راهنمای جامع انتخاب سازه گلخانه در ایران
سرفصل مطالب
قبل از انتخاب نوع سازه گلخانه ابتدا باید مطالعات لازم برای مکانیابی سیستم گلخانه ای به درستی انجام شده باشد و براساس ضوابط عمومی مکانیابی محدوده مورد نظر دارای حداقل شرایط مناسب ساخت سازه گلخانه باشد. سپس باید سیستم گلخانه ای و نوع سازه با توجه به اهداف تولید، شرایط منطقه و امکانات سرمایه گذاری انتخاب گردد. در این بخش ابتدا، ضوابط کلی انتخاب سیستم گلخانه ای عنوان و براساس آن تیپهای گلخانه ای متناسب معرفی می گردد.
معماری سازه گلخانه به چند عامل اصلی بستگی دارد که عبارتند از:
- نوع محصول
- شرایط اقلیمی منطقه
- میزان سرمایه گذاری ممکن
طبقه بندی محصولات گلخانه ای برای انتخاب سازه
اگرچه اصولا هر محصولی را در هر گلخانه ای می توان تولید کرد، اما محدودیت هایی در این امر به وجود خواهند آمد که بهتر است قبل از انتخاب فرم سازه به آنها دقت شود. از جمله این مشکلات تفاوت بارهای وارده بر گلخانه به دلیل نوع محصول است. به طور مثال یک گلخانه تولید سبزی های داربستی به مراتب بار بیشتری از یک گلخانه تولید گل های شاخه بریده یا باغچه ای تحمل خواهد کرد. همچنین گلخانه ای که حجم قابل توجهی از آن از کف تا سقف توسط محصولات سبزی داربستی اشغال می گردد، نیاز به تهویه بیشتری نسبت به یک گلخانه تولید محصولات باغچه ای دارد.
با نگاهی به تنوع محصولات گلخانه ای، تهیه یک فرمول ثابت و دقیق به منظور انتخاب نوع سازه و تجهیزات گلخانه ای مورد نیاز، مستلزم بررسی وسیع تری است و عملا هنگامی که تنوع آب و هوایی ایران نیز در این فرمول وارد گردد، پیچیدگی قضیه بسیار بیشتر خواهد شد. در این ارتباط باید بر این نکته تاکید نمود که در پروژه های تجاری بزرگ تهیه اطلاعات و بررسی و مطالعه همه جانبه و طراحی دقیق سازه و تجهیزات، کاملا الزامی است.
محصولات گلخانه ای از لحاظ نیازهای اکوسیستمی بویژه موضوع کنترل عوامل نور، CO2، رطوبت و دما به گروه های زیر قابل تقسیم هستند:
گروه A: سبزی ها
سبزیهای گلخانه ای (در ایران بیشتر خیار، گوجه فرنگی و فلفل دلمه ای) که نیازمند گلخانه های گرم با نور نسبتا زیاد و رطوبت ۷۰ تا ۸۰ درصدی هستند. این گروه از محصولات عموما نیازمند گلخانه های وسیع، دارای استقامت زیاد (به دلیل تحمیل بار محصول به سازه)، مجهز به توری ضد حشرات، سیستم رطوبت ساز، سیستم گرمایش کارآمد و گاه نوردهی مصنوعی (در ایران رایج نیست) هستند. در صورت استفاده از گلخانه شیشه ای بازدهی این گروه از محصولات بالا خواهد بود.
گروه B: موز
موز نیازمند محیط گرم با نور زیاد و رطوبت گلخانه متوسط می باشد. این محصول به گلخانه های مرتفع (بالاتر از ۶ متر) با پوشش مناسب، سیستم گرمایش مناسب، رطوبت ساز و سیستم تزریق CO2 می باشد. اگرچه ترجیحا این محصول در مناطق حاره و مرطوب بیشتر رواج دارد.
گروه C: گیاهان زینتی
گیاهان زینتی به دلیل تنوع بسیار بالا و نیازهای محیطی بسیار متفاوت، خود به گروه های متعددی قابل تقسیم هستند. در ادامه گروههای اصلی این محصولات شرح داده شده اند.
زیر گروه C1: گلهای شاخه بریده
گلهای شاخه بریده که خود به دو گروه سرمادوست و گرمادوست (معتدله) قابل تقسیم هستند. گلهای شاخه بریده معتدله یا سرمادوست مثل رز، شب بو، میخک، لیلیوم، مارگریت، آلسترومریا نیازمند گلخانه هایی با تهویه عالی، نور نسبتا بالا، سیستم سرمایش کارآمد (خصوصا در انواع دائمی مثل رز و آلسترو مریا)، سیستم تزریق CO2 و سایه انداز هستند.
گلهای شاخه بریده گرما دوست مثل ارکیده، مریم، استرلتیزیا، ژربرا، گلایل، آنتوریوم، شیپوری که نیازمند گلخانه های دارای سیستم گرمایش کارآمد، سیستم رطوبت ساز، سیستم تزریق CO2 و سایه انداز هستند. این محصولات نور کمتری نیاز داشته و گلخانه هایی که برای تولید آنها در مناطق سردتر احداث می گردد باید مجهز به سیستم پرده های حرارتی با پوشش دو جداره (ترجیحا دو جداره) باشد. اگر چه تولید این محصولات در مناطق خیلی سرد منطقی نیست.
زیر گروه C2: گیاهان آپارتمانی گلدار
به لحاظ نیازهای محیطی به دو گروه تقسیم می شوند. در گروه اول گیاهان آپارتمانی گلدار، نیازمند گلخانه معتدل و پر نور هستند و شامل گیاهانی مثل سنتر، سیکلمن، پامچال، آزالیا، بگونیا و کالانکوئه می باشند.
گروه دوم گیاهان آپارتمانی گلدار شامل گیاهان برگی گرما دوست بوده و شامل گیاهانی مانند دیفن باخیا، کلادیوم، اسپاتی فیلوم، آگلونما، کروتن، فیکوس، بنجامین و مارانتا که نیازمند نور کمتر و رطوبت نسبی بالاتر هستند می باشند.
گلخانه های این محصولات باید دارای ارتفاع متوسط، تهویه متوسط، سیستم گرمایش کارآمد و رطوبت سازهای مناسب باشند. اصولا این محصولات در مناطق سرد یا خشک کمتر تولید می شوند و تولید آنها در مناطق نیمه حاره و مرطوب مثل مناطق شمالی ایران توجیه بیشتری دارد.
شاخه دیگری از همین محصولات با نیاز محیطی سردتر (معتدل) شامل انواع فیکوس، آزالیا، شفلرا، فنیکس، سانسوریا، پاندانوس، لیندا و… هستند که این گروه نیازمند گلخانه هایی با ارتفاع متوسط تا بلند، سیستم رطوبت ساز، سیستم تهویه مناسب و قوی و نور متوسط هستند.
زیر گروه C3: گیاهان زینتی فضای سبز
گیاهان زینتی فضای سبز شامل دو شاخه زیر می گردند:
1- درختان و درختچه های زینتی و بوته های دایمی
۲. گیاهان نشایی
گیاهان زینتی به گلخانه هایی باهدف سازگاری نیاز دارند. این گلخانه ها باید دارای ارتفاع متوسط تا مرتفع، سیستم رطوبت ساز مقطعی، سیستم گرمایش مناسب، سیستم تهویه عالی و نور کامل باشند.
گیاهان نشایی شامل انواع گلهای فصلی حساس به سرما مثل اطلسی، الیوم، آهار، کوکب، جعفری، ناز، پریوش و سلوی که بذرهای آنها در اواخر زمستان در خزانه گلخانه ای کشت شده و در بهار به خزانه منتقل می شوند. این گیاهان نیازمند گلخانه هایی مجهز به سیستم گرمایش کارآمد، سیستم رطوبت ساز مناسب، نوردهی مصنوعی (در گلخانه های تولید گیاهچه)، گلخانه های بلند و وسیع ( اصولا گیاهچه ها به حجم هوای بیشتری در گلخانه نیاز دارند)، میزهای کشت مناسب ( ترجیحا متحرک)، تهویه گلخانه خوب و سیستم تزریق CO2 هستند.
گلخانه های تکثیر قلمه و ریشه دار کردن نیز به دو زیرشاخه معتدله و زیرشاخه گرم و مرطوب تقسیم می شوند. گلخانه های معتدله برای تهیه و ریشه دار کردن قلمه های خشبی و نیمه خشبی بدون برگ (معمولا گیاهان خزان دار) و گلخانه های گرم و مرطوب جهت تکثیر گیاهان گرمسیری و برگدار (معمولا آپارتمانی) استفاده می شوند.
شرایط اقلیمی منطقه
اغلب محصولاتی که در گلخانه ها تولید می شوند متعلق به مناطق گرمسیر یا به تعبیر دیگر جزء گونه های گرمسیری هستند. این محصولات متوسط ماهیانه دمای ۱۷ تا ۲۷ درجه سانتیگراد را می پسندند. در واقع این محصولات دامنه دمایی زیر را بیشتر ترجیح می دهند
- میانگین حداقل دمای ماهیانه ۱۲ درجه سانتی گراد
- میانگین حداکثر دمای ماهیانه ۳۲ درجه سانتی گراد
این گونه محصولات به دمای صفر درجه و پایین تر حساس بوده و در اثر یخبندان نابود می شوند. یعنی اگر برای مدت زمان طولانی دمای محیط به صفر درجه سانتی گراد تنزل یابد، محصول نابود خواهد شد. به طور کلی برای کاهش ریسک سرما توصیه می شود که میانگین حداقل دمای منطقه مورد نظر بالاتر از ۷ درجه سانتی گراد باشد.
همچنین اگر چه دمای کمتر از ۱۰ تا ۱۲ درجه سانتی گراد برای روزهای متوالی خسارت قابل مشاهده ای به محصول وارد نمی کند اما بسته به نوع محصول موجب کاهش کمیت و کیفیت محصول خواهد شد. به همین ترتیب اگر دما به بالاتر از ۳۰ تا ۳۵ درجه سانتی گراد افزایش یابد موجب کاهش کمی و کیفی محصول خواهد گردید.
اکثر محصولات گلخانه ای برای انجام اعمال فیزیولوژیک خود نیازمند اختلاف دمای شب و روز در حدود ۵ تا ۷ درجه سانتی گراد هستند به عبارت دیگر متوسط اختلاف دمای روز و شب باید بین ۵ تا ۷ درجه سانتی گراد بوده و حتی الامکان بیش از ۱۵ درجه نباشد.
از سوی دیگر تطابق فتوپریودیک محصولات نیز باید در نظر گرفته شود و در صورت لزوم بطور مصنوعی تنظیم گردد. اکثر این محصولات به آستانه حداقل ۶ ساعت روز نیاز داشته و در طول سه ماه از اواسط مهر تا اواسط دی ماه به یک محدوده تابش ۵۰۰ تا ۵۵۰ ساعته نیاز دارند، که رقمی معادل ۲۰۰ کالری بر سانتی متر مربع در روز می باشد.
دامنه رطوبت گلخانه نسبی مورد نیاز این محصولات ۷۰ تا ۹۰ درصد می باشد و بطور کلی اگر دسترسی به آمار و اطلاعات سایر عوامل اقلیمی امکان پذیر نباشد میتوان دمای خاک را به عنوان یک فاکتور مشخص مورد استفاده قرار داد. معمولا آستانه دمای مورد نیاز خاک را ( در عمق ۱۵ سانتی متری ) ۱۵ درجه سانتی گراد در نظر می گیرند.
به منظور رعایت ضوابط اقلیمی در انتخاب سیستم گلخانه ای، لازم است تحلیلی از شرایط اقلیمی با استفاده از اطلاعات موجود و قابل دسترس از نشریات و مستندات سازمان هواشناسی صورت گیرد. یکی از معتبرترین روشها برای تحلیل اقلیمی، روش معرفی شده توسط FAO (سازمان خواروبار جهانی) است. در این روش با استفاده از الگوی ترسیمی ارائه شده موقعیت هر منطقه از نظر تناسب اقلیمی برای احداث سیستم گلخانه ای مشخص شده و تاسیسات و تجهیزات مدیریت سیستم گلخانه ای تا حدود زیادی معرفی می شود. نمودار زیر این الگوی ترسیمی را بر مبنای میانگین دمای ماهانه و متوسط ماهیانه تابش خورشید نشان می دهد:
مشخصه های خاص اقلیمی نواحی B ، A و C
ناحیه A: مناطقی که منحنی ترسیمی آنها عمدتا در ناحیه A قرار می گیرند (بیشترین ماههای سال در این ناحیه هستند) و به پنج زیرگروه تفکیک می گردند:
- A1: منحنی در ناحیه A واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۱۷ و کمتر از ۱۷ متر بر ثانیه است
- A2: منحنی در ناحیه A واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲۰-۱۸ متر بر ثانیه است
- A3: منحنی در ناحیه A واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲۵- ۲۱ متر بر ثانیه است
- A4: منحنی در ناحیه A واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲8- ۲5 متر بر ثانیه است
- A5: منحنی در ناحیه A واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه 3۵- ۲8 متر بر ثانیه است
ناحیه B: مناطقی که منحنی ترسیمی آنها عمدتا در ناحیه B و C قرار می گیرند (بیشترین ماههای سال در این ناحیه هستند) و به پنج زیرگروه تفکیک می گردند:
- B1: منحنی در ناحیه B و C واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۱۷ و کمتر از ۱۷ متر بر ثانیه است
- B2: منحنی در ناحیه B و C واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲۰-۱۸ متر بر ثانیه است
- B3: منحنی در ناحیه B و C واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲۵- ۲۱ متر بر ثانیه است
- B4: منحنی در ناحیه B و C واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲8- ۲5 متر بر ثانیه است
- B5: منحنی در ناحیه B و C واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه 3۵- ۲8 متر بر ثانیه است
ناحیه C: مناطقی که منحنی ترسیمی آنها عمدتا در ناحیه C و پس از آن قرار می گیرند:
- A1: منحنی در ناحیه ناحیه C و پس از آن واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۱۷ و کمتر از ۱۷ متر بر ثانیه است
- A2: منحنی در ناحیه C و پس از آن واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲۰-۱۸ متر بر ثانیه است
- A3: منحنی در ناحیه ناحیه C و پس از آن واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲۵- ۲۱ متر بر ثانیه است
- A4: منحنی در ناحیه ناحیه C و پس از آن واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه ۲8- ۲5 متر بر ثانیه است
- A5: منحنی در ناحیه ناحیه C و پس از آن واقع است، و سرعت بادهای شدید منطقه 3۵- ۲8 متر بر ثانیه است
انواع تیپهای سازه گلخانه
با توجه به سطح تکنولوژی، تجارب موجود کشور و با توجه به تنوع فعالیت و ضوابط اقلیمی پنج تیپ گلخانه معرفی می شود. بهره برداران می توانند، براساس نیاز و شرایط، هریک از تیپ های معرفی شده را انتخاب کنند. طبیعتا، با توجه به شرایط خاص در منطقه و امکانات مالی و سرمایه گذاری، طراحی تیپ ها امکان پذیر خواهد بود.
تیپ 1
- مشخصات سازه: سازه تونلی با اسکلت فولادی پورتابل – لوله های فولادی سقفی و رول آپ کناری
- مشخصات پنجره ها: رول آپ یا یک طرفه سقفی و رول آپ کناری
- دارای پرده محافظ گرما
- دارای سیستم سایه بان
شکل زیر نقشه سازه گلخانه تیپ 1 را نشان می دهد:
تعاریف
- A: ارتفاع از کف تا نقطه عطف قوس سقف که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۵۸۰، ۵۳۰، ۴۸۰ و ۳۳۰ سانتی متر داشته باشد
- B: ارتفاع تا زیر ناودان که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۴۵۰، ۴۰۰، ۳۰۰ و ۲۸۰ سانتی متر داشته باشد
- C: عرض دهنه که در کاربرهای مختلف می تواند اندازه های ۹۶۰، ۹۰۰ و ۸۰۰ سانتی متر داشته باشد
- D: فاصله ستونها که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۲۵۰، ۳۰۰ و ۳۵۰ سانتی متر داشته باشد
- E: ارتفاع پنجره جانبی ۱۸۰ سانتی متر
تیپ 2
- مشخصات سازه: سازه تونلی با سقف دندانه اره ای، اسکلت از لوله های فولادی، پورتابل، ارتفاع و تهویه مناسب جهت مناطق مرطوب
- مشخصات پنجره ها: رول آپ ایستاده (دندانه ای ) و یک طرفه با تهویه گلخانه در سقف و پنجره رول آپ در کناره ها
- دارای پرده محافظ گرما
- دارای سیستم سایه بان
شکل زیر نقشه سازه گلخانه تیپ 2 را نشان می دهد:
تعاریف
- A: ارتفاع از کف تا نقطه عطف قوس سقف که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۶۰۰، ۵۳۰ و ۴۳۰ سانتی متر داشته باشد
- B: ارتفاع تا سقف که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۴۵۰، ۴۰۰ و ۳۰۰ سانتی متر داشته باشد
- C: عرض دهنه که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۸۰۰، ۷۰۰ و ۶۰۰ سانتی متر داشته باشد
- D: فاصله ستونها که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۲۵۰ و ۳۰۰ سانتی متر داشته باشد
- E: ارتفاع دندانه های سقف (پنجره عمودی سقفی) که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۹۰، ۷۰ و ۵۰ سانتی متر داشته باشد.
تیپ 3
- مشخصات سازه: فرم آرگ، لوله های فولادی، پورتابل، دارای بادشکن های کناری، تهویه مناسب و مطلوب برای مناطق بادخیز
- مشخصات پنجره ها: رول آپ با تهویه کافی
- دارای پرده محافظ گرما
- دارای سیستم سایه بان
شکل زیر نقشه سازه گلخانه تیپ 3 را نشان می دهد:
تعاریف
- A: ارتفاع از کف تا نقطه عطف قوس سقف که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۶۰۰، ۵۳۰ و ۴۳۰ سانتی متر داشته باشد
- B: ارتفاع تا زیر ناودان که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۴۵۰، ۴۰۰ و ۳۰۰ سانتی متر داشته باشد
- C: عرض دهنه که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۸۰۰، 900 و 960 سانتی متر داشته باشد
- D: عرض بادشکن کناری که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۳۰۰ و ۲۴۰ سانتی متر داشته باشد
- E: فاصله ستونها که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۳۵۰، ۳۰۰ و ۲۵۰ سانتی متر داشته باشد
تیپ 4
- مشخصات سازه: خرپای تونلی پیش ساخته، پروفیل و لوله های فولادی، دارای بادشکن های کناری مناسب جهت مناطق برف خیز
- مشخصات پنجره ها: رول آپ ناودانی (داخل ناودان بسته می شود) با تهویه کافی در سقف و پنجره های کناری رول آپ
- دارای پرده محافظ گرما
شکل زیر نقشه سازه گلخانه تیپ 4 را نشان می دهد:
- A: ارتفاع از کف تا نقطه عطف قوس سقف که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۶۰۰، ۵۳۰ و 500 سانتی متر داشته باشد
- B: ارتفاع تا زیر ناودان که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های 3۵۰، ۴۰۰ و 430 سانتی متر داشته باشد
- C: عرض دهنه که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۸۰۰، 900 و 960 سانتی متر داشته باشد
- D: عرض بادشکن 180 سانتی متر
- E: فاصله ستونها که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۳۵۰، ۳۰۰ و ۲۵۰ سانتی متر داشته باشد
تیپ 5
- مشخصات سازه: تونلی با اسکلت فولادی (لوله های فولادی)، پورتابل، ارتفاع و تهویه مناسب جهت مناطق گرم
- مشخصات پنجره ها: پنجره های بال کبوتری با کنترل جداگانه در هر طرف در سقف و پنجره های کناری رول آپ
- دارای پرده محافظ گرما
- دارای سیستم سایه بان
شکل زیر نقشه سازه گلخانه تیپ 5 را نشان می دهد:
- A: ارتفاع از کف تا نقطه عطف قوس سقف که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۶۰۰، ۵۳۰ و 430 سانتی متر داشته باشد
- B: ارتفاع تا زیر ناودان که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های 30۰، ۴۰۰ و 430 سانتی متر داشته باشد
- C: عرض دهنه که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۸۰۰ و 900 سانتی متر داشته باشد
- D: فاصله ستونها که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۳۰۰ و ۲۵۰ سانتی متر داشته باشد
- E: ارتفاع پنجره جانبی که در کاربری های مختلف می تواند اندازه های ۱۸۰ و ۱۵۰ سانتی متر داشته باشد
چارچوب انتخاب سازه گلخانه در ایران
بنابراین با توجه به مطالب و اطلاعات بیان شده در قسمتهای قبلی با استفاده از جدول زیر می توانید نوع سازه گلخانه خود را انتخاب نمایید:
منبع: نشریه جهاد کشاورزی
