Κατασκευή και Τύποι θερμοκηπίων Τ.Ε.Ι. ΛΑΡΙΣΑΣ Σ.ΤΕ.Γ Τμήμα Γεωργικών Μηχανών και Αρδεύσεων Μάθημα: Έλεγχος Περιβάλλοντος Αγροτικών Εγκαταστάσεων Διδάσκων: Δρ. Ν. Κατσούλας

Σχεδιασμός της κατασκευής Κατά το σχεδιασμό του θερμοκηπίου θα πρέπει να λαμβάνει κανείς υπόψη του την απαίτηση για όσο το δυνατόν μεγαλύτερη φωτεινότητα κατά τη διάρκεια του χειμώνα, τη μείωση των απωλειών θερμότητας την ίδια περίοδο και τη δυνατότητα καλού εξαερισμού κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου. Επίσης, ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην αντοχή και τη στερεότητα της κατασκευής, χωρίς όμως αυτό να επηρεάζει αρνητικά την ευκολία της συναρμολόγησης και τη λειτουργικότητα του χώρου

Σχεδιασμός της κατασκευής Γενικά, το βασικό χαρακτηριστικό που θα πρέπει να αποτελεί τον οδηγό για το σχεδιασμό ή την επιλογή ενός θερμοκηπίου, είναι αν ανταποκρίνεται η κατασκευή αυτή στις απαιτήσεις των καλλιεργειών τις οποίες επιδιώκουμε να αναπτύξουμε. Έτσι, για την επιλογή ενόςθερμοκηπίου

Σχεδιασμός της κατασκευής Έτσι, για την επιλογή ενός θερμοκηπίου: Γίνεται καταγραφή των διαφόρων παραγόντων οι οποίοι επηρεάζουν τις καλλιέργειες που θα αναπτυχθούν και σε ποιο βαθμό η κάθε κατασκευή τους εξασφαλίζει Κατατάσσονται οι παραπάνω παράγοντες κατά τάξη μειούμενης σπουδαιότητας Βαθμολογείται κάθε κατασκευή με το ποσοστό που ικανοποιεί τις απαιτήσεις της καλλιέργειας που πρόκειται να αναπτυχθεί

Σχεδιασμός της κατασκευής Έτσι, για την επιλογή ενός θερμοκηπίου: Στο τέλος λαμβάνονται υπόψη και οι άλλοι παράγοντες, όπως ο εξοπλισμός που είναι δυνατόν να εγκατασταθεί και κυρίως η οικονομικότητα της κατασκευής και τελικά επιλέγεται η τεχνικά και οικονομικά καλύτερη λύση Τεχνικά και οικονομικά καλύτερη λύση είναι η λύση με την οποία αναμένουμε να έχουμε το μεγαλύτερο οικονομικό όφελος, ετησίως, από τη δραστηριότητα της μελλοντικής επιχείρησης

Επιλογή θερμοκηπίου Στοιχεία που λαμβάνονται υπόψη: Στοιχεία που αφορούν τις δυνατότητες του θερμοκηπίου Στοιχεία που αφορούν τις απαιτήσεις των φυτών που καλλιεργούνται στο θερμοκήπιο

Στοιχεία που αφορούν τις δυνατότητες του θερμοκηπίου: Επιλογή θερμοκηπίου Στοιχεία που αφορούν τις δυνατότητες του θερμοκηπίου: Σχετικά με τη δημιουργία και ρύθμιση των παραγόντων του περιβάλλοντος όπως: Φως Θερμοκρασία Σχετική υγρασία Περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε CO2 και λοιπά αέρια Φως: Η μεγάλη φωτεινότητα απαιτεί πάντα τη μείωση των σκιερών στοιχείων (σκελετός κλπ.) σε όφελος των διαφανών. Αυτό βέβαια δεν πρέπει να αποβαίνει σε βάρος της στατικής και δυναμικής ευστάθειας του θερμοκηπίου. Τα διαφανή στοιχεία θα πρέπει να επιτρέπουν τη διείσ­δυση του μεγαλύτερου δυνατού ποσοστού από τον προσβάλλοντα φω­τισμό, Θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται σοβαρά υπ' όψη η μείωση τηςπερατότητας του διαφανούς υλικού στο φως με την πάροδο του χρόνου. Θερμοκρασία: Θα πρέπει, εκτός των άλλων, να ληφθεί υπόψη η οικονομία καυσίμων, γι' αυτό το σκοπό εξετάζονται τα χαρακτηριστι­κά του θερμοκηπίου που ευνοούν τη φυσική θέρμανση από τον ήλιο περιορίζουν τις θερμικές απώλειες αυξάνουν την αποτελεσματικότητα της θέρμανσης Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη και το εξίσου σοβαρό πρόβλη­μα των υψηλών θερμοκρασιών κατά τις ηλιόλουστες ημέρες του έ­τους. Γι' αυτό το σκοπό εξετάζονται τα χαρακτηριστικά: - που ευνοούν το φυσικό εξαερισμό, δηλαδή η έκταση των ανοιγ­μάτων και η κατανομή τους, καθώς και το ύΨος του θερμοκηπί­ου ή - που ευνοούν το δυναμικό εξαερισμό και την εξάτμιση του νε­ρού, δηλαδή διαστάσεις τέτοιες που δεν δημιουργούν προ­βλήματα στην κίνηση του αέρα και σχετικά μικρό ύΨος θερμο­κηπίου για την οικονομικότερη λειτουργία του. Τις θερμές επο­χές προτιμάται ο εξαερισμός που επιτρέπει στον αέρα να διέρ­χεται μέσα από όλα τα φυτά χωρίς πολύ μεγάλο μήκος δια­δρομής. Διοξείδιο του άνθρακα: Ευνο'ίκό χαρακτηριστικό για τον τεχνητό εμπλουτισμό του θερμοκηπίου με CO2 είναι η στεγανότητά του και η δυνατότητα λειτουργίας του θερμοκηπίου όσο το δυνατόν περισσό­τερο χρόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας με κλειστά παράθυρα, χω­ρίς όμως να δημιουργούνται δυσμενείς συνθήκες θερμοκρασίας. Σχετική υγρασία: Ευνο'ίκό χαρακτηριστικό για τη διατήρηση μιας καλής υγρομετρικής κατάστασης μέσα στο θερμοκήπιο είναι αφ' ε­νός μεν η αποφυγή μιας πολύ υψηλής σχετικής υγρασίας και ιδιαίτε­ρα της συμπύκνωσης επάνω στα φυτά και στην οροφή υπό μορφήσταγόνων, αφ' ετέρου δε η αποφυγή πολύ χαμηλής σχετικής υγρα­σίας. Ο μεγάλος όγκος (ανά μονάδα επιφάνειας εδάφους α) ενόςθερμοκηπίου, αποτρέπει απότομες μεταβολές της σχετικής υγρασίας στο χώρο του θερμοκηπίου. Επίσης η χρησιμοποίηση υλικών κά­λυψης με υδρόφιλη επιφάνεια, μικρής θερμοπερατότητας και με τοκατάλληλο σύστημα θέρμανσης, εξαερισμού και δροσισμού εξασφα­λίζουν τη δυνατότητα ρύθμισή της.

Στοιχεία που αφορούν τις δυνατότητες του θερμοκηπίου: Επιλογή θερμοκηπίου Στοιχεία που αφορούν τις δυνατότητες του θερμοκηπίου: Σχετικά με τις καλλιεργητικές φροντίδες όπως: Χειρωνακτικές εργασίες Μηχανοποιημένες εργασίες Ασφάλεια και αποτελεσματικότητα της εργασίας.

Στοιχεία που αφορούν τις δυνατότητες του θερμοκηπίου: Επιλογή θερμοκηπίου Στοιχεία που αφορούν τις δυνατότητες του θερμοκηπίου: Σχετικά με την ίδια την κατασκευή: Τα τεχνικά χαρακτηριστικά κατασκευής (υλικά, διαστάσεις κατασκευαστικής μονάδας, δυνατότητες αποτελεσματικού εξαερισμού, προσανατολισμός) Απαιτούμενος εξοπλισμός για τη λειτουργία του Διάρκεια ωφέλιμης χρήσης Κόστος κατασκευής Απαιτούμενη συντήρηση Υγιεινή Υγιεινή: Το θερμοκήπιο θα πρέπει να δημιουργεί ευνο-ίκό περιβάλ­λον για την ανάmυξη των φυτών και δυσμενές, όσο είναι δυνατόν, για την εξάπλωση ανεπιθύμητων εχθρών και παθογόνων (π,χ. ομοιο: μορφία περιβάλλοντος μέσα στο χώρο, δυνατότητα προστασίας από την είσοδο εντόμων, κλπ,). Στοιχεία ευνοϊκά της εκμηχάνισης είναι αυτά που αναφέρονται στο: ελεύθερο ύψος του θερμοκηπίου το πλάτος της βασικής κατασκευαστικής μονάδας μήκος και πλάτος του θερμοκηπίου Εκμηχάνιση γίνεται χωρίς σημαντικά προβλήματα όταν υπάρχει ε­λεύθερο ύψος μεγαλύτερο των 2,6 m και ελεύθερο πλάτος βασικήςκατασκευαστικής μονάδος μεγαλύτερο των 5 m. Η διευκόλυνση της εργασίας αυξάνει όσο αυξάνει και το ελεύθε­ρο πλάτος της βασικής κατασκευαστικής μονάδας. Με τα συνήθη μη­χανήματα πλάτος 5 m είναι αρκετό. Μερικές φορές πλάτος άνω των6 m αυξάνει το κόστος του θερμοκηπίου τόσο, ώστε να μειώνει το εν­διαφέρον της παραπέρα διευκόλυνσης των μηχανικών εργασιών Στοιχεία ευνοί'κά για την ανθρώπινη εργασία και την αύξηση της α­ ποτελεσματικότητάς της είναι: ο περιορισμός των μεγάλου μήκους γραμμών καλλιέργειας το ευνο'ίκό πλάτος της ζώνης εργασίας, Το ευνο'ίκό πλάτος διαφέρει με την καλλιέργεια. το ευνο'ίκό πλάτος των λεκανών καλλιέργειας το ύψος και το πλάτος των τραπεζιών που τοποθετούνται τα γλαστρικά φυτά (βλέπε αντίστοιχα κεφάλαια). Όλα αυτά επηρεάζονται από το μέγεθος και τον προσανατολισμό του θερμοκηπίου,

Κατάταξη θερμοκηπίων Γενικά, τα διάφορα θερμοκήπια μπορεί να τα διακρίνει κάποιος ανάλογα με το σχήμα και τις διαστάσεις της βασικής τους κατασκευαστικής μονάδας, τα χρησιμοποιούμενα υλικά σκελετού και κάλυψης, καθώς και το σύστημα εξαερισμού που διαθέτουν

Κατάταξη ανάλογα με τη γεωμετρία της κατασκ. μοναδας Τα θερμοκήπια κατασκευάζονται σε διάφορα σχήματα. Δυο όμως είναι τα βασικά σχήματα από τα οποία με μικρές παραλλαγές προκύπτουν σχεδόν όλα τα άλλα: το τοξωτό και το αμφικλινές

Κατάταξη ανάλογα με τη γεωμετρία της κατασκ. μοναδας α) Ημισφαιρικό β) Τοξωτό γ) Αμφικλινές δ) Τροποποιημένο αμφικλινές ε) Ετεροκλινές στ) Τροποποιημένο τοξωτό ζ) Γοτθικό

Τοξωτό θερμοκήπιο

Έχουν ελαφρύτερο σκελετό και επομένως είναι φθηνότερα Τοξωτό θερμοκήπιο Πλεονεκτήματα: Για την κατασκευή τους χρησιμοποιούνται επαναλαμβανόμενα ομοιόμορφα τόξα και γι' αυτό είναι εύκολα στην κατασκευή. Έχουν ελαφρύτερο σκελετό και επομένως είναι φθηνότερα

Τοξωτό θερμοκήπιο Μειονεκτήματα: Δεν προσφέρουν ευκολίες στην κατασκευή του παθητικού εξαερισμού οροφής (δημιουργούνται προβλήματα στεγανότητας). Στις δυο άκρες του τόξου δημιουργούνται δυσκολίες στην εργασία του ανθρώπου, λόγω χαμηλού ύψους. Δεν είναι εύκολη η κατασκευή υαλόφρακτων θερμοκηπίων αυτού του σχήματος.

Αμφικλινές θερμοκήπιο

Αμφικλινή θερμοκήπια Πλεονεκτήματα Τα διάφορα στοιχεία του σκελετού τους είναι σχετικά ομοιόμορφα και γι' αυτό τυποποιούνται εύκολα Είναι ευρύχωρα Προσφέρουν δυνατότητες για τη κατασκευή καλού παθητικού εξαερισμού οροφής και πλευρικού Η επιφάνειά τους αποτελείται από επίπεδα και γι' αυτό προσφέρουν τη δυνατότητα χρησιμοποίησης των υαλοπινάκων στην κάλυψη του θερμοκηπίου

Αμφικλινή θερμοκήπια Θερμοκήπια χαμηλά (η χαμηλή πλευρά έχει ύψος 1,8-2,60 m). Τα θερμοκήπια αυτού του ύψους, λόγω του μικρού τους όγκου έχουν σχετικά μικρότερες απώλειες ενέργειας. Μειονεκτούν όμως στα ακόλουθα σημεία Όταν δεν έχουν δυναμικό εξαερισμό, οι θερμοκρασίες στο εσωτερικό τους μεταβάλλονται απότομα από τη μεταβολή ημέρας ­ νύχτας, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται δυσμενείς συνθήκες σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας. Δυσκολεύονται μερικές καλλιεργητικές εργασίες λόγω του χαμηλού ύψους.

Αμφικλινή θερμοκήπια Θερμοκήπια υψηλά Πλεονεκτήματα (η χαμηλή πλευρά τους έχει ύψος 2,60 m και άνω) Πλεονεκτήματα Παρέχουν καλό παθητικό εξαερισμό Ικανοποιούν τις ανάγκες των περισσότερων καλλιεργειών από πλευράς χώρου Είναι φωτεινότερα

Ο τύπος αυτός χαρακτηρίζεται διεθνώς με το όνομα Wide Span. Αμφικλινή θερμοκήπια Υψηλής οροφής Στα υψηλής οροφής αμφικλινή θερμοκήπια η οροφή της κατασκευαστικής μονάδας δημιουργείται από δυο κεκλιμένες επιφάνειες, αποκτούν έτσι χώρο μεγάλου όγκου. Ο τύπος αυτός χαρακτηρίζεται διεθνώς με το όνομα Wide Span. Τα υψηλής οροφής θερμοκήπια, λόγω του μεγαλύτερου όγκου του θερμοκηπίου ανά μονάδα επιφάνειας εδάφους, παρουσιάζουν λιγότερο απότομες αλλαγές της θερμοκρασίας και σχετικής υγρασίας

Αμφικλινές θερμοκήπιο (wide span)

Έχουν μειωμένες απώλειες θερμότητας λόγω μικρότερου όγκου Αμφικλινή θερμοκήπια Χαμηλής οροφής Έχουν μειωμένες απώλειες θερμότητας λόγω μικρότερου όγκου Είναι φθηνότερα Η παθητική κίνηση όμως του αέρα μέσα σ' αυτά δυσχεραίνεται περισσότερο τις ημέρες με άπνοια, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για μεγάλης έκτασης θερμοκήπια και εντός αυτών καλλιεργούνται μεγάλου ύψους φυτά

Ετεροκλινές θερμοκήπιο

Τροποποιημένο τοξωτό

Τροποποιημένο τοξωτό

Τροποποιημένο τοξωτό

Παραλ-Ισπανία

Διάκριση των θερμοκηπίων ανάλογα με το υλικό σκελετού

Διάκριση των θερμοκηπίων ανάλογα με το υλικό σκελετού Ξύλινα Από Χάλυβα Από Αλουμίνιο

Διάκριση των θερμοκηπίων ανάλογα με το υλικό κάλυψης

Διάκριση των θερμοκηπίων ανάλογα με το υλικό κάλυψης Υαλόφρακτα θερμοκήπια Θερμοκήπια καλυμμένα με εύκαμπτο πλαστικό Θερμοκήπια καλυμμένα με σκληρό πλαστικό

Θερμοκήπια απλής η πολλαπλής γραμμής

Απλής γραμμής θερμοκήπια Επιτρέπουν μεγαλύτερη διείσδυση του φωτός στο εσωτερικό τους, διότι δέχονται περισσότερο διάχυτο φωτισμό από τις πλευρές τους. Θα πρέπει όμως, όταν τοποθετούνται πολλά θερμοκήπια σε μια περιοχή, η μεταξύ τους απόσταση να είναι μεγαλύτερη από τα 2/3 του ύψους τους Έχουν αποτελεσματικό φυσικό εξαερισμό από τα πλευρικά παράθυρα, επειδή το πλάτος τους είναι περιορισμένο Είναι κάπως ασφαλέστερα στις χιονόπληκτες περιοχές, επειδή το χιόνι απομακρύνεται γρηγορότερα από την οροφή τους (εκτός από το αμφικλινές χαμηλής οροφής)

Πολλαπλής γραμμής θερμοκήπια Έχουν μεγάλο συνεχόμενο εσωτερικό χώρο, χρήσιμο στην εκμηχάνιση Παρουσιάζουν οικονομία στη θέρμανση, διότι έχουν μικρότερη επιφάνεια καλύμματος ανά μονάδα επιφανείας εδάφους Όταν καλύπτουν μεγάλη συνεχόμενη έκταση δεν έχουν καλό παθητικό εξαερισμό, γι' αυτό σε θερμές περιοχές, όταν προορίζονται για καλλιέργεια κηπευτικών και κομμένου λουλουδιού, θα πρέπει να αποφεύγονται πολλαπλά θερμοκήπια πολύ μεγάλης έκτασης. Τα θερμοκήπια αυτά είναι πολύ καλά για γλαστρικά φυτά, εσωτερικού χώρου. Στην οροφή τους συγκρατείται μεγάλη ποσότητα χιονιού, γι‘ αυτό σε περιοχές με χιονοπτώσεις, ιδιαίτερα σ' αυτά τα θερμοκήπια, θα πρέπει να λαμβάνονται όλα τα μέτρα ασφαλείας (θέρμανση και στην οροφή κλπ).