Конструкция теплицы

По конструкции теплицы делятся на шатровые и арочные. Шатровая конструкция напоминает небольшой домик, поскольку образована четырьмя вертикальными стенками и двускатной, односкатной, арочной или плоской крышей. Иногда две параллельные длинные стенки несколько наклоняют внутрь теплицы. Арочная конструкция напоминает прозрачный туннель, образованный из соединенных друг с другом параллельных дуг, установленных по длине строения, и закрытый с торцов плоскими стенками. Каркас теплицы чаще всего собирается из стального или алюминиевого уголка с помощью сварки или винтовых соединений. Стальную конструкцию защищают от коррозии грунтованием с последующим окрашиванием или горячим цинкованием, а алюминиевый профиль используют без всякой защиты. 

Наиболее удобная высота - 2-2,5 м, ширина - 2,4-3,5 м, хотя не исключены и другие размеры. При такой ширине можно вместо двух боковых грядок с одной центральной дорожкой сделать три грядки - две боковые и одну центральную с двумя дорожками между ними. Хотя полезная площадь за счет второй дорожки несколько сокращается, работать в такой теплице намного удобнее. Ширина грядки зависит, главным образом, от выращиваемых культур. Учтите, что оптимальное расстояние от лунки с растением до края грядки составляет 30-40 см. В особенности это касается рассады, находящейся вблизи стенок. 

Комплекты обычно собираются из отдельных секций, поэтому длина сооружения может варьироваться. В торцевых стенках предусматривают распашные, откидные или сдвигающиеся двери, необходимые для обслуживания и проветривания теплицы. Для проветривания используют также поворотные или откидывающиеся коньковые фрамуги. У шатровой теплицы стандартной конструкции их обычно 1-3 с каждой стороны от конька. 

Светопрозрачное ограждение теплицы должно не только быть достаточно прочным и выдерживать перепады температуры от -20 до +60°С, но и обладать определенными оптическими свойствами. Его задача - пропускать излучение в диапазоне волн ФАР, обеспечивающем фотосинтез, плюс не менее 70% дальнего (так называемая зона Б: 290-330 нм) и ближнего УФ-излучения (зона А: 330-380 нм) и ИК-излучение (760-2500 нм), которые тоже передают растениям солнечную энергию. 

В качестве светопрозрачного ограждения используют стекло, пленку (в основном полиэтиленовую - ПЭ и поливинилхлоридную - ПВХ), а также пластик, например сотовый поликарбонат. Каждый из этих материалов характеризуется определенной проницаемостью (отношение энергии пропускаемого спектрального состава ко всей энергии излучения, выраженное в %). 

Все перечисленные материалы пропускают значительную часть энергии излучения зон ФАР и ближнего УФ-диапазона, а вот дальнего УФ- и ИК-диапазона недостаточно, и это надо компенсировать искусственно. Компенсацию первого достигают досвечиванием растений специальными ультрафиолетовыми лампами, излучающими свет видимого спектра и УФ-диапазона. Недостающее тепло волн ИК-диапазона обычно восполняют принудительным подогревом воздуха теплицы различными тепловыми приборами. 

Остекление герметизируют резиновым профилем, который входит в комплект теплицы и гарантирует стабильность микроклимата. Резиновые уплотнители обеспечивают свето-, влаго- и озоностойкость, а также работоспособность конструкции не менее чем на 5 лет. Самая надежная герметизация обеспечивается деревянной рамой с укреплением стекла "дедовскими" штапиками. Некоторые производители используют направляющие с фиксаторами, которые обеспечивают съем каждого листа стекла за 1-2 минуты. Еще удобнее и безопаснее применять в качестве светопрозрачного ограждения крыши сотовый поликарбонат. Он не только легче и прочнее стекла, но и менее хрупок, поэтому листы очень трудно расколоть как при демонтаже, так и при монтаже весной. 

Особенно удобен этот материал в арочной теплице. Она выглядит на участке более привлекательно и обладает большим объемом при той же площади основания, что и у шатровой, а это значит, что и объем воздуха в ней больше. Стеклят в данном случае обычно только торцевые плоскости, а промежутки между дугами покрывают пленкой, которую на зиму снимают. В торцевых поверхностях - над дверью или рядом с нею - предусматривают форточки. Легко гнущийся поликарбонат позволяет "задрапировать" весь каркас без необходимости демонтажа покрытия на зиму сроком на 10 лет. Листы пластика можно с одной стороны освободить для интенсивного доступа воздуха, например при капитальной просушке, а затем закрепить вновь. 

Расположение теплицы на участке.

Если предполагается использовать теплицу круглый год, ее практичнее всего сориентировать с запада на восток, чтобы наиболее протяженные стороны выходили на север и на юг. Если же зимой грунт будет отдыхать, сооружение лучше располагать с севера на юг, что сократит опасность ожогов растений летом. Удобно, когда шатровая теплица с односкатной крышей примыкает к глухой стене дома с южной стороны, чтобы конек постройки проходил с востока на запад. Это сократит количество необходимой энергии на ее обогрев. Оптимальный угол наклона крыши для средней полосы России - 25-30° к линии горизонта, поэтому ширина выбирается индивидуально, в зависимости от высоты конька и удобства обслуживания. Во избежание появления сырости и плесени между стеной и теплицей нужно создать гидроизоляцию из слоя рубероида или пергамина. 

Длинные стены шатровой теплицы при круглогодичном использовании лучше делать наклоненными внутрь на угол 10-15°, что улучшит аккумулирование солнечной энергии в зимнее время. Кроме того, необходимо предусмотреть защиту от холодного ветра, который может увеличить потери энергии в 1,5 раза. Для этого более всего подойдет живая изгородь с той стороны, откуда дует ветер. Расстояние до нее может быть в 5-10 раз больше высоты теплицы. При сильном северном ветре теплицу допустимо установить рядом с каким-либо строением, поскольку тень от него в этом направлении не получится слишком большой. 

Место предполагаемой установки теплицы должно быть ровным, чтобы грунт хорошо орошался. При отсутствии такого места придется оборудовать насыпную площадку. Фундамент со светопрозрачным ограждением из стекла надежнее сделать ленточным с металлической арматурой и расположением подошвы не глубже 30 см. Такая жесткая и прочная конструкция исключит трещины и перекосы фундамента, которые могут привести к деформациям каркаса, а те - к растрескиванию стекла. При уровне грунтовых вод выше 0,6 м надо еще предусмотреть дренажную систему, поскольку излишек влаги приведет к вспучиванию грунта и ухудшит развитие растений. 

Вентиляция, обогрев и водоснабжение теплицы

Конвекция способствует перемешиванию воздуха в теплице и выравниванию температуры, но не предусматривает поступление свежего воздуха. А он растениям в темное время суток просто необходим, поскольку они выделяют кислород преимущественно днем, а ночью поглощают. Рукотворный микроклимат в теплице тем и отличается от природного, что вентиляция и температурный режим должны не просто подбираться, но и поддерживаться оптимальными для выращиваемых культур. 

Относительная влажность воздуха должна составлять около 70%, а температура - не превышать максимально допустимой для конкретных растений, иначе они перегреются и засохнут. В замкнутой теплице при отсутствии принудительного подогрева температура, в первую очередь, зависит от условий теплообмена, поэтому объем теплицы имеет большое значение. Объем влияет и на скорость изменения температуры, например на скорость ее снижения после захода солнца. Этот показатель должен быть связан с климатическими условиями местности, чтобы упростить обслуживание системы. 

Для нормального развития растений (чтобы они не "горели" и не гнили, особенно летом) температуру и влажность воздуха в теплице регулируют с помощью вентиляции и проветривания. На практике коэффициент воздухообмена должен быть кратным 50 при безоблачном небе летом. То есть для теплицы размером 6 × 3 × 2,2 м и объемом около 40 м3 вентиляция должна обеспечить приток приблизительно 2000 м3/ч атмосферного воздуха. При производительности среднего бытового вентилятора 300 м3/ч такая вентиляция потребует нескольких довольно мощных приборов. Можно объединить ее с проветриванием, а можно и совсем исключить за счет продуманной организации последнего. 

При использовании только вентиляторов воздухообменом можно управлять, например, с помощью термо- или часового реле. А вот проветриванием управлять сложнее, если, конечно, не сидеть около теплицы сутками, периодически открывая и закрывая фрамуги или форточки. Все дело в том, что трудно защитить оставленную без присмотра теплицу от непогоды - ветра, дождя, града. 

Проветривание должно гарантировать достаточный воздухообмен. Чаще всего обеспечивают приток холодного атмосферного воздуха в нижнюю часть теплицы, после чего, прогревшись, он поднимается вверх и выходит через фрамуги в крыше наружу. При этом не стоит забывать, что процесс должен "охватить" весь объем теплицы, сведя к минимуму зоны застойного воздуха. 

Фактически используют две почти равнозначные схемы организации воздухообмена в теплице с помощью проветривания: либо и приток и вытяжку через крышу (с противоположных сторон), либо приток снизу (по краям или посередине), а вытяжку через крышу (посередине или по краям). Поступление свежего воздуха обеспечивают проветриванием, для чего открывают двери и коньковые фрамуги. В стенках шатровых теплиц иногда дополнительно предусматривают форточки. Для автоматизации вентиляции теплицы можно установить на форточки специальный механизм с незамерзающей рабочей жидкостью. При увеличении температуры жидкость нагревается, расширяется и толкает шток, который, в свою очередь, поднимает форточку. И наоборот, при похолодании жидкость охлаждается и сжимается, а форточка закрывается. 

Организация правильной естественной вентиляции зависит от большого количества факторов: расположения теплицы по отношению к частям света, розы ветров местности, времени года, разницы температуры в теплице и на улице, атмосферного давления, инфильтрации воздуха через пазы и щели, а также от количества и расположения фрамуг и форточек. Для исключения образования застойных зон холодного или горячего воздуха создают принудительную вентиляцию с вытяжным вентилятором. Его обычно располагают над дверью в торцевой стене. В противоположном конце теплицы должны находиться жалюзи или приточный вентилятор, обеспечивающие поступление свежего воздуха взамен удаляемого вытяжным вентилятором. Управление работой такой системы лучше поручить электронной автоматике на основании показаний термодатчика, установленного в теплице. 

Вентиляция сушит воздух теплицы, поэтому для поддержания его необходимой влажности нужно предусмотреть разбрызгивающие устройства. Известно, что слишком влажная среда способствует развитию болезней растений, а слишком сухая приводит к их гибели. Проблемы с влажностью будут полностью решены при создании мини-системы орошения, которая в полуавтоматическом или автоматическом режиме обеспечит необходимый полив. Управляться она может электронным способом с применением датчиков, периодически измеряющих влажность воздуха в разных зонах. 

Трудоемкость работ в теплице значительно снизится при наличии водопровода. Лучше всего создать его с помощью пластиковых труб с теплоизоляцией. Для удобства их укладывают в землю с выходом на поверхность уже в самой теплице. 

Разведение растений в теплице при температуре на улице ниже 5°С возможно только в случае обязательного принудительного подогрева воздуха, поскольку того тепла, которое будет аккумулироваться за счет солнечной энергии днем, не хватит для поддержания микроклимата и сохранения жизни растений в темное время суток. Кроме того, далеко не каждый день светит солнце. Серьезную помощь в оценке теплового режима теплицы окажут термометры, развешанные в нескольких ее зонах. Существуют разные виды источников тепла, но при любом из них нужно помнить, что степень рассеивания энергии теплицей намного выше, чем жилым помещением. Поэтому, во-первых, герметизация круглогодичной теплицы должна быть выполнена значительно лучше, чем сезонной, и, во-вторых, расход электроэнергии на обогрев 1 м2 окажется гораздо выше. Одним из источников тепла может быть теплогенератор ("тепловая пушка"), который удобен своей мобильностью и простотой подключения. 

В заключение

Особое внимание стоит обратить на возможность периодического создания в теплице условий, близких к открытому грунту. Практика показывает, что защищенный грунт постепенно покидают микроорганизмы, а иногда и дождевые черви, что снижает урожайность грядок. Для восстановления исходных показателей верхнюю часть грунта глубиной в штык лопаты раз в 3-4 года заменяют новым. Но это не всегда помогает, и урожайность грунта все равно получается ниже первоначальной. Более эффективно снимать на холодное время года светопрозрачное покрытие крыши. Во-первых, за это время его можно очистить от осевшей за теплые месяцы грязи и восстановить оптические свойства. Во-вторых, ему не надо будет нести на себе снеговую нагрузку, которая постепенно приводит к деформации всего каркаса теплицы. В-третьих, вредные бактерии, накапливающиеся в тепличном микроклимате в результате пониженной интенсивности ультрафиолетовых лучей, не доживут до следующего сезона. И, наконец, в-четвертых, естественные природные условия вернут грунту теплицы его первоначальные свойства и, как следствие, повысят урожайность. 

Несколько практических рекомендаций

Еще до строительства теплицы целесообразно определить виды растений, которые предполагается в ней поместить, и периодичность их выращивания - сезонно или круглогодично. Это поможет в выборе конструкции теплицы и места ее установки, а также в организации подвода коммуникаций. Расположить теплицу лучше ближе к помещению, где имеются водопровод и источник тепла, а если есть возможность - под частично застекленной крышей (например, хозблока). В результате можно значительно упростить устройство всех коммуникаций и обслуживание зеленых растений. Размеры теплицы должны быть удобными для размещения выбранных растений, а объем - оптимальным с точки зрения колебаний суточных температур и расхода электроэнергии на возможный подогрев воздуха. Электрификация теплицы не только облегчит ее обслуживание, но и расширит возможности использования вспомогательной техники, например ультрафиолетовых ламп для восполнения недостающей световой энергии. Дополнительные источники тепла (например, в форме труб) для более равномерного прогрева воздуха теплицы следует располагать по периметру стен. Не стоит забывать, что электрические источники - самые экологически чистые и подходящие на всех стадиях развития растений, хотя и не самые дешевые. Автоматическую оросительную систему дождевания лучше всего сделать мобильной, чтобы поднимать к самому коньку теплицы после посадки семян и опускать на 0,3-0,5 м от земли после достижения всходами высоты 0,1-0,2 м. Оптимальный шаг между распылительными форсунками обычно составляет 1,6 м.
Читать далее