دانلود تحقیق ساختار گلخانه

ساختار گلخانه
یک گلخانه، وسیله ای برای تغییر محیط اطراف گیاهان، جهت بهبود شرایط رشد فراهم می کند.گلخانه ها در چند مورد قابل استفاده اند. بعضی از گلخانه ها برای عملیات سالیانه مورد استفاده قرار می گیرند، درحالیکه بعضی از آنها فقط برای پرورش گیاهان در فصلهای بهار و پاییز ساخته می شوند. در بعضی از شرایط آب و هوایی، برای پرورش تعدادی از گیاهان درتابستان (مانند گوجه فرنگی)، که در شرایط بیرون قابل کشت نیستند، گلخانه مورد نیاز می باشد.
ملاحظات کلی:
یکی از اولین تصمیماتی که باید اتخاذ شود، این است که گلخانه به صورت یک واحد جداگانه، در تماس باساختمان های موجود و یا بصورت بخشی از ساختمانهای جدید ساخته شود. گلخانه های متصل به هم معمولاً هزینه های ساخت و گرمایش کمتری داشته و دسترسی آسانتری دارند، اما گیاهان نورکمتری دریافت می کنند. گلخانه های متصل به هم باید رو به جنوب ساخته شوند. جهات غرب، شرق و شمال مطلوبیت کمتری دارند. خصوصیات ساختمانهای موجود ممکن است انتخاب محل را برای گلخانه های متصل محدود نماید.
یک گلخانه مستقل می تواند در محلی دورتر از ساختمانهای موجود ساخته شود. گیاهان در چنین گلخانه ای نور خورشید را از همه جهات دریافت می کنند. این گلخانه ها از لحاظ ساخت و سیستم حرارتی بسیار گران هستند و هزینه های فوق العاده ای برای خطوط آب و برق لازم دارند. هر گلخانه باید در محلی ساخته شود که دارای زهکشی مناسبی باشد.
یک گلخانه می تواند در هراندازه ای ساخته شود اما کوچکترین گلخانه ای که می توان در نظر گرفت چیزی در حدود 200 فوت مربع است (18.4 متر مربع ). گلخانه های کوچکتر به نسبت از لحاظ ساخت و عملکرد بسیار گران هستند .
ساختمان گلخانه:
هزینه ساخت گلخانه به طور کلی به اندازه و ماده پوشش دهنده آن بستگی دارد. ساخت گلخانه با پوشش شیشه ای و قاب فلزی معمولاً بیشترین هزینه را داراست. پوشش های دیگر مانند فایبرگلاس، اکریلیک و پلی کربنات دارای هزینه متوسطی می باشند. پوشش پلی اتیلن با قاب چوبی دارای کمترین هزینه است. تجهیزات حرارتی و تهویه نیز هزینه ای با توجه به ساختمان گلخانه و اندازه آن دارند. ساخت گلخانه های خورشیدی نیز امکان پذیر است اما به مهندسی خاصی نیازمند می باشد. اسکلت یا قاب گلخانه از فلز یا چوب ساخته می شود. فضای بین لایه های پوشش را می توان برای کمک به مقاومت در برابر وزش باد خالی از هوا نمود. گلخانه با اسکلت چوبی به آسانی ساخته می شود و انتخاب مناسبی برای سازنده است .
گرمایش:
محیط گلخانه معمولاً به وسیله هوای داغ، آب داغ یا بخار گرم می شود. گاهی اوقات گرما به صورت تکمیلی توسط گرمکن های الکتریکی تامین می شود. انتخاب منبع حرارتی باید با توجه به هزینه اولیه تجهیزات و هزینه عملیاتی انجام گیرد. گرمکن های الکتریکی هزینه اولیه کمی داشته اما معمولاً هزینه عملیاتی بسیار بالایی دارند. گرمایش به وسیله آب داغ یا بخار از لحاظ هزینه نصب گران است؛ اما هزینه عملیاتی کمی دارد. گرمایش به وسیله هوای داغ با استفاده از گاز طبیعی یا نفت به عنوان سوخت به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. زغال سنگ و چوب هم می تواند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد. البته هر کدام به مدیریت دقیقی نیازمند است.
باید توجه داشت که هرنوع گرمکن احتراقی برای جلوگیری از انباشت گازهای نامطلوب، که موجب از بین رفتن گیاهان می شود، دریچه ای به خارج گلخانه داشته باشد.
بهترین گرمایش در حالتی انجام می شود که از کف صورت گیرد؛ چرا که به طور طبیعی هوای گرم به سمت بالا می رود. گیاهان اغلب دارای دمای مخصوص متوسطی برای رشد ایده آل می باشند. در جدول زیر محدوده های دمایی توصیه شده برای چندین محصول متداول گلخانه ای آمده است. دمای شبانه دارای بیشترین اهمیت است. با این وجود دمای روزانه بالا می تواند موجب از بین رفتن محصولات گلخانه شود.
دمای روزانه و شبانه توصیه شده برای چند محصول متداول گلخانه ای
محصول دمای شبانه ( F) دمای روزانه ( F)
گوجه فرنگی 66-60 80-70
کاهو 55 78-70
خیار 65 80
فلفل 62 80-70
گل داودی 63-62 80-75
گل شمعدانی 60-55 75-70

تهویه و سرمایش:
کار گرمایش گلخانه کار نسبتاً ساده ای است اما سرمایش آن بسیار مشکلتر می باشد. به علاوه درگلخانه های کوچکتر کار گرمایش و سرمایش دشوارتر است. یک گلخانه برای کاهش حرارت در تابستان و نیز در روزهای زمستانی آفتابی به تهویه توسط هوای تازه نیازمند است. همچنین کار تهویه برای کاهش رطوبت بیش از حد و نیز تأمین دی اکسید کربن از هوای خارج مورد استفاده قرار می گیرد.
کنترل ها:
اغلب دارندگان گلخانه های کوچک می دانند که وسایل کنترل اتوماتیک دارای ارزش زیادی هستند. ترموستاتها، رطوبت سنج ه، زمان سنج ها و یا کنترلهای کامپیوتری می توانند با هم ترکیب شده تا مدیریت دقیقی از دما و رطوبت (حتی هنگامی که مالک حضور ندارد) به دست دهند. آبیاری و روشنایی را هم می توان به صورت اتوماتیک کنترل نمود. سیستم های کنترل را می توان شخصاً سرهم نمود و یا اینکه به صورت پکیج خریداری کرد.
برنامه ریزی و ساخت یک گلخانه:
قبل از آغاز کار ساخت گلخانه یک برنامه ریزی دقیق بسیار مهم است. اصولاً ساخت یک گلخانه به هزینه و زمان زیادی نیازمند نمی باشد. انتخاب نهایی برای نوع گلخانه به فضای مورد نیاز رشد، معماری مربوطه، محل های موجود و هزینه های آن وابسته است. همچنین یک گلخانه باید محیط مناسبی برای رشد گیاهان فراهم نماید .
موقعیت:
موقعیت گلخانه باید به صورتی باشد که بیشترین مقدار نور را دریافت نماید. اولین انتخاب برای موقعیت گلخانه به صورت نمای جنوبی یا جنوب شرقی می باشد. نور تمام روز بهترین شرایط را برای گیاه فراهم می کند. البته نور تابیده شده ازجانب شرق، به هنگام صبح، برای گیاهان کافی می باشد. نور صبح بیشترین مطلوبیت را داراست، زیرا که به گیاهان اجازه داده می شود که فرایند تولید غذا را زودتر آغاز نمایند؛ واین موضوع منجر به حداکثر رشد می شود.
بالطبع انتخابهای بعدی، نمای جنوب غربی و نمای غربی می باشد؛ چرا که دریافت نور دیرتر صورت می گیرد. نمای شمالی کمترین مطلوبیت را دارد و فقط برای گیاهانی که نور کمی احتیاج دارند، مناسب می باشد .
درختان برگ ریز مانند افرا و بلوط می توانند به طور مؤثری از نور شدید بعد ازظهر تابستانی با ایجاد سایه بکاهند. البته باید توجه داشت که درختان در هنگام صبح، بر روی گلخانه سایه نیاندازند. این درختان در زمستان اجازه می‌دهند که نور کافی به گلخانه برسد؛ چرا که در پاییز برگهای خود را از دست می دهند.
انواع گلخانه:
یک گلخانه خانگی می تواند در تماس با ساختمان موجود و یا به صورت یک سازه ساده ساخته شود. محل انتخابی برای گلخانه و سلیقه شخصی می تواند در انتخاب نوع گلخانه موردنظر قرار گیرد. البته هر نوع گلخانه ای معایب و مزایای مختص به خود را دارد. نمونه ای از گلخانه های متداول در ادامه آمده است.
مجموعه خوبی از مواد ساختمانی و اسکلت گلخانه های تجاری در دسترس می باشد. اسکلت گلخانه معمولاً از چوب، فولاد گالوانیزه یا آلومینیم ساخته می شود. لوله های پلاستیکی به عنوان اسکلت گلخانه، معمولاً در برابر بار وارده از طرف برف و باد ناپایدار می باشند. اسکلت گلخانه را می توان با شیشه، فایبرگلاس سخت، پلاستیک دوجداره محکم و یا ورق پلاستیکی پوشانید.
انواع پیکربندی اسکلت های گلخانه:
انواع پیکربندی اسکلت های گلخانه، از ساده گرفته تا پیچیده، به ابتکار طراح و مهندس مربوطه وابسته است. در ادامه چند نوع پیکربندی متداول آمده است.
انواع پیکربندی اسکلت های گلخانه:
فونداسیون وکف سازی:
در یک گلخانه، فونداسیون دائمی برای مواد ورقه ای شیشه ای، فایبر گلاس و پلاستیک سخت دو جداره باید فراهم شده باشد. سازنده برای ساخت فونداسیون باید برنامه ریزی دقیقی داشته باشد. اغلب گلخانه ها به یک فونداسیون بتون ریزی شده، همانند ساختمانهای مسکونی، نیازمند هستند.
کف دائمی برای گلخانه توصیه نمی شود چونکه رطوبت را نگه می دارد و بواسطه آمیختگی خاک و شاخ و برگها منجر به لغزندگی می شود. ساخت یک گردشگاه سیمانی، شنی یا سنگی به عرض24 تا 36 اینچ برای دسترسی آسان به گیاهان توصیه می شود. مابقی کف باید توسط چند اینچ شن، جهت زهکشی آب اضافی پوشانیده شود.
گرمایش:
گرمایش مورد نیاز یک گلخانه به دمای مطلوب برای رشد گیاهان، موقعیت و ساختمان گلخانه و کل مساحت خارجی در معرض هوای بیرون وابسته است. با اینکه 25% گرمایش مورد نیاز روزانه می تواند به وسیله تابش خورشید تأمین شود؛ اما یک گلخانه عایق به مقدار زیادی گرمایش در یک شب زمستانی نیازمند می باشد. سیستم گرمایشی باید به گونه ای باشد که دمای مطلوب روزانه و شبانه را تأمین نماید.
گلخانه با گرمکن خورشیدی، در طول دوره بحران انرژی مورد پسند عوام قرار گرفته است. البته استفاده از این سیستم معمولاً اقتصادی نمی باشد. به علاوه مجموعه های خورشیدی اختصاصی و سیستم های ذخیره گرما به فضای زیادی نیازمند هستند. با این وجود مالکان گلخانه می توانند روشهای جمع آوری گرما را مورد آزمایش قرار دهند. یک روش این است که تانکهایی را برای جذب گرما با رنگ سیاه، رنگ کرده و جهت نگهداری حرارت آنها را پر از آب نمود. از آنجا که دمای هوای گلخانه باید در دمای مناسب رشد گیاهان ثابت بماند، گلخانه به خودی خود نمی تواند ذخیره کننده خوب گرما باشد.
سیستم های حرارتی را می توان توسط الکتریسیته ، گاز طبیعی، نفت و یا چوب به کار گرفت. گرما می تواند به وسیله جریان اجباری هوای داغ، تشعشع، آب داغ و یا بخار در محیط گلخانه توزیع گردد. انتخاب سیستم حرارتی و نوع سوخت مصرفی به مواردی از جمله، دسترسی محلی، احتیاجات گرمایی گیاهان، هزینه و سلیقه شخصی وابسته است. برای تأمین اهداف ایمنی و جلوگیری از تماس گیاهان با گازهای مضر، تمام محصولات احتراق حاصل از سوزاندن گاز، نفت و چوب را باید به خارج گلخانه هدایت نمود. همچنین برای تأمین اکسیژن موردنیاز مشعلها جهت احتراق کامل، باید از دریچه های واصل به هوای تازه استفاده نمود. کنترلهای ایمنی مانند پیلوت های اطمینان و شیر قطع جریان گاز، باید به اندازه نیاز مورد استفاده قرار گیرد. چراغهای قابل حمل با سوخت نفت سفید که در خانه ها مورد استفاده قرار می گیرد، برای گرمایش گلخانه پرخطر است؛ چونکه بعضی از گیاهان به گازهای تشکیل شده ناشی از احتراق سوختها بسیار حساس می باشند.
گردش هو ا:
نصب فن های گردش هوا در گلخانه سرمایه گذاری خوبی است. در طول زمستان، هنگامی که گلخانه باید گرم شود، گلخانه به گردش هوا نیازمند است؛ تا بدان وسیله دمای یکنواختی در داخل گلخانه تأمین گردد. بدون فن های اختلاط هوا، هوای گرم به بالای گلخانه رفته و هوای سرد در کف گلخانه و در اطراف گیاهان باقی می ماند.
برای گلخانه های کوچک (کمتر از 60 فوت درازا)، فن ها را به صورت قطری در گوشه های مقابل هم و کمی خارج از گوشه نصب می کنند. هدف از این کار ایجاد یک الگوی دایره ای (بیضی) برای جابجایی هوا می باشد. فن ها باید به طور مداوم در طول زمستان به کار گرفته شوند. اما این فن ها را در تابستان، هنگامی که گلخانه به تجدید هوا (تهویه) نیازمند است، باید خاموش کرد.
تجدید هوا (تهویه):
تجدید هوا، معاوضه هوای داخل با هوای بیرون برای کنترل دما، بیرون بردن رطوبت و غنی سازی دی اکسید کربن می باشد. چندین سیستم تهویه متفاوت را می توان برای تجدید هوای گلخانه مورد استفاده قرار داد.
تهویه طبیعی هو با استفاده از دریچه های سقفی که بر روی دیواره های کناری گلخانه نصب شده اند، صورت می گیرد. هوای گرم با استفاده از جریانهای جابجایی بالا رفته و از طریق دریچه ها خارج می گردد؛ و به این ترتیب موجب دریافت هوای سرد از همه طرف می شود.
تهویه مکانیکی هوا با استفاده از فن های خروجی، که هوا را از یک گوشه گلخانه به خارج می رانند درحالیکه هوای بیرون از گوشه دیگر گلخانه وارد می شود، صورت می گیرد. اندازه فن های خروجی باید به نحوی باشد که، کل حجم هوای داخل گلخانه را در یک دقیقه تعویض نماید.کل حجم هوا