Траншейные теплицы Антропова, вегетарий Иванова, экотеплица, солнечные теплицы с аккумуляторами тепла. В этой статье рассмотрим особенности устройства и преимущества этих уникальных сооружений.
Теплицы — сооружения, значительно продлевающие сроки выращивания различных культур. Они нужны везде. В северных регионах важно не упустить ни один теплый день, а каждый сохраненный градус тепла имеет огромнейшее значение — ведь при выращивании овощей необходимо уложиться в очень короткие сроки. В южных областях теплица поможет культивировать растения практически круглый год.
К сожалению, традиционные сооружения, которые можно встретить практически на каждом приусадебном участке, имеют три главных недостатка:
- В момент низкого стояния солнца, а бывает это утром и вечером в весеннее, осеннее и зимнее время, его лучи отражаются под острыми углами очень сильно, в результате чего в теплицу может проникнуть только 25–30 процентов солнечной энергии.
- В холодное время года достаточно трудно запасти и сберечь тепло вследствие больших потерь через покрытие теплицы, что приводит к огромным скачкам дневных и ночных температур — а это крайне негативно сказывается на развитии и плодоношении культур.
- Традиционные теплицы имеют прямую вентиляцию в виде всевозможных форточек, дверей и тому подобное. И именно через нее уходит весь, так необходимый растениям для нормального роста, углекислый газ, азот и практически вся влага, испаряемая культурами. Вот почему тепличные грядки нуждаются в постоянных поливах и удобрениях.
Рассмотренные ниже уникальные принципы устройства теплиц помогают решить все эти проблемы.
Траншейные теплицы Владимира Антропова
Название говорит само за себя. Основа такой телицы — траншея глубиной от полутора метров и более (все зависит от того, насколько глубоко расположены грунтовые воды на участке), длина произвольная, ширина от двух метров. По бокам траншеи обустраиваются кирпичные подпорные стены, которые служат замечательным аккумулятором тепла. Для выращивания растений здесь используются высокие грядки, сделанные из кирпича — подробное описание их конструкции читайте в статье «Органическое земледелие: как заложить умные грядки». Основным их преимуществом в данном случае является то, что они активно накапливают тепло днем и постепенно отдают его в ночное время.
Сверху траншейная теплица накрывается простейшей арочной конструкцией из согнутых дугой пластиковых труб. Трубы располагаются с интервалом 1,2 метра и скрепляются между собой поперечинами. Полиэтиленовая пленка натягивается следующим образом: один край полосы прикрепляется на рейку и перетаскивается с помощью двух веревок на другую сторону. После этого края пленки прижимают к основанию теплицы деревянными рейками при помощи дюбелей. Для того чтобы пленка лучше держалась, ее прижимают к конструкции веревками, перекинутыми и хорошо натянутыми между трубами каркаса.
В качестве форточек в траншейных теплицах Антропова выступают двери, расположенные практически под потолком с обоих торцов. Кирпичные грядки делаются такой высоты, чтобы их поверхность располагалась под коньком теплицы — именно это место является зоной устойчивого скопления теплого воздуха. При таком расположении отсутствует негативное влияние холодного воздуха на растения — он плавно стекает вниз на пол.
Преимущества траншейной теплицы подобной конструкции налицо. Во-первых, в теплицах Антропова значительно сокращаются потери тепла, высокая температура здесь сохраняется длительное время. Это объясняется тем, что кирпичные подпорки и высокие грядки быстро прогреваются и аккумулируют в себе большое количество тепла. Кроме того, в зимнее время глубокий горизонт почвы отдает тепло сам по себе. Сравнительно небольшой объем и минимальная площадь обдувания ветром способствуют мгновенному согреванию воздуха. Как результат — ночная температура воздуха в такой теплице зимой на 8–12 градусов выше, чем в обычной. Хотелось бы отметить, что отопление здесь не используется вообще. А в самые холодные ночи, чтобы уберечь растения от мороза, достаточно просто накрыть грядки нетканым укрывным материалом.
Еще одно немаловажное преимущество траншейных теплиц Антропова заключается в том, что температура воздуха здесь изменяется плавно. Поверхность теплообмена через стенки грядок в три раза больше, чем через почву. Учитывая, что кирпич прекрасно сохраняет тепло, получается своеобразный тепловой маховик, то есть избыток тепла долго поглощается, а его недостаток долго возмещается. Воздух в подобных конструкциях не перегревается до середины июня.
Экотеплица
Автор идеи — американский фермер Анна Эдеи. При организации экотеплицы Анна использовала идеи основателей движения пермакультуры, основанные на взаимной приспособленности всех членов определенной экосистемы друг к другу. Подробно про пермакультуру мы рассказывали в статье «Органическое земледелие: пермакультура — жизнь в гармонии с природой».
Площадь экотеплицы, которую построила Анна Эдеи, составляет 300 кв. м. Вытянута конструкция по направлению с востока на запад. Вертикальная северная стена покрыта пластиком белого цвета и выступает в качестве отражателя солнечных лучей. Крыша плоская, наклонена на юг. Боковые стенки выполнены из стекловолокна, а кровля накрыта сангейном (надежный прозрачный теплоизолятор), особое внимание уделено герметичности — все это обеспечивает минимальные потери тепла.
Но основная изюминка экотеплицы заключается в симбиозе с животными. С обоих торцов конструкции пристроены помещения для их содержания — с одной стороны крольчатник, в котором живут 30–40 кроликов, с другой курятник — на 60–70 кур. Эти помещения также очень светлые и герметичные. В экотеплице сконструирована специальная система из дырчатых труб, уложенных под землей, по которым теплый воздух из зверинцев при помощи вентилятора закачивается в теплицу. А вместе с этим воздухом — тепло, аммиак, углекислый газ и влага. В результате хорошо всем — воздух в курятнике и крольчатнике очищается, подкармливая и обогревая тем самым растения в теплице.
Состав почвы в экотеплице следующий: дерновая земля, песок, компост, приготовленный из помета кур и кроликов, зола. Четко организованная система капельного подпочвенного полива создает идеальные условия для растений, все отходы после сбора которых достаются проживающим рядом животным.
Анна Эдеи подсчитала, что каждый «зверь» за год дает тепла столько, сколько можно получить из 10 литров нефти — экономия на отоплении доходит до 7 тысяч долларов в год.
Кроме всего прочего большое количество тепла в экотеплице аккумулируется в воде. Общий объем установленных резервуаров с водой составляет около 16 тонн, а под потолком смонтированы специальные вентиляторы, запитанные от солнечных батарей и автоматически включающиеся в солнечную погоду. Они перегоняют горячий воздух вниз на емкости с водой, отгороженные днем от грядок с растениями шторкой. За день эти так называемые радиаторы поглощают огромное количество тепла, которое отдают ночью. Все водные резервуары связаны между собой трубами для того, чтобы с помощью насоса теплая вода сверху перегонялась вниз — таким образом весь объем прогревается равномерно.
В летнюю жару от перегрева растения в экотеплице спасает специально продуманная вентиляция. На южной стороне фрамуги расположены у самой земли, а на северной — практически под потолком. Это позволяет горячему воздуху скользить по скату вверх и быстро выходить наружу. Емкости с водой эффективно сглаживают перепад температур, ночью они отдают дневное тепло, а днем — ночную прохладу, поэтому вентиляция используется только в очень жаркие дни.
Вегетарий Иванова
Этот уникальный принцип устройства теплицы был разработан и запатентован киевским учителем физики Александром Васильевичем Ивановым еще в 50-х годах прошлого века. Конструкция вегетария продумана до мелочей и устраняет все три основные проблемы традиционных теплиц, о которых мы говорили в самом начале — недостаток солнечного света, потери тепла через покрытие, потеря углекислого газа, влаги и азота в результате прямой вентиляции. Давайте обо всем по порядку.
Строить вегетарий необходимо на склоне (15–20 градусов). Уклон может быть естественным или насыпным, но обязательно скатом на юго-восточную или южную стороны. Приблизительный размер строения: длина 5 м, ширина 4 м, высота 1,7–2 м. Плоская крыша и три стены делаются из стекла или сотового поликарбоната, причем последний для данной конструкции практически идеален.
Задняя стена — капитальная. Это может быть подходящая стена дома или любого подсобного помещения, побеленная известью, покрашенная белой краской, а в идеале оклеенная зеркальной пленкой. Она играет роль отражателя, удваивающего попадание солнечных лучей на почву.
Таким образом, наклон в 15–20 градусов, плоская крыша и отражающая стена зимой значительно увеличивают проникновение солнечных лучей, причем, чем ниже солнце, тем мощнее эффект.
Проблемы потери тепла, углекислого газа и азота решаются, благодаря интересному изобретению, каким является замкнутый цикл тепло- и воздухообмена. В землю на глубину 35–40 см зарываются пластиковые трубы, расположенные на расстоянии 60–65 см друг от друга по всей площади теплицы. Нижние (южные) их концы выводятся из почвы и закрываются мелкой сеткой (чтобы не попадал мусор). Верхние (северные) соединяются в поперечный коллектор, из которого выводится стояк (вертикальная труба), прокладываемый в капитальной стене. Стояк выходит наружу не напрямую, а через специальную регулировочную камеру, которая открывается в вегетарий на высоте около полутора метров. И сверху, и снизу эта камера ограничена заслонками, а на выходе в теплицу вмонтирован обыкновенный бытовой вентилятор, имеющий мощность 15–20 Вт. Этой мощности вполне хватает для 3–4 труб, диаметр которых составляет 7–10 см. Если труб больше, то необходимо смонтировать еще один стояк с вентилятором.
Днем в солнечную погоду температура внутри теплицы составляет 30–35 градусов (даже в зимнее время). Верхняя заслонка регулировочной камеры закрывается, вентилятор включается и засасывает теплый воздух, прогоняя его по трубам в почву. При этом почва прогревается, а остывший воздух выдувается обратно и снова нагревается. В результате за целый день земля прогревается до температуры в 30 градусов и становится естественным аккумулятором тепла, которого хватает на всю ночь. Ночью вентилятор гонит тепло из почвы в воздух.
Подобная система широко используется во многих странах Европы, особенно в Скандинавии, аккумуляторами тепла здесь выступают не только почва, но и каменные стены, коллекторы внутри бассейнов, каменные полы.
Практика показывает, что если с герметичностью все в порядке, такой замкнутый цикл теплообмена дает отличные показатели в зимнее время без всякого отопления. Если зимой днем минус 10, в вегетарии — плюс 18, при ночной температуре в минус 15 в вегетарии — плюс 12. В случае очень лютых морозов в регулировочную камеру вставляется обычный не очень мощный калорифер (1–1,2 кВт), при помощи которого загоняется теплый воздух.
Весной и нежарким летом замкнутый цикл в том же режиме предохраняет теплицу от перегрева — ночью в почве накапливается уже не тепло, а прохлада, которая днем охлаждает воздух.
В жаркое летнее время эта система теплообмена прекрасно отводит лишнее тепло наружу. Закрывается нижняя заслонка камеры, а верхняя открывается — вентилятор просто выгоняет горячий воздух из вегетария наружу, но при этом теряется и углекислый газ, поэтому пользоваться такой вентиляцией рекомендуется только в случае крайней необходимости. Именно замкнутая система тепло- и воздухообмена накапливает внутри теплицы необходимое для нормального роста и развития количество CO2 и азота.
Система дырчатых труб, заглубленных в почву вегетария, при замкнутом цикле позволяет решить проблему потери воздушной и почвенной влаги. Такая система сама по себе является эффективным собирателем конденсата.
Когда теплый воздух проходит по прохладным трубам, он отдает много воды, которая выпадает в виде конденсата на стенках. Трубы — дырчатые (отверстия диаметром с карандаш пробиты через каждые 20 сантиметров по всей их донной части), уложены на тонкий слой щебня либо керамзита, что позволяет воде свободно проходить в почву.
Итак, при включенной замкнутой системе тепло- и воздухообмена вода, которая испаряется растениями и почвой, в принудительном порядке возвращается обратно к корням. Теплая почва увлажняется теплой водой — ничего лучше для растений придумать нельзя. В жаркое время года, когда возникает необходимость пользоваться открытой вентиляцией, и наблюдается нехватка влаги, в вегетарии используется система капельного полива.
Еще один очень важный момент — вмонтированный в регулировочную камеру вентилятор оснащен простейшими температурными датчиками. Вся система отключается автоматически, когда температура воздуха в подземных трубах и в общем массиве теплицы выравнивается.
Вегетарий Иванова — это не просто теплица. Это капитальное уникальное сооружение считается примером технологии рационального использования солнечной энергии. Если температура на улице не опускается ниже 10 градусов мороза, никакого отопления, кроме солнечных лучей, не потребуется. Агрономы, узнавшие эффективность такой теплицы на практике, говорят о том, что расходы на поддержание необходимого микроклимата в вегетарии в 60–80 раз меньше, чем в обычной традиционной теплице. Окупается вегетарий уже в первый год, несмотря на необходимость капитального строительства.
Солнечные теплицы с аккумуляторами тепла
Как мы уже выяснили, одной из основных проблем традиционных теплиц являются огромные потери тепла через внешнее покрытие. Поэтому, если вы хотите выращивать овощи в обычной теплице в холодное время года, необходимо позаботиться об отоплении и правильной теплоизоляции. Подробно об этом рассказано в статье «Электрообогрев теплицы — выбор оптимальной системы отопления».
Сэкономить на отоплении можно, используя конструкцию так называемой солнечной теплицы (гелиотеплица), оснащенной надежными аккумуляторами тепла. Конструкция таких теплиц напоминает описанный выше вегетарий Иванова. То есть одна стена капитальная, покрытая отражающим материалом, крыша и стены выполнены из надежного материала (лучше всего подойдет сотовый поликарбонат или двойное остекление), эффективно сокращающего потери тепла.
Основной изюминкой гелиотеплиц является подпочвенный аккумулятор тепла, организованный следующим образом. Из расчета площади теплицы в 100 кв. м, посередине выкапывается яма шириной в 1 метр, длиной 15 метров и глубиной 1,2–1,4 метра, которая заполняется кусками гранита или битого кирпича фракцией 150–200 мм. Вдоль всей длины делаются кирпичные каналы, выходящие наружу посредством пластиковых труб диаметром 350 мм. С одной стороны в кирпичном канале устанавливается вентилятор мощностью 0,1 кВт. Днем аккумулятор заряжается теплом, которое ночью служит в качестве отопления.
Итак, мы рассмотрели уникальные принципы устройства теплиц, которые помогают без лишних затрат поддерживать оптимальный для выращивания растений микроклимат. Построив подобные сооружения, вы сможете выращивать овощные культуры практически круглый год, чем обеспечите свою семью не только свежими овощами и зеленью, но и получите возможность организовать дополнительный или основной весьма доходный, особенно зимой, бизнес.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
