Книги по строительству и ремонту

Сельскохозяйственные здания и сооружения. Архитектура сельских зданий и сельскохозяйственных комплексов

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Общие сведения

Теплицы являются культивационными сельскохозяйственными сооружениями, предназначенными главным образом для внесезонного выращивания овощей,  плодов, цветов,  а также рассады.

Выращивание овощей в культивационных сооружениях отличается от выращивания их в открытом грунте тем, что овощные культуры в них защищены от неблагоприятных воздействий внешней среды застекленными ограждающими поверхностями или свё-топрозрачными синтетическими пленками.

В культивационных помещениях теплиц создается искусственный климат и устанавливается такой режим, при котором обеспечиваются быстрый рост и высокая урожайность овощных культур независимо от времени года, погоды и климата.

Выращивание овощей в защищенном грунте получает все большее развитие. Для круглогодичного снабжения населения свежими овощами вокруг многих больших городов и промышленных центров созданы крупные тепличные хозяйства и ежегодно увеличиваются объемы строительства разнообразных культивационных сооружений.

Требования, предъявляемые к культивационным сооружениям. При проектировании и строительстве разнообразных культивационных сооружений основная задача состоит в создании внутри них искусственного климата, отвечающего оптимальным условиям, необходимым для нормального развития и высокой продуктивности выращиваемых культур.

Конструкция рационально построенного культивационного сооружения должна обеспечивать максимальное проникновение в него прямого и рассеянного солнечного света, ровную, без резких колебаний температуру, минимальные теплопотери, естественный воздухообмен для регулирования температурно-влажностного режима и возможность максимальной механизации производственных процессов.

Культивационное сооружение должно быть универсальным, т. е. пригодным для выращивания в нем всех видов растений из числа тех, которые могут быть выращены в защищенном грунте, иметь удобную внутреннюю планировку, обеспечивающую рациональное размещение внутреннего оборудования и наилучшее использование площади. Вместе с тем конструкция культивационного сооружения должна быть прочной, долговечной, экономичной, т. е, стоимость строительства, а также эксплуатационные затраты

на обогрев, электроэнергию, орошение, обслуживание, ремонт и т. п., приходящиеся на 1' м2 эксплуатируемой площади культивационного помещения, должны быть наименьшими.

Всем перечисленным требованиям в наибольшей степени отвечают теплицы, в которых легко и удобно механизировать производственные процессы, вследствие чего производительность труда, количественный и качественный выход продукции в тепличном хозяйстве всегда выше, чем в парниковом.

Для оценки строительных и эксплуатационных качеств различных видов теплиц с учетом перечисленных выше требований пользуются специальными показателями, основные из которых:

производственная или инвентарная площадь, занятая под тепличные культуры, включая рабочие проходы между ними;

полезная площадь, определяемая как сумма производственных площадей и подсобных площадей обслуживающего назначения (соединительные коридоры, тамбуры и т. п.);

коэффициент затенения теплиц несущими конструкциями, определяемый как отношение площадей проекции несущих конструкций (при углах 20, 45 и 70° на плоскость ограждения) к общей площади ограждений;

коэффициент ограждения, выражающий отношение площади наружных ограждающих поверхностей к производственной площади. С помощью коэффициента ограждения можно объективно сравнить количество расходуемых материалов на устройство ограждения и удельные теплопотери, приходящиеся на единицу производственной площади. Очевидно, что наименьшие удельные теплопотери будут при минимальном отношении площади всех наружных ограждений теплицы к ее производственной площади, т. е. при наименьшем коэффициенте ограждения; с увеличением коэффициента ограждения соответственно будут увеличиваться расход материалов на ограждающие конструкции, удельные теплопотери и, следовательно, эквивалентные расходы на обогрев культивационного помещения;

коэффициент естественной освещенности, представляющий собой выраженное в процентах отношение освещенности точки внутри помещения к одновременной освещенности точки под открытым небом при рассеянном  (диффузном) свете небосвода.

Основные виды теплиц. По форме профиля поперечного сечения и по конструктивным признакам теплицы можно разделить на четыре вида: односкатные, двускатные фонарные, однопролетные ангарные двускатные, с ломаным или сводчатым очертанием скатов и многопролетные многоскатные блочные.

Представление об односкатных теплицах дает IV.l,a. Характерными особенностями этих теплиц являются относительно небольшая площадь при ширине в среднем 4...4,5 м, единственный застекленный скат, ориентированный на юг, а также глухие вертикальные ограждающие поверхности с востока, запада и севера. Односкатные теплицы являются наиболее устаревшими и примитивными. К недостаткам теплиц этого вида относится большая протяженность периметра их наружных стен и большая площадь наружных ограждений по отношению к инвентарной площади, что вызывает большие теплопотери, приводящие к высокой стоимости обогрева культивационного помещения. Односкатные теплицы целесообразны лишь для северных районов СССР, где южная ориентация застекленного ската с углом наклона его 30... 35° обеспечивает лучшее проникание солнечного света при наиболее низком падении солнечных лучей (10... 15°) в самый короткий период светового дня.

Двускатные фонарные теплицы (IV. 1,5) имеют относительно небольшую площадь при ширине —в среднем от 6 до 10 м. Характерная конструктивная особенность двускатных фонарных теплиц—промежуточные внутренние опоры, поддерживающие остекленные скаты покрытия, ориентированные обычно на восток и запад. Двускатная теплица представляет собой как бы соединение двух односкатных теплиц, у которых нет высоких продольных стен, поэтому в двускатных теплицах периметр наружных стен и поверхность наружных ограждений при заданной высоте вертикальных ограждений и прочих равных условиях всегда будет меньше, чем в односкатных. В связи с этим двускатные теплицы более экономичны по сравнению с односкатными. Относительно продольной оси остекленные скаты в фонарных теплицах могут быть расположены симметрично или несимметрично.

Схемы поперечных разрезов однопролетных ангарных двускатных теплиц и со сводчатым очертанием скатов покрытия показаны на IV. 1, в, г. Отличительными конструктивными признаками теплиц этого вида являются значительные пролеты несущих конструкций остекленных покрытий без промежуточных опор, что очень  важно для  механизации  производственных  процессов.

Максимальные размеры ангарных теплиц, построенных в СССР, достигают 3000 м2 при пролетах (ширине) до 25 м. Коэффициент ограждения и удельные теплопотери через наружные ограждения в этих теплицах меньше, чем в односкатных или небольших двускатных (фонарных) теплицах.

Ангарные теплицы, кроме того, имеют значительную высоту в коньке и большую кубатуру, что благоприятствует созданию в них устойчивого температурного и влажностного режима.

Опыт эксплуатации тепличных комбинатов показывает, что в ангарных теплицах больших пролетов трудно обеспечить достаточный воздухообмен, а в результате их большой высоты в коньке в ветреную погоду теряется много тепла и затрудняются ремонт, очистка и промывка остекления покрытия. Кроме того, при большой ширине теплицы несущая конструкция покрытия усложняется, получается массивной и дорогой, увеличиваются длина скатов и затененность теплицы, а высота в средней ее части чрезмерно возрастает — в теплицах пролетом 25 м достигает 8 м. В связи с этим наиболее удобны в эксплуатации ангарные теплицы шириной не более 18 и; При ломаном и сводчатом очертаниях скатов ангарных теплин создаются лучшие условия для проникновения солнечного света и меньшее отражение солнечных лучей стеклянным покрытием.

Стремление к уменьшению высоты теплицы и длины скатов покрытия при большой их ширине приводит к замене двускатного покрытия многоскатным (IV.l.d, е). Теплицы с многоскатным покрытием называются блочными. Они представляют собой объединение (блок) произвольного числа двускатных теплиц относительно небольших пролетов простым присоединением одной к другой, но с исключением разделяющих их боковых стенок и заменой этих стенок стойками, расположенными под желобами. Каждая отдельная двускатная теплица, входящая в состав такого блока, называется звеном. По числу звеньев различают блочные теплицы двухзвенные, трехзвенные и т. д.

Высота блочных теплиц, а следовательно, и кубатура каждого отдельного звена не увеличивается пропорционально площади всей теплицы в целом и может быть подобрана в соответствии с условиями выращивания культур того или иного вида-. Такая конструктивная схема дает неограниченные возможности в отношении размеров теплицы с приближением формы ее плана к квадрату. Эта форма плана наиболее рациональная, так как поверхность наружных вертикальных ограждений при прочих равных условиях будет наименьшей.

В практике площадь под стеклом блочных теплиц достигает 30 тыс. м2. Ширину (пролеты) отдельных звеньев блочных теплиц принимают в среднем 3... 9 м, благодаря чему облегчаются несущие конструкции покрытия, снижаются расход металла на их устройство и удельная стоимость строительства блочных теплиц по сравнению с широкопролетными ангарными теплицами. Длина скатов в блочных теплицах небольшая, что обеспечивает быстрый сток дождевой и талой воды, а также конденсата по внутренней поверхности стекла. Однако из-за встречных скатов необходимо устраивать по линии пересечения ендовы (желоба), увеличивающие затенение теплицы  и  усложняющие  конструкцию  покрытия.

Кроме того, к недостаткам блочных теплиц следует отнести: худшие условия проветривания (аэрации) средних звеньев; наличие внутренних опор, затрудняющих применение средств механизации по обработке защищенного грунта; неустойчивый температурный режим в результате холодных потоков воздуха от стеклянной кровли при малой ширине отдельных звеньев и малой их высоте; образование наледи и задержка снега в желобах в период снегопадов, а также просачивание через них в теплицу воды во время ливневых дождей.

Наряду с рассмотренным видом блочных теплиц со звеньями равных пролетов (равной ширины) встречаются такие блочные теплицы, в которых звенья больших пролетов чередуются со звеньями более мелких пролетов (IV.1, з). Чередование звеньев больших и малых пролетов способствует лучшему проветриванию. Эффективность проветривания зависит от направления и скорости ветра, от разности температур внутреннего и наружного

воздуха, а также от разности уровней расположения приточных и вытяжных отверстий, что определяет величину тяги.

При различной высоте коньков смежных звеньев проветривать теплицы можно так: воздух впускают через открывающиеся створки, расположенные у конька низкого звена, а выпускают через створки у конька высокого звена; в крайних звеньях воздух поступает через створки, расположенные во внешних остекленных вертикальных ограждениях. Таким образом, в теплице образуются токи воздуха, интенсивность которых можно регулировать, открывая и закрывая створки.

Перспективными могут оказаться башенные теплицы отличающиеся от обыкновенных (традиционных одноэтажных) тем, что двухразмерная посадочная площадь для выращивания растений заменена трехразмерным пространством. Предусматривается гидропонное выращивание растений на стеллажах, перемещаемых с помощью вертикальных конвейеров замкнутого типа. Преимущество башенных теплиц заключается в высоком уровне автоматизации производственных процессов и в эффективности использования посадочных площадей.

По характеру использования теплицы делятся на овощные и разведочные. Овощные теплицы используют только для выращивания овощных культур; в разведочных теплицах выращивают рассаду для парников или теплиц и только в свободное от выгонки рассады время используют для выращивания овощей.

Внутреннее оборудование современных овощных теплиц должно быть приспособлено для выращивания любых овощных культур. Такие теплицы, как указывалось выше, называют универсальными. В отличие от универсальных, теплицы, где выращивают только одну культуру, называют специализированными. Специализированные теплицы, предназначенные для выращивания цветов и культивации вечнозеленых тропических и субтропических растений— пальм, лавровых деревьев и т. п., называются оранжереями.

По характеру выращивания овощей и рассады теплицы разделяют на грунтовые—-для выращивания овощей в питательном грунте и безгрунтовые, или гидропонные, — для беспочвенного (гидропонного) выращивания овощей на питательных растворах.

Теплицы, оборудованные стеллажами для грунтового и гидропонного выращивания овощей и рассады, называют стеллажными, а не имеющие такого оборудования — бесстеллажными.

Теплицы, которые используют в течение всего внесезонного периода, называют зимними; теплицы, которые используют только весной, летом и осенью, называют весенними.

Основные конструктивные элементы теплиц

Стеклянное покрытие и остекленные вертикальные ограждения.

Наиболее важными конструктивными элементами любого тепличного сооружения являются стеклянная кровля и остекленные поверхности вертикальных ограждений. Они должны быть устроены так, чтобы в теплицу максимально проникал прямой и рассеянный солнечный свет, поскольку это один из важнейших факторов развития растительного организма и его продуктивности.

Стеклянная кровля и остекленные боковые поверхности должны иметь максимальную светоактивность и, следовательно, минимальное количество светонепроницаемых деталей. Вместе с тем как ограждающие конструкции эти элементы должны создавать хорошую теплоизоляцию культивационного помещения, т. е. наименьшие теплопотери через наружные ограждения.

Угол наклона скатов кровли назначают в зависимости от времени эксплуатации и места постройки и для средней полосы европейской части СССР принимают не менее 45°. Такой угол наклона скатов кровли обеспечивает не только максимальное проникновение в культивационное помещение прямой и диффузной солнечной радиации, но и свободный сток без отрыва конденсационной влаги, образующейся на внутренней поверхности стекла, а также уменьшается загрязнение стеклянного покрытия.

Стеклянную кровлю в теплицах делают по горбылькам, которые называют шпросами. Шпросы укладывают параллельно друг другу так, чтобы образовать от конька к боковым стенам теплицы непрерывные остекленные полосы без поперечных горбыльков; гор-быльки при расположении их нормально к направлению стока препятствовали бы стоку воды по внешней поверхности остекления и конденсата, образующегося на внутренней поверхности.

Шпросы делают деревянными или стальными. Деревянные шпросы изготовляют только из хорошо просушенного леса. Они обычно имеют фигурное сечение, показанное на IV.2. В нижней части шпроса выбирают желобки для сбора конденсата и отвода его в общие сборники.

Деревянные шпросы малотеплопроводны, однако под влиянием влаги или усушки они коробятся и, находясь в условиях, благоприятных для развития грибков, быстро разрушаются и требуют довольно частой смены. Кроме того, деревянные шпросы непрочны, поэтому их приходится делать более массивными или располагать на небольшом расстоянии друг от друга, что уменьшает светоактивность покрытия.

Стальные шпросы теплопроводны, но долговечны, не коробятся и не возгораются, имеют большую прочность по сравнению с деревянными и, как следствие, меньшее сечение, благодаря чему они мало задерживают свет. Естественно, что стальные шпросы лучше сочетаются со стальными несущими конструкциями теплиц. Для изготовления стальных шпросов применяют специальный прокатный тавровый профиль или полый оцинкованный

Недостатком стальных шпросов является их сильное отпотевание. Из влажного воздуха водные пары осаждаются на холодных стальных шпросах и образуют капель, которая неблагоприятно влияет на выращивание культур.

При расчете шпросов и других конструкций покрытия учитывают снеговую нагрузку 1—4 МПа горизонтальной проекции покрытия в зависимости от района строительства и времени использования теплицы. Несущие конструкции теплиц могут быть деревянными или стальными. В односкатных и двускатных фонарных теплицах опорами для шпросов (см. IV.l.a, б) являются мауэрлаты или же обвязки каркаса вертикального ограждения, а в пролете-—прогоны, уложенные по деревянным стойкам, установленным вдоль теплицы в один или два ряда.

Конструкция несущих элементов покрытия из дерева проста по устройству и дешева, но имеет тот недостаток, что из-за большого сечения промежуточных стоек и прогонов увеличивается затенение теплицы. Кроме того, при большой влажности воздуха в зимних теплицах и высокой его температуре деревянные стойки, прогоны, как и прочие деревянные элементы, быстро амортизируются, поэтому в строительстве тепличных сооружений чаще применяются несущие конструкции, выполненные из стали как более долговечные и ажурные. Небольшие размеры сечения элементов стального каркаса при его большой несущей способности позволяет значительно уменьшить затенение культивационных помещений и тем самым улучшить световой режим.

Приемы конструирования стальных каркасов излагаются в специальных курсах; здесь приводится несколько примеров различных конструктивных решений каркасов в связи с общей композицией тепличных сооружений.

Широкое применение в практике строительства теплиц в СССР и за рубежом нашли совмещенные несущие конструкции в виде рам пролетом 12, 14, 18 м и более, выполненных из стальных труб, одновременно используемых в качестве элементов отопительной сети центрального водяного отопления. Элементами сети отопления могут быть также прогоны для опирания шпросов, если они изготовлены из труб.

Представление об этой конструкции дает IV.3, на котором изображен разрез грунтовой ангарной теплицы с несущими конструкциями покрытия в виде рам, выполненных из стальных труб, служащих одновременно и элементами отопительной сети.

Характерная особенность рамной конструкции — это, как известно, жесткое сопряжение стойки рамы с ее ригелем; такое сопряжение уменьшает изгибающий момент в ригеле и позволяет уменьшить по сравнению с балочной конструкцией его размеры. Наиболее экономичны рамы с ломаным ригелем, так как при такой форме рамы величина изгибающих моментов значительно уменьшается и конструкция работает главным образом на сжатие.

Рамы из стальных труб устанавливают через 2...2,4 м, приваривают к нижним опорным прогонам, изготовленным также из труб. Эти рамы вместе с нижним опорным прогоном и прогонами из труб, приваренными поверх рам, образуют отопительный регистр. Рамы иногда монтируют из двух полурам. В этом случае каждые две-три полурамы объединяют нижними и верхними прогонами в отдельные регистры.

В ангарных теплицах пролетом 14 м стойки, верхние наклонные и горизонтальные ригели рам при шаге их 2 м делают из труб диаметром 114 мм (со стенками толщиной 7 мм), а опорные прогоны — из труб диаметром 150 мм (со стенками толщиной 10 мм). Чтобы обеспечить устойчивость конструкции, стойки рамы скрепляют с опорными прогонами подкосами из труб. ; Рамы свободно устанавливают на обрезки швеллеров, прикрепленные к сборным железобетонным подушкам, уложенным поверх бутобетонного столбчатого фундамента. Возникающий в рамах распор погашается горизонтальными реакциями фундаментов, которые конструируют уширенными в основаниях. Верхние прогоны из труб диаметром 60 ...90 мм, служащие опорами для шпро-сов, укладывают в специальные вырезы, которые делают в ригелях рамы. Поскольку прогоны являются элементами отопительного регистра, то в их стыках с рамами прожигают отверстия для нормальной циркуляции воды. С торцов нижние и верхние прогоны каждого отопительного регистра закрывают приваренными заглушками.

Прогоны выполняют из труб, длина которых больше расстояния между осями рам, поэтому при укладке поверх рам они образуют консольные выступы. К этим выступам снизу приваривают отрезки труб, разрезанные пополам, на которые укладывают прогоны соседнего (промежуточного) пролета. Свободное опирание прогонов позволяет им беспрепятственно скользить на своих опорах при температурных деформациях.

Стальные шпросы приваривают к трубчатым прогонам стойками из обрезков уголковой стали. Деревянные и железобетонные шпросы укрепляют к трубчатым прогонам также стойками из уголковой стали. Все элементы рамных регистров соединяют сваркой по всему контуру взаимного примыкания.

Совмещение несущих конструкций из стальных труб с отопительной системой сокращает расход металла на строительство теплицы, а расположение труб с теплоносителем под остеклением препятствует заносу кровли снегом, замерзанию стекол и образованию наледи. Но совмещенные конструкции имеют и серьезные недостатки. При пролетах рам 12... 14 м и их сравнительно небольшом шаге (2 ...2,4 м) сечение труб отопительного и несущего регистра оказывается все же очень большим, что приводит к большому расходу дорогого и дефицитного металла — стальных цельнотянутых труб. Практически невозможно защитить трубы изнутри каким-либо покрытием и от воздействия теплоносителя они корродируются, изменение же состояния внутренней поверхности нельзя контролировать. К тому же элементы, имеющие кольцевое сечение, плохо работают на изгиб. Кроме того, при совмещенных конструкциях множество нагревательных приборов в виде трубчатых элементов рам и прогонов удалено от зоны развития растений и сосредоточивается под остеклением; в то же время не обеспечивается надлежащий обогрев карнизного узла.

Исследования также показали, что среднее значение коэффициента естественной освещенности (к. е. о.) в культивационных помещениях ангарных теплиц совмещенной конструкции колеблется в пределах 58 ...60%.

Проектными институтами РосгипроНИИсельстрой и УкрНИИ-гипросельхоз разработаны проекты ангарных теплиц прблетом 12 и 14 м, в которых в качестве несущих конструкций использованы легкие прутковые рамы (IV.4).

Ангарные теплицы такой конструкции нашли широкое применение в строительстве крупных тепличных хозяйств РСФСР, УССР и других союзных республик.   '

Каждую прутковую раму выполняют из двух, сболченных в коньке, сварных прутковых элементов, конструкция которых аналогична конструкции прутковых прогонов, применяемых в покрытиях промышленных зданий. Такая рама работает по принципу трехшарнирной арки.

Рамы шарнирно опирают на монолитные бетонные подушки, для чего поверх бутобетонного фундамента в бетонную подушку заанкеровывают металлическую прокладку в виде уголка. Опорную часть рамы, за исключением решетки, и верхний пояс ее выполняют из двух уголков сечением 50x50x5 мм, а нижний пояс и решетку —из круглой стали диаметром 18 мм. Шаг рам принимают 4,08... 5,1 м.

В качестве прогонов для опирания стальных шпросов, как и в совмещенных конструкциях, используют трубы, являющиеся одновременно обогревательными.

Прутковые рамы можно выполнить в заводских условиях, изготовление их несложно, а монтаж прост. Расход металла на 1 мг инвентарной площади теплицы с прутковыми рамами 33,3 кг вместо 32,3 кг для теплицы с совмещенными конструкциями.

Преимущество прутковых рам по сравнению с совмещенными конструкциями в том, что для их изготовления требуется более дешевый, менее дефицитный и- менее высокого качества прокатный материал.

Элементы прутковой фермы могут быть лучше защищены известными способами от коррозии, чем элементы в совмещенной

конструкции; у них и небольшие сечения, благодаря чему улучшается внутренняя освещенность. Среднее значение к. е. о. таких теплиц колеблется в пределах 60...67%, а затенение от конструкций каркаса составляет 18%; равномерность освещения равна 0,8

В теплицах с прутковыми рамами можно более равномерно разместить нагревательные приборы — перенести их больше вниз, к зоне развития растений.

Общий недостаток конструкций, выполненных из металла, — подверженность коррозии в условиях повышенной влажности и большой расход стали. В связи с этим в практике теплицестроения получили большое распространение сборные металлические оцинкованные конструкции.

Осуществляется промышленное производство металлоконструкций зимних теплиц из облегченных гнутых профилей. Сопряжение конструкций предусмотрено на оцинкованных болтах.

На промышленную основу поставлено не только производство сборных конструкций теплиц, но и изготовление оборудования, а также, комплектная поставка всего необходимого на строительную площадку.

Основными элементами каркасов теплиц являются плоские поперечные многопролетные рамы из стоек, шарнирно защемленных в фундаментах, ригелей, жестко прикрепленных к стойкам, и затяжек. Шаг рам принят 3 м. В продольном направлении статическая неизменяемость каркаса обеспечивается прогонами, лотками и системой связей (для комплектования каркасов предусмотрено 6... 8 конструктивных элементов).

Одногектарные теплицы в виде многопролетных сооружений длиной 140,8 м и шириной 75 м при сетке несущих стоек 3,2x3 или 6,4X3 м с помощью соединительного коридора комплектуют в автономные блоки площадью 6 га (IV.5, г). Для каждого шестигектарного блока предусматривается котельная со складом аварийного топлива, трансформаторная подстанция, бытовые и вспомогательные помещения.

Шестигектарный блок зимних теплиц может быть самостоятельным тепличным комбинатом или входить в состав крупных тепличноовощных комплексов с общей посадочной площадью 12» 18, 24, 30 га и больше. Например, в совхозе «Московский» Московской обл. построен тепличный комплекс площадью 54 га. В теплицах с сеткой несущих стоек 3,2X3 м расход стали на 1 м2 инвентарной площади составляет 8,45 кг; при сетке стоек 6,4x3 м соответственно 11,6 кг. В блочных теплицах с сеткой несущих стоек 3,2x3 м применяются простые бесстропильные конструкции. Однако из-за частого расположения стоек трудно использовать технику по обработке грунта, частое расположение водоотводных лотков создает дополнительное затенение посадочных площадей, при малых пролетах звеньев кубатура культивационных помещений занижена, что отрицательно сказывается на развитии растений.

Более высокие строительные и эксплуатационные показатели имеют блочные теплицы с пролетами звеньев 6,4 м (см. IV.5, б). В них уменьшается трудоемкость по загрузке поч-венно-перегнойных смесей, предоставляется возможность использования более мощной техники для обработки посевных площадей, сокращается количество водоотводных лотков, к. е. о. ср = 64,3%.

Для уменьшения площади ограждающих поверхностей, сокращения расхода материалов, тепла и электроэнергии, уменьшения площади застройки, трудоемкости строительно-монтажных работ, сроков строительства и денежных затрат, создания благоприятных условий для работы механизмов проектным институтом Гипро-промтеплица разработан проект зимней остекленной и весенней пленочной блочных теплиц с пролетом звеньев 9 м.

Основными элементами несущего каркаса зимней теплицы пролетом 9 м из облегченных гнутых металлических профилей являются поперечные рамы арочного типа (см. IV.5, в), состоящие из сборных стоек и ферм.

Затяжки и тяжи выполняют из круглой стали, прогоны — из гнутых швеллеров.

При решении бокового ограждения предусмотрены цокольные панели высотой 600 мм и сплошное остекление по вертикально установленным шпросам с шагом 750 мм. Высота культивационных помещений от уровня пола дорожек до низа выступающих элементов покрытия принята 2,2 м.

Из гнутых металлических оцинкованных профилей ГипроНИ-сельпром разработал проект блока зимних ангарных теплиц площадью 3 га для строительства в районах Севера европейской части СССР, Дальнего Востока и Сибири.

В состав блока зимних ангарных теплиц входят 9 зимних почвенных теплиц площадью по 3000 м2 каждая, две рассадные теплицы площадью по 1500 м2, блок бытовых и вспомогательных помещений. Теплицы объединены соединительным коридором в один технологический замкнутый блок по выращиванию овощей. Габаритные размеры теплиц в плане 174x18 м. В качестве несущих конструкций служат рамы (IV.6) пролетом 18 м, выполненные из двух прутковых полуарок, сболченных в коньке и шарнирно закрепленных в фундаментах. Шаг рам принят равным 6 м. В продольном направлении устойчивость каркаса обеспечивается прогонами и системой жестких связей.

Прогоны, выполненные из гнутых швеллеров, уложены по верхнему поясу с расстоянием 2000 мм. Для уменьшения свободного пролета под прогоны предусмотрены подкосы с выносом, равным 74 длины прогона. Шпросы опираются на прогоны с шагом 750 мм. Общее количество типоразмеров конструкций 12. Удельный расход металла составляет 11,8 кг/м2.

В проекте по сравнению с ранее построенными теплицами увеличен пролет до 18 м, высота культивационного помещения по карнизу — до 2,4 м и в коньке до 6,7 м, что позволяет при обработке печвы обходиться без применения специальной техники.

Остекление теплиц. Остекление покрытий и вертикальных ограждений в теплицах делают, как правило, одинарным, так как двойное остекление хотя и уменьшает теплопотери, но обусловливает ряд эксплуатационных недостатков: загрязнение межстекольного пространства пылью, проникающей через неплотности остекления; трудность и даже невозможность очистки поверхности стекол, обращенных в межстекольное пространство, без нарушения целости остекления; возможность образования наледи поверх остекления и в межстекольном пространстве. Двойное остекление удорожает строительство, требует увеличенного сечения шпросов и уменьшает светоактивность ограждения.

Световой режим культивационного помещения во многом зависит от качества стекла, используемого при остеклении покрытий и вертикальных ограждений. Для остекления теплиц следует применять стекло только высокого качества — прозрачное, гладкое, без воздушных пузырьков. Светопропускание стекла должно быть не менее 85% на номинальную его толщину. Стекло волнистое, узорчатое и имеющее различные оттенки (зеленый, синий), для остекления теплиц непригодно.

Листовое оконное стекло толщиной 3 мм применяется только при частом расположении шпросов покрытий (400... 500 мм) и для остекления поверхностей вертикальных ограждений. При остеклении наклонных скатов покрытия, где есть опасность поломки стекла от ударов дождя и града, используют листовое оконное стекло толщиной 4 мм, имеющее большую прочность и меньшую теплопроводность.

Такое стекло позволяет увеличить расстояние между шпросами до 750 мм.

Герметизация остекления обычно производится по двойной замазке высокого качестйа, изготовленной на натуральной олифе. Для герметизации стыков между стеклом и шпросами применяют также битумную мастику. Для приготовления такой мастики обычно используют битум БН-IV или БН-V, расплавляя его в котле с керосином в равных весовых частях. Остывшую жидкую массу смешивают и раскатывают с просеянным мелким песком до готовности, позволяющей использовать смесь как обычную замазку. С течением времени эти замазки дают трещины, делаются ломкими и отваливаются или становятся настолько прочными, что запрессованное стекло под действием температурных колебаний трескается.

ГипроНИсельпром рекомендовал при герметизации остекления теплиц применять эластичную мастику МГТ-80 следующего состава: битум марки БН —20%, дегодь —38%, асбестовая крошка — 30%, олифа—10% и латекс —2%.

Все компоненты, составляющие мастику, загружают в мешалку по весу в следующем порядке: сначала подают битум, разогретый до температуры 160... 180°С, затем добавляют деготь,, разогретый до температуры 120... 130°С, далее в мешалку подают просеянную асбестовую крошку и олифу. Хорошо перемешанную смесь охлаждают до температуры 80... 100°С и после этого загружают латекс. Для нанесения мастики на фальцы и стекло служит специальный шприц со съемными наконечниками.

Более высокие физические и технические показатели имеет не-твердеющая герметизирующая мастика «Гэлан», она сохраняет свои свойства при температуре —40; +80°С. Это густовязкая однородная масса серого цвета имеет высокую адгезию к поверхности стекла и металла. Изготовляется на основе синтетического каучука. Мастика не требует предварительного подогрева перед заправкой в шприцы.

Стекло устанавливают снизу вверх внахлестку на 25 мм и шпильками закрепляют к деревянным шпросам. Хорошая сохранность замазки и герметичность обеспечиваются укладкой на деревянный шпрос штапика (см. IV.2, в). При остеклении по стальным шпросам стекла закрепляются и удерживаются от опол" зания с помощью кляммер или скоб из оцинкованной кровельной стали (см. IV.2, а, г). Достаточно прочное крепление стекла к стальным шпросам обеспечивается клиновидным зажимом (см.   14.2,6),   изготовленным  из  обрезков  стали.   Этим   зажимом

стекло   плотно   прислоняется   к  слою замазки,   положенному  на полки шпросов.

В местах расположения температурных швов стекло устанавливают на компенсаторы из кровельной оцинкованной стали, укрепляемые к шпросам, как показано на IV.2, е, ж.

Стекла могут стыковаться на замазке или без нее, причем оба способа имеют свои недостатки и преимущества. При стыках стекла на замазке уменьшаются теплопотери, которые при неплотном прилегании стекла и отсутствии замазки, вследствие инфильтрации воздуха через щели, достигают 25 и даже 30% основных теплопотерь. Однако из-за температурных воздействий замазка довольно быстро теряет связь с поверхностью стекла, вываливается и через 1,5 ...2 года стыки приходится заново перемазывать, кроме того, стыки на замазке увеличивают затененность культивационного помещения.

При устройстве стыков без замазки и при тщательной подготовке и укладке стекла зазоры между стеклами остаются небольшими и в холодную погоду в результате отпотевания стекла заполняются пленкой конденсированной воды, которая стойко закупоривает их. Однако в стыках без замазки стечением времени накапливается пыль и развивается плесень, отчего прозрачность стеклянной кровли уменьшается, если не принять меры к ее очистке, поэтому укладку верхних стекол на нижние без замазки рекомендуется делать только при тщательной пригонке одного стекла к другому.

Чтобы уменьшить инфильтрацию воздуха через стыки при минимальной от них затененности, ГипроНИсельпром рекомендует установленное стекло в месте будущего нахлеста покрывать слоем полиизобутиленового клея.

В покрытиях и вертикальных ограждениях весенних теплиц вместо стекла применяют оветопрозрачные синтетические (полимерные) пленки, натянутые на специальные деревянные рамки или укрепляемые к несущему каркасу двумя слоями капроновой сетки, которая защищает пленку от пульсации под действием ветра.

Использование полимерных пленок вместо стекла в весенних теплицах не снижает их эксплуатационных качеств, но облегчает, упрощает и удешевляет их несущие конструкции, которые могут быть выполнены в виде легких, дешевых и простых по устройству деревянных, стальных, алюминиевых рам или арок или же пленочных надувных пневматических арок, устойчивость которых обеспечивается закреплением в продольном направлении нейлоновыми вантами или алюминиевой проволокой.

Детали покрытий. Карнизы. Решение карнизного узла в теплицах со стальными совмещенными конструкциями показано на IV.7, а. Сопряжение стеклянного покрытия с остекленными вертикальными ограждениями создается деревянным обвязочным брусом, который удерживается на металлических кронштейнах, приваренных к стойкам рам. Сверху брус покрывают оцинкованной сталью с устройством небольшого свеса. Этот же обвязочный брус используют для крепления верхнеподвесных створок и рам остекленной части вертикального ограждения. Для отвода конденсата, стекающего по внутренней поверхности наклонных скатов стеклянного покрытия, делают желобки из кровельной стали. Вариант решения карнизного узла в ангарных теплицах с несущими конструкциями в виде прутковых рам показан на IV.3. В этом варианте металлические переплеты вертикального остекленного ограждения в карнизе прикрепляют к обвязкам из уголков, удерживаемых металлическими импостами и кронштейнами, приваренными к стойкам несущих рам. Устройство карниза в теплицах с несущими конструкциями из гнутых профилей показано на IV.6.

Желоба для отвода дождевой воды и воды, образующейся зимой от таяния снега, в блочных теплицах устраивают шириной не более 200 мм, чтобы они не сильно затеняли теплицы. Чтобы обеспечить сток, желоба устраивают с двусторонним или односторонним уклоном 12%. В зависимости от материалов, из которых выполнены несущие конструкции и шпросы, желоба делают деревянные из досок (см. IV.7, б, в), металлические из прокатной швеллерной стали или из облегченных металлических спецпрофилей. Для гидроизоляции деревянный желоб обивают сверху кровельной сталью или укладывают рубероид на мастике; гидроизоляцию укладывают по специальному настилу из теса толщиной 16 мм, а не на доски желоба. Этим предусматривается возможность разрыва покрова при усушке и разбухании досок. Гидроизо-

ляция может состоять также из одного слоя черной стабилизиро-. ванной полиэтиленовой пленки. К недостаткам деревянных желобов относится сравнительно непродолжительный срок службы, а также малая теплопроводность, в связи с чем талая вода, стекая по подогреваемой снизу стеклянной кровле и достигнув желобов, поверхность которых имеет более низкую температуру, замерзает. Зимой в деревянных желобах накапливается снег, который надо систематически очищать.

Стальные желоба корродируются и сильно отпотевают из-за конденсации влаги на их внутренней поверхности, которая обрывается и в виде капель попадает на растения, отрицательно действуя на них.

Более надежными в эксплуатации являются оцинкованные металлические лотки специального профиля.

Коньки. При деревянных шпросах коньки делают также деревянные из досок в виде грибков (IV.7, г). Если несущие конструкции и шпросы стальные, то коньки выполняют из кровельной оцинкованной стали, укрепляемой на кронштейнах из полосовой стали (IV.7, д, е).

Вертикальные наружные ограждения и фундаменты. Высота продольных вертикальных ограждений от поверхности питательного слоя почвы или пола теплиц назначается с учетом производственных требований и в однопролетных ангарных теплицах при" нимается не менее 1,8 м, а в многопролетных блочных не менее 2,2 м (см. IV.3 и IV.5), чтобы обеспечить выращивание овощных культур (огурцов, томатов) на шпалерах, когда растения поднимаются вверх отвесно или наклонно с помощью специальных сошек, реек или шпагата. При устройстве проходов у стен их высота может быть несколько уменьшена.

Для улучшения освещенности и возможности проветривания цокольную часть вертикального ограждения грунтовых теплиц на высоту 500... 600 мм делают глухой из кирпича или железобетонных панелей, выше же устраивают сплошное остекление с открывающимися створками. В стеллажных теплицах сплошную часть вертикального ограждения делают высотой до 750 мм. Торцевые стены с северной стороны в двускатных и в блочных традиционных теплицах выполняют обычно сплошными, а с южной стороны, так же как и боковые, остекленными в верхней части.

Кирпичные цоколи, если они не имеют соответствующей гидроизоляции, постоянно увлажняются от стекающего с остекления конденсата и, кроме того, вследствие гигроскопичности кирпичной кладки поглощают влагу из воздуха теплицы и быстро разрушаются. Поэтому для устройства глухой цокольной части вертикальных ограждений теплиц вместо кирпичной кладки применяют более морозостойкие железобетонные панели. Чтобы предохранить от промерзания железобетонный цоколь, по его периметру с наружной стороны делают земляную отсыпку с отмосткой.

Нагрузки от покрытия и вертикальных ограждений теплиц незначительны и обычно сосредоточены в местах опирания рам или других несущих конструкций, поэтому фундаменты теплиц можно делать прерывными (столбчатыми), располагая их только в местах опирания несущих конструкций покрытий. При несущих кон" струкциях, в которых возникают силы распора, фундаменты конструируются уширенными в основаниях. Чтобы предотвратить скольжение фундаментов при глинистых и суглинистых грунтах, забивают по две железобетонные сваи или устраивают песчаную подушку.

Основное оборудование теплиц

Стеллажи. В грунтовых теплицах растения выращивают на стеллажах или в грядах непосредственно в питательном грунте. Стеллажами оборудуют обычно разводочные теплицы. Стеллажи представляют собой полки с бортами, расположенные вдоль или поперек теплицы на деревянном, стальном или железобетонном каркасе. На стеллажи насыпают подготовленный питательный грунт, куда и высаживают выращиваемые растения (IV.8, а). Высота стеллажей с бортами над уровнем пола теплицы не должна превышать 900 мм, так как при большей высоте затрудняется уход за выращиваемыми растениями. Ширина стеллажа должна быть не менее 700 и не более 1500 мм. Поперечные проходы между стеллажами обычно делают шириной 600 мм, а между грядами— 400 мм. Продольные проходы в грунтовых, стеллажных и бесстеллажных теплицах принимают 800 мм. Стеллажи располагают на расстоянии 150 ...200 мм от стены теплицы.

Стеллажи изготовляют из дерева или железобетона. Деревянные стеллажи в условиях переменной влажности и высокой температуры быстро амортизируются, и срок службы их обычно не превышает 2... 3 лет, поэтому в крупных тепличных хозяйствах, делают сборные железобетонные стеллажи.

Опоры для железобетонных стеллажей выполняют в виде регистров из стальных газовых труб, уложенных по бетонным столбикам. Регистры включают в систему отопления и используют одновременно в качестве нагревательных приборов.

Железобетонные стеллажи для выращивания овощных культур (огурцов, томатов) на шпалерах делают шириной 700 мм, а проходы между ними 600 мм. При выгонке рассады и для выращивания зелени (шпината, салата, укропа) площадь стеллажей увеличивают, закрывая проходы между каждыми двумя стеллажами досками и образуя стеллажи шириной 2000 мм.

Для гидропонного выращивания овощей теплицы оборудуют стеллажами или корытами-поддонами и установкой для подачи питательного раствора, состоящей из накопительного резервуара, насосной станции, распределителя раствора, системы питательных трубопроводов и щита управления автоматикой.

Железобетонные стеллажи делают шириной 700 мм со средней высотой бортов 250 мм и толщиной днищ н бортов 50... 65 мм. Длину стеллажей принимают в зависимости, от ширины теплицы,

располагая их в поперечном направлении культивационного помещения в два ряда. Между стеллажами предусматривают проходы шириной 400... 500 мм и по продольной оси теплицы между рядами стеллажей обеспечивают удобный уход за растениями, хорошую их аэрацию и освещенность. Продольное расположение стеллажей позволяет увеличить посадочную площадь и может быть рекомендовано для разводочных теплиц, предназначенных для выращивания рассады.

По дну стеллажа прокладывают дренажную трубу, с помощью которой питательный раствор, периодически подаваемый из накопительного резервуара к корням растений, равномерно растекается по стеллажу и заполняет его.

Дну стеллажа придают поперечный уклон 0,01 к дренажной трубе и продольный уклон 0,004 в сторону подающего патрубка, благодаря чему обеспечивается слив питательного раствора из стеллажа в резервуар самотеком по тому же трубопроводу, по которому он подается в стеллаж.

Стеллажи устанавливают на сборные железобетонные столбики или рамы так, чтобы нижняя поверхность их днищ была приподнята над земляным полом теплицы на 450 ...500 мм. Такое расположение стеллажей позволяет легко обнаружить и устранить утечку из них раствора, а также разместить под ними греющие регистры.

Стеллажи для теплиц, обслуживаемые одной установкой, разделяют на четыре секции, с последовательным заполнением каждой из них одним и тем же питательным раствором. Благодаря этому можно уменьшить количество приготовляемого раствора и вместимость накопительного резервуара, уменьшить мощность насоса.

Накопительный резервуар, изготовляемый обычно из железобетона, располагают снаружи в пространстве между теплицами или внутри теплицы под продольным проходом. Вместимость резервуара должна обеспечивать заполнение раствором одной секции стеллажей и иметь запас его 70... 80%, что для теплицы площадью 1000 м3 составляет 20 м3.

Производительность насоса, сечение питающих трубопроводов и их уклоны должны быть такими, чтобы одна секция стеллажей наполнялась раствором за 15...25 мин, а слив его — за 20...30 мин. Иными словами, весь цикл подачи раствора и осушения стеллажей должен продолжаться 35... 45 мин, что требуется для нормальной аэрации субстрата.

Строительство гидропонных стеллажных теплиц оказывается сложным, расход металла большим, а стоимость сравнительно высокая. Посадочная же площадь составляет около 59% инвентарной площади, поэтому многие колхозы и совхозы оборудуют гидропонные теплицы корытами-поддонами.

В ангарной теплице площадью 1000 м2, принимаемой за одну секцию, сооружают восемь корыт-поддонов, расположенных по четыре по обе стороны от прохода вдоль теплицы. Средняя глубина корыт 220 мм. Корыта-поддоны (IV.8, б) изготовляют из бетона марки М 200, укладывая его слоем толщиной 50 мм по песчаной подготовке толщиной 200 мм и прослойке из тощего бетона толщиной 40... 100 мм.

Трубопровод вводят в корыто через дно в центре у его борта со стороны продольного прохода. Вдоль корыта по дну прокладывают распиленные пополам дренажные перфорированные асбестоцементные трубы диаметром 250 мм, обеспечивающие равномерность заполнения корыта раствором. Для быстрого слива раствора из корыта дно его делают с уклоном 0,006 к точке провода. Корыта снизу обогреваются теплым калориферным воздухом.

Посадочная площадь в теплицах, оборудованных корытами-поддонами, составляет около 85% инвентарной площади. На сооружение таких теплиц требуется меньше металла, монтаж питательных линий в них проще и стоимость оборудования ниже, чем в стеллажных гидропонных теплицах.

Однако в таких теплицах увеличиваются затраты субстрата, удобрений, химически чистых солей и объем резервуара для питательного раствора. В процессе изготовления в корытах-поддонах труднее обнаружить течь и создается большая опасность занесения в субстрат инфекции.

Особое внимание при устройстве железобетонных и бетонных емкостей — стеллажей, корыт-поддонов и резервуаров — должно быть уделено гидроизоляции (водонепроницаемости) их и защите бетона от разрушительного воздействия питательного раствора.

Внутреннюю поверхность железобетонных и бетонных емкостей покрывают слоем битума. Для этой цели можно использовать также синтетическую полиэтиленовую пленку, покрывая ею внутреннюю  поверхность стеллажей  перед засыпкой  искусственным

субстратом (щебнем, гравием, керамзитом и др.). Надежной гидроизоляцией бетонных корыт-поддонов является оклейка их мешковиной, пропитанной битумом и покрытой слоем асфальта.

Аэрация теплиц. Организованный естественный воздухообмен, называемый обычно аэрацией, необходим для удаления избыточного тепла и влаги, а также для регулирования концентрации углекислоты в воздухе и почве. Потребность в интенсивной аэрации особенно велика летом и весной, когда температура наружного воздуха наиболее высокая и культивационное помещение перегревается.

В теплицах аэрация осуществляется через створные элементы в остекленных ограждениях, равномерно расположенные в шахматном порядке по обе стороны вдоль конька стеклянной кровли и в боковых вертикальных ограждениях теплицы.

Аэрация состоит в том, что теплый более легкий воздух поднимается вверх и выходит через расположенные у конька вытяжные отверстия, а более холодный наружный воздух поступает в теплицу через нижерасположенные в вертикальных ограждениях приточные отверстия.

Количество вытяжных и приточных отверстий и размеры их должны быть достаточными для обеспечения при необходимости самого интенсивного воздухообмена. Обычно площадь вентиляционных проемов в многоскатных блочных теплицах принимают для районов, расположенных севернее 60° северной широты, равной 10%, в остальных районах — равной 20% общей поверхности ограждения. Если теплицы двускатные, то площади приточных и вытяжных проемов для естественной вентиляции определяют расчетным путем с учетом только гравитационного давления.

В случаях когда естественная вентиляция не обеспечивает требуемых параметров внутреннего воздуха, устраивают смешанную систему вентиляции с естественным и механическим побуждением. Створки вентиляционных проемов делают верхнеподвесными накладными, что обеспечивает их герметичность и гарантирует от затекания дождевой и снеговой воды в теплицу.

В крупных теплицах створки открывают и закрывают специальными механизмами с дистанционным ручным или электрическим управлением из доступных мест.

Один из простейших рычажных тяговых приборов с винтовым поступательным перемещением жесткой ведущей тяги (штанги) показан на TV.8, в. В этом приборе рычаги, поднимающие и опускающие форточки верхнего остекления, связаны с общим валом, изготовленным из трубы. Вал приводится в движение рычагом и тягой, которая заканчивается входящей во втулку маховика винтовой нарезкой. Применяют такие механизмы с канатной тягой и электрическим приводом. Тяговые механизмы дают возможность с затратой небольших усилий открывать одновременно большое число створок, расположенных на одной стороне ската кровли или по одну сторону остекленной части вертикального ограждения.

Способы обогрева теплиц. Затраты на обогрев культивационных помещений составляют значительную долю в себестоимости выращиваемых культур, поэтому очень важно рационально выбрать систему отопления для обогрева культивационных помещений. Основное назначение отопительной системы состоит в создании как в воздухе, так и в почве культивационного помещения теплового режима, обеспечивающего нормальное развитие выращиваемых культур.

В расчетах по теплоснабжению принимают температуру воздуха внутри грунтовых, безгрунтовых и бесстеллажных теплиц i+18°C; в стеллажных выгоночных +20°С и в стеллажных разво-дочных +25°С. Температура поверхности почвы должна быть такой же, как и внутренняя температура воздуха теплиц.

Для обогрева культивационных помещений устраивают печное (боровное), центральное (водяное или паровое), газовое отопление, электрообогрев или используют разогретый навоз и мусор (биообогрев), тепловые отходы промышленных предприятий, термальные воды, солнечно-энергетические системы.

Печное (боровное) отопление используют главным образом для обогрева небольших односкатных и двускатных теплиц, оборудованных стеллажами.

Основными элементами такого отопительного устройства являются топливник, боров и дымовая труба. В теплицах борова и топливники располагают под стеллажами с отступом от наружных стен на 250... 300 мм с тем, чтобы борова одновременно прогревали стеллажи и продольные стены теплиц. В целях пожарной безопасности деревянные части стеллажей должны быть удалены от борова не менее чем на 400 мм. Необходимое количество печей определяется расчетом в зависимости от размеров теплицы.

Недостатки боровного отопления — низкий коэффициент полезного действия отопительной системы (около 30%), неравномерность нагрева некоторых участков теплицы в связи с неравномерным прогревом боровов по их длине, незначительная площадь обогрева одной печью и большие затраты труда на обслуживание печей.

Центральные системы отопления. Наиболее совершенной системой отопления, позволяющей обеспечить равномерную постоянную температуру в различных частях теплицы, является центральное водяное отопление.

Для обогрева небольших теплиц применяют водяное отопление с гравитационной циркуляцией воды, а в крупных тепличных хозяйствах — водяное отопление с побудительной циркуляцией с помощью центробежных насосов, работающих от электродвигателей. Генераторами тепла могут быть огневые водогрейные котлы различных систем, установленные в отдельном помещении (КОТвЛЬ ной) при теплице или в отдельном здании.

В стеллажных теплицах большая часть нагревательных приборов размещается под стеллажами; в ангарных грунтовых бесстеллажных— по цоколю теплицы; в многозвенных блочных теплицах— по цоколю продольных и торцевых стен, а также у опор под желобами.

В грунтовых зимних теплицах с подпочвенным обогревом стальные трубы греющих регистров располагают на расстоянии 1 м одну от другой на глубине 400... 600 мм от поверхности растительного грунта. Для уменьшения перепадов температур горячие и обратные магистрали размещают в продольных траншеях посередине теплиц или вдоль боковых стен, а обогревающие — в поперечном направлении в виде гребенок. Но горячие и обратные магистрали могут быть размещены в траншеях, расположенных поперек теплицы, а греющие регистры — вдоль теплицы. Для обогрева почвы применяют стальные гладкие трубы диаметром 25... 50 мм, которые до укладки в грунт покрывают антикоррозионной термостойкой изоляцией или облицовывают бетоном. Небольшой слой бетона предохраняет трубы от коррозии, увеличивает поверхность нагрева и устраняет спекание окружающей их почвы. Для почвенного обогрева можно использовать также пластмассовые (из стеклопластика)  или асбестоцементные трубы.

Чтобы предупредить занос стеклянной кровли и образование на ней наледи, нагревательные приборы размещают под остеклением, а в многозвенных теплицах и под желобами.

Отопительная система в теплицах должна быть спроектирована так, чтобы можно было усиливать или ослаблять подпочвенный и воздушный обогрев порознь, а включать и выключать как отдельные трубы, так и целые секции системы.

Достоинства водяного отопления, обусловливающие широкое применение такого отопления для обогрева теплиц, в основном следующие: возможность центрального и местного регулирования в пределах отдельных групп нагревательных приборов; возможность поддержания равномерной температуры; значительная тепловая инерция (большая теплоемкость воды), обеспечивающая продолжительное время сохранение в теплице нормальной температуры даже в случаях прекращения подачи теплоносителя; высокий коэффициент полезного действия (в 1,5... 2 раза выше печного); простота ухода и надзора; долгий срок службы системы.

Паровая система отопления состоит в основном из тех же элементов, что и водяная, но для ее оборудования требуются меньшая поверхность нагревательных приборов и меньший диаметр трубопроводов.

Отрицательные качества паровой системы отопления — это высокая температура нагревательных приборов, отрицательно действующая на близко расположенные от них растения, и более сложный по сравнению с водяной системой уход и надзор.

Система газового отопления. В теплицах Киевской овощной фабрики успешно прошла испытание система газового отопления. Она состоит из расположенных у верха продольных стен трубопроводов, разводящих газ, и горелок из перфорированных трубок для беспламенного сжигания газа. Эти горелки располагаются равномерно вдоль цоколя продольных стен теплицы в нижней их части.

Газовая горелка представляет собой трубку с внутренним диаметром 50 мм и длиной 4000 мм, на поверхности которой просверлен один ряд огневых отверстий диаметром 3,5 мм при шаге 9 мм.

Газовые горелки просты в эксплуатации и позволяют регулировать температуру в' теплице в широком диапазоне. Сжигание газа в самой теплице повышает содержание углекислоты в воздухе, а это положительно влияет на рост и развитие овощных культур. Капитальные затраты на устройство системы газового отопления с газовыми горелками и эксплуатационные расходы в несколько раз меньше затрат на строительство и содержание отопительной котельной и водяной циркуляционной системы отопления. При этом повышается коэффициент полезного действия отопительной системы и уменьшается расход металла.

Для обогрева пленочных теплиц имеется возможность применять лучистые системы обогрева с газовыми инфракрасными излучателями ГК-27-VI или ГИИВ-1.

Конструкция горелок беспламенного типа обеспечивает полное сгорание газа при низкой температуре в зоне горения (500... 800°С), поэтому в продуктах горения газа содержание окиси углерода при нормальных условиях работы горелок не превышает 0,003%, что позволяет использовать их для отопления помещений с постоянным пребыванием людей.

Из-за низкой температуры горения газа коэффициент прямой отдачи тепла с излучающей панели горелок в 4... 6 раз больше коэффициента горелок пламенного и факельного типа, а лучистый к. п. д. горелок инфракрасного излучения составляет 55... 80%.

Электрообогрев. В районах крупных гидроэлектростанций, где имеется дешевая электроэнергия для обогрева теплиц и парников, можно использовать электрический ток.

Принцип действия электрообогрева основан на превращении в тепло электроэнергии, проходящей по проводу с большим сопротивлением. Лучше для этих целей кабель с никелиновой жилой и асбестовой изоляцией, заключенной в свинцовую ленту, изолирующую его от смачивания. Сверху кабель покрывают джутовой пробитумированной изоляцией. Кабель укладывают в слое песка или в дренажных трубах. Температура жилы около 100°С; температура поверхности кабеля 50... 70°С. Однако этот кабель дорог и поэтому для электрообогрева теплиц применяют другие (например, кабель со стальной жилой).

Обогревать теплицы можно и электрическими лампами мощностью 200... 500 Вт, используемыми одновременно для дополнительного освещения в осенне-зимний период.

Биологический обогрев. В качестве биологического топлива используют разогретый навоз и мусор. При разложении биологического топлива температура, повышаясь в первые дни, достигает на 4—10-й день 50 и даже 70°С. После этого температура начинает быстро падать. К недостаткам биологического обогрева надо отнести короткий срок его действия и крайне ограниченные возможности регулирования тепла.

Биологическое топливо целесообразнее всего применять для обогрева теплиц и парников, предназначенных для весенней вы-: гонки овощей, когда недостаток тепла при понижении температуры разложения биологического топлива частично компенсируется солнечным обогревом.

Обогрев тепловыми отходами. Большое народнохозяйственное значение имеет использование тепловых отходов промышленных предприятий или электростанций (горячей воды, отработанного пара или газа) для обогрева культивационных сооружений.

Разработано несколько способов использования тепловых отходов для обогрева культивационных сооружений. Например, теплоснабжение крупного теплично-парникового комбината совхоза «Белая дача» под Москвой организовано на базе использования отработанной воды Московского нефтеперерабатывающего завода.

Отбросную горячую воду температурой 95°С подают от тепло-центра завода по специальной утепленной трубе (теплопроводу), уложенной по металлическим опорам, в здание пункта центрального распределения тепла (ЦРТ) теплично-парникового комбината. Из ЦРТ горячая вода под давлением 0,5 МПа поступает по разводящим подземным трубам в обогревательную систему теплиц. В теплицах горячая вода сначала попадает в регистры верхнего обогрева. Оттуда, имея уже температуру около 60°С, она идет в трубы подпочвенного обогрева, после чего возвращается обратно на ЦРТ. Затем по трубам вода направляется на обогрев парников и далее на обогрев утепленного грунта. После обогрева утепленного грунта вода по подземному трубопроводу возвращается на завод, имея уже температуру 40... 50°С.

Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства разработал конструкцию теплицы с герметичной стеклянной кровлей, для обогрева которой используется отработанная вода с температурой 30°С. Такие теплицы называют гидротеплицами. Для подачи тепла в гидротеплицу не нужны трубы, так как сбрасываемая предприятием теплая вода поступает в водораспределительный короб, устроенный вдоль конька теплицы, обтекает ровной пленкой толщиной 0,2... 2 мм герметическую стеклянную кровлю и стеклянные стенки теплицы, согревает их и далее направляется в реку или другой водоем или же вновь перекачивается на предприятие. Гидротеплицы построены на некоторых промышленных предприятиях Свердловской области.

Разработаны и построены в экспериментальном порядке проекты теплиц с горизонтальной водонаполненной светопрозрачной кровлей — ванной с регулируемой толщиной воды и ее потока.

Существенным недостатком гидротеплиц описанной конструкции является паровое облако, образующееся в холодное время года при сильном испарении, что ухудшает освещенность культивационных помещений, поэтому было внесено предложение заключить воду внутрь светопрозрачных панелей ограждения и закрыть ими вертикальные ограждения и кровлю   теплиц.

Расчеты показывают, что использование сбросных низкопотенциальных промышленных вод даже при обратной перекачке воды на предприятие обходится дешевле, чем обогрев от котельной.

Обогрев термальными водами. Большое количество так называемого термального тепла содержится в водах естественных подземных источников. В ряде мест воду с температурой 45°С можно получить с глубины 1 м. На Кавказе, в Западной Сибири, на Камчатке термальные воды находятся на небольшой глубине или изливаются из естественных источников в количестве, достаточном для обогрева культивационных сооружений. По проекту ГипроНИ-сельпрома осуществляется строительство тепличного комбината площадью защищенного грунта 6 га на базе термальных вод в. с. Охурей Очамчирского овоще-молочного совхоза Грузинской ССР.

Для отопления теплиц применяется термальная вода с температурой 95... 70°С и такие системы отопления, как независимая замкнутая из стальных труб при использовании вторичного теплоносителя, подогреваемого в теплообменниках; калориферная с теплообменником с применением нагревательных приборов и стеклянных труб.

С использованием геотермальных вод действуют тепличные комбинаты на Камчатке, в Магаданской обл.

Система энергообеспечения теплично-парникового хозяйства включает в себя насосные агрегаты; бойлерную установку и систему асбестоцементных труб, проложенных в почве на глубине 30... 60 см, в зависимости от температуры воды и с расстоянием между рядами труб 70 ... 80 см.

При температуре термальной воды 40°С целесообразно применить систему обогрева почвы из асбестоцементных труб, соединенных муфтами из пластических масс, асбестоцементными муфтами с резиновыми уплотнениями или склеиваемых эпоксидными, смолами.

Чтобы предотвратить повреждение этих труб при проезде над ними тракторов и автомашин, глубина их укладки должна быть не менее 40 см, а слой, в котором они уложены, должен быть утрамбован.

Подпочвенное орошение. Система подпочвенного орошения (IV.9), применяемая иногда в грунтовых бесстеллажных теплицах при выращивании некоторых культур, состоит из питающего трубопровода подогретой воды, распределительного колодца,, бачка с шаровым клапаном и асбестоцементных труб подземного, орошения (оросителей) диаметром 50 мм.

Для устройства сети подземного орошения вместо асбестоце-ментных труб с пропилами применяют пористые дренажные керамические трубы.

Вода в почву может поступать из перфорированных металлических труб или через стыковые щели стеклянных труб не равномерно, а под небольшим напором в течение короткого времени. Однако в этом случае в почве создается на некоторый срок запас влаги в ущерб воздушному и тепловому режиму почвы.

При подпочвенном орошении достигается правильное питание влагой корневой системы растений; верхний слой почвы не разрушается водой, поверхность почвы после поливов не заплывает, на; ней не образуется корка, требующая частых рыхлений, в почве создаются аэробные условия и отсутствует перенасыщенность водой.

Подпочвенное орошение позволяет резко снизить трудовые затраты на полив, рыхление почвы и предотвращает наблюдаемую при поверхностном поливе шлангами или дождевальными установками чрезмерную влажность в теплицах, вследствие чего некоторые овощные культуры (помидоры, перец, баклажаны) страдают от различных заболеваний. Сеть подпочвенного орошения может быть использована для введения в почву одновременно с подачей воды различных минеральных удобрений.

Трубы подземного орошения пропиливают через каждые 500 мм до половины диаметра и укладывают на глубину 300 мм от поверхности почвы в лотках из распиленных пополам асбестоцементных труб диаметром 200 мм. Особое внимание надо обращать «а тщательную заделку стыков лотков, чтобы обеспечить их водонепроницаемость.

Оросители, уложенные в лотках, обсыпают гравием, поверх которого укладывают слой мелкозернистого песка, а затем поверх песка насыпают растительный грунт. Подогретая до 20°С вода питающим трубопроводом подается в распределительный колодец, затем поступает в оросители и через пропилы — в лотки. В результате всасывающей способности вода из лотков автоматически проникает через гравий и мелкозернистый песок в почву.

С помощью шарового клапана, установленного в распределительном колодце, уровень воды в лотках поддерживается автоматически с таким расчетом, чтобы он на 30 ...40 мм был ниже борта лотка.

Культивационные сооружения защищенного грунта

Сооружения защищенного грунта - парники, пленочные укрытия, тоннели и теплицы, остекленные теплицы на солнечном или искусственном обогреве, а также утепленный грунт - размещают на спланированных, не затененных деревьями или постройками участках, укрытых от холодных ветров и с уровнем залегания грунтовых вод не выше 1,5 м. Двускатные теплицы для равномерного освещения располагают с севера на юг, односкатные теплицы и парники - на южную сторону. Малогабаритные сооружения под пленкой (тоннели, укрытия и др.) можно располагать в зависимости от местных условий. Простейшие типы защищенного грунта - паровые гряды, теплые ямы или кучи.