В овощеводстве преимущественно используют полиэтиленовую пленку с
различными свойствами. Несмотря на то что
поступающая в овощеводство обычная полиэтиленовая пленка имеет почти
одинаковую с хорошим стеклом проницаемость для лучей видимой части
спектра (80-90%), освещенность растений под пленкой лучше, чем под
стеклом. Объясняется это тем, что укрытия из пленки имеют очень
небольшую поверхность затеняющих растения непрозрачных деталей, и тем,
что 20% прямой радиации преобразуется матово-прозрачным полиэтиленом в
рассеянную. В отличие от стекла обычный полиэтилен прозрачен на 70% для
ультрафиолетовых и на 80% для инфракрасных лучей, поэтому теплопотери
через такую пленку больше, чем через стекло. Во время ночных
похолоданий разница между наружной и внутренней температурой воздуха
сооружений из пленки часто не превышает 1-2°С. Вследствие проницаемости
пленки для ультрафиолетовых лучей выращенные под ней овощи содержат
витамина С-почти столько же, сколько продукция из открытого грунта, а
рассада лучше приспособлена к пересадке в открытый грунт.
Для
утепленного грунта используют пленку толщиной 0,08- 0,12 мм, для
укрытия теплиц – 0,12-0,25 мм. В зависимости от конструктивных
особенностей сооружений подбирают полотнища пленки такой ширины, чтобы
не было отходов при ее раскрое и креплении. Промышленность выпускает
пленку в виде рукавов или обрезного полотна, ширина их от 1,2 до 6
метров.
Новая полиэтиленовая пленка способна сохранять свои свойства при
морозах до 60°С, но через несколько лет эксплуатации эта способность
ослабевает и старая пленка начинает разрушаться при температуре -5,
-10°С. Недостаток обычной полиэтиленовой пленки – непродолжительный
срок службы. В процессе эксплуатации под действием радиации и атмосферы
механическая прочность и прозрачность пленки уменьшаются, и ее можно
использовать не более двух весенне-летнех сезонов. Недолговечность
такой пленки частично компенсируется тем, что цена 1 м2 ее в 5-10 раз
меньше, чем стекла. Плавится полиэтилен при 120-150°С, и полотнища из
пленки легко сваривать с помощью несложных приспособлений (терморолик,
электропаяльник).
Помимо описанной обычной полиэтиленовой пленки, промышленность
производит несколько улучшенных ее разновидностей, у которых изменены
или которым приданы вновь следующие свойства.
Срок службы увеличен примерно в 2 раза благодаря включению в полиэтилен
веществ, препятствующих потере его прочности под действием света и
тепла (стабилизированная полиэтиленовая пленка).
Резко улучшены прочность, а также продолжительность использования
пленки путем ее армирования нитями из волокнистых материалов
(армированная пленка): армированную стабилизированную пленку толщиной
0,2-0,3 мм используют для строительства теплиц в местах с большими
ветровыми нагрузками. Такая пленка выдерживает эксплуатацию в течение
2-3 лет.
У теплоудерживающей полиэтиленовой пленки проницаемость для
инфракрасной радиации снижена с 80 до 23%. Температура в теплицах под
ней ночью на 2°С выше, чем при укрытии их другими сортами
полиэтиленовой пленки. Несколько пониженная светопрозрачность
теплоудерживающей пленки компенсируется ее большой светорассеивающей
способностью (60% вместо 20% у обычного полиэтилена). Растения под
такой пленкой растут быстрее, и их продуктивность на 10-30% выше, чем
под стабилизированной пленкой.
Вследствие электростатических свойств обычной полиэтиленовой пленки
попадающие на нее пыль и грязь прочно удерживаются, что приводит к
быстрому снижению светопроницаемости укрытий в процессе эксплуатации.
Улучшенной пленке приданы антистатические свойства, что препятствует
уменьшению прозрачности ограждений из нее.
На внутренней стороне укрытий из обычного полиэтилена в результате его
гидрофобности влага конденсируется в виде крупных шарообразных, быстро
опадающих капель. Это неудобно для работающих в теплице и иногда вредно
для растений. Конденсат на улучшенной гидрофильной полиэтиленовой
пленке образуется в виде прочно удерживаемого сплошного тонкого слоя
воды, избыток которой постепенно стекает вниз вдоль наклонных
плоскостей прозрачных ограждений. Сплошная тонкая оболочка влаги на
поверхности пленки сокращает теплопотери, так как вода почти
непроницаема для инфракрасного излучения.
Кроме полиэтиленовой, в овощеводстве нашей страны стали применять
поливинилхлоридную пленку. Она пропускает 90 % видимой, 22 %
ультрафиолетовой и только 5-1.0 % инфракрасной радиации, медленно
меняет прозрачность, то есть сочетает лучшие из оптических свойств
стекла и полиэтилена. На теплицах поливинилхлоридная пленка служит 3-4
года. Часть этой пленки армируют стекловолокном. Недостаток
поливинил-хлоридной пленки – пониженная морозостойкость: ее можно
использовать при температурах не ниже -15 °С.
Теплицы лучше других сооружений защищенного грунта отвечают требованиям
промышленного производства овощей. Поэтому в современном овощеводстве
они стали основным видом культивационных помещений.
Почти все находящиеся в эксплуатации тепличные здания имеют жесткий
каркас, выполненный из металла, дерева, железобетона. Имеются
экспериментальные бескаркасные сооружения. В бескаркасных воздухоопорных теплицах стены и кровля из пленки поддерживаются в
натянутом состоянии и сохраняют заданную форму за счет давления
воздуха, непрерывно нагнетаемого внутрь помещения.
Панельные конструкции собирают из плоских или имеющих более сложную
форму панелей, представляющих собой остекленные или затянутые пленкой
рамы, жестко сопряженные друг с другом. Каркаса для таких сооружений не
требуется, так как все нагрузки несут сами панели.
При
винтовой конструкции каркаса прозрачная кровля теплицы подвешена на
стальных канатах, натянутых между опорами, установленными снаружи
здания.
Для большинства каркасных сооружений характерны такие конструктивные
узлы, как фундамент, стены, кровля (перекрытие), несущий каркас.
Фундамент (сплошной или в виде отдельных опор) чаще собирают из
железобетонных деталей или строят из камня. Основание фундамента
располагают ниже уровня промерзания грунта. В зоне вечной мерзлоты
фундамент заменяют железобетонными сваями. Разложенную на фундаменте
нижнюю часть стен теплиц – цоколь делают из строительных материалов.
Высота цоколя должна быть такой, чтобы он не затенял растущие в теплице
растения. Цоколь переходит в стены из стекла или пленки. Несущими
элементами стен и всего каркаса являются опорные стойки из металла,
железобетона или дерева. В некоторых теплицах опорные стойки для
поддержания кровли могут быть расположены по всей площади помещения, в
других они совмещены со стенами.
Самую верхнюю часть кровли называют коньком, горизонтальные элементы
каркаса, расположенные ниже конька и параллельно ему,- прогонами,
несущие элементы кровли, установленные под прямым углом к коньковому
брусу и прогонам,-стропилами. Если стропила и опорные стойки составляют
единое целое, то их называют фермами. На каркасе крепят шпросы, на
которых укладывают стекло. Важными деталями кровли и стен теплиц
являются вентиляционные отверстия, закрываемые фрамугами (форточками).
Их расположение и суммарная площадь должны обеспечить достаточную и
равномерную вентиляцию помещений при любой погоде.
В поперечном сечении каркасы тепличных зданий могут быть однозвенными с
одним или двумя скатами прозрачной кровли и многозвенными, или блочными
в конструкции которых многократно повторены одинаковые крупные
строительные узлы – звенья
Односкатные теплицы в современном овощеводстве не находят применения, так как в них
невозможна механизация работ и расходуется много строительных
материалов на их постройку.
В
поперечном профиле двускатные теплицы могут иметь шатровые, арочные или
полигональные очертания. Двускатную кровлю теплиц старых конструкций
поддерживали стойки, которые исключали возможность механизации работ.
Современная технику и материалы позволяют строить большие тепличные
здания с двускатной кровлей без внутренних опор. Такие теплицы называют
ангарными. Они характеризуются устойчивым тепловым и воздушно-газовым
режимом. Теплопотери в двускатных теплицах по сравнению с блочными
повышены, а возможности для равномерной по всей площади вентиляции
лучше. Затраты на строительство и эксплуатацию ангарных теплиц на
15-30% больше, чем блочных, но в них легче создавать необходимый
микроклимат, можно полнее механизировать работы и не требуется затрат
труда и дополнительного расхода тепловой энергии на удаление снега.
Независимо от конструкции каркаса теплицы группируют по месту
размещения растений внутри них на стеллажные, грунтовые (бесстеллажные)
и конвейерные.
В грунтовых теплицах сеют семена или высаживают рассаду
в грунт, являющийся земляным полом помещения. При данном способе
ведения культуры имеются наибольшие возможности для механизации работ.
Коэффициент использования площади грунтовых теплиц 0,8-0,85.
Стеллажи – заполненные почвосмесью столы или полки с бортами высотой 25
см. Ширина стеллажей 0,6-1,8 метра в зависимости от размера и
внутренней планировки помещения. Объем почвы в стеллажах ограничен их
вместимостью. Поэтому режимы питания и влажности в стеллажных теплицах
не так устойчивы, как в грунтовых; механизация работ затруднена, чаще
невозможна; коэффициент использования площади очень низкий – 0,6.
Современные теплицы преимущественно грунтовые.
Экспериментальные конвейерные теплицы представляют башни высотой 20-50
метра с прозрачными стенами и кровлей. Внутри помещения медленно
движется в вертикальной плоскости замкнутый конвейер с шарнирно
подвешенными к нему полками (их плоскость всегда горизонтальная). На
полках установлены сосуды (контейнеры) с растениями. Под конвейером
имеется открытая сверху емкость с водой для орошения или с питательным
раствором. В этом резервуаре автоматически поддерживается такой уровень
жидкости, при котором в нее частично погружаются сосуды в то время,
когда каждая из полок находится в нижнем положении. Расстояние между
полками по вертикали достаточно для хорошего бокового освещения
растений. При движении полок вверх вдоль одной прозрачной стены башни и
вниз у противоположной растения в течение дня равномерно освещаются.
По способу корневого питания растений теплицы делят на почвенные и
гидропонные. В последних корни овощных растений растут в субстратах,
периодически смачиваемых раствором питательных веществ. Для этого
требуется сложное оборудование, что удорожает строительство. В обычных
почвенных теплицах корнеобитаемой средой служат смеси из различных
почвенных материалов.
Большинство теплиц стационарные, но встречаются нестационарные –
передвижные и разборные конструкции. В передвижных теплицах такие
работы, как загрузка свежего и удаление отработанного биотоплива,
внесение основного удобрения, обработка и смена грунтов, посев, посадка
рассады, выполняют с помощью механизмов на открытом месте, а затем
надвигают на это место передвижное помещение. У разборных сооружений
каркас может быть стационарный или разборный. На зиму со стационарного
каркаса снимают стеклянные или затянутые пленкой рамы стен и кровли.
Весной перед пуском теплицы в работу на каркасе вновь монтируют
светопрозрачные ограждения. Возможны и бескаркасные, например
панельные, разборные теплицы. Разборные теплицы удобны в местах с
большими снегопадами и мощным снеговым покровом. В таких местностях,
чтобы предупредить разрушение стационарных зимних теплиц под действием
снеговых нагрузок зимой, их каркас и прозрачные ограждения необходимо
делать особо прочными, а это приводит к удорожанию строительства и
ухудшению эксплуатационных характеристик сооружений. Передвижные и
разборные теплицы особенно подходят для выращивания рассады,
предназначенной к посадке в открытый грунт. В конце периода ее
закаливания такие помещения можно убрать или снять с них ограждения,
чтобы растения могли приспособиться к полевым условиям еще до пересадки
на постоянное место.
Нестационарные теплицы могут работать на солнечном обогреве либо при
комбинации его с биологическим или техническим обогревом почвы.
В настоящее время на большей части территории строят и
эксплуатируют крупногабаритные двускатные ангарные и блочные теплицы.
Такие теплицы комплексно поставляют заводы. На местах монтируют по
нескольку теплиц, объединяя их с общими вспомогательными сооружениями.
Такие связанные между собой группы теплиц называют блоками. При
организации крупных хозяйств два или несколько блоков объединяют в
тепличные комбинаты.
Двускатные теплицы имеют угол наклона скатов кровли 28- 30 °С, что
обеспечивает соскальзывание с нее снега во время работы теплицы.
Для
утепленного грунта используют пленку толщиной 0,08- 0,12 мм, для
укрытия теплиц – 0,12-0,25 мм. В зависимости от конструктивных
особенностей сооружений подбирают полотнища пленки такой ширины, чтобы
не было отходов при ее раскрое и креплении. Промышленность выпускает
пленку в виде рукавов или обрезного полотна, ширина их от 1,2 до 6
метров.
