Культивационные здания. 
Архитектурно-строительные конструкции

В параграфе 5.5 отмечалось, что в состав культивационных сооружений входят оранжереи, теплицы и парники. Все эти три вида сооружений необходимы для создания внутри них искусственного климата с целью выращивания сельскохозяйственных культур, для культивирования которых местные климатические условия не полностью подходят. Отличия между оранжереями, теплицами и парниками — часто условные, тем не менее введем следующие определения.

Оранжерея — застекленное здание с заданным режимом поддержания температуры, влажности и освещения для выращивания и содержания теплолюбивых вечнозеленых тропических и субтропических растений, не выдерживающих климата данной местности при посадке в открытый грунт. В отличие от теплиц, оранжереи не всегда имеют отопление. По функциональному назначению оранжереи ближе подходят к группе общественных зданий (научных или образовательных), чем к зданиям сельскохозяйственного назначения.

Теплицы — это культивационные сельскохозяйственные теплые (температура от 15 до 26°С) или полутеплые (температура от 8 до 15°С) сооружения, предназначенные для внесезонного выращивания овощей, плодов, цветов и рассады. В них поддерживается искусственный климат и устанавливается режим, при котором обеспечиваются быстрый рост и высокая урожайность овощных культур независимо от времени года, погоды и климата.

Парники — это неотапливаемые индивидуальные теплицы для загородного дома или дачи. Принцип функционирования парников основан на парниковом эффекте.

Оранжереи

Оранжерея — это капитальное сооружение с фундаментом, стальным или деревянным каркасом, светопрозрачным ограждением, полами, с системами аэрации, водоснабжения и отопления. Оранжереи могут быть холодными с температурой воздуха внутри помещения от 1 до 8 °C, полутеплыми — от 8 до 15 °C, теплыми — от 15 до 26 °C. В оранжереях проводят научно-исследовательские работы, но изучению растительного мира. В них организовывают экскурсии для демонстрации тропической флоры. Именно поэтому раньше оранжереи устраивали возле замков, в городских парках. Они являются научными структурами академий наук разных стран или зоопарков.

Архитектурно-строительные конструкции оранжерей проиллюстрируем на примерах наиболее известных зданий оранжерей, построенных в разное время в различных странах мира. Пальмовая оранжерея в парке Шенбрунн в Вене (Австрия), построенная в 1881 — 1882 гг. из массивных металлоконструкций по самым современным технологиям того времени с 28-метровой высотой центрального зала, функционирует и сейчас (рис. 6.73).

Всемирно известным центром по изучению флоры всего мира является Главный ботанический сад им. Н. В. Цицина РАН, основанный в 1945 г. в Москве. Многие сотни посетителей посещают его фондовую оранжерею (рис. 6.74). Новая фондовая оранжерея (рис. 6.75), выполненная в виде многосекционной стальной трехмерной стержневой структуры сложной формы, покрытой светопрозрачным материалом, будет введена в эксплуатацию в 2015 г. и станет самой большой оранжереей в мире. В настоящее время самой большой оранжереей считается оранжерея ботанического сада Eden project (рис. 6.76).

Рис. 6.73. Пальмовая оранжерея в парке Шенбрунн. Австрия, г. Вена.

Рис. 6.74. Фондовая оранжерея Главного ботанического сада им Н. В. Цицина РАН (постройки конца 1940;х гг.). Москва.

Рис. 6.75. Новая фондовая оранжерея Главного ботанического сада им Н. В. Цицина РЛН (окончание строительства — III кв. 2015 г.). Москва.

Рис. 6.76. Самая большая теплица-оранжерея. Англия, г. Сент-Остелл.

Источник: zagony.ru.

Оранжерея Минского ботанического сада выполнена в форме гранного конуса (рис. 6.77). Цилиндрическая поверхность взята за основу оранжереи ботанического сада в Санкт-Петербурге (рис. 6.78). Чтобы показать естественные условия обитания экзотических животных, иногда строят оранжереи при зоопарках. Все ранее представленные оранжереи имеют криволинейную форму светопрозрачного покрытия. Двухэтажное здание для оранжереи Московского зоопарка (рис. В.25) на ул. Большой Грузинской имеет классическую стержневую многоскатную форму покрытия.

Имеются примеры и частных оранжерей, которые иногда называют «зимними садами» (рис. 6.79). Можно создать как зимний вариант с постоянным остеклением, так и весенний — с целиком открывающейся кровлей либо с накладными рамами. Поверхность сооружения покрывают двойным стеклом толщиной от 2,7 до 5 мм. Многие садоводы предпочитают использовать поликарбонат как более выносливый материал по отношению к приходящейся на него нагрузке.

Рис. 6.77. Минский ботанический сад. Белоруссия.

Рис. 6.78. Оранжерея ботанического сада. Санкт-Петербург, ул. Потемкинская, 2.

Приведенные примеры показывают неограниченные архитектурностроительные возможности проектировщиков при разработке стальных стержневых пространственных структур применительно к строительству оранжерей городского уровня, которые часто являются знаковыми сооружениями города, парка, района.

В этом их одно из основных отличий от теплиц, которые являются предприятиями по производству овощей, зелени и цветов на продажу, и поэтому к ним должны применяться требования экономичности здания в большей степени, чем архитектурная выразительность.

Теплицы

По форме профиля поперечного сечения и по конструктивным признакам теплицы можно разделить на четыре вида: односкатные, двускатные фонарные, однопролетные ангарные двускатные с ломаным или сводчатым очертанием скатов и многопролетные многоскатные блочные.

Односкатные теплицы являются наиболее устаревшими и примитивными. Они целесообразны лишь для северных районов России, где южная ориентация застекленного ската с углом наклона 30−35° обеспечивает лучшее проникание солнечного света при наиболее низком падении солнечных лучей (10−15°) в самый короткий период светового дня. Двускатная теплица представляет собой как бы соединение двух односкатных теплиц, у которых нет высоких продольных стен (рис. 6.80). В связи с этим двускатные теплицы более экономичны по сравнению с односкатными. Характерная конструктивная особенность двускатных фонарных теплиц — промежуточные внутренние опоры, поддерживающие остекленные скаты покрытия.

Отличительными конструктивными признаками однопролетных ангарных двускатных теплиц со сводчатым очертанием скатов покрытия являются значительные пролеты несущих конструкций остекленных покрытий без промежуточных опор. Опыт эксплуатации тепличных комбинатов показывает, что в ангарных теплицах больших пролетов трудно обеспечить достаточный воздухообмен. При большой ширине теплицы несущая конструкция покрытия усложняется, получается массивной, высота в средней ее части чрезмерно возрастает, например в теплицах пролетом 25 м она до;

Рис. 6.79. Оранжерея на крыше частного дома.

Рис. 6.80. Теплица с высоким цоколем, выложенным из кирпича.

стигает 8 м. В связи с этим наиболее удобны в эксплуатации ангарные теплицы шириной не более 18 м.

Теплицы с многоскатным покрытием называются блочными (см. рис. 5.139, рис. 6.81). Они представляют собой объединение произвольного числа двускатных теплиц относительно небольших пролетов простым присоединением одной к другой, но с исключением разделяющих их боковых стенок и заменой этих стенок стойками, расположенными под желобами. Каждая отдельная двускатная теплица, входящая в состав такого блока, называется звеном. По числу звеньев различают блочные теплицы двухзвенные, трехзвенные и т. д. К недостаткам блочных теплиц следует отнести худшие условия проветривания средних звеньев, но при современной технологии на это уже не обращают внимания (рис. 6.82).

Ряд специалистов считают перспективными башенные теплицы, отличающиеся от одноэтажных тем, что посадочная площадь для выращивания растений заменяется трехмерным пространством. Предусматривается гидропонное выращивание растений на стеллажах, перемещаемых с помощью вертикальных конвейеров замкнутого типа. Преимущество башенных теплиц заключается в высоком уровне автоматизации производственных процессов и в эффективности использования посадочных площадей.

Теплицы, оборудованные стеллажами для грунтового и гидропонного выращивания овощей и рассады, называют стеллажными, бесстеллажные теплицы не имеют такого оборудования. Теплицы, которые используются в течение всего внесезонного периода, называют зимними. Зимние теплицы — это капитальные культивационные сооружения из металлических конструкций с длительным сроком амортизации. Ограждение поверхности — из стекла толщиной 3−6 мм. Теплицы, которые используются только весной, летом и осенью, называют весенними. Весенние теплицы во всех районах ориентируют коньками кровли в меридиональном направлении с возможным отклонением до 30°. Весенние теплицы проектируют в основном с пленочным покрытием. Теплица, разработанная Цен;

Рис. 6.81. Теплица со стрельчатым покрытием из Турции, реализует ТОО «КазТехПром-Сервис» (Казахстан, г. Алма-Ата).

Рис. 6.82. Блочные теплицы.

тральным институтом механизации и электрификации животноводства (ЦИМЭЖ, г. Запорожье, Украина), имеет каркас из прутковых ферм, расставленных на бетонных столбиках через 2,5−2,8 м. По коньку все фермы соединены однодюймовой трубой, которая одновременно служит и для подачи воды. По фермам вдоль теплицы с шагом 30−50 см проложена оцинкованная проволока (02,5 мм) для поддержания пленочиого покрытия. Пленочное покрытие выполняется из отдельных полотнищ полиэтиленовой пленки толщиной 100−150 мк и шириной 3,2 м с металлическими прутьями по краям. Прутья вклеиваются в пленку таким образом, что оставшиеся свободные концы длиной до 0,8 м присыпаются землей.

Стеклянная кровля и остекленные боковые поверхности теплиц должны максимально пропускать прямой и рассеянный солнечный свет, поскольку это один из важнейших факторов развития растительного организма, и должны содержать минимальное количество светонепроницаемых деталей. Остекление покрытий и вертикальных ограждений в теплицах делают, как правило, одинарным. Двойное остекление удорожает строительство, требует увеличенного сечения несущих элементов и уменьшает светоактивность ограждения.

Теплицы оснащают системами центрального отопления, подпочвенного обогрева и орошения, автоматикой для регулирования температурно-влажностного режима. Установка водяных, газовых и печных отопительных систем обходится недешево, поэтому сравнительно недорогим и эффективным способом обогрева теплиц и парников следует считать электрический. Наиболее удобными в использовании являются переносные вентиляторные обогреватели.

Стеклянную кровлю в теплицах делают по горбылькам (шпросам). Шпросы укладывают параллельно друг другу от конька к желобам или к продольным степам так, чтобы образовать от конька в сторону уклона непрерывные остекленные полосы без поперечных горбыльков. Горбыльки при расположении их нормально к направлению стока препятствовали бы стоку воды по внешней поверхности остекления и конденсата, образующегося на внутренней поверхности. Для изготовления стальных шпросов применяют специальный прокатный тавровый профиль или полый оцинкованный. Недостатком стальных шпросов является их сильное отпотевание. В качестве прогонов для опирания стальных шпросов используют трубы, являющиеся одновременно обогревательными. Листовое.

Рис. 6.83. Большепролетная теплица из Турции, реализует ТОО «КазТехПром-Сервис» (Казахстан, г. Алма-Ата).

Рис. 6.84. Современный тепличный комплекс, входящий в пятерку крупнейших производств на Украине и один из крупнейших в Европе. Украина, Тернопольская обл., село Синьков.

Источник: ru.golosuacom.

Рис. 6.85. Теплица по китайскому проекту, реализует ТОО «КазТехПром-Сервис» (Казахстан, г. Алма-Ата)

стекло к широсам закрепляют клиновыми зажимами и промазывают замазкой.

Приемы конструирования стальных каркасов излагаются в гл. 10 и 12. Здесь приведем только несколько примеров различных конструктивных решений каркасов в связи с общей композицией тепличных сооружений (рис. 6.80−6.85).

Парники

Простейшие парники можно изготовить самостоятельно из подручных материалов. Дуги делают из прутков, толстой проволоки, устанавливают их с определенным шагом, а затем конструкцию покрывают пленочным материалом. Микроклимат, создаваемый в парнике, ускоряет рост и урожайность посадок, защищает их от насекомых. Земля под укрытием прогревается быстрее и дольше держит тепло. Когда надобность в укрытии растений отпадает, пленку и дуги убирают.

Рис. 6.86. Каркас разборного шестисекционного парника из пластмассы (производитель ООО «Инструм-Лгро», Россия).

Рис. 6.87. Теплица-парник под сотовый поликарбонат и под пленку

Большое число фирм и компаний занимается производством парников для дач, индивидуальных домов и небольших фермерских хозяйств. Они предлагают большой выбор типоразмеров парников. Внешний вид всех модификаций парников практически не отличается друг от друга. Принцип конструирования парников становится очевидным при рассмотрении вариантов, представленных на рис. 6.86, 6.87. Некоторые специалисты называют парники, изображенные на этих рисунках, малогабаритными пленочными укрытиями.