نشریه شماره ۴۷۴

نشریه شماره ۴۷۴ با عنوان مبانی و ضوابط توسعه گلخانه‌ها – مبانی و ضوابط طراحی با همکاری سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور در سال ۱۳۸۷ تهیه و تنظیم شده است.

ضوابط معماری و کالبدی گلخانه

چنانچه مطالعات لازم برا ی مکان یابی سیستم گلخانه ای به درستی انجام شده باشد و بر اساس ضوابط عمومی مکانیابی محدوده مورد نظر دارای حداقل شرایط مناسب احداث سیستم گلخانه‌ای باشد، انتخاب سیستم گلخانه‌ای باید با توجه به اهداف تولید، شرایط منطقه و امکانات سرمایه گذاری، بر اساس ضوابط معینی انجام شود. اولین تصمیم در این راستا انتخاب شکل ظاهری گلخانه است که بر اساس ضوابط معماری و ساختمان صورت می‌گیرد.

معماری یا ساخت کالبدی گلخانه به چند عامل اصلی بستگی دارد که شامل موارد زیر است.

نوع محصول (اهداف تولید)
شرایط اقلیمی (شرایط اقلیمی ویژه منطقه)
شرایط مالی بهره‌بردار (میزان سرمایه گذاری ممکن)

ضوابط اقلیمی

اصولاً اکثر محصولاتی که در گلخانه‌ها تولید می‌شوند متعلق به مناطق گرمسیر یا به تعبیر دیگر جز گونه‌های گرمسیری هستند. این محصولات متوسط ماهیانه دمای ۱۷ تا ۲۷ درجه سانتیگراد را می‌پسندند. در واقع این محصولات دامنه دمایی زیر را بیشتر ترجیح می‌دهند.

میانیگن حداقل دمای ماهیانه ۱۲ درجه سانتیگراد
میانگین حداکثر دمای ماهیانه ۳۲ درجه سانتیگراد

این گونه محصولات به دمای صفر درجه و پایین تر حساس بوده و در اثر یخبندان نابود می‌شوند. یعنی اگر برای مدت زمان طولانی دمای محیط به صفر درجه سانتیگراد تنزل یابد، محصول نابود خواهد شد. به طور کلی برای کاهش ریسک سرما توصیه می‌شود که میانگین حداقل دمای منطقه مورد نظر بالاتر از ۷ درجه سانتیگراد باشد.

اکثر محصولات گلخانه‌ای برای انجام اعمال فیزیولوژیک خود نیازمند اختلاف دمای شب و روز در حدود ۵ تا ۷ درجه سانتیگراد هستند به عبارت دیگر متوسط اختلاف دمای روز و شب باید بین ۵ تا ۷ درجه سانیتگراد بوده و حتی‌المکان بیش از ۱۵ درجه نباشد.

معیارهای انتخاب و استاندارد پوشش‌های گلخانه‌ای

هدف اصلی پوشش، ایجاد محیطی مناسب برای رشد گیاه است. بدون اینکه عوامل غیر قابل پیش بینی و کنترل خارجی بتوانند تاثیری در برنامه تولید داشته باشند. انرژی که توسط نور خورشید و با عبور از پوشش شفاف به گیاه می‌رسد، اصلی ترین محرک گیاه برای ساخت ماده سبز و اکسیژن از آب و دی اکسید کربن است. توانایی عبوردادن طول موج‌های مفید نور خورشید مخصوصاً قسمتی از آن که برای چشم انسان قابل دید است، از آن جهت که مهمترین بخش نور برای گیاه است اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد. نور خورشید محدود کننده ترین و غیر قابل کنترل ترین عامل محیطی است. محدودکنندگی نور در عرض‌های بیشتر از ۲۵ درجه بیشتر است.

میزان انرژی نورانی که واقعاً‌ توسط گیاه مصرف می‌شود از ۰/۵ تا ۱ درصد بیشتر نیست. بقیه امواج نورانی جذب می‌شود یا به صورت پرتوهای گرماساز باز‌تابش می‌شود تا هوای گلخانه گرمتر شود. اثر گلخانه‌ای،‌از آنجا که گرمای لازم را برای رشد مناسب گیاه در فضای بسته تامین می‌کند مطلوب است ولی باعث می‌شود در فصول گرم، وجود دستگاه‌های خنک کننده لازم شود. اینجا است که عبور گرما از پوشش هم اهمیت می‌یابد.

میزان حفظ انرژی

گلخانه باید شرایط آب و هوایی مناسب را برای گیاه فراهم کند و آن را در برابر اتفاقات مختلف مانند بادها، تگرگ، برف و گرما و سرمای بیش از حد حفظ کند. خاصیت حفظ دمای گلخانه در شب‌های طولانی و هوای ابری، در فصول سرد سال،‌ ویژگی بسیار مهم پوشش است لذا مدارک بسیاری برای مقایسه انواع مختلف مواد پوشش در ساعات شبانگاهی وجود دارد.

گرمای محیط گلخانه طبق موزانه انرژی به گرمای ورودی و خروجی وابسته است. انرژی ورودی از پرتوهای خورشیدی و تجهیزات مکمل گرمایی تامین می‌شود. راه‌های تلف شدن انرژی در گلخانه، مانند هر سیستم دیگر، ترکیبی از روش‌های جابه‌جایی (همرفت)، هدایت گرمایی از سطح پوشش و تشعشع است.

برای اینکه بتوانیم وضعیت انرژی گلخانه را ارزیابی کنیم میزان خالص تشعشع از گلخانه بسایر مهم است. میزان خالص تشعشع تفاوت بین انرژی رسیده و انرژی از دست رفته به وسیله تشعشع است. میزان گرمای تشعشعی به عوامل زیر وابسته است.

خواص فیزیکی پوشش
دمای خود پوشش
وضعیت جوی (بخار آب، دی اکسید کربن و میزان ازن)

تاثیرات متقابل سازه و پوشش

برای انتخاب و استاندارد پوشش نباید تاثیر سازه را از نظر دور داشت. زیرا همیشه برای اولین بار بر روی سازه قرار نمی‌گیرد و خیلی از اوقات سازه تاثیر زیادی بر روی سودمندی انتخاب پوشش دارد. به طور مثال گاهی امکان دارد گلخانه‌دار با مواردی برخورد کند که تولید کننده یک نوع خاص پوشش، برای بهره‌مندی از مزیت خاص محصول خود، شرایط خاصی را برای سازه در نظر گرفته است یا در مثالی دیگر ممکن است گلخانه دار به دلایلی اقتصادی تصمیم بگیرد نوع پوشش خود را تغییر دهد. محدودیت‌هایی که سازه بر پوشش اعمال می‌کند عبارت خواهند بود از:

حداکثر وزنی که حمایت یا تحمل می‌کند
فاصله بین تیرها
اندازه پی‌ها
اندازه ‌دهنه‌ها
نوع ملحقاتی که پشتیبانی می‌شود.

ضوابط طراحی سازه‌های گلخانه‌ای

در طراحی سازه‌های گلخانه‌ای محاسبه و تحلیل بارهای وارده استاتیکی و دینامیکی به سازه، حائز اهمیت است که این بارها به شرح زیر محاسبه و تحلیل می‌شوند.

بارگذاری

اصولاً در بارگذاری سازه های گلخانه‌ای از چهارنوع بارگذاری (Load Case) به شرح زیر استفاده می‌شود.

بار مرده (Dead Load)
بار زنده (Live Load)
بار باد (Wind Load)
بار برف (Snow Load)

به دلیل استفاده از عناصر سازه‌ای متفاوت در مدل سازه در بعضی از مواقع از نیروی برشی، نیروی محوری یا لنگر خمشی برای طراحی استفاده نی‌شود. برای مدلسازی پی سازه‌ها از روش اجزا محدود (Finite Element Method) استفاده می‌شود. با توجه به نیروها و گشتارهای به دست آمده پی سازه به صورت منفرد یا نواری طراحی خواهد شد.

ساختمان‌های جانبی

در هر مجتمع گلخانه‌ای به جز سازه یا سازه‌های تولید، ساختمان‌هایی با هدف خدمات جانبی تولید یا به تعبیری، پشتیبانی تولید مورد نیاز بوده و احداث می‌شوند. این ساختمان‌ها شامل:

انبار تجیهزات، انبار سموم، سردخانه، تاسیسات، سالن کار مرکزی، اتاق تهیه ساختمان یا اتاق رفاهی (جهت رفاه کارگران)، ساختمان مسکونی کارگران و مدیران، دفتر امور اداری و محل پذیرایی از مهمانان هستند.

بسته به نوع فعالیت مجتمع گلخانه‌ای ممکن است تعدادی از این موارد را حذف یا تعدای با عناوین و کاربردهای دیگر، اضافه شوند. اما در اکثر موارد ساختمان‌های فوق مورد نیاز هستند.