dt – разница температур = 40 - 5 = 35 ºС
m – объем подогреваемой воды.
W = 4,18 * 1000 * 35 = 146300 Кдж или 0,4 МВт.
Для сокращения энергетических затрат можно использовать систему «Водогрей». Под потолком теплицы размещается емкость с водой, в течение дня она нагревается от солнечной энергии, а вечером отдает свое тепло, регулируя микроклимат. Также на ней содержится кран и трубопровод, позволяющий в экстренных ситуациях (например, при отключении электричества или неисправности бойлера) подавать теплую воду в емкости с ветвями.
Наиболее эффективным способом обеспечения естественной вентиляции является устройство горизонтально расположенных отверстий для подачи наружного воздуха в нижней части оранжереи и форточек для вывода внутреннего воздуха, расположенных в наклонной крыше. При этом следует иметь в виду, что тяга начинает действовать в том случае, если приточный воздух примерно на 5 градусов холоднее, чем воздух в комнате. Также оснащается механическая система вентиляции в виде встроенных вентиляторов. [20]
Помимо естественного солнечного освещения, которое регулируется при помощи специальных штор под потолком оранжереи, применяется освещение искусственное. Там же можно запланировать дополнительную полку и разместить лампы. Голубой свет регулирует синтез углеводов, инфракрасный активирует поглощение питательных веществ и другие реакции растения на свет. Красный и инфракрасный свет регулируют рост стебля, образование семян и размер листьев, а также контролируют фотопериодизм. Вместе с тем инфракрасный свет управляет реакцией растения на красный свет. Красный свет эквивалентен дневному, а инфракрасный вызывает у растений такую же реакцию, как темнота. Солнечный свет включает все элементы спектра, необходимые для развития растения. Красный и голубой свет более эффективно воздействуют на процесс фотосинтеза, чем зеленый. Соответсвенные различные лампы по разному влияют на растения (приложение 3)
Количество люминесцентных ламп можно определить, зная средний уровень освещенности на поверхности. Например, необходимо рассчитать, сколько ламп потребуется для освещения площадки с растениями, площадью 0,5м х 1м=0,5 м2.
1. Выбираем уровень освещенности. Например, 20000 лк (так как, форзиции нужно много света, но не прямых солнечных лучей). Средний уровень освещенности составит 0,7 х 20000 лк = 14000 лк.
2. Находим необходимый световой поток на поверхности площадки: L = 0,5м2 х 14000лк=7000 Лм
3. Находим необходимый световой поток ламп с учетом потерь (при наличии рефлектора): Lamp = L х С (С = 1,5 для лампы, висящей на высоте 30 см от растений (30% потерь) и С = 2 для лампы, висящей на высоте 60 см от растений (50% потерь). Пусть в нашем примере лампы висят на высоте 30 см от растений. Тогда Lamp - 7000 х 1,5 = 10500 Лм. Люминесцентные лампы дают примерно 65 Лм па 1Вт мощности.
4. Находим суммарную мощность ламп: Power = Lamp/65=11000Лм/65= 162 Вт.
Таким образом, потребуется три лампы по 60Вт с рефлектором. А на всю площадь оранжереи – 1000 кв. м/ 0,5 кв. м х 3 лампы = 6000 лампы.
Для газоразрядных ламп расчет аналогичен. Специальный светильник с натриевой лампой мощностью 250 Вт обеспечивает средний уровень освещенности 15000 лк на площадке размером 1м2. Чтобы найти освещенность на расстоянии от светильника, необходимо значение силы света (ed) поделить на квадрат расстояния. Например, на расстоянии 0,5 м под лампой марки OSRAMFloraset, 80 W значение освещенности будет равно 750 еd / 0,5 х 0,5 = 3000 лк. Мы выбираем люминесцентную лампу Гро-люкс (приложение 4-5)
При недостатке света зимой и в начале весны применяется досвечивание в вечернее время в течение 2-3 часов фитолампами или хотя бы люминесцентными лампами холодного спектра. Общая продолжительность светового дня должна составлять 12 часов.
Полив в данном случае не нужен, однако формируется подкормочная система, добавляющая в воду для ускорения выгонки форзиции питательную смесь. Отвод воды производится по параллельным оросительным, дренажным каналам. [7]
По периметру проводится электропроводка, к которой подключены лампы с выключателями. Также две линии проводки идут в подвал и подсобные помещения.
Для регулировки влажности воздуха используются ультразвуковые увлажнители воздуха: по одному на каждый массив растений.
После того, как запланированы все элементы оранжереи для выгонки форзиции в Самаре можно составить общую экспликацию объекта (приложение 6) и выполнить чертеж (приложение 7).
Парник - это упрощенный вариант оранжереи. Его основное предназначение - это выращивание в нем теплолюбивых растений. Он может быть выполнен как из стекла и металла, так и из других (менее качественных) материалов. Нам необходимо разработать проект парника для выращивания каллистефуса (приложение 8) в равном количестве в Самаре.
Парник могут различаться по конструкции: односкатные, двухскатные, углубленные и прочие, и по технико-экономическим показателям: на биотопливе на паровом обогреве, на электрическом обогреве. [11]
Для выращивания каллистеффуса в Самаре необходим парник рабочей площадью 40 кв. м, так как 25 пикированных цветов уменьшается на одном квадратном метре. Данный парник конструируется односкатным неуглубленным на биотопливе. Все делается, как и в первом случае, только ширина и длина траншеи будет равняться 5,5 на 8,5 м, а глубина 2 метра. Стены и скат крыши полностью остекляются, так как каллистефус очень светолюбив. Внутри устанавливаются стеллажи с ящиками, где растет каллистефус.
Строительство парников и теплиц руководствуется СНИП 2.10.04-85
«Теплицы и парники». [5]
Сначала вырывается траншея заданных размеров, в данном случае 8,5 на 5,5 метров и глубиной 2 метра (приложение 9). В качестве фундамента оставляется плотно утрамбованная. Траншея заполняется биотопливом, ограждается деревянными бревнами. Траншею, набитую биотопливом, с обвязкой из двух продольных бревен (парубней) и поперечных слег (пересовов), прикрывают.
Биотопливо - тепло, образующееся при гниении навоза в смеси с различными органическими отходами и отбросами. Лучшим топливом для парников считается конский навоз, его чаще используют в смеси с опилками, стружками, листьями и т. д., а при добавлении торфа температура горения снижается, продолжительность его увеличивается. В качестве биотоплива можно использовать помойный мусор в смеси с коровьим (одна треть) и конским навозом. Мусор горит продолжительно и дает более равномерную температуру. В случае отсутствия навоза можно приготовить смесь, успешно заменяющую его: на 1000 кг соломы используют 300 кг сернокислого аммония, 100 — суперфосфата и 30 кг гашеной извести. Солому укладывают штабелем в шесть-семь слоев высотой 2 м и шириной до 4 м, пересыпая каждый смесью из аммония, суперфосфата и гашеной извести и обильно увлажняя водой (около 700 л). Через четыре—шесть дней смесь разогревается и ею можно набивать парники, учитывая, что температура в них зависит от массы биотоплива. Например, слой смеси 75—100 см создает температуру 18—20°, 50—60 см — 12—16°. Значит для выращивания каллистефуса, которому нужна температура в 20-25ºС необходим слой биотоплива в 100-150 см. [21]
Уровень пола парника находится на уровне земли, поэтому вместо ставятся стеллажи с ящиков, наполненными плодородной землей, заданной пропорции.
Сверху по периметру насыпаются земляные валики высотой 200—300 и шириной 100—150 мм. Их хорошо утрамбовывают и выравнивают. Затем на них устанавливают боковые щиты. Делается деревянный цоколь. Для поддержки верхних рам в центре парника на расстоянии 0,8 м одна от другой вбивают несколько стоек высотой 1,8—2,0 м, углубляют их в землю на 0,3—0,4 м. Высота боковых стоек —0,5 м. Вверху на стоики кладут продольные брусья, к ним прибивают доски, на которые укладывают верхние и боковые рамы. Прикрепляют их мягкой проволокой к головкам гвоздей, вбитым в доски. Торцевые рамы и боковые щиты закрепляют внизу колышками.
Парник полностью остекляется. Внутри размещаются стеллажи для емкостей с землей и растениями. Для лучше освещенности ставится по длине с запада на восток и делается уклон в зависимости от местности для стока атмосферных вод.
Этот неуглубленный односкатный парник на биотопливе хорошо походит для условий Самары со средними температурами зимой, когда ясных дней мало и недостаточно солнечного тепла.
Полив в парнике также производится капельным методом: на ящики с рассадой или пикированными растения укладываются поливочные ленты. Через эту система осуществляется дозированная подкормка растений.
Химическими препаратами в случае необходимости обрабатываются вручную.
Влажность регулируется путем естественной вентиляции парника. Для автоматизации рекомендуется применять автомат для проветривания парника. Принцип работы автомата для проветривания теплицы основывается на нагревании жидкости в термоцилиндре под воздействием солнечного тепла. Нагреваясь, жидкость расширяется, вследствие чего приводится в движение поршень, открывающий форточку. При снижении температуры воздуха вечером или при похолодании, объем жидкости уменьшается и форточка закрывается. [8]
Выращивание растений в открытом грунте предусматривает следование естественным биологическим процессам и срокам развития вида.
Георгины (приложение 10) [14], выращиваемые в Самаре, размножаются семенами и вегетативно. Чаще всего георгины размножают делением корнеклубней, черенками. Клубень делится ножом на несколько частей, места срезов присыпаются толченным древесным углем. Иногда перед делением корнеклубни проращивают в почвенном субстрате при температуре 10-15ºС. Затем пересиживаются в горшки и в начале июня растения можно высаживать в открытый грунт. [1]
Нередко размножают георгины черенками: в конце февраля—начале марта достают корнеклубни из хранилищ, обрабатывают 0,1-процентным раствором марганцево-кислого калия, затем укладывают в ящики и засыпают легкой питательной почвосмесью на 1/3. Посадки умеренно поливают. Когда почки тронутся в рост, температуру в помещении снижают с 20 °С до 15—18 "С. А через месяц с растений берут черенки — побеги до 10 см длиной, их срезают «с пяточкой» или под листовым узлом. В апреле черенки высаживают в наполненные плодородной землей ящики, а в мае — в питательный грунт парников на глубину 2 см. Подходящее для этой процедуры время суток — утро или вечер. Сверху насыпают слой песка толщиной 2—3 см. Сажают черенки рядами с расстоянием 2 см между растениями и 3—5 см между рядами. Для ускорения укоренения можно использовать препараты — стимуляторы корнеобразования, например гетероауксин. При этом посаженные в апреле—мае черенки обычно укореняются в течение двух недель.