大规模农业生产是一个充满挑战的过程,它需要温室既能维持高水平的生产,又不会给日常运营带来过大的困难。Venlo温室的设计需要兼顾功能性的种植空间、通风、灌溉、温湿度调节、工人流动以及未来的扩建和改造。
Venlo温室采用模块化设计,可扩展至更大的生产空间。这对于需要规范化作物生产、高效利用空间以及有效整合商业种植系统的企业而言,是理想之选。
模块化设计并非只是营销噱头。它基于一套明确的结构网格——跨度为 6.4 米、8.0 米或 9.6 米,开间为 4.0 米、4.5 米或 5.0 米,檐槽高度为 4-6 米——因此,每个屏风导轨、通风驱动装置和玻璃条都可以从标准系列中指定,并在一公顷的范围内重复使用,而无需重新设计。
大型农场需要的不仅仅是宽敞的封闭空间;它们还需要一个能够分隔成高效生产单元的结构。Venlo温室的系统化布局可以在温室内支持多个种植区域,同时还能为环境、设备维护和工具预留空间。
模块化温室设计的优势在于能够利用多个结构单元建造更大的建筑。与在整个农场设置单一的大型种植空间不同,企业可以根据需要划分出不同的种植区域。每个区域都可以根据特定的作物、种植时间表、灌溉需求和环境条件制定相应的计划。
这种方法有助于简化大型设施的运营,使工人能够按照既定路线和生产流程进行工作。模块化设计的另一个优势在于,企业在规划初始设施规模时拥有更大的灵活性。生产区域的规划可以根据可用土地和企业的预期产量进行。由于跨度和跨距模块可以重复使用,因此可以将区域边界设置在排水沟线上,这使得气候分区和分阶段扩建的工程设计比在单一未分割的建筑体量中要容易得多。
大型Venlo项目采用重复跨度设计,以扩大种植面积。随着跨度数量的增加,结构、排水、设备布局和服务连接都需要统筹规划。
温室结构的设计应考虑场地预期荷载。这些荷载包括风荷载、玻璃或其他覆盖物的重量、悬挂设备、遮阳网以及适用设计标准要求的其他荷载。
对于商业生产温室而言,该标准通常是温室专用标准,而非通用建筑规范。EN 13031-1 标准规范了温室的结构设计和建造,包括对透明覆层上的雪荷载和风荷载的控制,正是因为这些结构轻巧且对荷载敏感,因此其结构主要受风荷载和雪荷载控制,而非重力控制。作为参考,典型的商业温室框架设计用于承受约 85 英里/小时的风速和约 32 磅/平方英尺的雪荷载,而根据场地条件,也可提供可承受约 140 英里/小时风速的升级结构。檐槽高度也会影响荷载:4-6 米及以上的高立柱会增加地基处的风力矩,因此框架、连接件、地基和锚固系统必须作为一个整体结构系统进行设计,而不是作为独立的组件。
框架、连接件、基础和锚固系统应作为一个整体结构系统进行设计。施工前还应考虑当地的土壤和气候条件。
在多跨式芬洛温室中,屋顶各部分之间的排水槽收集雨水并将其导向排水点。排水槽的布局应与屋顶设计和当地降雨情况相匹配。
屋檐排水沟是一个多功能构件。它既是桁架之间的结构连接件,又是雨水通道,还能收集屋顶内侧的冷凝水,其玻璃条凹槽可引导冷凝水流入排水沟,而不是流到作物上。对于大型设施,排水量计算应以整个连接的屋顶面积为准,而不是以跨度为单位,并且排水沟的尺寸应根据当地的设计降雨强度来确定。
如果农场计划储存或再利用雨水,雨水收集也十分有用。因此,在最初的场地和温室设计阶段就应该考虑雨水收集和排水系统。
大型生产设施可能需要不同的服务区域,用于灌溉、气候设备、电力系统和作物作业。
设备间、水泵、控制面板、储藏区和其他维修点应便于进出,且不应不必要地干扰作物生产。
将大型设施划分为若干实用区域,还可以更方便地检查设备并识别特定区域的问题。
水、电、排水和其他公用设施的管线需要规划好,并贯穿整个厂区。其容量应与当前的生产计划相匹配,并预留未来合理调整的空间。
温室投入使用后,公用设施线路应保持畅通,以便进行检查和维修。对于大型温室,电气设计尤其应根据风扇、通风口、遮阳网、灌溉系统和照明系统的实际连接负载进行配比,因为在已建成的温室中后期扩容远比最初预留空间要麻烦得多。
商业生产需要通风设备、灌溉系统、冷却设备、传感器、控制系统、照明和其他组件。这些系统必须融入建筑设计中,且不得有任何阻碍。最终配置的两个参数应由以下人员了解:芬洛温室制造商在最终配置方案获得批准之前。
这两个参数分别是有效通风面积和内部循环能力。自然通风通常需要屋顶和侧面开口,其总面积至少占建筑面积的15%至20%(此处指扣除桁架、机械装置和防虫网后的自由面积);水平气流循环的风机容量约为每平方英尺建筑面积2 CFM,即每平方米约0.6立方米/分钟。这两个参数均与建筑面积成线性关系,因此在设计之初就应预留足够的空间。
设备选址应便于安装、检查、清洁和更换。这有利于早期规划,避免生产区域因增设原计划之外的系统而变得拥挤。
随着需求增长,大型农场将有机会扩张。温室场地未来的发展必须能够在不影响现有运营的前提下进行。在初期阶段,应规划好扩建区域、公用设施线路、进出道路、服务区以及其他未来将作为新增种植区域的区域。
这将使公司在未来产量增加时拥有更大的灵活性。该结构既应满足现有生产的功能需求,也应为未来的增长预留空间。实际操作中需要考虑的是,能否在不改变排水系统、通风驱动能力或筛网系统的情况下,打开原有的山墙端并增加新的跨度。
在大型生产区,各种植区之间的气候条件交换可能面临挑战。Venlo温室的设计可以围绕通风、供暖/制冷、湿度控制、灌溉和监测展开,并可设计成在整个温室内提供一体化的系统。
随着生产区域的扩大,空气流动的影响也随之增强。空气流动不足会导致不同生产区域之间的差异,尤其是在由于植物、设备或建筑物密度过高而导致空气流通不畅的情况下。
通风口和风扇循环应根据气流路径使用。
涉及两项不同的计算,不可互相替代。室内外空气交换率设计为夏季制冷高峰期每小时 40-60 次换气,冬季湿度控制时可控最低换气量约为每小时 1 次。室内空气流动单独设计,以每平方英尺地板面积约 2 CFM 的风量进行循环循环。防虫纱窗会使有效开口面积进一步减少 10%-20%(标准网眼),细网眼则减少更多。
设计时应考虑作物生长区域内外的空气流通量。如果在设计初期就明确通风需求,可以将通风要求融入到芬洛温室的结构设计中。
大型温室的温度可能波动较大,受日照、植物密度、设备运行和外部因素的影响。因此,企业应制定明确的温度管理方案。通风、遮阳、制冷、供暖和监控系统应根据作物需求和当地运行条件进行安装。
目标不仅是控制平均温度,还要确保整个生产区域的温度都处于可接受的范围内。这就需要在多个监测点而非单一监测点进行监控,并且需要对通风、筛网和冷却系统进行分级控制,避免大流量空气同时响应单一设定值。
大型芬洛温室的灌溉应根据生产区域和作物需求进行划分。每个区域都应配备合适的水源分配系统,并可接入所需的灌溉设备。
灌溉布局应允许根据作物间距或生产区域的变化进行调整,而不影响工人通道或其他温室系统。同时,排水设计也应予以考虑,因为任何循环利用的排水都需要收集点和管道,而采用原有的地面布局进行安装成本要低得多。
对于大型农场而言,能够最大限度减少重复性人工调节的控制系统非常有利。自动化系统可以根据预设标准控制通风、灌溉、冷却、供暖或其他环境系统。但自动化系统的设计必须符合生产需求。
如果复杂的控制系统与农场的运营不匹配,可能会导致不必要的运行问题。企业应该明确哪些功能应该自动控制,哪些功能更适合手动控制。在面积非常大的农场中,最有价值的自动化功能通常是通风分级控制、纱窗控制和循环风扇顺序控制,因为这三项功能决定了各个区域的热量和湿度分布是否均匀。
大型温室只有在有利于农场正常运作的情况下才具有价值。布局、环境系统、设备和生产流程都应统筹规划,以确保芬洛温室能够为实际生产提供结构化的基础。
工人需要清晰的路线连接种植区、入口、储存区和服务点。通道应能容纳预期成熟作物的大小,并方便工具、材料和收获产品的搬运。
布局设计还应避免将常规服务路线设置在可能干扰农作物生产的区域。将走道与跨度和隔间模块对齐,可以保持几何形状规整,避免因走道间距随意而造成的尴尬、部分利用率低的区域。
大型农场需要监控的要素众多。风扇、通风口、灌溉系统、传感器、控制系统、水泵和其他系统都应保持畅通无阻,且易于检修。维护通道应在最初的设计布局中就已考虑在内。Venlo温室制造商在最终确定设计方案之前,应收到有关设备位置和维护需求的详细信息。
遮阳帘和隔热帘就是一个很好的例子。它们是大型温室中最有价值的部件之一——节能遮阳帘通常可以节省 30% 至 50% 的供暖能源,而反射遮阳帘可以使温室温度比相同遮光率的黑色遮阳帘低 4 至 8 摄氏度——但只有在不影响生产的情况下进行检查、清洁和维修,它们才能真正发挥其价值。
为什么Venlo温室适合大规模农业生产?
其有序的模块化结构能够支持大面积种植,同时方便企业系统地规划作物种植区、设备、通风、灌溉和服务路线。实际上,采用 6.4 米、8.0 米或 9.6 米跨度,4.0 米、4.5 米或 5.0 米间距,以及 4-6 米高檐沟的模块化网格,无需重新设计结构即可扩展和划分大型设施区域。
大型 Venlo 温室需要多少通风量?
两项数据。就空气交换而言,夏季制冷高峰期设计换气次数约为每小时 40-60 次,冬季可控换气次数至少约为每小时 1 次。就开口本身而言,屋顶和侧面通风口的总面积至少应占地板面积的 15%-20%,此处所指的有效自由面积是指扣除桁架、机械装置和遮挡物后的有效自由面积。
大型温室需要多少台循环风扇?
水平气流系统的设计应以每平方英尺地面面积约 2 CFM 的风机风量为基准,相当于每平方米约 0.6 立方米/分钟,并布置成空气在顶棚内形成连续循环。这还不包括用于提供空气交换率的排气扇,两者应分别计算。
大型工程中应如何处理结构荷载?
设计应遵循温室专用结构标准,例如 EN 13031-1,该标准涵盖透明覆层上的风荷载和可控雪荷载,以及覆盖物和悬挂设备的重量。典型的商用框架设计可承受约 85 英里/小时的风速和 32 psf 的雪荷载,升级设计可承受约 140 英里/小时的风速和雪荷载。由于 4-6 米及以上的排水槽高度会增加底部的风力矩,因此框架、连接件和基础必须作为一个整体系统进行设计。
大型设施如何利用防虫纱窗?
纱窗会减少有效通风面积,因此必须将其纳入通风量计算,而不能事后添加。一个标准纱窗会损失大约10%至20%的通气量(相当于无遮挡开口的通气量);75目纱窗比40目纱窗的自然通风量减少约25%;而一个50目纱窗,如果开口面积为55%,在100平方米的开口上,其通气量仅相当于55至60平方米的开口。
芬洛温室可以种植多种作物吗?
是的。种植区域可以根据作物类型、种植计划、灌溉需求和其他操作要求划分为不同的生产区。由于区域边界可以在结构模块内的排水槽线上设置,因此每个区域都可以拥有独立的通风、遮蔽和灌溉设置,而不会影响相邻区域。
结语
大规模农业生产需要温室能够支持生产规模,同时又不牺牲组织性和运营控制。Venlo 温室可以为划分生产区域、整合环境系统、管理设备以及规划未来产能提供结构化的基础。
使该结构能够大规模运行的数字值得从一开始就进行设计:重复跨度和间隔模块,排水沟高度为 4-6 米,总通风面积为地板面积的 15%-20%,高峰冷却时每小时换气 40-60 次,循环尺寸约为每平方英尺 2 CFM,框架容量根据 EN 13031-1 计算,以场地的实际风荷载和雪荷载。
最佳效果取决于围绕实际农业生产进行设施设计,而不是孤立地选择温室结构。与经验丰富的 Venlo 温室制造商合作,可以让企业从一开始就协调好温室结构、作物布局、通风、灌溉、设备进出和扩建策略。