونداسیونها و سیستم مهاربندی باید به عنوان یک سیستم سازهای واحد طراحی شوند، نه به عنوان بستههای جداگانه.
قاب، اتصالات، فونداسیونها و سیستم مهاربندی باید به عنوان یک سیستم سازهای واحد طراحی شوند. شرایط خاک و آب و هوای محلی نیز باید قبل از ساخت و ساز در نظر گرفته شود.
در یک گلخانه چند دهانهای ونلو، ناودانهای بین بخشهای سقف، آب باران را جمعآوری کرده و آن را به سمت نقاط زهکشی هدایت میکنند. چیدمان آنها باید با طراحی سقف و شرایط بارندگی محلی مطابقت داشته باشد.
ناودان یک عضو چند منظوره است. این عضو به عنوان رابط سازهای بین خرپاها، کانال آب باران و جمعکنندهی قطرات آب جاری از داخل سقف عمل میکند و شیارهای شیشهای، قطرات آب را به جای ریختن روی محصول، به داخل ناودان هدایت میکنند. در یک مرکز بزرگ، محاسبهی زهکشی باید برای کل مساحت سقف متصل انجام شود، نه برای هر دهانه، و ناودان باید بر اساس شدت بارندگی طراحی محلی اندازهگیری شود.
جمعآوری آب باران همچنین میتواند در مواردی که مزرعه قصد ذخیره یا استفاده مجدد از آب را دارد، مفید باشد. بنابراین، سیستم جمعآوری و زهکشی باید در طول طراحی اولیه محل و گلخانه در نظر گرفته شود.
تأسیسات تولیدی بزرگ ممکن است به مناطق خدماتی مختلفی برای آبیاری، تجهیزات آب و هوایی، سیستمهای الکتریکی و عملیات زراعی نیاز داشته باشند.
اتاقهای تجهیزات، پمپها، تابلوهای کنترل، انبارها و سایر نقاط خدماتی باید دسترسی مناسبی داشته باشند، بدون اینکه تداخل غیرضروری با تولید محصول داشته باشند.
تقسیم یک مرکز بزرگ به مناطق کاربردی همچنین میتواند بازرسی تجهیزات و شناسایی مشکلات در یک منطقه خاص را آسانتر کند.
آب، برق، فاضلاب و سایر خدمات نیاز به مسیرهای برنامهریزیشده در سراسر تأسیسات دارند. ظرفیت آنها باید با برنامه تولید فعلی مطابقت داشته باشد و امکان تغییرات منطقی در آینده را فراهم کند.
مسیرهای تأسیسات باید پس از بهرهبرداری از گلخانه برای بازرسی و تعمیر در دسترس باشند. در یک تأسیسات بزرگ، طراحی الکتریکی به طور خاص باید بر اساس بار واقعی متصل به سیستمهای فن، دریچه، توری، آبیاری و روشنایی با هم در نظر گرفته شود، زیرا مقاومسازی ظرفیت در یک سازه تکمیلشده بسیار مخربتر از آنچه که در ابتدا پیشبینی میشد، خواهد بود.
تجهیزات تهویه، سیستمهای آبیاری، تجهیزات خنککننده، حسگرها، کنترلها، روشنایی و سایر اجزا برای تولید تجاری مورد نیاز هستند. این سیستمها باید بخشی از طراحی ساختمان بدون هیچ مانعی باشند. دو پارامتر از پیکربندی نهایی باید توسط یک ... درک شود. تولیدکننده گلخانه ونلو قبل از اینکه پیکربندی نهایی تایید شود.
این دو پارامتر عبارتند از مساحت مؤثر دریچه و ظرفیت گردش داخلی. تهویه طبیعی عموماً نیاز به بازشوهای ترکیبی سقف و کنارهها به میزان حداقل ۱۵ تا ۲۰ درصد از مساحت کف دارد که به عنوان فضای آزاد پس از خرپاها، مکانیزمها و توریهای ضد حشرات اندازهگیری میشود؛ و گردش جریان هوای افقی تقریباً با ظرفیت ۲ فوت مربع فن در دقیقه به ازای هر فوت مربع از مساحت کف، حدود ۰.۶ متر مکعب در دقیقه به ازای هر متر مربع، اندازهگیری میشود. هر دو به صورت خطی با مساحت کف مقیاس میشوند، بنابراین از ابتدا برای هر دو در طرحبندی فضا در نظر بگیرید.
مکانهای تجهیزات باید دسترسی کافی برای نصب، بازرسی، تمیز کردن و تعویض را فراهم کنند. این برای برنامهریزی در مراحل اولیه خوب است و از شلوغ شدن بیش از حد منطقه تولید با سیستمهای اضافی که برای سایت اصلی برنامهریزی نشده بودند، جلوگیری میکند.
با افزایش تقاضا، فرصتی برای گسترش عملیات کشاورزی بزرگتر وجود خواهد داشت. ایجاد تغییرات آینده در یک سایت گلخانهای باید بدون دشوار و دست و پا گیر کردن فعالیتهای فعلی، امکانپذیر باشد. مناطق توسعه، مسیرهای آب و برق، جادههای دسترسی، مناطق خدماتی و سایر مناطقی که به عنوان مناطق کشت اضافی اضافه میشوند، باید در مرحله اولیه برنامهریزی شوند.
این امر در صورت افزایش تولید در آینده، انعطافپذیری بیشتری را برای شرکت فراهم میکند. سازه باید هم برای تولید موجود کاربردی باشد و هم امکان رشد آینده را فراهم کند. بررسی عملی این است که آیا میتوان انتهای شیروانی اصلی را باز کرد و بدون تغییر در ظرفیت زهکشی، دریچه تهویه یا سیستم توری، دهانههای بیشتری به آن اضافه کرد یا خیر.
در مناطق تولیدی بزرگ، تبادل شرایط آب و هوایی بین مناطق کشت میتواند چالش برانگیز باشد. یک گلخانه ونلو میتواند بر اساس تهویه، گرمایش/سرمایش، رطوبت، آبیاری و نظارت طراحی شود و میتواند به گونهای طراحی شود که یک سیستم یکپارچه در سراسر گلخانه فراهم کند.
تأثیر جابجایی هوا با گسترش منطقه تولید افزایش مییابد. جابجایی ناکافی هوا میتواند باعث ایجاد اختلاف بین مناطق تولید شود، به خصوص با کمبود گردش هوا به دلیل تراکم گیاهان، تجهیزات یا ویژگیهای ساختمان.
دهانههای تهویه و گردش فنها باید مطابق با مسیر جریان هوا استفاده شوند.
دو محاسبه مجزا در این مورد دخیل هستند و نباید جایگزین یکدیگر شوند. نرخ تبادل بین هوای داخل و خارج برای ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت در اوج سرمایش تابستان طراحی شده است، و برای کنترل رطوبت زمستان حداقل تقریباً ۱ بار تعویض هوا در ساعت قابل کنترل است. جابجایی داخلی به طور جداگانه و با سرعت حدود ۲ فوت مربع در دقیقه به ازای هر فوت مربع از مساحت کف که به صورت یک حلقه پیوسته چیده شده است، طراحی شده است. توریهای ضد حشرات، میزان بازشدگی مؤثر را برای توری استاندارد ۱۰ تا ۲۰ درصد بیشتر و برای توری ریز، بیشتر کاهش میدهند.
در طراحی باید میزان هوایی که وارد و خارج از منطقه کشت میشود و از طرح خارج میشود، در نظر گرفته شود. الزامات تهویه را میتوان در ساختار گلخانه ونلو در نظر گرفت، اگر در مراحل اولیه طراحی مشخص شده باشد.
گلخانههای بزرگ ممکن است دمای متغیری داشته باشند. این دما ممکن است تحت تأثیر میزان تابش خورشید، تراکم گیاهان، عملکرد تجهیزات و عوامل خارجی قرار گیرد. بنابراین، یک گلخانه تجاری باید یک برنامه مدیریت دمای مشخص داشته باشد. سیستمهای تهویه، سایهاندازی، سرمایش، گرمایش و نظارت باید مطابق با نیازهای محصول و شرایط عملیاتی محلی نصب شوند.
هدف نه تنها کنترل میانگین دما، بلکه داشتن دمای قابل قبول در سراسر منطقه تولید است. این امر مستلزم نظارت در چندین نقطه به جای یک نقطه است و مستلزم آن است که سیستمهای تهویه، توری و خنککننده به گونهای تنظیم شوند که حجم زیادی از هوا برای پاسخ به یک نقطه تنظیم واحد مورد نیاز نباشد.
آبیاری در یک گلخانه بزرگ ونلو باید بر اساس مناطق تولید و نیازهای محصول تقسیم شود. هر منطقه باید توزیع آب مناسب و دسترسی به تجهیزات آبیاری مورد نیاز را داشته باشد.
طرح آبیاری همچنین باید امکان تغییر در فاصله محصولات یا مناطق تولید را بدون تداخل با مسیرهای کارگران یا سایر سیستمهای گلخانهای فراهم کند. طراحی زهکشی نیز باید همزمان در نظر گرفته شود، زیرا هرگونه آب زهکشی که دوباره گردش میکند، نیاز به نقاط جمعآوری و لولهکشی دارد که نصب آن با طرح اولیه کف بسیار ارزانتر است.
کنترلهایی که تنظیمات دستی تکراری را به حداقل میرسانند، میتوانند در مزارع بزرگ مفید باشند. اتوماسیون میتواند تهویه، آبیاری، سرمایش، گرمایش یا سایر سیستمهای محیطی را بر اساس معیارهای از پیش تعیینشده کنترل کند. اما اتوماسیون باید متناسب با نیازهای تولید مهندسی شود.
یک سیستم کنترل پیچیده اگر با عملیات مزرعه سازگار نباشد، میتواند مشکلات عملیاتی ناخواستهای ایجاد کند. کسبوکارها باید عملکردهایی را که باید بهطور خودکار کنترل شوند و عملکردهایی را که بهتر است بهصورت دستی کنترل شوند، شناسایی کنند. در مناطق بسیار بزرگ، ارزشمندترین عملکردهای خودکار معمولاً تنظیم دریچهها، کنترل صفحه نمایش و توالی فنهای گردش هوا هستند، زیرا این سه مورد تعیین میکنند که آیا گرما و رطوبت بهطور مساوی در مناطق توزیع میشوند یا خیر.
یک گلخانه بزرگ تنها زمانی ارزشمند است که برای عملکرد عادی مزرعه مفید باشد. طرح کلی، مجموعهای از سیستمها برای محیط زیست، تجهیزات و فرآیندهای تولید باید با هم برنامهریزی شوند تا گلخانه ونلو بتواند مبنایی ساختارمند برای تولید در عمل را تضمین کند.
کارگران به مسیرهای مشخص بین مناطق کشت، ورودیها، انبارها و نقاط خدمات نیاز دارند. مسیرهای پیادهروی باید امکان جابجایی ابزار، مواد و محصولات برداشت شده را با توجه به اندازه محصول بالغ مورد انتظار فراهم کنند.
همچنین در طرح باید از قرار دادن مسیرهای خدماتی منظم در مناطقی که میتوانند با تولید محصولات کشاورزی تداخل داشته باشند، اجتناب شود. همتراز کردن مسیرهای پیادهروی با مدول دهانه و دهانه، هندسه را منظم نگه میدارد و از ایجاد نواحی نامناسب و نیمهکاره که هنگام قرار دادن راهروها در فواصل دلخواه ظاهر میشوند، جلوگیری میکند.
عناصر بیشماری برای نظارت در مزارع بزرگ وجود دارد. فنها، دریچهها، آبیاری، حسگرها، کنترلها، پمپها و سایر سیستمها نباید مسدود شوند، اما باید در دسترس باشند. دسترسی به تعمیر و نگهداری باید در طرح اولیه گنجانده شود. یک تولیدکننده گلخانه ونلو باید قبل از نهایی کردن طرح، اطلاعات دقیقی در مورد مکان تجهیزات و الزامات خدمات دریافت کند.
پردههای توری و حرارتی نمونهای از این موارد هستند. آنها از جمله اجزای باارزش در یک خانه بزرگ هستند - یک پرده انرژی معمولاً 30 تا 50 درصد در انرژی گرمایشی صرفهجویی میکند و یک پرده بازتابنده، گلخانه را 4 تا 8 درجه سانتیگراد خنکتر از یک پرده سیاه با همان درصد سایهاندازی نگه میدارد - اما آنها فقط در صورتی به این ارزش پی میبرند که بدون ایجاد اختلال در تولید، قابل بازرسی، تمیز کردن و تعمیر باشند.
چرا گلخانه ونلو برای کشاورزی در مقیاس بزرگ مناسب است؟
ساختار مدولار سازمانیافته آن میتواند از مناطق کشت وسیع پشتیبانی کند و در عین حال به کسبوکارها اجازه میدهد تا مناطق کشت، تجهیزات، تهویه، آبیاری و مسیرهای خدماتی را به طور سیستماتیک برنامهریزی کنند. در عمل، شبکه مدولار با دهانههای 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، چیزی است که امکان گسترش و پهنهبندی یک تأسیسات بزرگ را بدون نیاز به طراحی مجدد سازه فراهم میکند.
یک گلخانه بزرگ ونلو به چه میزان تهویه نیاز دارد؟
دو رقم. برای تبادل هوا، در اوج سرمایش تابستان، حدود ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت طراحی کنید، و در زمستان حداقل ۱ بار تعویض هوا در ساعت را به صورت قابل کنترل در نظر بگیرید. برای خود دریچهها، مساحت دریچههای سقف و جانبی را حداقل ۱۵ تا ۲۰ درصد از مساحت کف در نظر بگیرید که به عنوان مساحت آزاد مؤثر پس از خرپاها، مکانیزمها و صفحات مشبک اندازهگیری میشود.
یک گلخانه بزرگ به چند فن گردش هوا نیاز دارد؟
سیستم جریان هوای افقی را با ظرفیت حدود ۲ فوت مربع (CFM) فن در هر فوت مربع از مساحت کف، معادل تقریباً ۰.۶ متر مکعب در دقیقه در هر متر مربع، طوری تنظیم کنید که هوا به صورت یک حلقه پیوسته از طریق سایبان حرکت کند. این علاوه بر فنهای خروجی است که نرخ تبادل هوا را فراهم میکنند و این دو باید جداگانه محاسبه شوند.
چگونه باید بارهای سازهای را در یک پروژه بزرگ مدیریت کرد؟
طراحی بر اساس استاندارد سازهای مخصوص گلخانه مانند EN 13031-1 که بارهای باد و برف کنترلشده روی روکش شفاف و همچنین وزن پوشش و تجهیزات معلق را پوشش میدهد. قابهای تجاری معمولی برای باد تقریباً ۸۵ مایل در ساعت و برف ۳۲ پوند بر فوت مربع طراحی شدهاند، و طرحهای ارتقا یافته برای حدود ۱۴۰ مایل در ساعت نیز موجود است. از آنجا که ارتفاع ناودان ۴ تا ۶ متر و بالاتر، گشتاور باد را در پایه افزایش میدهد، قاب، اتصالات و فونداسیون باید به عنوان یک سیستم واحد طراحی شوند.
توریهای ضد حشرات چه تاثیری بر یک مرکز بزرگ دارند؟
توریها سطح مؤثر دریچه را کاهش میدهند، بنابراین باید در محاسبه تهویه لحاظ شوند و بعداً اضافه نشوند. یک توری 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 سطح باز ۵۵ درصد در یک دهانه ۱۰۰ متر مربعی، هوایی معادل تنها حدود ۵۵ تا ۶۰ متر مربع را عبور میدهد.
آیا گلخانه ونلو میتواند از چندین محصول پشتیبانی کند؟
بله. منطقه کشت را میتوان بر اساس نوع محصول، برنامه کاشت، نیازهای آبیاری و سایر الزامات عملیاتی به مناطق تولیدی مختلفی تقسیم کرد. از آنجا که مرزهای منطقه را میتوان روی خطوط ناودانی درون ماژول سازهای تعیین کرد، هر منطقه میتواند تنظیمات تهویه، شبکه و آبیاری خود را بدون تأثیر بر مناطق مجاور داشته باشد.
سخنان پایانی
کشاورزی در مقیاس بزرگ به گلخانهای نیاز دارد که بتواند حجم تولید را بدون به خطر انداختن سازماندهی و کنترل عملیاتی پشتیبانی کند. یک گلخانه ونلو میتواند پایه و اساس ساختاریافتهای برای تقسیمبندی مناطق تولید، ادغام سیستمهای محیطی، مدیریت تجهیزات و برنامهریزی ظرفیت آینده فراهم کند.
اعدادی که باعث میشوند این سازه در مقیاس واقعی خود کار کند، از همان ابتدا ارزش طراحی دارند: یک ماژول دهانه و دهانه تکرارشونده با ارتفاع ناودان ۴ تا ۶ متر، مساحت دریچه ترکیبی ۱۵ تا ۲۰ درصد مساحت کف، ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت در اوج سرمایش، گردش هوا با اندازه حدود ۲ فوت مربع در دقیقه (CFM) در هر فوت مربع، و ظرفیت قاب محاسبه شده تحت استاندارد EN 13031-1 برای بارهای واقعی باد و برف سایت.
بهترین نتایج به طراحی تأسیسات بر اساس عملیات کشاورزی واقعی بستگی دارد، نه انتخاب یک سازه به صورت جداگانه. همکاری با یک تولیدکننده گلخانه باتجربه Venlo به کسبوکارها این امکان را میدهد که از ابتدا ساختار، چیدمان محصول، تهویه، آبیاری، دسترسی به تجهیزات و استراتژی توسعه را هماهنگ کنند.