از سری مطالب مبحث «مدیریت تولید در گلخانه» این بار با انواع سازه های گلخانه ای آشنا می شویم. در قسمت قبلی در مورد محاسن کشت گلخانه ای صحبت کردیم که پیشنهاد می کنیم آن را مطالعه کنید. و پیشنهاد می کنیم پیش از آشنایی با سازه های گلخانه ای، با نحوه مکانی یابی محل ساخت گلخانه آشنا شوید.
سازه های گلخانه ای
گلخانه ها، سازه هایی هستند که باید شرایط رشد مطلوب گیاه را در تمام سال فراهم نمایند. گلخانه های تونلی کوتاه و بلند، باید شرایط اقلیمی گیاه را در مقایسه با اقلیم بیرون گلخانه اصلاح کنند. عواملی مانند نور، دما، رطوبت، دی اکسید کربن و ترکیب هوای گلخانه، باید در سطحی بهینه نگه داشته شوند تا بتوانند بهترین شرایط لازم را برای رشد و فتوسنتز گیاه ایجاد کنند. گلخانه مناسب، گلخانه ای است که استحکام کافی داشته باشد و امکان بیشترین نفوذ نور را به داخل گلخانه فراهم سازد و در عین حال، کمترین اتلاف گرمایی را داشته باشد.
برای استحکام بیشتر گلخانه و محافظت انرژی، بهتر است ارتفاع گلخانه کم باشد، اما در مقابل، اگر حجم و ارتفاع گلخانه زیاد باشد، کنترل عوامل اقلیمی داخل گلخانه راحت تر است. برای آنکه نفوذ نور به داخل گلخانه، یا استحکام گلخانه، حداکثر باشد، به سازه با مشخصات خاصی نیازمند است که ممکن است با سایر عوامل اقلیمی داخل گلخانه در تضاد باشد؛ مثلا در گلخانه های چوبی به منظور افزایش استحکام گلخانه، از تعداد زیادی چوب در سقف گلخانه استفاده می شود، ولی این تعداد چوب بر روی سقف، سبب کاهش نفوذ نور به داخل گلخانه می گردد. بنابراین به طور کلی می توان گفت بهترین طرح گلخانه طرحی است که تعادل بین این عوامل مغایر (نفوذ نور، مقاومت گرمایی، استحکام و ترکیب هوای گلخانه) را فراهم سازد.
تطابق سازه گلخانه با نیازهای اقلیمی منطقه
سازه گلخانه نباید صرفا بر اساس عرف محلی احداث شود بلکه در طراحی سازه باید به نیازهای اصلی کشت هر گیاه و شرایط اقلیمی هر منطقه توجه شود. بیشتر گیاهانی که در گلخانه پرورش داده می شوند، به گونه های گرمادوست تعلق دارند. برای اقلیم های گوناگون (معتدل، حاره ای، نیمه حاره ای و خشک کم باران)، گلخانه های مختلفی نیز توسعه یافته اند تا بتوانند بر مشکلات اصلی آب و هوایی هر منطقه فائق آمده و کنترل عوامل محیطی داخلی گلخانه را تسهیل نمایند.
مشکلات اصلی تولید محصولات گلخانه ای در اقلیم های مختلف
تولید محصولات گلخانه ای در اقلیم های مختلف، با مشکلاتی همراه است که به برخی از آنها اشاره می شود.
گلخانه های اقلیم های معتدله (سردسیر)
- الف – دمای کم محیط بیرون گلخانه در زمستان؛
- ب – بارش برف و وزش باد؛
- ج- نور ناکافی زمستان؛
بنابراین گلخانه های این مناطق، باید دارای استحکام کافی در برابر بار ناشی از برف و باد، سیستم گرمایی کارآمد، هدایت نوری بالا، آفتاب گیری زیاد، به خصوص در نیمه دوم سال، تهویه و سایه دهی کافی در تابستان باشند.
گلخانه های مناطق مدیترانه ای (نیمه حاره ای)
- الف – دمای پائین تر از حد بهینه زیستی در شب های زمستان که گرمادهی را ضروری می سازد؛
- ب – دمای بالا در طول روز، حتی در بهار؛
- ج- رطوبت بالای محیط در شب؛
- د- وزش باد؛
- ه- کمبود دی اکسید کربن در گلخانه های بسته در طی روز؛
- و – کیفیت پائین آب و منابع آبی؛
بنابراین گلخانه های اقلیم های مدیترانه ای، باید دارای استحکام بالا در مقابل باد، تهویه کارآمد، سیستم گرمایی مناسب برای شب، هدایت نوری بالا از طریق سازه و پوشش گلخانه و ناودان هایی برای جمع آوری آب باران برای آبیاری باشند. در این مناطق، به علت بسته بودن گلخانه و کاهش غلظت دی اکسید کربن، غنی سازی گلخانه با دی اکسید کربن ضروری است.
گلخانه های نواحی خشک
- الف- دما در طول روز ممکن است در گلخانه بی نهایت بالا رود؛
- ب- احتمال وزش بادهای قوی همراه با گرد و غبار و شن وجود دارد؛
- ج- رطوبت بیرون گلخانه کم است؛
- د- غالب شبها سرد است؛
- ه- ذخایر آب، اغلب بدمزه و شور هستند.
بنابراین گلخانه های نواحی خشک، باید دارای تهویه مؤثر، استحکام کافی در مقابل باد و گرد و خاک، سازه ضد باد، خنک کننده تبخیری (در صورت نیاز) برای خنک کردن هوا و افزایش رطوبت نسبی گلخانه، سیستم کاهش تلفات حرارتی در شب و سیستم شوری زدایی آب باشند.
گلخانه های نواحی حاره ای
هر چند اغلب گیاهان گلخانه ای متعلق به مناطق گرمسیر و نیمه گرمسیر هستند، ولی در مناطق حاره ای نیز، تولید گیاه در گلخانه سودمند و امکان پذیر است، زیرا تولید در هوای باز، تحت تأثیر بارندگی شدید و باد قرار دارد و بنابراین، تولید محصولات گلخانه ای می تواند در طول سال انجام شود. گلخانه های این مناطق باید دارای ویژگی های زیر باشند:
- الف – در برابر بادهای شدید و بارندگی سنگین و تشعشع بالا محافظت شوند؛
- ب- دارای سیستم تهویه قوی با بازده بالا باشند؛
- ج- به علت تشعشع بالا، پوشش پلاستیکی گلخانه ها دوام کافی داشته باشند (حداقل یک ساله)؛
- د- آب باران برای فصول خشک سال جمع آوری شود.
سازه گلخانه و بارهای وارد بر آن
در گلخانه هایی که سازه های سبکی دارند، انتقال نور زیاد است؛ همچنین سازه ها باید فشارهای آب و هوای بیرون مانند برف، باران، باد و تگرگ را تحمل کنند. در بیشتر اوقات، خسارات وارده به گلخانه های با پوشش پلاستیکی، به وسیله طوفان و ریزش برف سنگین ایجاد می شود. با توجه به ضعیف بودن سازه های لوله ای و برای جلوگیری از صدمات شدید، سازه گلخانه باید مطابق با استانداردهایی محاسبه و طراحی شود تا تحمل حداقل بارهای مختلف را داشته باشد. در طراحی گلخانه بارهای مختلفی بر گلخانه وارد می شود که به آنها اشاره می شود:
بار غیرزنده
بار غیرزنده باید از روی واحد وزن سازه و مواد پوشش دهنده محاسبه شود. در بعضی از استانداردهای گلخانه، وزن وسایل تثبیت شده (در صورتی که به سازه گلخانه متصل باشند)، مانند سیستم حرارتی، سیستم روشنایی، آبیاری، پرده های حرارتی و سایبان نیز، به عنوان بار غیرزنده محسوب می شوند و در برخی دیگر از استانداردهای گلخانه، وزن تاسیسات را، حتی اگر دائمی باشند، در نظر نمی گیرند.
بار محصول
به بار ناشی از وزن محصول، که به سازه گلخانه وارد می شود، بار محصول گفته می شود. در گلخانه ای که سازه ها محصول را نگه می دارند، این بار باید مورد توجه قرار گیرد؛ مثلا حداقل بار عمودی بوته های گوجه فرنگی و خیار، 0.15 کیلو نیوتن بر متر مربع (kNm^-2) و گیاهان گلدانی آویز شده از سازه 0.1 کیلو نیوتن بر متر مربع است. هنگامی که محصول بر روی سیم های افقی آویخته می شود، نیروی کششی پخش شده در سازه نیز باید مد نظر قرار گیرد؛ مثلا برای پرورش گوجه فرنگی و خیار، معمولا بار افقی1.2 ۲ کیلو نیوتن بر هر متر سیم وارد می شود.
بار برف
بار ناشی از برف بر روی سطح افقی سقف گلخانه، از بار نقشه های برف و با ضرایب چندگانه تنظیم و محاسبه می شود. در هلند و آلمان برای گلخانه هایی که گرمادهی می شوند، حداقل بار برف، 0.25 کیلو نیوتن بر متر مربع تعیین می شود. بارهای ناشی از برف در نواحی کوهستانی بیشتر است.
بار باد
بار ناشی از باد بر گلخانه به دو عامل بستگی دارد: ۱) به سطحی از گلخانه که تحت تأثیر فشار باد یا مکش باد قرار دارد و ۲) به ضریب فشار پویای باد. نیروی باد به صورت نیروهای فشار و مکش بر سطح گلخانه پدیدار می شود. فشار پویای باد نیز به ارتفاع مؤثر گلخانه بستگی دارد. ارتفاع گلخانه به صورت فاصله بین سطح زمین و متوسط ارتفاع بین ناودان یا لبه های بام و بلندترین نقطه سقف تعریف می شود (استاندارد ان ای آن ۳۸۵۹، ۱۹۹۰). هر چه ارتفاع گلخانه بیشتر باشد، ضریب فشار پویای باد نیز بیشتر است. شکل ۱ ضریب فشار باد را در گلخانه های مختلف نشان می دهد. در شکل ۲ نیز، بخش هایی از گلخانه، که نیروی فشار بیشتری بر آن وارد می شود، دیده می شود.
پی گلخانه
پی گلخانه باید تحمل حداکثر ترکیبی از بارهای وارده بر گلخانه را داشته باشد و آنها را به زمین انتقال دهد. به دلیل سبک بودن وزن اسکلت گلخانه، باید به قدرت پی گلخانه در برابر بلند شدن آن در اثر نیروی باد، توجه خاصی شود. لازم به ذکر است که پروفیل های (کمان های) استفاده شده در تونل های پلاستیکی، نباید خیلی سبک باشند؛ در غیر این صورت، کمان ها به وسیله نیروی باد از شکل طبیعی خارج می شوند.
ارتفاع گلخانه
اگر دریچه های تهویه بر روی سقف و دیواره کناری گلخانه جاگذاری شوند، بازده تهویه از طریق تهویه طبیعی به ارتفاع گلخانه بستگی خواهد داشت. هر چه پنجره سقفی بلندتر و فاصله بین دریچه تهویه نصب شده در سقف و دیواره جانبی از یکدیگر بیشتر باشد، اختلاف فشار بیشتری ایجاد خواهد شد و بازده تهویه طبیعی افزایش خواهد یافت، زیرا بازده تهویه طبیعی، متناسب با اختلاف فشار است.
افزایش ارتفاع گلخانه، بار ناشی از باد را بر گلخانه افزایش می دهد و در نتیجه، قدرت اجزای سازه گلخانه کاهش می یابد. از آنجایی که نیاز حرارتی گلخانه به مساحت بیرونی آن بستگی دارد، با افزایش ارتفاع گلخانه، نیاز حرارتی آن افزایش می یابد. گلخانه های بلند با حجم زیاد، شرایط اقلیمی مناسبی را ایجاد می نمایند، ولی در این صورت نیاز گرمایی گلخانه نیز بیشتر می شود.
معرفی برخی از استانداردهای سازه گلخانه
برخی از استانداردهای گلخانه های شیشه ای در چند کشور با اقلیم معتدل عبارتند از: فرانسه (افنور یو ۵۷-۰۶۰، ۱۹۸۹)، آلمان (دی ای ان ۱۱۵۳۵، ۱۹۸۹)، هلند (ان ای آن ۱۹۹۰، ۳۸۵۹)، آمریکا (اِی اس اِی ای – ای پی 4-288، ۱۹۹۰).
در فرانسه از استاندارد (افنور یو 57-1989، ۱۶۳) برای ساخت گلخانه های پلاستیکی و در انگلستان نیز استاندارد (سند بی اِس آی شماره ۹۱، بی اِس آی، ۱۹۹۱) استفاده می شود. اتحادیه اروپایی نیز استاندارد (سی ای ان، ۱۹۹۷) را برای همه کشورهای اروپایی طراحی کرده است. در تهیه استانداردهای گلخانه، بارهای اصلی (بار غیرزنده یا بار دائم، بار محصول، بار برف و بار باران)، باید مد نظر قرار گیرند.
در شکل ۳، گلخانه ای پلاستیکی با ابعاد محاسبه شده و مطابق با استاندارد ان ای ان ۳۸۵۹ هلند نشان داده شده است. جدول ۳ نیز، ابعاد لوله های مورد استفاده در گلخانه های تونلی تک دهانه (با، یا بدون دیواره جانبی عمودی ۱ متری) را با توجه به فواصل مختلف قوس ها کمان ها از یکدیگر نشان می دهد؛ مثلا در صورتی که فاصله قوس ها از یکدیگر به جای ۲ متر، به 1.5 متر کاهش یابد، می توان ابعاد لوله های قوسی را کاهش داد. شکل ۴، سازه های مختلف گلخانه با تیرهای افقی داربستی و تقویت کننده های اضافی را نشان می دهد.
شیب سقف گلخانه
زاویه شیب سقف گلخانه، بستگی به شکل گلخانه و منطقه مورد استفاده دارد. شیب سقف گلخانه از دو نظر اهمیت دارد:
- الف- هر چه زاویه سقف گلخانه کمتر باشد، میزان نفوذ نور به داخل گلخانه بیشتر است؛
- ب- زاویه سقف گلخانه، در میزان ریزش قطرات ناشی از میعان بخار آب بر روی گیاهان داخل گلخانه مؤثر است؛ به طوری که هر چه این زاویه بیشتر باشد، میزان ریزش قطرات آب کمتر است.
گلخانه ها از نظر شکل
گلخانه باید شرایط اقلیمی مناسبی را برای رشد گیاه در داخل گلخانه فراهم نماید. شکل سازه گلخانه می تواند دمای داخل گلخانه، میزان رطوبت، انتقال نور و تهویه آن را تحت تأثیر قرار دهد. شکل های مختلف گلخانه های معمولی، در شکل ۵ نشان داده شده است.
گلخانه A شکل
در این نوع گلخانه، پهنای دو طرف سقف گلخانه یکسان است و به عبارت دیگر، شیب دو طرف سقف برابر است (شکل ۵ الف). معمولا در این نوع گلخانه ها، شیب سقف ۳۵-۵۵ درجه است و به آنها، گلخانه های دو طرفه نیز گفته می شود. شکل ۶ گلخانه دوطرفه ساده و شکل ۷، گلخانه دوطرفه با دهانه پهن را نشان می دهد. این نوع گلخانه ها با مناطق سردسیر، که بارش برف زیاد است، سازگار هستند؛ زیرا برف به راحتی از روی آنها سر خورده و به پائین می ریزد.
نوع دیگری از این نوع گلخانه ها، گلخانه های نیمه دوطرفه هستند که شبیه گلخانه های دوطرفه می باشند، با این تفاوت که سقف آن از دو شیب نامساوی تشکیل شده است (شكل 5ب). در این نوع گلخانه، از نور استفاده بهتری می شود.
در مناطقی که شدت نور در زمستان کم است، گلخانه با دو شیب نامساوی (نیمه دوطرفه) ساخته می شود که شیب سمت جنوبی آن، کمتر از شیب سمت شمالی است و در این حالت، نور بیشتری وارد گلخانه شده و از اتلاف گرما جلوگیری می شود؛ مثلا اگر در گلخانه ای شیب سقف جنوبی و شمالی، به ترتیب ۲۵ و ۶۵ درجه باشد، مقدار نور وارد شده به گلخانه، بیشتر از گلخانه ای است که شیب سقف جنوبی و شمالی آن به ترتیب ۲۵ و ۵۵ درجه است.
گلخانه های دوطرفه و نیمه دوطرفه را می توان به صورت تک واحدی پا به هم پیوسته (جوی و پشته ای) احداث نمود (شکل ۸). گلخانه های دو طرفه معمولا با عرض 6.1-9.1 متر مورد استفاده قرار می گیرند.
گلخانه نیم استوانه ای با کوانست
اسکلت این نوع گلخانه توسط لوله آب با قطرهای مختلف ساخته می شود و قوس ۱۸۰ درجه دارند (شکل ۵ج). این قوس ها توسط لوله های نگهدارنده، که در امتداد طولی گلخانه قرار گرفته اند، نگه داشته می شود (شکل 9). نوع دیگری از این گلخانه ها، دیواره عمودی دارد و شیب قوس های آن، کمتر از گلخانه های بدون دیواره عمودی است (شکل ۵د).
گلخانه های قوسی نوکدار (گوتیک آرک)
این نوع گلخانه ها در ابتدا، به عنوان جایگزین گلخانه های دو طرفه ساخته شدند؛ زیرا معمولا گلخانه های دو طرفه دارای یک دسته ستون در زیر قسمت تاج گلخانه بودند که مشکلاتی را برای نصب پلاستیک دو لایه به وجود می آورد. در این نوع گلخانه ها، کمان های دوطرف گلخانه در قسمت تاج گلخانه به یکدیگر متصل می شوند. گلخانه های مزبور، به دو شکل دارای دیواره عمودی (شکل ۵ه) و دارای دیواره شیب دار (شکل 5و) هستند. گلخانه های دارای دیواره شیب دار (شکل ۱۰)، نسبت به گلخانه های دارای دیواره عمودی، این مزیت را دارند که قطرات آب تشکیل شده بر روی پوشش پلاستیکی گلخانه به صورت آرام به سمت دو طرف گلخانه جریان می یابد و تا حدودی، از ریختن آنها بر روی سطح گیاهان داخل گلخانه جلوگیری می شود.
ادامه مبحث مدیریت تولید در گلخانه | انواع سازه های گلخانه ای را که شامل عنوان های زیر است، در اپلیکیشن اندروید آموزش گلخانه داری بخوانید:
- گلخانه ها از نظر متصل یا منفک بودن
- معیارهای انتخاب پوشش گلخانه
- پوشش های گلخانه ای و خصوصیات آنها
- پلی اتیلن دو لایه و مزایای استفاده از آن
- جنس اسکلت گلخانه
- مراحل احداث گلخانه
- چند توصیه مفید برای ساخت گلخانه
در این برنامه علاوه بر این موضوع، صدها مطلب آموزشی مفید و بروز دیگر در زمینه گلخانه داری را بخوانید.
