«Солнечные теплицы» (стр. 6 из 7)

Снег является естественной теплоизоляцией; 30 см снега соответствует слою минеральной ваты толщиной 5 см. Весной снег оттаивает сначала с южной стороны, и поэтому возрастает площадь поверхности, через которую солнечный свет проникает в теплицу (если оттаивает изморозь на стекле).

Бывший директор Научно-исследовательского института метеорологии профессор Росси разработал интересный вариант строительства теплицы в Лапландии. В этом решении оптимально использованы климатические условия Лапландии как в отношении накопления солнечной энергии (на отопление), так и с точки зрения защиты теплицы от ветра и теплопотерь.

Южная половина небосвода

Хороший метод определения периода инсоляции теплицы заключается в следующем: необходимо представить, что вы стоите в этой теплице и смотрите по часовой стрелке с востока на запад и от горизонта вверх. Тем самым вы как будто находитесь в центре небосвода и теплицы, и впереди открывается вид на южную половину неба. Начиная с осени и вплоть до весны солнце восходит и заходит по такой полукуполообразной зоне. В любой день указанного периода оно перемещается вдоль поверхности этой зоны и его видно (в безоблачную погоду) с утра до вечера. В условиях Финляндии солнце никогда не светит прямо сверху вниз, как это наблюдается в южных странах недалеко от экватора (±23,5 ° северной и южной широты). Однако вследствие рассеяния солнечного излучения, например в облачный день, свет приходит в помещение теплицы со всех сторон, даже непосредственно сверху (рис. 43). Необходимо, чтобы растения ежедневно в течение как можно более длительного времени подвергались солнечному освещению, поскольку реакция фотосинтеза не происходит, если освещенность будет слишком низкой. Большинству растений требуется минимальная освещенность солнечным светом от 2000 до 3000 лк с тем, чтобы обеспечивались удовлетворительные условия их роста.

Рис. 42. Вид на южную половину небосвода из теплицы при отсутствии преград.

Рис. 43. Вид из теплицы на южную половину небосвода.

Даже в том случае, когда часть стен и потолка создают преграду, открывается 50% южной половины небосвода.

В середине зимы такие значения освещенности достигаются на открытом воздухе только в полдень примерно в течение 1 ч, а зачастую из-за толстого слоя облаков даже это исключается. Только в феврале (октябре) достигаются желаемые усредненные уровни освещенности в течение достаточно длительного времени (примерно с 9 до 15 ч).

Для выращивания растений освещенность является более важным фактором, чем температура, поэтому путем соответствующего размещения и придания формы такой теплице необходимо гарантировать, чтобы сама теплица и особенно растения получили достаточное количество световой энергии. Солнечные лучи должны проникать сквозь 1—2 слоя стеклянного или полиэтиленового покрытия, поэтому интенсивность солнечного света, попадающего в помещение теплицы, уменьшается примерно на 30%. В окружающей среде также нередко имеются здания и растения, которые создают тень и тем самым уменьшают полезную освещенность, создаваемую солнечным светом.

Существуют две причины, по которым теплицы не рекомендуется возводить полностью из прозрачных материалов: во-первых, в солнечные дни в такой теплице может накопиться слишком много лучистой энергии, в результате чего температура поднимается там до недопустимого уровня; во-вторых, светопропускающие материалы отличаются плохими теплоизоляционными свойствами, в связи с чем могут возникнуть большие теплопотери.

Для получения удовлетворительного конечного результата необходимо оптимизировать ряд факторов, например ориентацию теплицы, размер застекленной площади оболочки теплицы, ее форму и тепло-аккумулирующую способность, а также свести к минимуму затененность теплицы окружающей средой в холодное время года.

Этот процесс весьма сложен и требует помощи ЭВМ. На основе проведения автоматической обработки информации «atk» и учета практического опыта можно сформулировать «правило большого пальца» (т. е. лучшее решение), согласно которому площадь свето-пропускающего покрытия теплицы должна быть такой, чтобы открывалась половина небосвода.

Если теплица используется в основном как бытовое помещение, то площадь светопропускающего покрытия можно несколько уменьшить. В этом случае важно достигнуть благоприятной температуры, т. е. уменьшения теплопотерь, так как теплицу стремятся использовать осенью и весной вечерами, когда солнце уже за горизонтом. В этом случае небольшие участки для выращивания растений можно организовать в хорошо освещеннных местах.

Микроклимат теплицы

Если теплица не отвечает своему назначению, т. е. непригодна для выращивания растений и не может служить в качестве комнаты для отдыха, то причиной этого может быть неудовлетворительный микроклимат в ней. Автор исходит в данном случае из того, что теплица была соответствующим образом запроектирована и построена. Однако даже при высоком уровне мастерства строителей теплицы в ней не будут достигнуты идеальные усдовия для пребывания человека или выращивания растений, если теплица имеет неправильную ориентацию по сторонам горизонта или расположена в тени, если в ней не обеспечена герметичность конструкций (ветер может продувать ее насквозь и из нее будет уходить тепло) или не предусмотрена достаточная вентиляция и искусственное затенение (при высокой температуре).

Характер микроклимата теплицы

Если закрыть помещение теплицы пленкой или стеклом, то это может оказать следующее влияние на ее микроклимат:

внутренняя температура, как правило, будет выше, чем наружная (при инсоляции даже слишком высокая);
температура грунта поднимается в достаточной мере, часто даже до слишком высоких значений, при которых прекращается прорастание семян некоторых растений. Грунт в теплице не промерзает;
количество освещения, поступающего в теплицу, почти наполовину меньше, чем под открытым небом;
количество солнечного света, проникающего в теплицу, зависит от вида материала покрытия;
какое-то количество освещения в некоторых областях оптического спектра Солнца не проходит сквозь материал покрытия;
влияние ветра устраняется почти полностью, что существенно повышает комфорт для человека и только частично — для растений;
воздухообмен уменьшается, растениям может не хватать углекислого газа (СО₂);
могут появиться различные запахи;
теплица предохраняет от естественных дождей, и получение влаги растениями полностью зависит от человека, который ухаживает за ними;
затрудняется доступ полезных насекомых к растениям, поскольку они могут проникать в теплицу только через двери, вентиляционные люки или форточки;
проникание насекомых-вредителей в теплицу также затруднено, если же они все-таки попадают в помещение, то начинают размножаться в благоприятных условиях теплицы, что на некоторых людей производит весьма удручающее впечатление;
в теплице влажность выше, чем это необходимо для растений, поскольку при длительной влажности наблюдаются образование плесени и рост грибов;
в не отапливаемой теплице избыточная влажность, как правило, не создает дополнительных затруднений для людей;
при инсоляции, как правило, в теплице создаются благоприятные условия для пребывания людей;
благодаря наличию растений воздух в теплице содержит больше кислорода, чем в квартире.

Большая часть перечисленных явлений взаимосвязаны между собой: например, снижение высоты солнца после полудня приводит к уменьшению количества солнечного освещения и тем самым обусловливает понижение температуры, а также повышение влажности и уменьшение воздухообмена.

Человек, ухаживающий за теплицей, может лишь частично регулировать ее сложный и динамично изменяющийся микроклимат. Он должен научиться обнаруживать эти изменения и прогнозировать их, однако это не означает, что он должен все свое время находиться там. Существуют простые автоматические устройства, с помощью которых можно регулировать микроклимат в теплице.

Вентиляция

Для регулирования микроклимата теплицы или оранжереи, прежде всего, необходима организация систем вентиляции.

Традиционные вентиляционные окна имеют некоторые недостатки. Для достижения необходимого воздухообмена в теплице должна быть предусмотрена возможность открывать почти половину площади ее крыши, или 1/4—1/3 часть всей застекленной поверхности.

Необходимо иметь как стационарные, так и перемещающиеся окна. Каждое вентиляционное окно должно быть оборудовано петлями и крючком, а также уплотнительными шнурами, которые, однако, быстро изнашиваются в условиях непрерывной эксплуатации вентиляционных окон. Для уменьшения времени эксплуатации открывающихся частей окон их можно присоединить к механическим устройствам с электродвигателями. Однако такие устройства отличаются высокой стоимостью и быстро выходят из строя.

Уменьшения потребности в вентиляции можно добиться путем накопления избыточной теплоты в теплоаккумулирующей массе, использования устройств для затенения и создания душевых и тумановоспроизводящих устройств.