Простейший способ построить теплицу
Прежде чем приниматься за дело, надо снова вспомнить пословицу: «Семь раз отмерь, а один раз отрежь». Необходимо взвесить множество факторов, перечисление которых займет не одну строку: материальные возможности, наличие места, климатические условия, личные потребности и желания коллекционера, возможные особые требования растений. Любителю, решившему заняться этим делом, следует определиться, где и из чего строить, каким образом отапливать, как размещать растения, содержать их в горшках или высаживать в почву, оставлять зимовать в теплице или использовать для этих целей другие помещения и т.д.
Все перечисленные вопросы каждый решает сам для себя, и желательно сделать это еще до того, как приниматься за дело. Но в жизни всегда иначе.
Простейший способ построить теплицу
Если вы не хотите ломать себе голову над вопросами, малая часть которых перечислена на несколько строк выше, есть верное средство уберечь себя от нервотрепки. Для этого стоит всего лишь обратиться к специалисту. Следует отдать должное рыночным отношениям, которые и в этой сфере человеческой деятельности быстро реагируют на спрос. Специализированные предприятия ныне способны спроектировать и возвести теплицу любого размера и какой угодно формы в весьма сжатые сроки. При этом будут максимально учтены пожелания заказчика, использованы всевозможные материалы и технологии, практически любая «начинка» в виде отопительного оборудования, системы полива, охлаждения, регуляции интенсивности освещения. Современные промышленные теплицы площадью почти в тысячи гектаров требуют для обслуживания персонал из одногодвух человек, а остальное - дело техники. Если же вам необходима теплица площадью всего 100 м2, то ее строительство и дальнейшее обслуживание не чревато абсолютно никакими осложнениями, кроме одного - деньги. Те, кто не верит чужому опыту, могут убедиться в этом, например, при помощи Интернета. Зайдите на поисковый сайт и (делайте запрос: «строительство теплицы». Масса предложений с расценками предстанет «пред ваши очи». Вот только разработка проектной документации будет стоить столько, что желание строить теплицу таким образом автоматически отпадет и мыслей относительно этого способа решения проблем больше не возникнет.
Лишь в одном-единственном случае имеется реальная возможность прибегнуть к подобного рода услугам: приобрести выпускаемые серийно стандартные теплицы. Серийное производство предусматривает более-менее терпимые цены. Но вы приобретете то, что предложат, а далеко не то, что хотите, и все равно за очень большие деньги. Поэтому выход один - искать альтернативные варианты. А их - бесчисленное множество...
Никто не сможет удовлетворить потребности нуждающегося лучше, чем он сам. Поэтому наиболее часто строителем собственного счастья является коллекционер. Для того чтобы максимально исключить неизбежные на этом пути ошибки и просчеты, рассмотрим подробно некоторые аспекты тепличного строительства, без учета которых добиться успеха весьма сложно. Мысленно поставив себе задачу выстроить теплицу для суккулентных растений, где они могли бы процветать в течение всего года и не требовали бы дополнительных процедур, как-то: переноска в другое помещение зимой или размещение во временных сооружениях летом, - рассмотрим, как сделать это максимально близко к идеалу.
Выбор места
Чаще всего выбор места для строительства теплицы у любителя очень ограничен. Счастливые обладатели частных домостроений в этом случае находятся в наиболее выгодных условиях. Тем, кто не имеет земельного участка, приходится во сто крат труднее. Некоторые особо азартные любители решаются арендовать всю теплицу или часть ее, рискуя столкнуться с массой проблем, или сооружают ее на дачном участке. Самое главное: пребывание растений вдали от хозяина менее надежно, чем в непосредственной близости к нему. Поэтому лучшее место то, которое ближе.
Участок возле частного домостроения чаще всего имеет малую площадь и переполнен нужными предметами, както: гаражи и сараи, плодовые деревья и кустарники, овощные грядки и цветники. Все это необходимо, и порой трудно решить, от чего следует отказаться, чтобы разместить теплицу.
Весьма остроумным решением проблемы дефицита площади является размещение растений на крыше дома, но это далеко не самый лучший вариант.
Вообще же решающими факторами при выборе места расположения теплицы являются максимальная освещенность и защищенность от господствующих ветров. Последнее особенно важно в том случае, когда предусматривается содержание растений в теплице и зимой. Хорошая защита строения от ветра в холодное время года позволяет значительно сократить расходы на отопление и стабильнее поддерживать оптимальную температуру. В зимнюю ветреную погоду потери тепла могут возрасти наполовину. Сильный порыв ветра способен причинить немало бед, начиная с того, что может оторваться плохо закрепленное стекло, и заканчивая полным разрушением теплицы при урагане.
Узнать направление господствующих ветров несложно. Наиболее целесообразно размещение теплицы таким образом, чтобы она была защищена, по край ней мере, от северного ветра, который приносит холод. Обычно функцию защитного экрана выполняют строения расположенные с северной стороны теплицы. Реже в такой роли выступают деревья, живая изгородь из кустарников или высокий забор.
Следует иметь в виду, что, если дом или забор расположен в непосредствен ной близости от теплицы, защитный экран может стать и помехой: во время сильного снегопада возможно образование сугробов и продавливание теплицы массой снега. В районах со снежным зимами это является весьма существенной проблемой. Следует заранее предусмотреть такую возможность. Выходом из положения может стать строительство теплицы с более крутым скатом, что в значительной степени уменьшит вероятность нанесения вреда большой массой снега.
Однако есть в этом и положительный момент. Умеренное скопление снега препятствует потере тепла через стеклянную поверхность выручая таким образом владельца теплицы в сильные морозы. В случае, если расстояние между стропилами, к которым крепится стекло, невелико, снег, подтаивающий в месте соприкосновения со стеклом, образует своеобразные арки, опирающиеся краями на стропила. Это благоприятное обстоятельство, только нужно следить за тем, чтобы не скопилось много снега.
Заграждения от ветра могут затенять теплицу, поэтому необходимо соблюдать определенное правило: расстояние между теплицей и ближайшими строениями должно равняться не менее чем 5-кратной высоты теплицы. Следовать данному указанию довольно проблематично: участки, которыми располагают любители, весьма невелики. Выходом из ситуации может быть размещение теплицы с южной стороны дома, что наименее негативно сказывается на степени освещенности растений.
Так называемые пристенные теплицы, размещаемые с южной стороны здания, оказываются весьма выгодными в плане экономии тепла зимой, легкости доступа к растениям (в особенности, если вход в теплицу устраивается прямо из дома) и вполне соответствуют необходимым требованиям освещенности.
В идеале желательно учитывать также уровень грунтовых вод и выбирать для постройки теплицы максимально сухое место - на возвышенностях или хорошо дренированных участках. Но не надо забывать, что любитель имеет то, что имеет, и возможности выбора часто просто нет. Если же он все-таки есть, то следует учитывать все вышеперечисленные факторы.
Форма и размер, или Шар - идеальная форма не только для суккулентных растений
В отношении геометрии следует сказать следующее: форма и размер теплицы произвольны, но...
Человек, желающий выращивать растения в теплице, думает прежде всего о том, какая площадь ему нужна. Разумеется, рассчитывает на максимальную, довольно, часто забывая об объеме. Высота теплицы делается такой, чтобы можно было в ней стоять выпрямившись. Высота же растений, которые имеют свойство расти вверх, учитывается не всегда, что со временем начинает сказываться на возможностях коллекционера.
А о самом главном в 99,9% случаев забывают или просто-напросто не знают. Существует правило: чем больше объем теплицы, тем меньше расход топлива на обогрев единицы этого самого объема. Разумеется, увеличение объема требует дополнительных расходов на отопление, но это действительно важно. Большие теплицы имеют массу преимуществ, помимо того что предоставляют много места для растений и их хозяина. Если обобщить все «плюсы», то можно сказать, что крупномерные теплицы более стабильны. Вероятность перегрева растений в них меньше, чем в небольших сооружениях. Быстрое охлаждение воздуха в последних ясными зимними вечерами может привести к гибели растений, будь то в результате недосмотра или недостаточно мощного отопления. Большой объем теплицы в определенной степени гарантирует защиту от непредвиденных температурных катастроф. Немаловажно и то, что между растениями и стеклом (или другим материалом, которым покрыта теплица) остается большое расстояние. Это предотвратит возникновение ожогов и тепловых повреждений в результате неравномерного нагрева растений солнечными лучами.
Иными словами, можно смело утверждать, что большой объем - это хорошо. Но имеет значение и форма. Пример: объем помещения кубической формы со стороной 10 м равен 1000 м3. Полезная площадь (та, на которой можно размещать растения) в этом случае будет составлять 100 м2. Если же помещение имеет 100 м в длину, 10 м в ширину и всего 1 м в высоту, тот же объем предполагает 1000 м2 полезной площади. Что выгоднее? Для того чтобы ответить на этот вопрос, следует высчитать, какова площадь поверхности этих помещений. Окажется, что первое имеет площадь поверхности 600 м2, а второе - 2220 м2 (площадь пола тоже посчитана, так как и она участвует в теплообмене). Разница весьма существенна. Потери тепла во втором случае будут гораздо большими, и обогреть второе помещение намного сложнее. Если у кого-либо возник вопрос, почему потери тепла больше при увеличении площади поверхности, рекомендуем вспомнить школьный курс физики либо провести эксперимент, пытаясь остудить, например, 1 л кипятка в одном сосуде или разлив его в 10 маленьких емкостей такой же формы. Эксперимент будет чистым в том случае, если и большой и маленькие сосуды сделаны из одного материала и масса одного объемного и 10 малых будет одинакова. Если спустя некоторое время воду из большого сосуда и из 10 маленьких перелить в одинаковые емкости и измерить ее температуру, то разница будет значительной: вода, которая остывала в большом сосуде, окажется намного теплее. Причина в том, что суммарная площадь поверхности 10 маленьких емкостей больше, чем площадь одной объемной. Чем больше площадь, тем значительнее теплоотдача путем излучения, конвекции и проведения.
Напрашиваются неоднозначные выводы: чтобы иметь большую полезную площадь теплицы, можно просто увеличить ее горизонтальные размеры, нe меняя объема. Но при этом расход топлива возрастет за счет повышенной теплоотдачи. Второй вариант увеличения полезной площади предусматривает и увеличение объема. В подобном случае расход топлива возрастает за счет того, что нужно нагревать дополнительный объем помещения. Но степень риска переохлаждения растений намного меньше. Большой объем предусматривает некоторую инертность системы: температура повышается медленно в связи с необходимостью нагревать значительную массу воздуха, но и при отключении отопления она снижается гак же постепенно. Для любителя в плане сохранения растений важнее скорость падения температуры при внезапном отсутствии отопления. Что касается экономии: для поддержания температуры в двух теплицах с одинаковой площадью остекления, но с различным объемом количество расходуемого топлива должно быть одним и тем же, если исходить из математических расчетов, приведенных ниже. Но в жизни не все так просто, как это выглядит в цифрах. Действительно, при условии сохранения постоянной температуры внешней среды (а такое невозможно) можно было бы не принимать в расчет объем отапливаемого помещения. Но практика подтверждает, что это все-таки важно. Оказывается, инертность крупномерных теплиц выгодна в том плане, что сглаживает перепады температуры, и вследствие этого реальный расход топлива на обогрев таких теплиц оказывается ниже ожидаемого.
Подробнее
Как ни удивительно, но законы природы столь незыблемы и универсальны, что находят применение и здесь: расходы на отопление тем меньше, чем больше отношение объема к площади остекления (вспомните зависимость степени суккулентности растения от объема и формы: шансы на выживание тем выше, чем больший объем скрыт под малой площадью поверхности). Накопление и сохранение воды или тепла - вовсе не «две большие разницы». Оказывается, идеальная форма теплицы - шар. Как уже говорилось, именно эта геометрическая фигура имеет наибольшее отношение объема к площади поверхности.
Здравый смысл подсказывает, что теплица в форме шара несколько неудобна в эксплуатации, зато полусфера - идеальный вариант.
К сожалению, возможности строительства сферических сооружений ограничиваются простыми факторами: сложностью конструкции и ее стоимостью. Поэтому теплицы такой формы - редкость, ими могут похвастать разве что ботанические сады.
Таким образом, напрашивается закономерный вывод: отдаем предпочтение наиболее простой конструкции.
Подобные рассуждения в свое время подтолкнули автора этих строк к оригинальному решению: строить теплицу в форме пирамиды. Это не дань мистике или моде, а трезвый расчет. Построить пирамиду, за исключением таких, как возвели жители Древнего Египта, несложно. Эта конструкция проста в исполнении, прочна и удобна в использовании. Соотношение объема и полезной площади удовлетворительно. Преимуществом можно назвать еще и тот нюанс, что расстояние от стекол (или иного светопроницаемого материала) до поверхности, на которой расположены растения, неодинаково. Это позволяет удовлетворить индивидуальные требования к освещенности различных видов и эффективно использовать пространство теплицы, размещая высокие растения ближе к центру пирамиды, а низкие - на периферии где расстояние до остекленной поверхности невелико.
В процессе раздумий над конструкцией теплицы не исчезало весьма алчное стремление иметь максимальную полезную площадь при дефиците свободного пространства на приусадебном участке. Форма пирамиды оказалась оптимальной и в этом аспекте. Довольно большая высота строения дает возможность использовать не только площадь основания, но и объем. Стеллажи, устроенные над проходами, позволили компенсировать недостаток площади, которая была отведена на эти самые проходы. В итоге полезная площадь оказалась равна площади основания, чего практически невозможно добиться при других вариантах. При этом освещенность растений остается адекватной, несмотря на то, что имеется «второй этаж», который, по логике, должен затенять первый. Высота дополнительных стеллажей рассчитана так, чтобы солнечные лучи попадали преимущественно на растения, а тень - на проходы. Для растений и для их хозяина это весьма привлекательно.
Для того чтобы эффективнее использовать солнечную энергию, размещать подобную пирамиду следует таким образом, чтобы диагонали основания располагались с севера на юг и с запада на восток. При такой ориентации утренние и вечерние лучи, наиболее предпочтительные для растений, попадали внутрь теплицы в максимальном объеме. Полуденное солнце освещает грани строения под более острым углом, чем утром и вечером, а его лучи отражаются и рассеиваются в большей степени, что предотвращает вероятные ожоги и перегрев.
Еще один очень важный момент при проектировании теплицы: чем больший объем помещения будет расположен ниже уровня земли - тем лучше. Рациональным шагом является максимальное заглубление теплицы в землю. Это делается для того чтобы уменьшить теплопотери и обеспечить более мягкий микроклимат. В подобных теплицах летом прохладнее, а зимой теплее, поскольку летом почва поглощает избыток тепловой энергии, a зимой, наоборот, ее излучает.
Источник тепла
Если быть справедливым и последовательным в логических построениях, то нужно сказать, что источник тепла во всех случаях один - Солнце. Уголь, газ, нефть, дрова, торф и даже самые экзотические виды топлива, как, например,; навоз, бытовой мусор или кизяк, - все это субстрат, накопивший солнечную энергию, которая высвобождается в процессе горения или гниения под воздействием микроорганизмов. Электроэнергия тоже почти в большинстве случаев представляет собой преобразованные солнечные лучи. Только владелец теплицы, подключившийся напрямую к генератору атомной электростанции, может похвастать тем, что Солнце «его не греет» (по крайней мере, зимой).
Если задаться вопросом, какой вид топлива наиболее дешевый, ответ однозначный: это солнечная энергия. Задача человека, собравшегося строить теплицу, заключается в выборе способа превращения солнечной энергии, которая поступает в виде лучей, в тепловую энергию, накопленную, выделенную и бережно хранимую в пределах хрупкой и, по большому счету, крайне ненадежной конструкции, называемой теплицей или более поэтично - оранжереей.
Кстати, для любителей лингвистических тонкостей следует заметить, что употребление здесь термина «оранжерея» довольно условно. Это слово происходит от известного многим orang - «апельсин». Значит, оранжерея - это место, где выращиваются апельсины или родственные им представители благородного семейства цитрусовых, которые никак не сочетаются с понятием «суккулент». История термина «оранжерея» началась в позапрошлом веке, когда в аристократических кругах Центральной и Северной Европы считалось престижным выращивать в собственных поместьях фрукты преимущественно оранжевого цвета. Мода на экзотические фрукты подвигла человеческий разум к изобретению и совершенствованию технологий закрытого грунта.
Небезынтересно будет вспомнить историю тепличного хозяйства, для того чтобы не изобретать велосипед в очередной раз и не совершать ошибок, совершенных чьими-то благородными предками несколько веков назад. Неплохо также поучиться на этих ошибках и сделать определенные выводы.
«Начало» было тесным и темным по причине отсутствия возможности застеклить большие поверхности. Стекло было безумно дорогим, непрочным, размеры его были незначительными, и первые теплицы состояли в большей степени из рам, чем из стекла. Возможности отопительной техники ограничивались малым выбором вариантов топлива и способов получения из него тепловой энергии: дрова, уголь, торф - вот и весь перечень. А сжигалось все это в печах. Прогреть печью большие площади оранжерей было достаточно сложно, да и не получалось создать эти большие площади. Наиболее рациональной в то время была система борового отопления, суть которого заключается в том, что высвобождающееся при сгорании в топке тепло не вылетает в трубу (в прямом смысле слова), а равномерно распределяется по помещению с помощью устраиваемых боровов (не путать с теми боровами, которые с удобством располагаются в хлевах и издают характерные хрюкающие звуки, будучи довольны своим откровенно свинским существованием). Боров - это длинная, уложенная почти горизонтально труба, по которой двигаются продукты сгорания топлива. Выложенный из кирпича или камня, он является аккумулятором тепла, отдавая его постепенно и более-менее равномерно. Эффективность этой системы отопления тем выше, чем длиннее боров. В то же время, чем он длиннее, тем больше внимания требует: медленная скорость продвижения продуктов сгорания внутри борова приводит к отложению сажи, что чревато возгоранием или полной закупоркой. По всей вероятности, процесс очистки борона от сажи был не самым приятным. После этой процедуры и растения становились похожими на трубочиста. Еще один недостаток борового отопления - высокая вероятность утечки газов, образующихся при сгорании топлива, через неплотные стенки горизонтального дымохода. Это чревато отравлением растений и всех находящихся в теплице.
Устройство подобной системы отопления требует работы искусного печника: мастер должен рассчитать необходимый уклон борова и высоту вертикального дымохода, чтобы была адекватная тяга. Не стоит забывать и о том, что нужно достаточно часто подбрасывать топливо и вычищать золу. Для отопления большой площади необходимо устраивать несколько боровов. Обычно они располагались по всему периметру помещения, и для поддержания необходимой температуры в оранжерее одновременно следовало топить несколько топок. Работа кочегара тогда наверняка была востребованной.
В настоящее время подобные отопительные сооружения - редкость. Но в том случае, если для отопления теплиц используется печь, установка борова может оказаться весьма целесообразной и повысить КПД печи. В данном случае необходимо учитывать следующее: чем ниже находится печь, тем лучше. Боров однозначно должен располагаться выше уровня топки, но ниже уровня поверхности пола в теплице. Иными словами, боров должен лежать на полу, а печь должна быть расположена ниже уровня пола. Для этого устраивается углубленное помещение. Чем длиннее боров, тем выше должна быть «труба» - вертикальная часть дымохода. Обязательно следует предусмотреть возможность свободного доступа для очистки от сажи по всей длине дымохода - борова и «трубы».
Снова обратимся к истории. Развитие металлургии и разработка технологии производства труб привели к революции: движущаяся по трубам вода в качестве носителя позволила очень эффективно перемещать тепловую энергию на большие расстояния с незначительными потерями. Появилась возможность, сжигая топливо в котельной, отапливать огромные помещения, расположенные на значительном расстоянии. Прогресс технологий привел к качественному витку в развитии тепличного хозяйства: стали воздвигаться грандиозные оранжереи из стекла и металла. В конце XIX - начале XX века были созданы шедевры тепличного зодчества, которые до сих пор восхищают и поражают. Примером может служить оранжерея, построенная для короля Бельгии, архитектура которой более напоминает дворец: огромная, высокая с куполами. Следует снова отметить веяния моды: уже не цитрусовые, а пальмы стали основными обитателями оранжерей аристократов. Если первые редко вырастают выше нескольких метров, то пальмы могут достичь высоты в 10 раз большей, отсюда и грандиозность сооружений.
Водяное отопление совершенствовалось па протяжении столетия, и вековой опыт позволяет подвести некий итог. Трубы должны быть небольшого диаметра: это повышает эффективность отопления, однако в то же время усиливает сопротивление потоку и требует установки подающего насоса, наличие которого делает систему зависимой от подачи электроэнергии. Эффективность водяного отопления повышается с устройством терморегуляторов, которые позволяют поддерживать в системе заданную температуру. Это легко сделать при использовании природного газа. Значительно труднее регулировать температуру в системе, работающей на твердом топливе.
Последнее на первый взгляд кажется выгодным из-за относительно низкой стоимости, но есть множество фактов, свидетельствующих не в его пользу.
Если котел или бойлер сжигает твердое топливо (а чаще всего это каменный уголь), следует учитывать, что ему придется уделять много внимания. Как минимум каждые 3 часа необходимо прочищать колосники и подбрасывать топливо. Это довольно неудобно, особенно ночью, когда мороз наиболее сильный. Подниматься с постели два раза за ночь и выполнять обязанности кочегара - сомнительное удовольствие. Еще один вопрос встанет остро: где хранить большие запасы угля и куда девать золу? За отопительный сезон, который в наших широтах может длиться полгода и больше, сжигается весьма значительное количество топлива, и зола, складываемая в одном месте, превратится в миниатюрный Эверест. Практика показывает, что на отопление теплицы площадью 100 м2 в зоне, где минимальные температуры не бывают ниже -25°С, расходуется, как правило, от 3 до 5 тонн угля. Все зависит от зольности, которая может составлять 50% и более, так что массу полученной за сезон золы можно рассчитать. Такой расход угля получится при условии, что предпринимаются максимально возможные меры для снижения теплопотерь путем очень тщательной закупорки щелей и устройства внутреннего пленочного покрытия. Кроме угля, понадобится также 1-2 м3 дров для растопки.
Следует учитывать, что и уголь и зола имеют свойство загрязнять помещение и все в нем находящееся. Располагать бойлер в отдельном помещении - роскошь, которую любители не могут себе позволить. Обычно он размещается в пределах теплицы, чтобы тепло, излучаемое стенками котла, оставалось в помещении. Если котел располагать отдельно, то потребуется еще и место для хранения топлива - угля и дров. Держать их рядом с местом сжигания чревато уничтожением всего запаса в короткий срок вместе с теплицей и растениями в результате пожара.
Вообще, соблюдение пожарной безопасности - процесс столь сложный и трудный, что этому следует посвятить отдельную книгу. Пожарную инспекцию могут удовлетворить лишь стандартные, выпускаемые серийно котлы, расположенные согласно инструкции и отапливаемые по уставу. Соблюсти все требования почти невозможно, и приходится искать компромиссы, чтобы иметь тепло и не иметь неприятностей с огнем.
Обычно получается так, что котел располагается непосредственно в теплице или в помещении, примыкающем к ней и используемом в качестве тамбура, а топливо - уголь - хранится отдельно, причем довольно часто лежит в куче, как был выгружен из самосвала. Дрова хранятся не в лучших условиях.
Как бы то ни было, использование твердого топлива сопряжено с довольно значительными трудностями, и по возможности следует отдавать предпочтение другим источникам тепла.
Наиболее удобным является использование природного газа. Котлы, работающие на этом виде топлива, требуют минимального вмешательства человека, они высокоэффективны, снабжены автоматикой и способны поддерживать температуру в отапливаемых помещениях в пределах заданных параметров. При сгорании образуются вода и углекислый газ. Относительно высокая стоимость отопления окупается теми выгодами, которые оно несет.
Электроэнергия - следующий шаг прогресса: топливо сгорает за сотни километров от теплицы на ТЭС и по проводам поступает к потребителю в виде электрической энергии. В калорифере она преобразуется в тепловую энергию, передается нагнетаемому вентилятором воздушному потоку и разносится по теплице. Это идеальный вариант системы отопления, но, к сожалению, не самый доступный. В наших условиях электроэнергия пока не относится к дешевым источникам тепла.
Использование электричества предусматривает наибольшее количество вариантов обогрева теплицы и открывает неограниченные возможности контроля за микроклиматом в помещении: температура, влажность, освещенность, вентиляция. Сейчас уже возможна полная автоматизация рутинных процессов.
Если попробовать заглянуть в будущее, то можно предположить, что дальнейший поогоесс связан с поиском альтернативных источников энергии. Если на вашем участке имеется небольшой гейзер - считайте это подарком судьбы. Геотермальная энергия весьма удобна в качестве дешевого источника тепла. Гейзеры функционируют на протяжении десятилетий, а то и веков, с поразительным постоянством и периодичностью извергая потоки горячей воды в виде фонтанов. Для получения тепла достаточно просто направить воду по трубам. Будь мы жителями Исландии или Долины гейзеров на Камчатке - проблем бы не было. Но увы...
Можно попытаться «поймать ветер» и заставить его работать на вас. Ветровые электростанции в качестве автономного источника дешевой электроэнергии подставляются весьма привлекательным решением проблемы в недалеком будущем. Особенно выгодными могут оказаться «гибридные» системы, которые используют несколько источников энергии. Например: большую часть времени калориферы работают от ветрового генератора, а в те дни, когда ветер отсутствует, - от электрической сети или генератора с жидким топливом.
Не надо отказываться и от использования непосредственно солнечной энергии, накапливаемой в теплице. Основным препятствием здесь является то, что солнце светит и греет как раз тогда, когда отапливать теплицу не следует. Гелиотеплоснабжение пока и наверняка в течение еще долгого времени может быть лишь вспомогательным источником энергии. Суть его заключается в том, что днем солнце нагревает аккумулирующие тепло приспособления. Чаще всего это емкости с водой или воздух, пропускаемый через камни, накапливающие тепло, которое ночью выделяется и поддерживает в помещении температуру. Использование подобных систем целесообразно там, где велико количество солнечных дней, а минимальные температуры близки к нулю. В пасмурные дни необходима подстраховка другими источниками тепла, например электрическими калориферами. Как бы то ни было, использование солнечного тепла может значительно снизить затраты на отопление, и пренебрегать такой возможностью не стоит.
Примитивным, но довольно эффективным способом запасать солнечное тепло можно назвать конструкцию теплицы, пристроенной к южной стороне здания. Стена в солнечные дни нагревается и отдает тепло ночью. Если основная отопительная система снабжена автоматикой, то экономия будет очевидной: расход электроэнергии или природного газа в солнечные дни и следующие за ними ночи будет значительно ниже, чем в пасмурные.
Как бы там ни было, вопрос выбора системы отопления и вида топлива - ключевой в плане успешности культивирования теплолюбивых растений в условиях закрытого грунта в нашем климатическом поясе. Чтобы не сделать катастрофическую для коллекции ошибку, к этой проблеме следует подойти максимально серьезно и взвесить все «за» и «против».
Если уже определены форма и размер теплицы, выбран материал, которым она будет покрыта (а чаще всего это все то же обычное оконное стекло), следует приступать к математическим расчетам потерь тепла. Чтобы высчитать необходимую мощность отопительного прибора, следует знать площадь остекленной поверхности и необходимый температурный подъем. Площадь вычисляется очень просто. Чтобы определить необходимый температурный подъем, нужно знать два параметра: минимальную температуру, характерную для данной местности, и ту температуру, которую следует поддерживать в теплице для нормальной жизнедеятельности растений в зимнее время. Для суккулентов это не выше 15°С (за редким исключением). Следовательно, в той местности, где минимальная температура зимой равняется -25°С, необходимый температурный подъем составит 40°С. Каждый квадратный метр стекла теряет 6,2 кал в час на 1°С разницы температур снаружи и внутри теплицы. Теперь лишь остается умножить это число на площадь остекления и на необходимый температурный подъем.
Пример: площадь остекления теплицы в форме пирамиды с гранями в виде равносторонних треугольников со стороной 10 м составит 200 м2.
Исходя из этого, 200 x 6,2 x 40 = 49 600 кал/час или приблизительно 50 ккал/час. Следовательно, необходимо снабдить теплицу отопительным оборудованием соответствующей мощности. Мощность серийно изготавливаемых отопительных приборов указывается в прилагаемых документах.
Покрытия
Приведенный выше расчет дает конкретное руководство к действию, хоть и является весьма упрощенным и не учитывает многих факторов, в частности возможность потери тепла через неплотности остеклении, плохо подогнанные двери и форточки, разбитые и треснувшие стекла. Щели между стеклами, не превышающие доли миллиметра в ширину, помноженные на сотни и сотни метров длины превращаются в зияющие дыры, которые в самые морозные дни пропускают холод, сводя на нет усилия хозяина теплицы.
Существует два пути предотвращения потерь тепла через щели: тщательно заделывать последние и следить за появлением новых или использовать для остекления материалы, обеспечивающие максимальную герметичность в зимнее время.
Первым, до недавних пор единственным и все еще широко распространенным видом покрытия является стекло. Для остекления теплиц чаще всего используется обычное оконное стекло. Оно обладает следующими преимуществами: высокая светопроницаемость, доступность, долговечность при правильной эксплуатации, простота поддержания чистоты. Недостатков же масса: низкий предел прочности (около 7,5 кг/м2), приводящий к тому, что стекло бьется в самый неподходящий момент, высокая теплопроводность, грозящая большими потерями тепла. Листы стекла закрепляются так, что перекрывают друг друга (рекомендуемое перекрытие составляет около 0,6 см, что позволяет каплям дождя полностью стекать, не попадая внутрь теплицы. Щели, которые образуются при этом, пропускают воздух, увеличивая теплопотери, а со временем зарастают водорослями и уменьшают светопроницаемость. Стекло следует закреплять в рамах так, чтобы не оставалось щелей. Традиционным способом является тщательная герметизация с помощью замазки. Последняя со временем разрушается, и это приводит к необходимости ее замены. Что бы уменьшить потери времени на ремонт, все чаще используются беззамазочныe способы остекления. Современные серийно производимые теплицы предусматривают возможность крепления стекол в специальных пазах шпросов. Это намного упрощает монтаж и эксплуатацию, но увеличивает потери тепла из-за неполной герметичности. Вообще, для стеклянных теплиц потери тепла являются основной проблемой.
Более разумным представляется использование двойного остекления. Потери тепла в этом случае снижаются на 36%. Строить теплицу с двойными стеклами - дорогое удовольствие. Так называемые стеклопакеты - это идеальный вариант двойного стекла. Герметичная полость между ними - прекрасный теплоизолятор. Закрепленные в специальных рамах, они предоставляют все возможные преимущества, но это крайне накладно. Кто может позволить себе такое, в принципе имеет шанс построить теплицу из современных материалов.
Разумнее предусмотреть возможность выстилать теплицу на зиму изнутри полиэтиленовой пленкой. Воздушная прослойка между пленкой и стеклом создаст эффект двойного остекления, важно только, чтобы в пленочном покрытии не оставалось щелей. Такой способ удобен тем, что дешев и прост в исполнении.
Для того чтобы пленка произвела необходимый эффект, она должна быть хорошо натянута на предварительно изготовленный проволочный каркас. Формируется своеобразный купол внутри теплицы. Следует учитывать, что угол натяжения пленки должен быть таким, чтобы капли воды могли свободно стекать по ее наружной поверхности, не образуя скопления в виде линз.
Теплицы из полиэтиленовой пленки идеальны для летнего содержания растений. Они дешевы, практичны, но недолговечны: в случае недостаточной степени натяжения покрытия при сильном ветре могут не устоять. Под воздействием ультрафиолетовых лучей пленка разрушается и не всегда выдерживает сезон, требуется ее замена. Специально обработанная для защиты от ультрафиолета полиэтиленовая, поливинилхлоридная или полипропиленовая пленка служит дольше. Недостатком пленочных покрытий является наличие электростатического заряда, что чревато оседанием снаружи пыли, а изнутри - конденсата, и как следствие - снижение прозрачности. Особенно вреден конденсат при зимнем содержании суккулентных растений, поэтому пленочные теплицы практически непригодны для этих целей.
Радикальным решением проблемы экономии тепла и устройства двойного остекления будет использование современных полимерных материалов.
|
