Môi trường kiểm soát thường gặp trong trồng trọt

 

Các cấu trúc và các loại hệ thống điều khiển được sử dụng sẽ được quyết định theo đó các yếu tố môi trường phải được kiểm soát, mức độ nào thì phải được kiểm soát, và các chi phí của việc kiểm soát chúng trong mối quan hệ với các giá trị của cây trồng (s) được sản xuất . Mỗi tham số môi trường phải được kiểm soát tăng cơ sở và chi phí sản xuất. Mục tiêu là để thiết kế một cơ cấu kiểm soát môi trường cho phép sự kiểm soát của những tham số đó cần phải được kiểm soát ở mức độ chính xác cần thiết. Làm chỉ hơn thêm vào các chi phí sản xuất. Loại phổ biến của môi trường kiểm soát bao gồm:

 

Hoop Nhà

 

Một ngôi nhà hoop đúng là thường chỉ một cấu trúc hình vòm hoặc khung cung cấp bìa, và do đó một số mức độ của ánh sáng và nhiệt độ kiểm soát, đối với cây trồng. Nhà Hoop thường được sử dụng trong hơn nguyên liệu thực vật đông hoặc để bắt đầu vụ mùa xuân hardy (bông cải xanh, cải bắp, cây lâu năm cây cảnh) vào đầu mùa giải. Họ thường không có hệ thống sưởi ấm hoặc làm mát. Nhà Hoop có thể được phủ bằng màng nhựa, vải bóng râm hoặc có thể không có lớp phủ trong mùa nóng. Đôi khi những cấu trúc được gọi là nhà quonset. Tuy nhiên, có một loại thiết kế nhà kính là cấu trúc quonset-type. Vì vậy, các quonset hạn nên chỉ được sử dụng để chỉ một loại thiết kế hiệu ứng nhà kính.

 

hoop_house1.jpg

 

Khung Lạnh

 

Khung lạnh tương tự như hoop nhà và phục vụ một mục đích tương tự. Sự khác biệt là một khung lạnh có thể được một phần đặt vào lòng đất, thường là không cao bằng một ngôi nhà hoop và có thể có một mái nhà phẳng. Khung lạnh thường được sử dụng cho quá đông nguyên liệu thực vật hoặc để bắt đầu vụ mùa xuân hardy (tức là bông cải xanh, cải bắp, cây lâu năm cây cảnh) vào đầu mùa giải. Khung lạnh cũng có thể được sử dụng để cung cấp các phương pháp điều trị cảm lạnh cần thiết cho cây trồng bóng đèn. Khung Lạnh không có hệ thống sưởi ấm hoặc làm mát.

 

cold_frame1.JPG

 

Giường Hot

 

Giường nóng tương tự như khung lạnh ngoại trừ giường nóng có một số loại nguồn nhiệt và do đó cung cấp kiểm soát nhiều hơn nhiệt độ. Các nguồn nhiệt có thể được nước nóng hoặc hơi nước từ lò hơi, máy sưởi điện, bóng đèn sợi đốt hoặc phân hữu cơ ủ đặt bên trong của chiếc giường nóng. Giường Hot thường được sử dụng cho nguyên liệu ban đầu nhà máy vào đầu mùa xuân.

 

Nhà Shade

 

Nhà Shade (Đôi khi được gọi là Saran Nha) là các cấu trúc được bao phủ bằng một loại vải làm bằng polypropylene, cotton, nhựa hoặc vật liệu khác được thiết kế để loại trừ một phần ánh sáng. Một số vật liệu che được aluminized để ánh sáng là thực sự phản ánh đi từ cấu trúc. Các vật liệu che phủ có thể được lựa chọn để ngăn chặn số lượng khác nhau của ánh sáng, nhưng thông thường là vật liệu che trừ 20% đến 60% là phổ biến nhất. Những cấu trúc này thường được sử dụng trong cận nhiệt đới (tức là Florida) và các vùng khí hậu nhiệt đới, nơi giảm mức độ ánh sáng và cung cấp một số biện pháp làm mát (bằng bóng) là mong muốn. Nhà Shade thường không có hệ thống sưởi ấm hoặc làm mát. Nhà Shade thường nhất được sử dụng trong sản xuất hoa cắt cành, cây lá và chứng khoán vườn ươm.

 

shade_canopy.jpg shade_house2.jpg

 

Nhà kính

 

Nhà kính là loại phổ biến nhất của cấu trúc được sử dụng để sản xuất các loại cây cảnh và rau trong điều kiện kiểm soát. Những cấu trúc này cung cấp khả năng kiểm soát tất cả các thông số môi trường, mặc dù mức độ khác nhau tùy thuộc vào thiết kế của cấu trúc và thành phần của nó. Chúng tôi sẽ thảo luận về các nhà kính trong chi tiết hơn.

 

Máy làm mát

 

Máy làm mát cho phép đối với nguyên liệu thực vật sẽ được tổ chức ở nhiệt độ thấp. Thông thường nhiệt độ trong khoảng 35 - 50 ° F (2 ° - 10 ° C) là phổ biến nhất. Trong một vài tình huống, nhiệt độ dưới 32 ° F (0o C) có thể được yêu cầu. Máy làm mát thường được sử dụng cho việc lưu trữ các loại rau, trái cây và hoa cắt, nắm giữ cổ vườn ươm và cung cấp một điều trị cảm lạnh (cho xuân hóa hoặc để phá vỡ trạng thái ngủ) cho cây trồng bóng đèn.

 

Chambers tăng trưởng

 

Tăng trưởng phòng là đơn vị Đính kèm máy tính điều khiển có khả năng cho phép điều khiển rất chính xác của nhiều hoặc tất cả các thông số môi trường thảo luận trước đó. Buồng tăng trưởng thường được sử dụng cho mục đích nghiên cứu mặc dù chúng có thể được sử dụng trong một số trường hợp nhân giống như nuôi cấy mô. Buồng tăng trưởng có thể được tiếp cận trong phòng nhỏ hoặc lớn đi bộ trong phòng.

 

Chambers nảy mầm

 

Buồng nảy mầm tương tự như đi bộ trong buồng tăng trưởng ngoại trừ việc họ chủ yếu được cho phép kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và có thể ánh sáng. Họ đang đi bộ trong phòng thường lớn rất tốt cách nhiệt để giảm thiểu biến động nhiệt độ, và họ có một số loại hệ thống sương mù sử dụng để duy trì độ ẩm tương đối cao. Chúng được thiết kế đặc biệt để cung cấp một môi trường tối ưu cho hạt nảy mầm.

 

 

 

Designs nhà kính phổ biến

 

Có một loạt các thiết kế hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên, hầu hết trong số này được bắt nguồn từ hai mẫu thiết kế cơ bản: quonset và A-frame.

 

Greenhouse_styles.jpg

 

Các quonset được dựa trên một mái vòm. Các mái vòm cho phép áp lực lên các cấu trúc để được hiệu quả chuyển xuống mặt đất. Quonset nhà kính có thể đến trong hai thiết kế cơ bản. Trong lần đầu tiên, các vòm kéo dài đến mặt đất không có hông. Trong phần thứ hai, vòm cơ bản tạo thành mái nhà và phần đầu hồi của nhà kính và được đặt trên các bức tường thẳng đứng.

 

The A-frame thường, nhưng không phải luôn luôn, có một loạt các hỗ trợ khung mà hình thành các mái nhà và đầu hồi. Sức mạnh của cấu trúc này chủ yếu đến từ các giàn đặt trên bức tường thẳng đứng. Trọng lượng của các cấu trúc và các áp lực khác đang phải gánh chịu những vì kèo và chuyển giao cho các bức tường thẳng đứng mà lần lượt truyền ứng suất xuống đất. A-khung nhà kính có thể còn ngủi hay nhịp không đều. Trong cựu, cả hai phần mái có chiều dài bằng nhau, nhưng là của bất bình đẳng (hoặc mất tích hoàn toàn) chiều dài sau này.

 

Hai thiết kế cơ sở có thể được cấu trúc độc lập duy nhất hoặc kết hợp từ bên này sang bên để tạo thành núi và rãnh hay các cấu trúc máng xối kết nối. Trong trường hợp này, các bức tường nội thất thường vắng mặt. Hầu hết các nhà kính thương mại với doanh nghiệp sử dụng một số biến thể của thiết kế máng xối kết nối. Điều này chủ yếu là bởi vì thiết kế máng xối kết nối cho phép cho một nội thất không bị cản trở lớn hơn sẽ tốt hơn là với những ngôi nhà độc lập. Có một nội thất không bị cản trở lớn cải thiện khả năng để tự động hóa các nhiệm vụ chung như thủy lợi và cải thiện không gian sử dụng hiệu quả. Ngoài ra, bằng cách loại bỏ các bức tường nội thất (đó sẽ là bức tường tiếp xúc với bên ngoài trong các cấu trúc miễn phí-đứng), chi phí vật liệu xây dựng và chi phí sưởi ấm được giảm.

 

dutch_house_big.jpg gutter_connected.gif unobstructed_big.jpg

 

Một số hạn chế tiềm năng tồn tại cho các cơ sở gutter kết nối. Kể từ khi toàn bộ khu vực sản xuất là một không gian duy nhất, khả năng duy trì các điều kiện môi trường khác nhau (chẳng hạn như sẽ tồn tại với nhiều cấu trúc cá nhân) bị mất. Ngoài ra, như kích thước của rãnh nước, kết nối nhịp tăng, tính đồng nhất và kiểm soát ánh sáng, nhiệt độ, lưu lượng khí và độ ẩm có thể được giảm bớt. Một cách để giảm thiểu những vấn đề này là phải có thả các bức tường hoặc rèm cửa làm bằng màng nhựa có thể được nâng lên hoặc hạ xuống giữa các phần. Điều này cho phép các bộ phận trong cơ cấu để được cách ly một phần vì vậy mà nhiệt độ khác nhau hoặc độ ẩm tương đối có thể được duy trì nếu chỉ đến một mức độ hạn chế.

 

Nhà kính, chủ yếu là thiết kế máng xối kết nối, thường được gọi như là của "American" hoặc "cao cấp" thiết kế hoặc của "người Hà Lan" hoặc "Venlo" thiết kế. Các thiết kế của Mỹ hoặc cao cấp là một nhà kính A-frame truyền thống với một diện tích mái nhà tương đối lớn so với diện tích tường. Người Hà Lan thiết kế Venlo có tường cao, hồi nhỏ, phần nhà kính cá nhân hẹp hơn và giảm diện tích mái. Điều này làm giảm diện tích bề mặt mái nhà (diện tích mất nhiệt lớn) và sưởi ấm các chi phí.

 

american.jpg dutch_house_big.jpg

 

Tường nhà kính hỗ trợ các mái nhà và truyền ứng suất xuống đất. Trong nhà kính trở lên bức tường có thể chỉ 6 'đến 8' cao (trệt đến mái hiên hoặc rãnh nước trong thiết kế máng xối kết nối). Tuy nhiên, trong các nhà kính mới hơn, bức tường là 12 'đến 14' để đáp ứng tốt hơn tự động hóa. Tôi một số trường hợp các bức tường bên ngoài có thể được thiết kế như một bức màn polyethylene có thể sẽ được đưa ra trong nhiệt độ thấp và giảm xuống trong thời tiết ấm áp để cải thiện cho hệ thống thông gió và làm mát thụ động để thúc đẩy. Trong các trường hợp khác, nhà kính có thể có mái nhà có thể thu vào. Những mái nhà có thể đóng cửa khi nhiệt độ thấp hoặc khi mức độ ánh sáng quá cao. Họ có thể được mở ra để tối đa hóa ánh sáng có sẵn cho các nhà máy và cho phép làm mát thụ động.

 

polyethylene_curtain.jpg

 

Thiết kế nhà kính khác tồn tại nhưng ít phổ biến hơn. Các vòm gothic là một thiết kế tương tự như một quonset, nhưng kiểu vòm cung cấp gia tăng hỗ trợ và một nội thất không bị cản trở lớn. Các răng cưa, đó là một ví dụ về một khoảng không đồng đều, được phổ biến tại nhiều địa điểm nhiệt độ cao và những nơi tiếp nhận gió pervailing kể từ khi thiết kế cho phép cải thiện sự chuyển động của không khí nóng ra khỏi các lỗ thông hơi mái nhà kính. Các nạc để thiết kế thường được sử dụng bởi chủ nhà và mái vòm đo đạc thường được sử dụng bởi các trung tâm thực vật. Một số trung tâm nhạc viện thực vật có hình trụ phu, cong, kiểu dáng Victoria.

 

sawt_big.jpg alum_leanto1.JPG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Greenhouse Common Components Kết cấu và Vật liệu

 

Khung nhà kính (cấu trúc hỗ trợ) có thể được xây dựng bằng gỗ, sắt thép, nhôm hoặc bê tông. Nhà kính hiện đại thường được xây dựng bằng thép hoặc nhôm. Nhôm là vật liệu được lựa chọn vì nó là trọng lượng nhẹ, mạnh mẽ và rỉ sét chịu. Thấp chi phí nhà kính quonset nhỏ với polyethylene phủ có thể sử dụng ống dẫn điện bị cong hoặc đường ống để hỗ trợ vật chất.

 

giàn-2.gif arched_roof_big.jpg ubstructed.jpg

 

Gỗ thường chỉ được sử dụng cho nhà kính sở thích, coldframes và hang ổ. Gỗ là khó khăn và tốn kém để duy trì như nó cần phải được xử lý bằng một chất bảo quản và định kỳ sơn để ngăn ngừa thối rữa. Khi sử dụng gỗ trong nhà kính, cảnh lạnh lùng hay mảnh đất màu mỡ, không bao giờ sử dụng creosote hoặc gỗ pentachlorophenol được điều trị bởi vì chúng chứa các chất dễ bay hơi phytotoxic. Arsenate Chromated đồng (CCA), asenat đồng amoniac (ACA), naphthanate đồng và kẽm naphthanate được khuyến cáo để sử dụng trên gỗ được sử dụng trong nhà kính.

 

woodframing.jpg

 

Sàn nhà có thể được xây dựng bằng bê tông xốp, xi măng Portland, sỏi, đất sét nén bao phủ bằng một loại vải polypropylene mạnh. Bê tông xốp thường là đủ mạnh để chịu tải trọng nhất gặp phải trong tình huống ứng nhà kính và cho phép thoát nước qua bề mặt. Xi măng Portland là tốn kém hơn, không cho phép thoát nước qua bề mặt và đắt hơn. Tuy nhiên, xi măng Portland có thể được mong muốn trong lĩnh vực giao thông, nơi những vật nặng sẽ xảy ra. Sàn bê tông (trừ khi được sử dụng như là một phần của hệ thống thủy lợi) cần phải có một lớp nhẹ để thúc đẩy thoát nước và ngăn chặn puddling nước. Sỏi là chi phí thấp và cho phép thoát nước mà có thể cho phép sự phát triển của cỏ dại và có thể không chứa tất cả các loại thiết bị. Vải polypropylene có thể là một thay thế chi phí thấp nhưng sàn nhà có thể trở nên không đều theo thời gian, có thể gây ra puddling và tảo phát triển.

 

concrete_floor.jpg gravel_floor.jpg

 

Tường Curtain là phần không mờ của bức tường kính. Chúng thường nằm dọc theo thấp hơn 2 '- 4' của những bức tường kính. Tường rèm thường được xây dựng bằng bê tông, xi măng, gạch hoặc một số tài liệu không minh bạch và cũng cách nhiệt khác. Bởi vì các bức tường rèm chỉ kéo dài lên đến khoảng chiều cao băng ghế dự bị, nó không làm giảm đáng kể các ánh sáng có sẵn cho cây. Tuy nhiên, bởi vì nó được làm bằng vật liệu cách nhiệt tốt, nó làm giảm sự mất nhiệt từ các nhà kính. Trong khí hậu miền bắc, toàn bộ bức tường phía bắc của hiệu ứng nhà kính có thể được xây dựng như là một bức tường rèm để giảm chi phí sưởi ấm. Trong khí hậu miền Bắc trong những tháng mùa đông, một tỷ lệ tương đối nhỏ của ánh sáng đi vào nhà kính hiện thông qua các bức tường phía bắc nhà kính. Vì vậy, việc tiết kiệm chi phí sưởi ấm lớn hơn việc giảm mức độ ánh sáng trong nhà kính.

 

curtain_wall.jpg

 

 

 

Xem xét thiết kế kết cấu

 

Nhiều yếu tố phải được xem xét trong thiết kế kết cấu nhà kính. Thật khó để đưa ra một tập hợp cụ thể của các yêu cầu, vì có rất nhiều trường hợp ngoại lệ cho quy tắc nào. Tuy nhiên, một cấu trúc phải đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng của địa phương cụ thể. Hầu hết các nhà kính hiện nay được thiết kế bởi công ty kỹ thuật hoặc được xây dựng từ các gói được phát triển bởi công ty kỹ thuật. Việc thiết kế và tất cả các vật liệu được cung cấp bởi các công ty thiết kế. Trong nhiều trường hợp, các công ty thiết kế cũng sẽ xây dựng các cấu trúc tại chỗ cho một khoản phí bổ sung. Cài đặt lớn hơn thường được tùy chỉnh thiết kế và xây dựng bởi một công ty kỹ thuật. Tuy nhiên, với điều này trong tâm trí, nó vẫn còn có giá trị để hiểu xem xét thiết kế cơ bản.

 

Mục tiêu chính trong việc thiết kế một cấu trúc nhà kính là tối đa hóa truyền ánh sáng (tức là giảm thiểu các vật cản để nhập cảnh ánh sáng) trong khi cung cấp sự hỗ trợ đầy đủ. Trong nhiều trường hợp, giảm thiểu tổn thất nhiệt trong quan trọng, trong khi ở những người khác, cho phép trao đổi không khí tối đa để làm mát là mong muốn.

 

Kỹ sư nhà kính thường xuyên tham khảo để thiết kế tải trọng. Tải trọng thiết kế bao gồm các tải chết và tải trực tiếp. Các tải chết bao gồm trọng lượng của cấu trúc, khung, kính, thiết bị cố định, hệ thống sưởi và làm lạnh, thông gió, vv tải trực tiếp bao gồm trọng lượng của những người làm việc trên mái nhà, cây treo, tải trọng tuyết và tải trọng gió. Thông thường nhà kính được yêu cầu để hỗ trợ một cơn gió 80 mph. Tải trọng tuyết cần được dựa trên sự tích lũy dự kiến, độ dốc mái và liệu nhà kính là một cấu trúc máng xối kết nối hoặc một độc lập hiệu ứng nhà kính.

 

Trong nhà kính máng xối kết nối, các máng nên dốc hơi để khuyến khích hệ thống thoát nước của dòng chảy từ mái nhà. Các máng xối hoặc mái hiên phải đủ cao để cho phép tự động hóa với 12 'đến 14' đang được khuyến cáo. Ít nhất một lối vào nhà kính phải đủ lớn cho xe đẩy, xe tải của các thiết bị khác.

 

Cấu trúc nhà kính nên được thiết kế để cho phép tự động hóa. Điều này đòi hỏi chiều rộng của lối đi và đường vào nhà chứa xe và thiết bị. Chiều rộng của vịnh hiệu ứng nhà kính có thể cần phải được thiết kế để tương thích với các hệ thống thủy lợi như sự bùng nổ về thủy lợi.

 

Các nền tảng phải hỗ trợ cấu trúc và chuyển tải đến mặt đất. Trong một số trường hợp, cấu trúc có thể đặt trên một nền tảng cụ thể nguyên vẹn hoặc tấm. Hỗ trợ có thể được bắt vít vào nền tảng. Trong các trường hợp khác, có hoặc không có một nền tảng cụ thể là hiện nay, cấu trúc có thể được hỗ trợ bởi các dầm dọc đặt trên móng bê tông. Móng nên mở rộng bên dưới dòng sương giá hoặc ít nhất là 24 inch vào mặt đất.

 

Ống dẫn điện hoặc ống có thể làm việc tốt cho một polyethylene nhỏ được bao bọc ngôi nhà quonset. Tuy nhiên, nó không phải là đủ mạnh nếu đường kính của quonset trở nên quá lớn hoặc nếu tải quá lớn Các vòm gothic làm tăng sức mạnh của các kiến ​​trúc tiêu chuẩn bằng cách chỉ đạo hiệu quả hơn tải trọng xuống đất. Điều này làm tăng tuổi tiềm năng và sức mạnh của cấu trúc và làm giảm nhu cầu hỗ trợ về cơ cấu nội bộ do đó cho phép cho một không gian không bị cản trở lớn. Trong một nhà kính A-frame, các hỗ trợ cấu trúc có nguồn gốc từ các giàn hỗ trợ và xà nhà. Sức mạnh và số lượng kèo và giàn cần phụ thuộc vào trọng lượng của vật liệu kính, tải trọng gió và tải trọng tuyết. Tuy nhiên, như các hỗ trợ cần thiết tăng, có sự giảm lượng ánh sáng cho các nhà máy.