Платформа обмена знаниями

Инициатива стран Центральной Азии по управлению земельными ресурсами

Технологии

Энергоэффективные теплицы

Пассивная солнечная теплица

Описание

Рост сельскохозяйственных культур зависит от двух основных факторов: солнечного излучения - овощам необходимы солнечные лучи для процесса фотосинтеза; и внутреннего климата - микроклимат внутри теплицы (температура и влажность) должен соответствовать потребностям растений. Микроклимат в теплице можно поддерживать за счет обогрева невозобновляемыми источниками энергии.

Пассивная солнечная теплица рассчитана на то, чтобы поглощать в зимнее время максимальное количество солнечного излучения для обогрева внутреннего пространства в целях круглогодичного выращивания сельскохозяйственных культур без использования невозобновляемых источников энергии.

Принцип работы

Принцип работы пассивной солнечной теплицы заключается в сборе и сохранении солнечной энергии в дневное время суток и постепенном высвобождении тепловой энергии в ночное время.

Таким образом, пассивная солнечная теплица:

  • улавливает солнечную энергию
  • сохраняет эту энергию в виде тепла в стенах теплицы в течение дня
  • отдает это тепло в ночное время для обогрева внутреннего пространства
  • имеет изоляцию для удержания тепла
  • может проветриваться во избежание перегрева

Примущества

  • генерируется солнечное излучение в объеме, достаточном для процесса фотосинтеза внутри теплицы;
  • микроклимат внутри теплицы соответствует условиям, необходимым для круглогодичного выращивания овощей и зелени как в холодные, так и жаркие периоды года;
  • потеря тепла значительно уменьшается за счет строительства глиняных 3-х слойных стен с трех сторон теплицы;
  • достигается наибольшее попадание лучей солнца внутрь теплицы за счет строительства теплицы в соответствии с траекторией движения солнца в зимнее и осенне-зимнее время;
  • появляется возможность самообеспечения жителей удаленных районов основными овощами и листовой зеленью;
  • появляется новый источник получения доходов для сельских жителей;
  • для строительства теплицы используются местные материалы (глина, лесоматериалы, солома) за исключением прозрачной пленки или стекла для покрытия теплиц;
  • строительные работы могут производиться местными строителями;
  • сравнительно невысокая стоимость теплицы окупается менее чем за 3 года при условии эффективного управления и реализации производимой продукции;
  • сравнительно недорогая теплица: в условиях Узбекистана полная себестоимость 1 м2 полезной площади теплицы со стеклянным покрытием составляет около 160 тыс. сум, теплицы с пластиковым покрытием составляет 130 тыс. сум на 1 м2.

Распространение

Пассивные солнечные теплицы широко используются в Китае с начала 70-х годов, где под пассивные солнечные теплицы отведено более 700 тыс. га.

Также такие теплицы с успехом применялись в Индии, Непале и Афганистане. Эта конструкция может использоваться и в других районах горных систем Гиндукуша, Гималаев и Памира, имеющих аналогичные климатические и социально-экономические условия, в том числе в горных районах Индии, Непала, Тибета, Бутана, Пакистана, Афганистана и в Средней Азии - в Таджикистане, Кыргызстане, Узбекистане.

Проектирование

Пассивная солнечная теплица проектируется по оси "восток-запад": длина южной стороны, таким образом, увеличивается, чтобы лучи солнца попадали на возможно большую поверхность. Стены, обращенные на восток и запад, уменьшаются, чтобы свести к минимуму потерю тепла и теневые участки внутри теплицы.

Конструкция остекления и ориентация теплицы согласовывается с углами положения солнца и рассчитывается индивидуально исходя из географической широты местности, что обеспечивает наилучшее использование лучистой доли солнечной энергии.

Конструкция

Конструкция солнечной теплицы включает три основные части:

  • стена с восточной, западной и северной стороны;
  • деревянный каркас, обтянутый полиэтиленовой пленкой с южной стороны (как вариант с южной стороны можно установить металлический каркас и провести застекление, каждый из вариантов имеет свои преимущества и недостатки, выбор будет зависеть от финансов и желания сельхопроизводителя);
  • крыша, развернутая к северу, и имеющая наклон для увеличения количества поглощаемой теплицей солнечной энергии и для сокращения внутреннего объема теплицы.

При этом, стены должны обладать теплоизоляционными свойствами для сокращения потерь тепла и увеличения потенциала сохранения тепловой энергии. Это достигается за счет возведения 3-х слойных стен:

  • внутренний слой накапливает тепло в течение дня и отдает его ночью. Этот слой можно построить из сырцового кирпича и окрасить в черный цвет изнутри теплицы для усиления улавливания тепла;
  • изоляционный слой (солома, дикий кустарник, опилки);
  • внешняя несущая стена, строящаяся из сырцового кирпича, уплотненного грунта или камней.

Ну и конечно необходимо продумать хорошую систему вентиляции в теплице.

Для усиления теплоизоляции и сохранения максимального количества тепла в ночное время с южной прозрачной стороны во внутреннем пространстве теплицы можно применить подвижную изоляцию, например занавеску или специальную ткань, либо соорудить поверх полиэтиленовой пленки (или стекла) термоодеяло, тем самым блокируя тепло внутри теплицы и создавая буфер между холодным воздухом и стеной теплицы.

Этапы строительства

Строительство можно начинать, когда будет выбрано подходящее место для теплицы и собраны все необходимые материалы. Обычно строительство проводят в несколько этапов:

  1. Подготовка фундамента. Фундамент является основанием любой конструкции. Необходимо тщательно соблюдать рекомендации по ориентации соответствующей конструкции строго на юг; необходимо наметить линии фундамента и вырыть траншеи для закладки фундамента. Далее заложить фундамент из камней. Затем поверх фундамента необходимо положить 5-сантиметровый слой бетона. Он обеспечит устойчивость конструкции теплицы и снизит опасность чрезмерной сырости;
  2. Построить стены. Заполнить пространство между двойными стенами изоляционным материалом (солома с длинными или короткими стеблями (порубленными при механической обработке, местная разновидность травы, дикорастущий кустарник, лошадиный или ослиный навоз, опилки, стружка. Установить внутреннюю перегородку, если это необходимо;
  3. Установить дверь.
  4. Установить и сделать вентиляционные отверстия. Для того чтобы охлаждать теплицу с помощью естественной вентиляции, необходимо оборудовать открывающуюся дверцу напротив основной двери в противоположной стене;
  5. Установить крышу и рамы для верхних вентиляционных отверстий;
  6. Установить вентиляционное отверстие в крыше;
  7. Закончить стены.
  8. Сооружение деревянной рамы, на которую натягивается полиэтилен. Обтянуть раму полиэтиленом: полиэтилен натягивается на деревянную конструкцию или конструкцию из стальных труб. В ветреную погоду полиэтилен необходимо укрепить, чтобы его не повредило ветром. Для этого поверх полиэтилена натяните веревочную сетку, которая создаст дополнительную нагрузку на теплицу и сведет к минимуму воздействие ветра на полиэтилен;
  9. Установить ночную изоляцию (занавеска внутри или термоодеяло снаружи теплицы). Изоляция будет эффективной, если между полиэтиленом и тканью будет оставаться зазор. Но воздух в этом зазоре не должен сообщаться с остальным пространством теплицы. Ткань должна быть герметичной, пространство между тканью и полиэтиленом должно быть плотно закрыто сверху, снизу и по бокам.

Схемы идополнительная литература

Подробные инструкции и схемы для строительства пассивной солнечной теплицы можно скачать здесь

Цель проекта

Собрать все лучшее, что накоплено в Центральной Азии по устойчивому управлению земельными ресурсами, - такова цель регионального проекта «Улучшение использования и формирования знаний по устойчивому управлению земельными ресурсами в Центральной Азии». В проекте участвуют пять стран.

Проект осуществляется международ- ным центром ИКАРДА при финансовой поддержке IFAD в рамках исследовательской программы КГХМСХИ по засушливым системам.

Визуализация технологий

Технологии

Демонстрационные Участки

Climate Change Data for SWAT

Facebook


© 2015. CACILM.ORG
Платформа обмена знаниями.