Ориентация теплиц относительно сторон света

Ориентация теплиц относительно сторон света

Начальник проектно-технологического бюро
ООО «Агрисовгаз» В.Г. Притула

Начальник комплексного
инженерно-технологического сектора ПТБ
ООО «Агрисовгаз» А.А. Котельников

В наше время на фоне повышения цен на энергоносители, актуально применение интенсивных технологий выращивания растений, поиск резервов повышения рентабельности тепличных комбинатов. С развалом отечественной аграрной науки и очень медленной ее реанимацией у тепличных комбинатов нет другого выхода, как изучать опыт производства растительной продукции Голландии, Финляндии и других стран. Но иностранцы готовы поделиться знаниями, только для улучшения собственного благополучия. Российские тепличные хозяйства, покупая у них агротехнологию, вынуждены приобретать «в нагрузку» тепличное инженерное оборудование, посадочный материал, субстраты, а то и конструкции теплиц.

Иностранные специалисты по защищенному грунту применяют свои знания в России, как правило, без учета местных климатических факторов. Их не учили размещать теплицы в «стране бурых медведей». Вот и появляются в нашей стране теплицы, которые привязывали к местности по рекомендации иностранцев. Следует напомнить, что почти вся территория Финляндии находится севернее 60° с.ш. А как же наши российские «милости природы»: солнечные свет и тепло? Так не нужно ждать иностранцев пока они скажут, как привязать теплицу. Наши ученые, практики этот вопрос изучили еще в советские времена. А Солнце не зависит от политического строя, развития аграрной науки, так что нужно использовать тот багаж знаний, который нам оставлен.

Основным источником энергии физических процессов, происходящих в атмосфере и на поверхности Земли, является лучистая энергия Солнца [1]. При строительстве теплицы для того, чтобы максимально использовать солнечную энергию, идеальным было бы использовать плоскую кровлю, располагаемую перпендикулярно солнечным лучам, при этом достигается максимальное светопропускание стекла. Однако солнцестояние в течение суток и времени года величина непостоянная, а конструкции теплиц пока остаются стационарными сооружениями. Для этого учеными ряда стран определен оптимальный угол наклона кровли зимних блочных (многопролетных) теплиц – 25°. Угол наклона кровли определен с учетом светопропускания, снижения нагрузки действия ветра, удельных затрат стройматериалов и эксплуатации.

Ориентация культивационных сооружений светопрозрачными скатами относительно сторон света имеет большое значение. Она может быть меридиональной (сооружения расположены коньками вдоль меридиана, т.е. с севера на юг, а светопрозрачными скатами на восток и запад) и широтной (коньками с востока на запад, а скатами – с севера на юг) [2]. Для весенних теплиц и сооружений утепленного грунта допускается любая ориентация, однако опыт эксплуатации этих сооружений говорит, что севернее 60° с.ш. целесообразна широтная ориентация всех сооружений утепленного грунта.

Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады НТП 10-95 диктуют, что овощные и рассадно-овощные теплицы круглогодового использования на широтах 35-60° с.ш., как правило, ориентируют коньками кровли в широтном направлении, для рассадно-овощных теплиц весенне-осеннего использования на широтах 40-65° с.ш. целесообразна меридиональная ориентация [3]. В последнее время нормативные документы перешли в разряд рекомендательных. Изучим на чём основывались данные нормы и потеряли ли эти исследования ценность.

Исследования Института актинометрии и атмосферной оптики показали, что количество тепловых лучей, поступающих на землю до 12 ч дня, на 7-12% превышает их поступление после 12 ч, что объясняется уменьшением светопрозрачности атмосферы. Так нужно максимально использовать этот период, применяя привязку зимних теплиц, экономя электроэнергию при электродосвечивании растений и тепловую энергию при обогреве. Особо это важно рано утром, когда растения за ночь остыли, но датчики света дали команду системе отопления о переходе на режим «день». Система отопления плавно поднимает температуру воздуха в теплице на 2-4°С. Растениям требуется дополнительное время, чтобы температура растения стала равной температуре воздуха. На растениях может конденсироваться влага, так как появляется разница температур воздуха в теплице и растений. Использовать солнечную энергию в это время для снижения конденсации влаги на растении необходимо. Размещение рядов растений, а соответственно коньков теплиц, по направлению солнечных лучей способствует более быстрому разогреву растений и выравниванию температуры воздуха и растения.

Необходимо учитывать, что положение солнца меняется в зависимости от времени года.

На рисунке 1 изображен пример, как утром Солнце светит под разными углами относительно горизонта в зависимости от времени года [4].

Путь Солнца зимой и летом и ориентация теплицы.

Для привязки теплицы на местности важно знать, когда будет начинаться культурооборот. Если теплица круглогодичного использования, то необходимо, чтобы растения в теплице улавливали максимальное количество света в зимний период тогда, когда свет является лимитирующим фактором.
Значение положения солнца на горизонте повышается с выращиванием растений на высоких шпалерах. Здесь остро наблюдается зависимость растений от падения лучей вдоль и поперек ряда. На рисунках 2, 3 показано падение солнечных лучей при широтном направлении и меридиональном направлении.

Рисунок 2.
Ряды растений при широтной привязке теплицы на широтах 35-60° с.ш.

Рисунок 3.
Ряды растений при меридиональной привязке теплицы на широтах 35-60° с.ш.

Из рисунков видно, что, при широтной ориентации рядов растений и коньков теплиц (рис. 2), утром солнце равномерно освещает все ряды растений, а в полдень, поднявшись над горизонтом, дает много света и создает минимальную тень от соседних рядов. При меридиональном размещении рядов и коньков теплиц (рис. 3) в утренние часы крайние ряды растений будут затенять остальные ряды, а в полдень солнце равномерно освещает все ряды растений. При необходимости в теплицах возможно применение вертикальных шторных экранов для защиты крайних растений от перегрева при избытке солнечной энергии, поступающей в теплицу.

То есть, лучшее улавливание утреннего солнечного света при широтном направлении коньков и рядов растений. Применяя широтную ориентацию теплиц в районах 35-60° с.ш., можно на несколько дней раньше начать культурооборот светолюбивых растений (огурец, томат, перец и др.) без применения электродосвечивания, так как увеличивается длина светового дня за счет уменьшения затененности соседних рядов растений, предупредить образование конденсатной влаги на растениях в утренние часы, экономить энергоносители на отоплении теплицы и электродосвечивании растений.

Источник: www.teplitsi.ru