大規模農業生產是一個充滿挑戰的過程,它需要溫室既能維持高水準的生產,又不會為日常營運帶來過大的困難。 Venlo溫室的設計需要兼顧功能性的種植空間、通風、灌溉、溫濕度調節、工人流動以及未來的擴建和改造。
Venlo溫室採用模組化設計,可擴展至更大的生產空間。這對於需要規範化作物生產、高效利用空間以及有效整合商業種植系統的企業而言,是理想之選。
模組化設計並非只是行銷噱頭。它基於一套明確的結構網格——跨度為 6.4 米、8.0 米或 9.6 米,開間為 4.0 米、4.5 米或 5.0 米,簷槽高度為 4-6 米——因此,每個屏風導軌、通風驅動裝置和玻璃條都可以從標準系列中指定,並在一公頃的範圍內重複使用,而無需重新設計。
大型農場需要的不僅是寬敞的封閉空間;它們還需要一個能夠分隔成高效能生產單元的結構。 Venlo溫室的系統化佈局可在溫室內支援多個種植區域,同時也為環境、設備維護和工具預留空間。
模組化溫室設計的優點在於能夠利用多個結構單元建造更大的建築。與在整個農場設置單一的大型種植空間不同,企業可以根據需要劃分不同的種植區域。每個區域都可以根據特定的作物、種植時間表、灌溉需求和環境條件製定相應的計劃。
這種方法有助於簡化大型設施的運營,使工人能夠按照既定路線和生產流程進行工作。模組化設計的另一個優點在於,企業在規劃初始設施規模時擁有更大的靈活性。生產區域的規劃可以根據可用土地和企業的預期產量進行。由於跨度和跨度模組可以重複使用,因此可以將區域邊界設置在排水溝線上,這使得氣候分區和分階段擴建的工程設計比在單一未分割的建築體量中要容易得多。
大型Venlo專案採用重複跨度設計,以擴大種植面積。隨著跨度數量的增加,結構、排水、設備佈局和服務連接都需要統籌規劃。
溫室結構的設計應考慮場地預期荷載。這些荷載包括風荷載、玻璃或其他覆蓋物的重量、懸吊設備、遮陽網以及適用設計標準要求的其他荷載。
對於商業生產溫室而言,該標準通常是溫室專用標準,而非通用建築規範。 EN 13031-1 標準規範了溫室的結構設計和建造,包括對透明覆層上的雪荷載和風荷載的控制,正是因為這些結構輕巧且對荷載敏感,因此其結構主要受風荷載和雪荷載控制,而非重力控制。作為參考,典型的商業溫室框架設計用於承受約 85 英里/小時的風速和約 32 磅/平方英尺的雪荷載,而根據場地條件,也可提供可承受約 140 英里/小時風速的升級結構。簷槽高度也會影響荷載:4-6 公尺及以上的高立柱會增加地基處的風力矩,因此框架、連接件、地基和錨固系統必須作為一個整體結構系統進行設計,而不是作為獨立的組件。
框架、連接件、基礎和錨固系統應作為一個整體結構系統進行設計。施工前也應考慮當地的土壤和氣候條件。
在多跨式芬洛溫室中,屋頂各部分之間的排水槽收集雨水並將其導向排水點。排水槽的佈局應與屋頂設計和當地降雨情況相符。
屋簷排水溝是一個多功能構件。它既是桁架之間的結構連接件,也是雨水通道,還能收集屋頂內側的冷凝水,其玻璃條凹槽可引導冷凝水流入排水溝,而不是流到作物上。對於大型設施,排水量計算應以整個連接的屋頂面積為準,而不是以跨度為單位,並且排水溝的尺寸應根據當地的設計降雨強度來確定。
如果農場計劃儲存或再利用雨水,雨水收集也十分有用。因此,在最初的場地和溫室設計階段就應該考慮雨水收集和排水系統。
大型生產設施可能需要不同的服務區域,用於灌溉、氣候設備、電力系統和作物作業。
設備間、水泵、控制面板、儲藏區和其他維修點應便於進出,且不應不必要地干擾作物生產。
將大型設施劃分為若干實用區域,還可以更方便地檢查設備並識別特定區域的問題。
水、電、排水和其他公用設施的管線需要規劃好,並貫穿整個廠區。其容量應與目前的生產計劃相匹配,並預留未來合理調整的空間。
溫室投入使用後,公用設施線路應保持暢通,以便進行檢查和維修。對於大型溫室,電氣設計尤其應根據風扇、通風口、遮陽網、灌溉系統和照明系統的實際連接負載進行配比,因為在已建成的溫室中後期擴容遠比最初預留空間要麻煩得多。
商業生產需要通風設備、灌溉系統、冷卻設備、感測器、控制系統、照明和其他組件。這些系統必須融入建築設計中,且不得有任何阻礙。最終配置的兩個參數應由以下人員了解:芬洛溫室製造商在最終配置方案獲得批准之前。
這兩個參數分別是有效通風面積和內部循環能力。自然通風通常需要屋頂和側面開口,其總面積至少佔建築面積的15%至20%(此處指扣除桁架、機械裝置和防蟲網後的自由面積);水平氣流循環的風機容量約為每平方英尺建築面積2 CFM,即每平方米約0.6立方米/分鐘。這兩個參數均與建築面積成線性關係,因此在設計初就應預留足夠的空間。
設備選址應便於安裝、檢查、清潔及更換。這有利於早期規劃,避免生產區域因增設原計劃之外的系統而變得擁擠。
隨著需求成長,大型農場將有機會擴張。溫室場地未來的發展必須能夠在不影響現有營運的前提下進行。在初期階段,應規劃好擴建區域、公用設施線路、進出道路、服務區域以及其他未來將作為新增種植區域的區域。
這將使公司在未來產量增加時擁有更大的靈活性。該結構既應滿足現有生產的功能需求,也應為未來的成長預留空間。實際操作中需要考慮的是,能否在不改變排水系統、通風驅動能力或篩網系統的情況下,打開原有的山牆端並增加新的跨度。
在大型生產區,各種植區之間的氣候條件交換可能面臨挑戰。 Venlo溫室的設計可以圍繞通風、供暖/製冷、濕度控制、灌溉和監測展開,並可設計成在整個溫室內提供一體化的系統。
隨著生產區域的擴大,空氣流動的影響也隨之增強。空氣流動不足會導致不同生產區域之間的差異,尤其是在因植物、設備或建築物密度過高而導致空氣流通不良的情況下。
通風口和風扇循環應根據氣流路徑使用。
涉及兩項不同的計算,不可互相取代。室內外空氣交換率設計為夏季冷凍高峰期每小時 40-60 次換氣,冬季濕度控制時可控最低換氣量約為每小時 1 次。室內空氣流動單獨設計,以每平方英尺地板面積約 2 CFM 的風量進行循環。防蟲紗窗會使有效開口面積進一步減少 10%-20%(標準網眼),細網眼則減少更多。
設計時應考慮作物生長區域內外的空氣流通量。如果在設計初期就明確通風需求,可以將通風要求融入芬洛溫室的結構設計中。
大型溫室的溫度可能波動較大,受日照、植物密度、設備運作和外部因素的影響。因此,企業應制定明確的溫度管理方案。通風、遮陽、冷氣、暖氣和監控系統應根據作物需求和當地運作條件進行安裝。
目標不僅是控制平均溫度,還要確保整個生產區域的溫度都在可接受的範圍內。這需要在多個監測點而非單一監測點進行監控,並且需要對通風、篩網和冷卻系統進行分級控制,避免大流量空氣同時響應單一設定值。
大型芬洛溫室的灌溉應根據生產區域和作物需求進行劃分。每個區域應配備適當的水源分配系統,並可連接所需的灌溉設備。
灌溉佈局應允許根據作物間距或生產區域的變化進行調整,而不影響工人通道或其他溫室系統。同時,排水設計也應予以考慮,因為任何循環利用的排水都需要收集點和管道,而採用原有的地面佈局進行安裝成本要低得多。
對於大型農場而言,能夠最大限度減少重複性人工調節的控制系統非常有利。自動化系統可根據預設標準控制通風、灌溉、冷卻、暖氣或其他環境系統。但自動化系統的設計必須符合生產需求。
如果複雜的控制系統與農場的運作不匹配,可能會導致不必要的運作問題。企業應該明確哪些功能應該自動控制,哪些功能更適合手動控制。在面積非常大的農場中,最有價值的自動化功能通常是通風分級控制、紗窗控制和循環風扇順序控制,因為這三項功能決定了各區域的熱量和濕度分佈是否均勻。
大型溫室只有在有利於農場正常運作的情況下才有價值。佈局、環境系統、設備和生產流程都應統籌規劃,以確保芬洛溫室能為實際生產提供結構化的基礎。
工人需要清晰的路線連接種植區、入口、儲存區和服務點。通道應能容納預期成熟作物的大小,並方便工具、材料和收穫產品的搬運。
佈局設計也應避免將常規服務路線設置在可能幹擾農作物生產的區域。將走道與跨距和隔間模組對齊,可以保持幾何形狀規則,避免因走道間距隨意而造成的尷尬、部分利用率低的區域。
大型農場需要監控的要素眾多。風扇、通風口、灌溉系統、感測器、控制系統、水泵和其他系統都應保持暢通無阻,且易於檢修。維護通道應在最初的設計佈局中就已考慮在內。 Venlo溫室製造商在最終確定設計方案之前,應收到有關設備位置和維護需求的詳細資訊。
遮陽簾和隔熱簾就是一個很好的例子。它們是大型溫室中最有價值的部件之一——節能遮陽簾通常可以節省 30% 至 50% 的供暖能源,而反射遮陽簾可以使溫室溫度比相同遮光率的黑色遮陽簾低 4 至 8 攝氏度——但只有在不影響生產的情況下進行檢查、清潔和維修,它們才能真正發揮其價值。
為什麼Venlo溫室適合大規模農業生產?
其有序的模組化結構能夠支援大面積種植,同時方便企業系統地規劃作物種植區、設備、通風、灌溉和服務路線。實際上,採用 6.4 公尺、8.0 公尺或 9.6 公尺跨度,4.0 公尺、4.5 公尺或 5.0 公尺間距,以及 4-6 公尺高簷溝的模組化網格,無需重新設計結構即可擴展和劃分大型設施區域。
大型 Venlo 溫室需要多少通風量?
兩項數據。就空氣交換而言,夏季冷凍高峰期設計換氣次數約為每小時 40-60 次,冬季可控換氣次數至少約為每小時 1 次。就開口本身而言,屋頂和側面通風口的總面積至少應佔地板面積的 15%-20%,此處所指的有效自由面積是指扣除桁架、機械裝置和遮擋物後的有效自由面積。
大型溫室需要多少循環風扇?
水平氣流系統的設計應以每平方英尺地面面積約 2 CFM 的風機風量為基準,相當於每平方公尺約 0.6 立方公尺/分鐘,並佈置成空氣在頂棚內形成連續循環。這還不包括用於提供空氣交換率的排氣扇,兩者應分別計算。
大型工程應如何處理結構荷載?
設計應遵循溫室專用結構標準,例如 EN 13031-1,涵蓋透明覆層上的風荷載和可控雪荷載,以及覆蓋物和懸掛設備的重量。典型的商用框架設計可承受約 85 英里/小時的風速和 32 psf 的雪荷載,升級設計可承受約 140 英里/小時的風速和雪荷載。由於 4-6 公尺及以上的排水槽高度會增加底部的風力矩,因此框架、連接件和基礎必須作為一個整體系統進行設計。
大型設施如何利用防蟲紗窗?
紗窗會減少有效通風面積,因此必須將其納入通風量計算,而不能事後添加。一個標準紗窗會損失約10%至20%的通氣量(相當於無遮蔽開口的通氣量);75目紗窗比40目紗窗的自然通風量減少約25%;而一個50目紗窗,如果開口面積為55%,在100平方米的開口上,其通氣量僅相當於55至60米的開口。
芬洛溫室可以種植多種作物嗎?
是的。種植區域可以根據作物類型、種植計劃、灌溉需求和其他操作要求劃分為不同的生產區。由於區域邊界可以在結構模組內的排水槽線上設置,因此每個區域都可以擁有獨立的通風、遮蔽和灌溉設置,而不會影響相鄰區域。
結語
大規模農業生產需要溫室能夠支持生產規模,同時不犧牲組織性和營運控制。 Venlo 溫室可以為劃分生產區域、整合環境系統、管理設備以及規劃未來產能提供結構化的基礎。
使該結構能夠大規模運行的數字值得從一開始就進行設計:重複跨度和間隔模組,排水溝高度為 4-6 米,總通風面積為地板面積的 15%-20%,高峰冷卻時每小時換氣 40-60 次,循環尺寸約為每平方英尺 2 CFM,框架容量根據 EN 13031-1 計算,循環尺寸約為每平方英尺 2 CFM,框架容量根據 EN 13031-1 計算,以荷載的實際場地和實際荷載。
最佳效果取決於圍繞實際農業生產進行設施設計,而不是孤立地選擇溫室結構。與經驗豐富的 Venlo 溫室製造商合作,讓企業從一開始就協調好溫室結構、作物佈局、通風、灌溉、設備進出和擴建策略。