Công nghệ và vận hành nhà kính: 7.Cấu trúc nhà kính

Nhà kính được sử dụng để cung cấp môi trường tối ưu cho sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng. Nhà kính đã giải quyết được các vấn đề khi trồng cây ngoài trời như nhiệt độ tối thiểu, tối đa và trung bình, độ ẩm, bức xạ mặt trời, độ trong của bầu trời (mây), lượng mưa (mưa, mưa đá và tuyết), tốc độ gió và hướng gió trung bình.

Một số yếu tố của thiết kế nhà kính là vị trí, định hướng, lựa chọn địa điểm, hệ thống thoát nước, cấu trúc, nền móng, sàn, kính và các thiết bị thông gió cùng với các thiết bị kỹ thuật cần thiết để kiểm soát khí hậu bên trong nhà kính. Vị trí và hướng của nhà kính xác định lượng ánh sáng đi vào nó. Xác định vị trí tốt nhất để dựng nhà kính là một quyết định quan trọng.

Một vị trí nhà kính phù hợp sẽ bao gồm một vị trí mà mặt trời chiếu vào nhà kính suốt cả ngày và không có bóng đổ trên nhà kính. Nhà kính có thể được phân loại là độc lập hoặc có máng xối.

• Một nhà kính độc lập có thể có hình dạng mái vòm (hoop), kiểu gothic hoặc đầu hồi (gable roof shape) .
• Một nhà kính kết nối là một cấu trúc được thiết kế để dễ dàng thêm vào nhằm tăng không gian trồng trọt và duy trì sản xuất cây trồng dưới một mái nhà. Cấu trúc này được coi là một nhà kính mô-đun, bởi vì nó bao gồm các khoang riêng lẻ, có thể được gắn vào và mở rộng vô tận.

Các bộ phận cấu trúc, được sử dụng cho “bộ xương” của nhà kính, phải đủ chắc chắn để ngăn chặn sự hư hỏng của cấu trúc trong điều kiện thời tiết bất lợi nhưng được giữ ở kích thước tối thiểu để giảm lượng bóng râm và cung cấp khả năng truyền ánh sáng tối đa.

Khung của cấu trúc được làm bằng nhôm, thép mạ kẽm, ống nhựa PVC hoặc các loại gỗ như gỗ đỏ, gỗ tuyết tùng hoặc cây bách. Một nhà kính có một diện tích lớn lắp kính ở các mặt và mái nhà để cây tiếp xúc với ánh sáng tự nhiên trong phần lớn thời gian trong ngày. Kính là vật liệu kính truyền thống, nhưng màng nhựa, chẳng hạn như polyetylen hoặc polyvinyl, sợi thủy tinh hoặc polycacbonat ngày càng được sử dụng nhiều hơn.

Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà kính

Lập kế hoạch cẩn thận trước khi xây dựng là bước đầu tiên cần thiết trong việc phát triển một hệ thống sản xuất nhà kính thành công, có lợi nhuận.

Khí hậu

Điều kiện khí hậu đã quyết định sự thay đổi địa lý trên toàn thế giới trong nghề làm vườn. Yếu tố hạn chế chính đối với sản xuất cây trồng trong nhà kính là cường độ ánh sáng thấp trong mùa đông. Các khu vực thường xuyên có sương mù, thời tiết khắc nghiệt hoặc bóng cây hoặc núi cao là những khu vực kém phát triển đối với cây trồng nói chung.

Nguồn nước và chất lượng

Nước là một trong những nguồn tài nguyên thường bị bỏ qua nhất khi xây dựng nhà kính. Đủ lượng nước sạch là vô cùng quan trọng đối với việc sản xuất cây trồng trong nhà kính. Nhu cầu tưới tiêu thường xuyên đòi hỏi phải lập kế hoạch và quản lý cẩn thận, để đảm bảo rằng các hoạt động có đủ nước để duy trì nguồn cung cấp đầy đủ cho sản xuất cây trồng. Mặc dù nước thường được lấy từ các giếng sâu, nhìn chung các hệ thống nước máy cũng có thể cung cấp nước có chất lượng phù hợp cho sản xuất trong nhà kính.

Địa hình

Địa hình của nhà kính ảnh hưởng đến nơi xây dựng cấu nhà kính. (Địa hình đề cập đến hình dạng của khu vực. Ví dụ: đồi núi, dốc, đá, bằng phẳng.) Bề mặt của mặt đất của nhà kính phải bằng phẳng. Đặt một cấu trúc nhà kính trên một bề mặt phẳng là hiệu quả vì nó tạo điều kiện dễ dàng điều chỉnh các điều khiển cơ học khác nhau trong nhà kính, điều này rất kinh tế. Các nhà kính nên được thoát nước tốt.

cơ sở hạ tầng

Mạng lưới giao thông thuận lợi (ví dụ như đường bộ, đường sắt), khả năng tiếp cận hệ thống thông tin liên lạc (ví dụ như điện thoại, internet) và khả năng cung cấp năng lượng (ví dụ như khí đốt, điện) đều phải được xem xét. Nhà kính cũng cần tiếp cận thuận tiện với các vật liệu để trồng cây (giá thể trồng trọt, phân bón, thuốc trừ sâu, v.v.). Các yêu cầu vận chuyển đến địa điểm nhà kính liên quan trực tiếp đến quy mô hoạt động dự kiến và vấn đề tiếp thị.

Khả năng tiếp cận thị trường

Vị trí gần thị trường là rất quan trọng đối với những người trồng bán lẻ, những người phụ thuộc vào khách hàng đến tận nhà kính. Nên tìm hiểu tiềm năng thị trường trước khi xây dựng. Nên tìm kiếm đối thủ cạnh tranh và tiến hành khảo sát (nếu có thể) về nhu cầu thị trường nhà kính của khu vực địa phương.

Góc tới

Độ cao của mái nhà có nghĩa là độ nghiêng hoặc góc phân kỳ so với phương ngang. Kính của mái nhà không chỉ cho phép các tia sáng và nhiệt đi qua nó, mà nó còn hoạt động ở một mức độ nào đó như một tấm gương, do đó phản xạ một phần các tia. Lượng bị mất do phản xạ tỷ lệ thuận với góc tới. Do đó, nếu các tia nắng mặt trời chiếu vào mái nhà theo góc vuông, thì rất ít hoặc không có tia nào bị mất đi do phản xạ; nhưng khi chúng rơi ở một góc nhỏ hơn, lượng phản xạ tăng lên khi góc tới tăng lên. Lượng năng lượng mặt trời bị mất do phản xạ khi các tia chiếu vào mái nhà ở các góc độ khác nhau.

Các loại nhà kính

Các kiểu nhà kính có thể thay đổi từ các cấu trúc độc lập nhỏ đến các nhà kính lớn kết nối với máng xối. Nhà kính độc lập là những cấu trúc hoàn toàn độc lập có nhiều kiểu dáng khác nhau. Các nhà kính kết nối máng xối được nối với nhau ở mái hiên bằng một máng xối chung. Các thiết kế nhà kính có thể được phân loại đơn giản là gắn liền (nghĩa là dựa vào), đứng tự do (tức là nhịp đều, nhịp không đều, Quonset, vòm) và rãnh liên kết hoặc rãnh liên kết (ví dụ: răng cưa, venlo). Có rất nhiều thiết kế và cấu trúc để lựa chọn, do đó điều quan trọng là phải làm quen với những ưu điểm và nhược điểm của từng loại. Dưới đây là tóm tắt ngắn gọn về một số phong cách có sẵn cho người trồng trọt.

Nhà kính độc lập

Một nhà kính độc lập có thể có hình dạng mái vòm, khung chữ A, kiểu gothic hoặc đầu hồi. Loại cấu trúc này là những gì người ta thường hình dung khi nhắc đến từ nhà kính. Thiết kế độc lập thường là sự lựa chọn tốt nhất cho những người trồng trọt nhỏ đang lập kế hoạch cho không gian trồng trọt dưới 1000 m2.

Ưu điểm và nhược điểm của nhà kính độc lập

Một lợi thế của một ngôi nhà riêng biệt là dễ dàng lắp đặt và duy trì nhiệt độ để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của cây trồng. Ngoài ra, nhà kính độc lập dễ thông gió hơn mà không khiến cây trồng phải chịu sự dao động nhiệt độ thất thường hoặc những luồng không khí lạnh khắc nghiệt. Ánh sáng trong nhà kính độc lập được phân bố đồng đều trên toàn bộ khu vực trồng trọt. Trong các nhà kính kết nối với máng xối, máng xối trên mái cắt giảm ánh sáng đi vào và tạo bóng râm cho cây trồng, ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng.

Nhà kính Quonset

Nhà kính Quonset, còn được gọi là nhà vòng hoặc đường hầm polyetylen, được xây dựng từ ống, PVC hoặc kim loại, uốn thành vòng và phủ bằng màng polyetylen. Nhà kính Quonset được thông gió thông qua các bức tường cuộn lên và cửa mở lớn ở cả hai đầu. Một số nhà kính được trang bị các bức tường cuối có thể mở ra thường xuyên để thông gió. Vì nhà kính loại này thường thiếu nền móng và hệ thống kiểm soát môi trường nên thời gian sử dụng của chúng cũng không được lâu dài.

Nhà kính khung chữ A

Khung chữ A, còn được gọi là cấu trúc nhịp đều, đại diện cho thiết kế nhà kính truyền thống, với đỉnh mái gồm hai mái dốc có chiều dài bằng nhau. Khung chữ A được xây dựng bằng các vì kèo có hình chữ A kéo dài (do đó có tên gọi) được hàn hoặc bắt vít lại với nhau và được gắn vào các trụ máng xối đặt ở giữa.

Nhà kính vòm Gothic

Nhà kính vòm kiểu Gothic có đường mái vòm và các bức tường tạo thành hình liên tục. Độ dốc của vòm cho phép truyền ánh sáng đồng đều cao và giảm sự ngưng tụ bên trong nhà kính. Các lựa chọn kính cho ngôi nhà vòm bao gồm polyetylen, polycarbonate và kính.

Nhà kính mái đầu hồi

Nhà kính kiểu đầu hồi có mái dốc, bằng phẳng được nối với các bức tường bên thẳng đứng. Kiểu thiết kế nhà kính này có thể sử dụng các tấm kính hoặc nhựa cứng trong suốt.

Nhà kính kết nối

Nhà kính kết nối máng xối là một cấu trúc mở được thiết kế để dễ dàng thêm vào nhằm tăng không gian trồng trọt và duy trì sản xuất cây trồng dưới một mái nhà. Cấu trúc này được coi là một nhà kính mô-đun, bởi vì nó bao gồm các khoang riêng lẻ, có thể được gắn vào và mở rộng vô tận.

Nếu những người trồng trọt đang có kế hoạch mở rộng hoạt động của họ, thì nhà kính kết nối với máng xối là sự lựa chọn kinh tế nhất. Nhà kính độc lập vẫn là một lựa chọn khả thi, nhưng các hoạt động sẽ phải liên tục mua các cấu trúc riêng biệt mới, có thể tốn kém và khó bảo trì lâu dài hơn so với cấu trúc kết nối máng xối.

Những người trồng trọt mới bắt đầu có thể bắt đầu với một khoang duy nhất của nhà kính kết nối với máng xối, sau đó dễ dàng mở rộng hoạt động của họ về sau bằng cách thêm nhiều khoang hơn. Điều này giúp họ có được một không gian trồng trọt vượt trội, dễ quản lý hơn, phù hợp với ngân sách của họ và cho phép họ phát triển khi họ thấy phù hợp.

Ưu điểm và nhược điểm của nhà kính kết nối máng xối

Các cấu trúc nhà kính kết nối với máng xối chiếm ít đất hơn và không có tường bên; do đó, cần ít vật liệu hơn để xây dựng. Bởi vì không có bức tường nơi có máng xối, nên có nhiều không gian bên trong hơn so với một số cấu trúc độc lập.

Cần ít năng lượng hơn để sưởi ấm và làm mát nhà kính vì diện tích bề mặt tường tiếp xúc bị giảm. Sẽ rẻ hơn và do đó khả thi hơn để tự động hóa không gian hợp nhất duy nhất bên trong nhà kính kết nối với máng xối so với nhiều không gian tương đương trong một số nhà kính độc lập.

Nhà kính Venlo

Hà Lan đã phát triển một cấu trúc luống và rãnh gọi là “nhà kính Venlo”. Nhà kính Venlo có lẽ là loại nhà kính nổi tiếng nhất trong số những người trồng trọt chuyên nghiệp. Thiết kế này đã được chứng minh là cấu trúc nhà kính kinh tế nhất phù hợp với mọi loại cây trồng trong hầu hết các điều kiện khí hậu. Công trình Venlo an toàn trước bão. Hệ thống thông gió được gắn trên giàn và vận hành bằng cơ khí đường ray kéo đẩy, với các lỗ thông hơi trên mái ở cả hai bên giàn. Các lỗ thông hơi trên mái nhà được vận hành riêng biệt.

Nhà kính răng cưa

Nhà kính răng cưa được xây dựng với một mái dốc có một mặt thẳng đứng, tất cả phía trên máng xối. Tùy thuộc vào nhà sản xuất, mái nhà có thể cong hoặc thẳng. Mặt thẳng đứng của mái nhà cho phép thông gió tự nhiên tốt vì lỗ thông hơi nằm ở đỉnh của ngôi nhà, cho phép không khí ấm hơn bay lên và thoát ra ngoài. Phần nâng cao của lỗ răng cưa hướng về phía khuất gió để hỗ trợ thông gió.

Hệ thống nhà kính mái mở

Nhà kính mái mở đang trở nên phổ biến hơn với những người trồng thương mại. Nhà kính mái mở cung cấp ánh sáng tự nhiên và thông gió tối đa cho cây trồng trong nhà kính. Tương tự như trong xây dựng của Venlo, mái nhà mở được xây dựng từ hai đỉnh mái trở lên trên mỗi khoang nhà kính. Mỗi phần mái nhà được gắn bản lề vào máng xối và được kết nối với hệ thống truyền động giá đỡ và bánh răng hoặc kéo đẩy.

Các động cơ do máy tính điều khiển đẩy các phần mái nhà mở ra, thực tế là biến toàn bộ mái nhà thành một lỗ thông hơi. Thiết kế nhà kính mái mở thường có thể kiểm soát đủ nhiệt độ nhà kính mà không cần quạt hút. Thông gió tự nhiên hoạt động chủ yếu trên nguyên tắc gió thổi qua lỗ thông hơi trên mái nhà sẽ tạo ra vùng áp suất thấp hút không khí ra khỏi nhà kính trong khi để không khí vào lỗ thông hơi bên.

Ưu điểm của nhà kính mái mở

Người trồng trọt nhận thấy có nhiều lợi ích đối với nhà kính mái mở, nhưng lợi ích lớn nhất là cải thiện chất lượng cây trồng và hiệu quả sản xuất do phạm vi môi trường được cải thiện mà họ cung cấp. Một nhà kính truyền thống cung cấp khả năng kiểm soát khí hậu tốt trong thời tiết khắc nghiệt, nhưng trong thời tiết nắng ấm, có thể khó duy trì nhiệt độ và độ ẩm tốt nhất trong năm nếu không có các biện pháp kiểm soát môi trường tinh vi, đắt tiền.

Hệ thống nhà kính màng có thể thu vào

Các hệ thống nhà kính bằng màng có thể thu vào hoạt động bằng cách “gấp” kính khi kính được thu vào. Kính phim nhựa được treo bằng móc trượt dọc theo dây thép không gỉ. Để vận hành các khoang một cách độc lập, cần có các động cơ riêng lẻ cho mỗi khoang (tăng chi phí lắp đặt). Khi mở, các hệ thống màng có thể thu vào cung cấp khả năng thông gió trên 95%. Chỉ có hệ thống mái cuốn mới có thể cạnh tranh với hệ thống màng có thể thu vào về tổng lượng thông gió tự nhiên. Mặc dù ban đầu được thiết kế với các thành bên chắc chắn, phần lớn các thiết kế phim có thể thu vào hiện được chế tạo với các thành bên được tháo ra hoặc cuộn lại theo mùa

Hệ thống nhà kính mái phẳng

Hệ thống nhà kính mái phẳng rất giống với hệ thống màng có thể thu vào, nhưng chúng không có giàn, giúp giảm đáng kể chi phí kết cấu, lắp đặt và vật liệu kính. Không có giàn, hệ thống mái bằng có thể không tương thích với tất cả các loại thiết bị tự động hóa nhà kính, hoặc có thể cần điều chỉnh cài đặt để sử dụng thiết bị tự động hóa. Ví dụ, hệ thống tưới tự động không thể treo, vì vậy chúng phải được gắn vào cột bên.

Thành phần kết cấu nhà kính

Nhà kính là một cấu trúc được tạo ra bằng cách lắp ráp các bộ phận hoặc thành phần khác nhau. Mỗi phần có vai trò cụ thể trong cấu trúc nhà kính. Các thành phần chính của nhà kính là các thành phần cấu trúc của nó như kèo, xà gồ và cột bên. Hầu hết các khung được làm từ thép, nhôm, nhựa hoặc gỗ. Có một số vật liệu cần xem xét khi quyết định loại nền móng sẽ sử dụng cho nhà kính. Gỗ, bê tông hoặc khối bê tông và gạch đều là những lựa chọn phù hợp. Vật liệu che phủ của nhà kính, còn được gọi là kính hay màng, thường là thành phần đắt nhất của cấu trúc. Nó cũng là một trong những điều quan trọng nhất bởi vì kính là thứ cho phép ánh sáng và nhiệt đi vào nhà kính.

Khung nhà kính

Khung thép là vật tư nhà kính đóng vai trò quan trọng trong việc thi công vì nó là bộ đỡ toàn bộ trọng lượng của nhà kính. Do đó, việc lựa chọn loại vật liệu bền, phù hợp để làm khung là rất cần thiết.

Các ống sắt làm khung nhà kính thường được làm bằng thép mạ kẽm với độ bền cao, chất lượng ổn định và chi phí thấp. Chúng được liên kết với nhau bằng các ốc vít và bu lông nên sẽ chắc chắn hơn so với việc hàn. Bộ khung được lắp đặt với kết cấu chắc chắn, ít bị rỉ sét khi chịu tác động của thời tiết và môi trường.

Vật liệu khung nhà kính

Có một số bộ phận cấu trúc của mái nhà kính bao gồm nắp thanh, máng xối, xà gồ, vì kèo, nắp sườn, và cột bên. Nẹp chữ C và ziczắc được gắn vào bên ngoài của các thanh khung nhà kính để giữ vật liệu như màng nhà kính.

Móng nhà kính

Khi lắp đặt nhà kính, một trong những khía cạnh quan trọng nhất của quá trình xây dựng là móng nhà kính. Có một số loại móng khác nhau có thể được sử dụng cho nhà kính. Loại nền móng được sử dụng được xác định bởi phong cách của nhà kính và kiểu xây dựng. Về cơ bản, nền móng là hệ thống hoàn chỉnh mà cấu trúc nhà kính nằm trên đó. Một trong những thành phần quan trọng của nền móng là móng.

Tường nhà kính

Các bức tường cuối và bên thường được phủ bằng một trong những loại nhựa cứng. Cấu trúc acrylic và polycacbonat sẽ cung cấp chi phí sưởi ấm có thể đạt được. cách nhiệt và bảo mật tốt hơn chống trộm cắp hoặc phá hoại, nhưng với chi phí ban đầu cao hơn so với sợi thủy tinh hoặc PE. Vì nhựa có cấu trúc có chiều dài tấm khoảng 3 đến 4m nên sẽ cần ít công đoạn cắt và nối hơn so với polyetylen có chiều rộng cuộn từ 3 đến 10m.

Sàn nhà kính

Người trồng có thể chọn từ nhiều loại bề mặt sàn cho cây trồng trong thùng chứa từ sỏi đến bê tông. Thiết kế sàn thực tế sẽ phụ thuộc vào loại hình sản xuất được lên kế hoạch và vốn của người trồng trọt.

Sàn đất

Sàn đất hiếm khi được tìm thấy trong các hoạt động nhà kính lớn, ngoại trừ các hoạt động trồng rau quy mô nhỏ. Điều kiện lầy lội do tưới tiêu, rễ mọc vào đất và. thách thức trong việc kiểm soát cỏ dại khiến cho việc thực hành này trở nên khó quản lý trừ khi đất được thoát nước rất tốt một cách tự nhiên.

sàn sỏi

Một trong những hệ thống sàn đơn giản nhất là sàn sỏi. Trong trường hợp này, cây được trồng trên một miếng đá vụn hoặc sỏi hạt đậu. Đây là một hệ thống sản xuất sàn chi phí thấp và sỏi cho phép thoát nước tuyệt vời. Tuy nhiên, cỏ dại có thể mọc trên nền sỏi và việc vệ sinh khá khó khăn trên nền sỏi. Cũng có thể khó đặt các thùng chứa nhỏ thẳng đứng và cân bằng trên sàn sỏi.

sàn bê tông

Sàn bê tông rất phổ biến với nhà kính thương mại. Một phần là do yêu cầu người trồng trọt phải thu giữ hệ thống thoát nước và dòng chảy, đồng thời cũng phải trang bị thiết bị cơ giới hóa và vệ sinh chung. Khi sử dụng bê tông, nó nên hơi dốc để nước thoát ra ngoài. Sàn bê tông ngăn ngừa cỏ dại và thường dễ làm sạch. Chúng bền và lâu dài và mang lại lợi thế là tối đa hóa hiệu quả sử dụng không gian cũng như tính linh hoạt. Có hai loại bê tông cơ bản có thể được sử dụng cho sàn nhà kính.

Bạt trải nền

Bạt trải nền nhà màng có rất nhiều ưu điểm vượt trội. Trong đó phải kể đến tác dụng giúp ngăn ngừa khỏi cỏ dại và sâu bệnh phát sinh từ đất. Đặc biệt, trong việc trồng thủy canh và trồng dưa lưới trong bịch thì loại bạt này sẽ giúp cây quang hợp tốt hơn.

(Nguồn tham khảo: https://www.greenhouse-management.com)