Лучшие типы коммерческих тепличных конструкций для различных климатических условий
Выбор типа коммерческой теплицы во многом зависит от климата места её использования. Таким образом, правильная конструкция зависит от нескольких факторов окружающей среды, включая температуру, количество осадков, ветер, влажность, солнечный свет и сезонные колебания.
Климат следует преобразовывать в проектные параметры, а не рассматривать как общее впечатление. В коммерческом проекте большую часть работы выполняют четыре группы параметров: максимальная скорость воздухообмена, которую должен обеспечить дом, площадь вентиляционного отверстия, необходимая для ее достижения, конструктивные нагрузки, создаваемые участком, и светопропускание покрытия. Как только эти параметры известны, выбор конструкции в значительной степени становится очевидным.
Соответствие конструкции климату
Климат должен влиять на саму конструкцию теплицы, а не только на установленное внутри оборудование. Основные моменты, которые следует проверить, — это площадь вентиляции, конструкция крыши, прочность конструкции, покрытие, изоляция, затенение и дренаж.
Проверьте вентиляционную мощность.
В жарком климате теплице необходима достаточная площадь вентиляционных отверстий для отвода тепла. Вентиляционные отверстия на крыше особенно важны, поскольку теплый воздух может выходить через высокие проемы. В районах с высокой влажностью вентиляция также помогает удалять влагу, если это позволяют внешние условия.
Адекватность вентиляции определяется двумя показателями. В пиковые летние периоды охлаждения коммерческий дом должен быть спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать примерно 40–60 воздухообменов в час, а зимой – контролируемый минимум около 1 воздухообмена в час для регулирования влажности и уровня CO2. Для достижения этого с помощью естественной вентиляции суммарная площадь кровельных и боковых отверстий должна составлять не менее 15–20% от площади пола, измеренной как эффективная свободная площадь после стропильных ферм, вентиляционных механизмов и противомоскитных сеток. Высота водосточных желобов здесь также имеет значение: типичная для коммерческих зданий в Венло высота желобов 4–6 м и высота опор более 10 м в больших пролетах увеличивают напор плавучести, который выталкивает горячий воздух через конек.
Проверка несущих нагрузок
Воздействие ветра влияет на каркас, соединения, фундамент и крепление покрытия. Производитель должен рассчитывать конструкцию с учетом требуемых местных расчетных нагрузок, а не использовать одни и те же технические характеристики для всех строительных площадок.
Для коммерческих теплиц в качестве ориентира следует использовать специальный стандарт для тепличных конструкций, такой как EN 13031-1, который охватывает ветровые нагрузки, контролируемые снеговые нагрузки на прозрачную облицовку, а также вес укрытия и подвесного оборудования — именно потому, что тепличные конструкции легкие и чувствительны к нагрузкам. Для наглядности, типичные коммерческие каркасы проектируются для скорости ветра около 138 км/ч и снеговых нагрузок около 100 км/ч, а модернизированные конструкции рассчитаны примерно на 228 км/ч. Высота водосточных желобов влияет на эти нагрузки: более высокие стойки увеличивают момент ветра в фундаменте, поэтому каркас, соединения, фундамент и анкеровка должны проектироваться одновременно.
Учитывайте вопросы укрытия и сохранения тепла.
В условиях холодного климата снижение теплопотерь приобретает особое значение. Система укрытия, теплоизоляционные экраны и система отопления должны рассматриваться в комплексе. В некоторых коммерческих проектах может использоваться больше теплоизолирующих покрытий, если климат и выращиваемые культуры оправдывают дополнительные затраты.
Два решения имеют первостепенное значение. Во-первых, светопропускание покрытия, поскольку стеклянная кровля Venlo обычно обеспечивает около 75–85% общего пропускания света, и конструкция не должна жертвовать светопропусканием, которое она не может компенсировать. Во-вторых, экран, поскольку теплоизоляционный экран обычно экономит 30–50% энергии на отопление, а отражающий экран поддерживает температуру в доме на 4–8 °C ниже, чем черный экран с тем же процентом затенения — это означает, что один тип экрана может использоваться как в отопительный сезон, так и в пик летнего сезона.
План действий в случае дождя и водоотведения
Для обеспечения надлежащего кровельного покрытия при сильных дождях требуется нечто большее. Водосточные желоба, водосточные трубы, грунтовый дренаж и фундамент должны быть спланированы таким образом, чтобы вода могла отводиться от теплицы.
Размер водосточных желобов определяется исходя из местной расчетной интенсивности осадков, применяемой к общей площади соединенной с крышей конструкции, а не к каждому пролету отдельно. В многопролетном доме водосточный желоб также отводит конденсат, стекающий с внутренней стороны крыши, направляемый туда канавками в оконных переплетах, чтобы конденсат не капал на растения.
Учитывайте солнечное излучение
Интенсивный солнечный свет может быстро повысить температуру в теплице. Затенение может снизить солнечную нагрузку, но чрезмерное затенение также может уменьшить количество света, доступного для растений. Поэтому система затенения должна соответствовать видам растений и местным условиям освещения.
Укажите степень затенения в процентах от измеренного излучения и помните, что экран уменьшает количество света, уже отфильтрованного покрытием. Сами материалы экрана различаются по степени дымки и отражения, поэтому для сравнения целесообразнее использовать общее количество света, попадающего на навес, а не процент затенения, указанный на ткани.
Выберите конструкцию, подходящую для жаркого и влажного климата.
В жарком и влажном климате здания должны быть способны отводить тепло и влагу. Проектирование должно обеспечивать хорошую естественную вентиляцию, а также предусматривать затенение, охлаждение и контролируемую вентиляцию.
Многопролётная теплица для больших площадей выращивания.
Многопролетные коммерческие теплицы могут быть подходящими для тепличных коммерческих предприятий, если системы вентиляции и охлаждения адаптированы к местным условиям. Соединенные пролеты обеспечивают достаточно места для выращивания растений и могут быть сконфигурированы по всему зданию. Вентиляция крыши, боковые отверстия, циркуляция воздуха и управление тепловым режимом должны быть ключевыми факторами при проектировании.
В теплых условиях ограничением обычно является не общая площадь вентиляционных отверстий, а независимость каждого пролета. В большом соединенном доме воздуху приходится преодолевать большее расстояние от входа до выхода, поэтому внутренняя циркуляция — рассчитанная примерно на 2 CFM производительности вентилятора на квадратный фут площади пола, что составляет приблизительно 0,6 м³/мин на м² — становится столь же важной, как и расчет размеров отверстий. Конфигурация отверстий также имеет значение: боковой приток в сочетании с наветренными вентиляционными отверстиями на крыше обеспечивает максимальный естественный поток, около 12,3 воздухообменов в час при скорости ветра всего 0,5 м/с, в то время как варианты только с вентиляционными отверстиями на крыше оказываются недостаточными.
Надлежащий производитель многопролетных теплиц Можно адаптировать дизайн теплицы и ее конструктивных элементов под конкретные климатические потребности проекта. Это выгодно, если предприятиям требуется значительная производственная площадь, но без необходимости строительства отдельных зданий для выращивания растений.
Готическая теплица для улучшения вентиляции
Использование готического дизайна обеспечивает дополнительную площадь крыши, которая также может служить местом для отвода горячего воздуха из зоны выращивания культур. Изогнутый профиль также способствует более эффективному сбросу снега, чем пологий скат, поэтому такая форма часто выбирается в регионах со обильными снегопадами. Тем не менее, рекомендуется выбирать вентиляцию, затенение, укрытие и охлаждение в зависимости от текущих местных условий. Тот факт, что конструкция выглядит готично, не обязательно означает, что она таковой является. Эффективность в жарком климате определяется наличием полной системы климат-контроля.
Компромисс стоит обозначить прямо: больший внутренний объем требует больше энергии для отопления и вентиляции при требуемых 40–60 воздухообменах в час в пиковые часы, а также требует большей площади покрытия для той же площади пола. Изогнутая крыша — это геометрическая форма, а не показатель несущей способности — расчет несущей способности все равно необходимо выполнить.
Интеграция затенения и охлаждения
В условиях теплого климата температура внутри помещений может быстро повышаться под воздействием яркого солнечного света. Системы затенения могут помочь уменьшить прямое солнечное излучение; в случаях, когда естественная вентиляция недостаточна, для регулирования температуры можно использовать охлаждающее оборудование.
Расчет параметров затенения и охлаждения должен производиться с учетом разных величин. Затенение уменьшает долю поступающей солнечной нагрузки, в то время как испарительное охлаждение ограничено разницей температур влажного термометра: нагревательные панели рассчитаны на эффективность при 70–80% влажности, что при общей эффективности системы около 80% приводит к падению температуры примерно на 9 °F (5 °C), при этом температура подаваемого воздуха на 10–20 °F ниже температуры окружающей среды. В дни с высокой влажностью разница температур уменьшается, поэтому конструкция системы охлаждения, проверенная только на пике температуры сухого термометра, будет работать неэффективно, когда это наиболее необходимо.
Эти системы проектируются на этапе проектирования здания, а не кое-как, после завершения строительства. Они должны быть установлены в коммерческой теплице, иметь соответствующие размеры теплицы и потребности выращиваемых культур, а также оснащены системами управления.
Высокие температуры: Приоритетными задачами являются вентиляция крыши, циркуляция воздуха, затенение и обеспечение достаточной мощности системы охлаждения.
Высокая влажность: Обеспечивает эффективное удаление влаги и непрерывную циркуляцию воздуха внутри помещения.
Интенсивный солнечный свет: используйте регулируемое затенение, не уменьшая при этом полезное освещение для растений.
Крупные производственные операции: координация работы климатического оборудования на всех взаимосвязанных производственных участках.
Выберите конструкции, подходящие для холодного, ветреного или изменчивого климата.
При понижении температуры и наличии воздействия внешних факторов приоритеты в проектировании конструкции смещаются. При проектировании коммерческой теплицы следует с самого начала учитывать теплоизоляционные свойства, прочность конструкции, выбор покрытия, возможность регулирования вентиляции и защиту от суровых погодных условий.
Теплица Венло для контролируемого производства
Интегрированная, хорошо продуманная система микроклимата позволяет конструкциям Venlo обеспечивать структурированную среду для коммерческого выращивания. Ее легко можно сконфигурировать для размещения всего необходимого оборудования коммерческой теплицы, такого как вентиляторы, затеняющие системы, системы орошения и многое другое.
Для более холодных регионов необходимо учитывать сохранение тепла и контролируемую вентиляцию. Цель состоит в поддержании оптимальных условий для выращивания растений с минимальными потерями тепла. Модуль Venlo помогает в этом: стандартные пролеты 6,4 м, 8,0 м или 9,6 м с пролетами 4,0 м, 4,5 м или 5,0 м и высотой водосточных желобов 4–6 м позволяют выбирать экраны, приводы вентиляционных систем и другое оборудование из стандартного ассортимента, поэтому энергосберегающий экран можно добавить без изготовления каркаса на заказ. Производитель теплиц Venlo может предложить возможность индивидуальной настройки размера, покрытия и систем контроля микроклимата для проекта в соответствии с потребностями эксплуатации системы.
Прочные конструкции для районов с сильными ветрами
При выборе конструкций, планировке фундаментов, соединениях каркасов и установке покрытий следует учитывать воздействие ветра. Эти факторы будут более важны на открытых площадках, где им может потребоваться больше внимания, чем на защищенных от ветра участках.
Теплица не обязательно должна быть одинаковой везде; её следует проектировать с учётом ожидаемых условий. Производитель коммерческих теплиц должен учитывать воздействие окружающей среды на участок до начала проектирования конструкции. Это поможет гарантировать, что выбранная конструкция подходит для условий эксплуатации. В качестве ориентира, стандартные коммерческие каркасы рассчитаны на скорость ветра около 85 миль в час, а для открытых прибрежных или возвышенных участков доступны улучшенные характеристики, позволяющие выдерживать ветер скоростью около 140 миль в час.
Конструкции для защиты от сильных дождей
В дождливых регионах крайне важно обеспечить хороший водоотвод с крыши и прилегающей территории. Вода не должна застаиваться в местах доступа, производственных зонах или фундаменте. Необходимо учитывать форму крыши, водосточные желоба, дренажные пути и состояние грунта вокруг здания. Также необходимо регулировать относительную влажность воздуха в помещении за счет надлежащей вентиляции.
Даже если конструкция коммерческой теплицы цела, проблемы с дренажем могут препятствовать ее нормальному функционированию. Планирование таких систем можно начинать заранее, чтобы избежать ненужных изменений в процессе эксплуатации.
Управление тепловыми процессами в холодном климате
В холодных регионах необходимо тщательно контролировать теплопотери, но при этом должна быть обеспечена достаточная вентиляция для благополучия растений. Выбор укрывного материала, системы отопления, циркуляционных вентиляторов и средств управления вентиляцией должен быть согласован.
Два показателя наглядно демонстрируют компромисс. Защитные сетки позволяют рекуперировать 30–50% тепловой энергии, в то время как вентиляция зимой должна обеспечивать как минимум один воздухообмен в час для регулирования влажности. Задача проектирования состоит в том, чтобы добиться этого обмена с минимальными потерями тепла — именно поэтому в холодных климатах так ценны вентиляционные решетки на коньке крыши и ступенчатая регулировка.
Если используется обогрев, его следует распределять по всей зоне выращивания, а не только в отдельных местах. Дополнительное применение датчиков — определение температуры и обеспечение более эффективного контроля. Потребности в отоплении следует учитывать на ранних этапах проектирования многопролетной теплицы. Модернизация крупного отопительного оборудования после его установки может оказаться более сложной задачей.
Конструкции для условий сильно изменчивой погоды
В разных регионах могут наблюдаться значительные колебания температуры в зависимости от времени года или даже от смены дня и ночи. Здания в таких условиях должны быть способны чередовать следующие функции: отопление, вентиляция, затенение и охлаждение.
В этом отношении важны мобильные системы управления микроклиматом. Оборудование должно быть способно адаптироваться к изменяющимся условиям, не создавая излишней нагрузки. На практике это означает поэтапное, а не непрерывное управление: постепенное открытие вентиляционных отверстий, затем закрытие защитных экранов, затем начало охлаждения, чтобы большой объем воздуха не требовался для поддержания заданной температуры. Предприятия могут сотрудничать с подходящим производителем коммерческих теплиц, который сможет интегрировать конструктивные и экологические требования в единую скоординированную конструкцию.
Холодные регионы: Уделите внимание сохранению тепла, теплоемкости, контролируемой вентиляции и подходящему укрытию.
В ветреных регионах: приоритет отдается прочности конструкции, надежному фундаменту и прочным соединениям компонентов.
В регионах с обильными осадками: планируйте водоотвод с крыши, дренаж грунта и регулирование влажности одновременно.
Для климатически нестабильного режима используйте гибкие системы управления, способные реагировать на изменения температуры и солнечного света.
Часто задаваемые вопросы
Конструкции с эффективной вентиляцией, затенением и системами охлаждения, как правило, лучше подходят для жарких условий. При окончательном выборе следует также учитывать влажность, тип выращиваемых культур и ориентацию участка. В количественном отношении следует выбирать конструкцию, способную обеспечить 40–60 воздухообменов в час при пиковом охлаждении, имеющую суммарную площадь вентиляционных отверстий на крыше и боковых стенках не менее 15–20% от площади пола, а также включающую систему охлаждения с КПД 70–80%.
Допускается комбинированное открывание крыши и боковых стен не менее чем на 15–20% от площади пола, измеряемой как эффективная свободная площадь после стропильных ферм, механизмов и противомоскитных сеток. Следует отметить, что потери от использования сетки реальны: стандартная противомоскитная сетка снижает поток воздуха примерно на 10–20% по сравнению с незагроможденным проемом, сетка с ячейками 75 меш уменьшает естественную вентиляцию примерно на 25% по сравнению с сеткой с ячейками 40 меш, а сетка с ячейками 50 меш и коэффициентом открытой площади 55% на проеме площадью 100 м² пропускает воздух, эквивалентный лишь примерно 55–60 м².
Конструкция должна обеспечивать сохранение тепла, контролируемую вентиляцию, отопление и подходящие материалы для покрытия. Требования к проектированию зависят от суровости и продолжительности местных холодных условий. Модуль Venlo с теплоизоляционным экраном обычно является практичным решением, поскольку экран, как правило, позволяет сэкономить 30–50% энергии на отопление, при этом конструкция обеспечивает контролируемый воздухообмен не менее 1 раза в час для регулирования влажности.
Расчеты производятся исходя из условий эксплуатации участка, а не выбираются из каталога. Для коммерческих теплиц в качестве эталона обычно используется специальный конструктивный стандарт для теплиц, например, EN 13031-1, который охватывает ветровые нагрузки и контролируемые снеговые нагрузки на прозрачную облицовку. Типичные коммерческие каркасы проектируются для скорости ветра около 85 миль в час и снеговых нагрузок около 32 фунтов на квадратный фут, с возможностью увеличения до примерно 140 миль в час, если это требуется на участке. Большая высота водосточных желобов увеличивает момент ветра в фундаменте, поэтому каркас и фундамент должны проектироваться как единая система.
Изогнутый готический профиль крыши сбрасывает снег легче, чем пологий скат, что действительно полезно в регионах со снеговыми покровами. Это преимущество формы крыши, а не её несущей способности. Каркас всё равно должен рассчитываться с учётом тех же расчётных нагрузок, а больший внутренний объём увеличивает энергозатраты, необходимые для достижения 40–60 воздухообменов в час при пиковой вентиляции.
Климат определяет прочность конструкции, вентиляционные возможности, требования к покрытию, дренаж, отопление, охлаждение и затенение. Эти факторы следует оценить перед выбором типа теплицы. Сведение их к четырем расчетным значениям — требуемая скорость воздухообмена, требуемая площадь вентиляционных отверстий в процентах от площади пола, ветровые и снеговые нагрузки на участке и ожидаемая светопропускаемость — делает сравнение между подходящими конструкциями более наглядным.
Обсудите местные погодные условия, выращиваемые культуры, размеры теплицы, вентиляцию, укрытие, орошение, климат-контроль, требования к конструкции, монтаж и техническое обслуживание. Уточните, какой скорости воздухообмена будет достигать конструкция в пиковый период, какова эффективная площадь вентиляционных отверстий в процентах от площади пола после установки защитных экранов, на какие расчетные ветровые и снеговые нагрузки рассчитан каркас, и какой эффективности охлаждающей системы рассчитана система охлаждения.
Не существует единой конструкции теплицы, идеально подходящей для любого климата. Правильный выбор зависит от того, насколько эффективно конструкция может регулировать конкретную температуру, влажность, солнечный свет, ветер и сезонные условия места выращивания.
Перед принятием решения предприятиям следует оценить как саму конструкцию, так и ее несущие системы. Преобразование климатических условий в проектные параметры — 40–60 воздухообменов в час в пиковые часы с минимумом около 1 зимой, 15–20% эффективной площади вентиляционных отверстий, ветровые и снеговые нагрузки, специфичные для данного участка, согласно EN 13031-1, светопропускание при сборке 75–85% и эффективность охлаждающих панелей 70–80% — превращает общее обсуждение климатических условий в набор требований, которым можно реально соответствовать.
Сотрудничество с опытным производителем коммерческих теплиц поможет адаптировать конструкцию теплицы к местным климатическим условиям и долгосрочным производственным потребностям.
