Солнечный вегетарий - гелиотеплица будущего из советского прошлого?
Оригинал взят у athunder в Солнечный вегетарий - гелиотеплица будущего из советского прошлого?
Для выращивания теплолюбивых растений Анатолий Орлов предлагает строить заглубленные теплицы. При этом он рекомендует делать заглубление ниже глубины промерзания, чтобы корневая система не страдала от морозов. По словам Анатолия, именно корни тропических культур боятся низких температур. При этом листья банановой пальмы выносят -15 градусов. Если стенки при этом делать из железобетона, то теплица выйдет очень недешевой. Да и вопрос с дренажом остается открытым. Давайте посмотрим на более простые альтернативы.
Гелиотеплица Иванова А.В. (солнечный вегетарий)
Простой учитель физики Александр Васильевич Иванов придумал гелиотеплицу, которую назвал Домиком солнечной вегетации, или просто солнечным вегетарием. Утверждается, что в такой теплице Иванову с 16,5 квадратных метров удавалось собрать более 200 кг лимонов, а еще там росли ананасы и мандарины. Огурцов при этом он собирал 43-44 кг с квадратных метров. И это при очень небольших затратах на отопление, да и то лишь в холодные зимы 40-ых - 50-ых годов 20 века.
В книге Иванько, Калиничеко, Шмат "Солнечный вегетарий" предоставлена техническая документация конструкций для создания солнечного вегетария площадью 20-40 квадратных метров. Приведены в данной книге и чертежи для строительства солнечного вегетария из дерева/металла и стекла.
В книге утверждается, что доступ солнечных лучей в гелиотеплицу в 4-6 раз больше, чем в традиционных арочных или двухскатных. Достигается это путем ориентации теплицы на юг или юго-запад, а также благодаря наклону крыши в 20-40 градусов. Кроме того, земля в теплице укладывается под тем же углом, что и угол наклона крыши.
Фото из книги "Солнечный биовегетарий"
Вообще говоря, для получения максимального количества солнца угол наклона гелиотеплицы высчитывается, как долгота плюс 10-15 градусов. Но при этом важно учитывать, что на наклонном участке может быть не очень удобно работать, даже если применить террасирование. Кроме того, затраты на возведение сооружения могут существенно возрастать. Да и бОльший объем гелиотеплицы предполагает бОльшую потерю тепла.
Также стоит учитывать тот факт, что солнце в разное время года проходит под разным углом к горизонту, поэтому получить солнечные лучи, всегда перпендикулярные скату крыши гелиотеплицы не получится. А вот добиться того, чтобы в нужные нам пару месяцев отражение лучей от стекла было минимальным благодаря углу, близкому к 90 градусам, очень даже возможно. Склон гелиотеплицы при этом может быть как естественным, так и насыпным.
В предлагаемой гелиотеплице три стены и крыша покрываются стеклом. А вот северную стену предлагается сделать массивной. Она используется, как аккумулятор тепла, поэтому для ее создания хорошо подойдут полнотелый кирпич или другие материалы с большой массой и хорошей теплоемкостью. В качестве северной стены гелиотеплицы может выступать дом, гараж, хозяйственная пристройка или даже забор.
Помимо этого, в солнечном вегетарии на глубине 30-35 см прокладываются трубы. Перфорация внизу лежащей в земле трубы позволяет выводить излишнюю влагу под землей. Принудительная вентиляция при помощи обычных вентиляторов, подсоединенных к трубам, позволяет в холодные периоды прогреть землю гелиотеплицы при помощи теплого воздуха, скапливаемого под потолком теплицы. В жаркое время вентиляция позволяет избавиться от лишнего тепла в солнечном вегетарии.
Авторы утверждают, что отопление понадобится включать в такой гелиотеплице только при снижении наружной температуры ниже 15 градусов мороза.
В устроенной таким образом гелиотеплице плодоношение начинается на 10-45 дней раньше, а урожай в 3-10 раз выше. Но несмотря на такие заявленные цифры, а также простоту идеи и ее реализации, пять десятков прошедших лет не привели к массовому использованию данной технологии. И это заставляет задуматься о том, насколько на самом деле эффективно использование гелиотеплиц. Тем более, что авторы книги не приводят коэффициент сопротивления ограждающих конструкций или конкретных цифр, насколько прогревается грунт в такой теплице.
Гелиотеплицы. Опыт Сергей Конина и компании "НПО Грин-ПИК".
konin-ss:
Мы проверили технологию Иванова А.В. и сделали более интересную схему, когда воздух сначала нагревает воду, а затем почву. Обычная вода обладает тепловой емкостью в 4 раза большей, чем почва. Кроме того почва медленней принимает тепло и медленней отдает. Сочетание двух типов теплоаккумуляторов обладает очень высокими характеристиками: храним много, расходуем правильно.
Мы отказались от пластиковых труб, так как пластик плохой проводник тепла, - в пользу оцинкованных. На 30 лет хватит. Аккумуляторы на северной стороне, тепло снимается из-под купола через солнечные воздушные коллекторы, которые поднимают температуру воздуха дополнительно на 25 и даже 28 градусов. Для растений купол с северной стороны мертвая зона, поэтому все гармонично. Воздух протягивается через бутылочный аккумулятор, расположенный с северной стороны, а затем проходит на глубине порядка 60 см. под дорожками к южной стороны, где и выходит между грядок. Таким образом обеспечивается поперечная конвекция воздуха, что позволяет регулировать в каждой секции свой микроклимат (тропики, субтропики и т.д.) по желанию.
Гелиотеплицы. Китайский опыт.
В Китае идет массовое строительство гелиотеплиц. Они также ориентируются на юг или юго-восток, а на противоположной стороне строится массивная стена. Она может быть глинобитной размером 1,5 метра. Боковые стены гелиотеплиц при этом строят из различных блоков. Стена же, ориентируемая на юг, из поликарбоната. Угол наклона гелиотеплицы конечно рассчитывается с учетом долготы.
Часть их этих гелиотеплиц заглубленные. Вынимаемый грунт используется для строительства северной стены.
Помимо этого китайцы устанавливают приспособления, позволяющие укрывать гелиотеплицу от холода ночью (по всей видимости, пенополиэтиленом):
В гелиотеплице не обязательно должны использоваться дорогие материалы и приспособления. Укрыть теплицу можно и при помощи камыша или кукурузы
Конечно нужно учитывать, что поликарбонат хуже пропускает солнечные лучи (светопропускание до 85%), но зато он хорошо гнется, легкий и прочный. При этом важно обращать внимание на грамотные монтаж. Ведь в образовавшиеся отверстия может попасть вода и тогда заведется плесень, от чего поликарбонат чернеет.
Пока россияне спят и раздумывают, нужны ли гелиотеплицы или нет, китайцы вовсю строят их. Для них очевидно, что в открытом грунте удается вырастить намного меньше продукции. При этом с материалами для постройки гелиотеплиц китайцы вовсю экспериментируют. В том числе строят арки не из металла, а из полимеров.
Вопросы и проблемы при строительстве гелиотеплиц
Одним из вопросов при строительстве гелиотеплицы (солнечного биовегетария) остается отсутствие вентиляции. По утверждению авторов книги, именно замкнутый цикл позволяет сохранить влагу, азот, фосфор и даже углекислый газ в теплице. При этом другая точка зрения предполагает постоянный приток (и отток) воздуха для получения необходимого количества CO2.
Кроме того, остается большое сомнение по поводу эффективности работы вентиляторов для охлаждения теплицы до температуры ниже 40 градусов, особенно при температуре наружного воздуха 35-38 градусов тепла.
Несколько мыслей (советов для самого себя) по поводу строительства солнечного биовегетария:
Экологически чистое земледелие в гелиотеплице:
konin-ss:
По утверждению академика Валерия Петросяна (МГУ), 77 % накопленной на земле солнечной энергии содержится в гумусном слое. Гумус играет очень важную роль в жизни человека и растений. Гуминовые вещества, а именно так правильно говорить, создают то, что мы называем плодородием.
Каждый из нас видя чернозем, понимает, что это плодородная почва. Черный цвет ей придают именно гуминовые вещества.
В присутствии гумуса выращиваемые плоды будут всегда вкуснее, они "солнечные". В них больше витаминов и нет солей тяжелых металлов, так как гуминовые вещества переводят их в нерастворимую форму, следовательно, недоступную для растений.
В биогумусе питательные вещества находятся в доступной (усвояемой) для растений форме и, главное, в сбалансированной форме.
Поэтому выращивание на биогумусе дает всегда самый лучший результат и по урожайности, и по вкусовым характеристикам, и по витаминам.
Для выращивания теплолюбивых растений Анатолий Орлов предлагает строить заглубленные теплицы. При этом он рекомендует делать заглубление ниже глубины промерзания, чтобы корневая система не страдала от морозов. По словам Анатолия, именно корни тропических культур боятся низких температур. При этом листья банановой пальмы выносят -15 градусов. Если стенки при этом делать из железобетона, то теплица выйдет очень недешевой. Да и вопрос с дренажом остается открытым. Давайте посмотрим на более простые альтернативы.
Гелиотеплица Иванова А.В. (солнечный вегетарий)
Простой учитель физики Александр Васильевич Иванов придумал гелиотеплицу, которую назвал Домиком солнечной вегетации, или просто солнечным вегетарием. Утверждается, что в такой теплице Иванову с 16,5 квадратных метров удавалось собрать более 200 кг лимонов, а еще там росли ананасы и мандарины. Огурцов при этом он собирал 43-44 кг с квадратных метров. И это при очень небольших затратах на отопление, да и то лишь в холодные зимы 40-ых - 50-ых годов 20 века.
В книге Иванько, Калиничеко, Шмат "Солнечный вегетарий" предоставлена техническая документация конструкций для создания солнечного вегетария площадью 20-40 квадратных метров. Приведены в данной книге и чертежи для строительства солнечного вегетария из дерева/металла и стекла.
В книге утверждается, что доступ солнечных лучей в гелиотеплицу в 4-6 раз больше, чем в традиционных арочных или двухскатных. Достигается это путем ориентации теплицы на юг или юго-запад, а также благодаря наклону крыши в 20-40 градусов. Кроме того, земля в теплице укладывается под тем же углом, что и угол наклона крыши.
Фото из книги "Солнечный биовегетарий"
Вообще говоря, для получения максимального количества солнца угол наклона гелиотеплицы высчитывается, как долгота плюс 10-15 градусов. Но при этом важно учитывать, что на наклонном участке может быть не очень удобно работать, даже если применить террасирование. Кроме того, затраты на возведение сооружения могут существенно возрастать. Да и бОльший объем гелиотеплицы предполагает бОльшую потерю тепла.
Также стоит учитывать тот факт, что солнце в разное время года проходит под разным углом к горизонту, поэтому получить солнечные лучи, всегда перпендикулярные скату крыши гелиотеплицы не получится. А вот добиться того, чтобы в нужные нам пару месяцев отражение лучей от стекла было минимальным благодаря углу, близкому к 90 градусам, очень даже возможно. Склон гелиотеплицы при этом может быть как естественным, так и насыпным.
В предлагаемой гелиотеплице три стены и крыша покрываются стеклом. А вот северную стену предлагается сделать массивной. Она используется, как аккумулятор тепла, поэтому для ее создания хорошо подойдут полнотелый кирпич или другие материалы с большой массой и хорошей теплоемкостью. В качестве северной стены гелиотеплицы может выступать дом, гараж, хозяйственная пристройка или даже забор.
Помимо этого, в солнечном вегетарии на глубине 30-35 см прокладываются трубы. Перфорация внизу лежащей в земле трубы позволяет выводить излишнюю влагу под землей. Принудительная вентиляция при помощи обычных вентиляторов, подсоединенных к трубам, позволяет в холодные периоды прогреть землю гелиотеплицы при помощи теплого воздуха, скапливаемого под потолком теплицы. В жаркое время вентиляция позволяет избавиться от лишнего тепла в солнечном вегетарии.
Авторы утверждают, что отопление понадобится включать в такой гелиотеплице только при снижении наружной температуры ниже 15 градусов мороза.
В устроенной таким образом гелиотеплице плодоношение начинается на 10-45 дней раньше, а урожай в 3-10 раз выше. Но несмотря на такие заявленные цифры, а также простоту идеи и ее реализации, пять десятков прошедших лет не привели к массовому использованию данной технологии. И это заставляет задуматься о том, насколько на самом деле эффективно использование гелиотеплиц. Тем более, что авторы книги не приводят коэффициент сопротивления ограждающих конструкций или конкретных цифр, насколько прогревается грунт в такой теплице.
Гелиотеплицы. Опыт Сергей Конина и компании "НПО Грин-ПИК".
konin-ss:
Мы проверили технологию Иванова А.В. и сделали более интересную схему, когда воздух сначала нагревает воду, а затем почву. Обычная вода обладает тепловой емкостью в 4 раза большей, чем почва. Кроме того почва медленней принимает тепло и медленней отдает. Сочетание двух типов теплоаккумуляторов обладает очень высокими характеристиками: храним много, расходуем правильно.
Мы отказались от пластиковых труб, так как пластик плохой проводник тепла, - в пользу оцинкованных. На 30 лет хватит. Аккумуляторы на северной стороне, тепло снимается из-под купола через солнечные воздушные коллекторы, которые поднимают температуру воздуха дополнительно на 25 и даже 28 градусов. Для растений купол с северной стороны мертвая зона, поэтому все гармонично. Воздух протягивается через бутылочный аккумулятор, расположенный с северной стороны, а затем проходит на глубине порядка 60 см. под дорожками к южной стороны, где и выходит между грядок. Таким образом обеспечивается поперечная конвекция воздуха, что позволяет регулировать в каждой секции свой микроклимат (тропики, субтропики и т.д.) по желанию.
Гелиотеплицы. Китайский опыт.
В Китае идет массовое строительство гелиотеплиц. Они также ориентируются на юг или юго-восток, а на противоположной стороне строится массивная стена. Она может быть глинобитной размером 1,5 метра. Боковые стены гелиотеплиц при этом строят из различных блоков. Стена же, ориентируемая на юг, из поликарбоната. Угол наклона гелиотеплицы конечно рассчитывается с учетом долготы.
Часть их этих гелиотеплиц заглубленные. Вынимаемый грунт используется для строительства северной стены.
Помимо этого китайцы устанавливают приспособления, позволяющие укрывать гелиотеплицу от холода ночью (по всей видимости, пенополиэтиленом):
В гелиотеплице не обязательно должны использоваться дорогие материалы и приспособления. Укрыть теплицу можно и при помощи камыша или кукурузы
Конечно нужно учитывать, что поликарбонат хуже пропускает солнечные лучи (светопропускание до 85%), но зато он хорошо гнется, легкий и прочный. При этом важно обращать внимание на грамотные монтаж. Ведь в образовавшиеся отверстия может попасть вода и тогда заведется плесень, от чего поликарбонат чернеет.
Пока россияне спят и раздумывают, нужны ли гелиотеплицы или нет, китайцы вовсю строят их. Для них очевидно, что в открытом грунте удается вырастить намного меньше продукции. При этом с материалами для постройки гелиотеплиц китайцы вовсю экспериментируют. В том числе строят арки не из металла, а из полимеров.
Вопросы и проблемы при строительстве гелиотеплиц
Одним из вопросов при строительстве гелиотеплицы (солнечного биовегетария) остается отсутствие вентиляции. По утверждению авторов книги, именно замкнутый цикл позволяет сохранить влагу, азот, фосфор и даже углекислый газ в теплице. При этом другая точка зрения предполагает постоянный приток (и отток) воздуха для получения необходимого количества CO2.
Кроме того, остается большое сомнение по поводу эффективности работы вентиляторов для охлаждения теплицы до температуры ниже 40 градусов, особенно при температуре наружного воздуха 35-38 градусов тепла.
Несколько мыслей (советов для самого себя) по поводу строительства солнечного биовегетария:
- Полуарочная поликарбонатная по типу китайской гелиотеплицы, но с учетом нашей долготы. Либо стеклянные вертикальные стенки и наклонная крыша из поликарбоната.
Конин:
Для фотосинтеза растений необходима освещенность около 20 000 люкс. Весной, летом и осенью световой солнечный поток превышает 100'000 люксов, так что 15 % потерь светового потока при использовании поликарбоната только на пользу
- Стена с южной стороны гелиотеплицы сантиметров 40-50, чтобы не контактировала со снегом.
- Термоотмостка гелиотеплицы при помощи экструдированного пенополистирола
- Боковые стены либо прозрачные, либо с использование теплоемкого материала и утеплителя вермикулит (но точно не полистирол или сильно впитывающая влагу мин.вата)
- Трубы для вентиляции - обычные канализационные ПВХ трубы с перфорацией внизу. Укладывать на щебень, чтобы влага уходила.
- Рассмотреть вариант заглубления теплицы на 50-100 см.
- Рассмотреть вариант гелиотеплицы из поликарбоната в виде полуарки на два этажа (выход на второй с балкона). Хотя окна в доме рекомендуют ориентировать на южную сторону, а поликарбонат снизит количество солнца и тепла.
- Для тестовой гелиотеплицы можно использовать старые деревянные окна, которые повсеместно выбрасывают
- Рассмотреть вариант использования биогумуса и дождевых червей для гелиотеплицы с целью получения экологически чистой (organic) продукции. Подробности у Конина.
- При большом объеме гелиотеплице рассмотреть возможность создания тамбура (для экономии тепла и защиты от вредителей).
- Рассмотреть вариант использования специальных светодиодных ламп, излучающих ультрафиолет (светодиодные фитолампы). В основном для использования во время зимнего солнцестояния, морозных и пасмурных дней.
- Помимо естественного освещения и верхней досветки рассмотреть вариант нижней досветки. Но только там, где будут выращиваться высокорослые и сильно загущенные посадки сельскохозяйственных культур. Свет, получаемый при нижней досветке, лучше проникаент в фитоценоз и значительно увеличивает интенсивность процессов фотосинтеза, и, следовательно, увеличивает урожайность.
- Арки из стали с холодным цинкованием?
- Полки с растениями на северной стене гелиотеплицы. Горшки, подвешенные под потолком гелиотеплицы.
- Отопление теплицы в зимние время: пиролизный котел на пелеттах или газовый обогреватель (газовый теплогенератор) с высоким КПД.
- Рассмотреть вариант затенения гелиотеплицы в жаркое время.
- У Конина внутри теплицы навесы: "это нетканные материалы, можно и сетки использовать, чтобы сократить поток солнечной энергии".
- Рассмотреть вариант утепления гелиотеплицы, в том числе с использование отражающих тепло фольгированных материалов.
Конин:
Во-первых, утеплитель я видел только там, где простая пленка, но никогда не видел на поликарбонате. Во-вторых, утеплитель китайцы раскатывают чаще не на ночь, а на 3-4 месяца, когда солнечной энергии не хватает и они выращивают в этот период в вегетариях грибы.
Экологически чистое земледелие в гелиотеплице:
konin-ss:
По утверждению академика Валерия Петросяна (МГУ), 77 % накопленной на земле солнечной энергии содержится в гумусном слое. Гумус играет очень важную роль в жизни человека и растений. Гуминовые вещества, а именно так правильно говорить, создают то, что мы называем плодородием.
Каждый из нас видя чернозем, понимает, что это плодородная почва. Черный цвет ей придают именно гуминовые вещества.
В присутствии гумуса выращиваемые плоды будут всегда вкуснее, они "солнечные". В них больше витаминов и нет солей тяжелых металлов, так как гуминовые вещества переводят их в нерастворимую форму, следовательно, недоступную для растений.
В биогумусе питательные вещества находятся в доступной (усвояемой) для растений форме и, главное, в сбалансированной форме.
Поэтому выращивание на биогумусе дает всегда самый лучший результат и по урожайности, и по вкусовым характеристикам, и по витаминам.