Освещение и вентиляция теплицы: основные принципы и технологии

Освещение и вентиляция теплицы: основные принципы и технологии

Как известно, без света невозможна жизнь растений и осуществление важного для их жизнедеятельности процесса фотосинтеза. Стоит заметить, что различным культурам необходимо разное количество света. В зависимости от этого все растения принято делить на светолюбивые и нетребовательные к освещению. К первой группе можно отнести такие овощные культуры, как болгарский перец, салат, огурцы, помидоры и пр. Они должны находиться в условиях непрерывного освещения не менее 10 часов в сутки. Представителями второй группы являются укроп, петрушка, лук и др.

Для того чтобы обеспечить культурам, выращиваемым в условиях закрытого грунта, нормальные условия, естественное освещение можно дополнить искусственным. При этом от овощевода потребуется элементарное владение навыками установки электропроводки. Как известно, внутри помещения парника или теплицы отмечается достаточно высокий уровень влажности. Поэтому, прокладывая электрическую проводку, следует соблюдать максимальную осторожность.

Устанавливаемый в сооружении защищённого грунта наружный кабель следует закрепить внутри помещения, а затем вывести наружу. Исключение составляет пристенная теплица. При этом кабель соединяют с проводкой центрального электричества. При выведении на улицу кабель углубляют в грунт или закрепляют на деревянных столбах. В первом случае потребуется выкопать канавку, глубина которой должна составлять не менее 70–80 см.

Для того чтобы предотвратить случайное повреждение кабеля, например, во время проведения строительных работ на участке, поверх провода рекомендуется положить планки или черепицу. Проложенный кабель должен проходить в тех местах на площадке, прилегающей к парнику или теплице, которая удалена от водоотводных канавок. Кабель, прикрепляемый к деревянным столбам, проводят по воздуху и навешивают на проволоку большой толщины, проведенной между отдельными опорами. Протягивать кабель у деревьев не рекомендуется, поскольку ветви во время ветреной погоды могут повредить кабельную обшивку.

Во внутреннем помещении теплицы или парника необходимо разместить электрический щит для контроля за работой системы электроснабжения и приборов. Как правило, на таком щитке расположены розетки и предохранители с отдельными рубильниками. Пользоваться розетками можно будет после завершения работ по подсоединению кабеля. Для освещения помещения сооружения лучше всего применять приборы, снабженные плавкими предохранителями и резиновыми штепсельными вилками.

Для устройства искусственного освещения внутри помещения теплицы и парника опытные овощеводы советуют использовать люминесцентные лампы. Главным их достоинством является то, что в процессе работы они не нагреваются и, следовательно, не способны изменять температуру воздуха и высушивать его. В связи с этим подобные лампы разрешается размещать в непосредственной близости к растениям. Среди всех разновидностей люминесцентных ламп наиболее часто для освещения парников и теплиц применяют лампы типа ЛДЦ и ЛД.

Помимо люминесцентных ламп, при выращивании культур ранних сортов в условиях защищенного грунта нередко используют фотосинтетические, или ультрафиолетовые, лампы. Было замечено, что они способны ускорять развитие и рост растений, обеспечивать их нормальное развитие и губительно воздействовать на вредителей и болезнетворные микробы.

Опытные овощеводы нередко применяют различные способы искусственного освещения для быстрого проращивания семян и получения рассады. При этом лучше всего соорудить рамы, оснащенные несколькими люминесцентными лампами. Их размещают на 1–1,2 м выше полок с коробами, в которые высеяны семена. Для создания подсветки внутри теплицы или парника часто устраивают светоотражающие экраны. Их располагают таким образом, чтобы лицевая сторона их была направлена к окну. В качестве подобных светоотражателей можно воспользоваться зеркалом либо листом оцинкованного железа.

Связанные вопросы и ответы:

Какие факторы влияют на освещение в теплице

Освещение в теплице представляет собой систему осветительных приборов, которые подбираются с учётом цветовой температуры и мощности. Такая система необходима в том случае, если вы нацелены на круглогодичное выращивание плодоовощных культур. Для сезонного урожая вполне достаточно естественного солнечного света.

Естественный или искусственный свет в теплице – это источник энергии для роста растений. Попадая на поверхность листьев, фотоны лучей запускают биохимическую реакцию – фотосинтез, в результате которой начинается развитие корневой системы и стеблей. Дефицит света может привести к:

• вытягиванию и истончению черенков;
• деформации листьев, их хрупкости и ломкости;
• замедлению роста;
• появлению жёлтых пятен на стеблях и плодах.

Освещение для зимних теплиц должно быть организовано с учётом следующих правил:

• продолжительность работы осветительных приборов – не менее 12-15 часов в сутки;
• растения должны "отдыхать" от воздействия света не менее 6 часов;
• для плодовых культур необходимо больше света, чем для зелени;
• световой поток должен распределяться равномерно, для правильного рассеивания и фокусировки света следует использовать рефлекторы.

Важно отметить, что северным растениям – капусте, луку, огурцам, корнеплодам – необходим длинный световой день (не менее 12 часов). Теплолюбивым культурам – томатам, перцу, кабачкам, баклажанам, фасоли – достаточно 10 часов, но с максимальной интенсивностью светового потока.

Источник света следует размещать на расстоянии полуметра от верхних листьев. Если при этом культура плохо развивается, можно попробовать изменить положение светильника, опустив его ниже.

Какие типы освещения наиболее эффективны для теплицы

Для обеспечения быстрого роста растений и хорошего урожая требуется не только вода и качественная почва, но и оптимальное освещение.

Наиболее актуальна проблема освещения зимой, когда световой день значительно сокращается. Если растения будут получать свет менее 10 часов в сутки, то неизбежно замедление их роста, что недопустимо, особенно при выращивании рассады. По этой причине для обеспечения достаточной освещенности в теплицах используются лампы различных типов, которые включают утром и вечером, тем самым продлевая для растений световой день до 16 часов.

Однако просто повесить в теплице большое количество ламп для подсветки растений недостаточно, потому что при этом могут обгореть нежные побеги и листья. Необходимо произвести точные расчеты, которые учитывают следующее:

• светопроницаемость покрытия теплицы;
• затенение теплицы;
• дизайн размещения.

Выбор элементов освещения для теплиц

Для обеспечения дополнительного освещения в теплицах используют различные типы осветительных элементов.

Традиционные лампы накаливания из-за их низкой эффективности практически не используются для освещения теплиц, особенно в промышленных масштабах, поэтому не стоит даже рассматривать этот вариант.

Люминесцентные лампы уже давно применяются для дополнительного освещения теплиц, и их установка не требует специальной подготовки. Данные осветительные приборы могут монтироваться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Люминесцентные лампы имеют оптимальный для растений спектр освещения, долговечны, не нагреваются при работе, недорогие и потребляют мало электроэнергии.

К недостаткам можно отнести низкую светоотдачу, которая зависит от напряжения. При низком напряжении осветительный прибор вообще не запустится. Кроме того, эти конструкции достаточно громоздки и в настоящее время все чаще заменяются более эффективными и компактными источниками дополнительного освещения.

Энергосберегающие элементы освещения просты в использовании, так как в отличие от люминесцентных ламп их можно вкрутить в стандартный патрон. В отличие от люминесцентных ламп они не требуют дополнительного оборудования и относительно недороги. Такие элементы освещения подходят для небольших теплиц.

Натриевые лампы в основном используются в большинстве промышленных теплиц. Эти осветительные элементы имеют спектр, близкий к естественному солнечному свету. Они экономичны и имеют долгий срок службы. К тому же натриевые лампы обладают высокими показателями в диапазоне синего и красного света.

Зеркальные натриевые лампы были специально разработаны для использования в теплицах. Отражающая зеркальная поверхность светильника обладает высокой эффективностью, а благодаря вращающемуся основанию можно направить поток света в нужное место. Кроме того, в комплекте с зеркальными натриевыми лампами идет специальный пускорегулирующий аппарат.

Металлогенная лампа по своему световому спектру считается наиболее подходящей для использования в теплицах. Однако такие осветительные элементы достаточно дорогие и имеют небольшой срок службы, который зависит от частоты включения осветительных приборов. Благодаря своей компактности металлогенные лампочки производят очень мощный поток света.

Светодиодные лампы или led-лампы являются самыми популярными среди всего многообразия осветительных приборов. В настоящее время вы можете купить как отдельные предметы, так и блоки, позволяющие освещать большие площади. Светодиодные лампы для использования в теплицах представлены приборами типа ДС 50, ДС Агро или Агро 66, которые способны обеспечить растения ярким светом, имеют пыле- и влагозащищенный корпус, и специальное покрытие, предназначенное для продления срока службы металла.

Примечательно, что светодиодные лампы отличаются низким энергопотреблением и могут давать красный, синий или комбинированный свет. В настоящее время ведется разработка белых светодиодов, которые способны отдавать весь солнечный спектр, что позволяет выращивать растения полностью на искусственном освещении.

Преимущества использования светодиодных ламп в теплицах

Из основных преимуществ использования в теплицах светодиодного освещения можно выделить несколько моментов:

• Эффективность светодиодных ламп.
• Полученный спектр светового потока может заменить солнечный свет.
• Срок службы светодиодного элемента составляет около 50000 часов.
• Нагрев отсутствует, а значит, устраняет фитофтороз.
• Мгновенное зажигание.
• Устойчивость к низким температурам.
• Для небольшого напряжения.
• Вибрация и тряска не могут повредить эти лампы.

Конечно, стоит отметить единственный недостаток светодиодных лам – достаточно высокая стоимость, которая, однако, является окупаемой и не только за счет экономии электроэнергии, но и за счет того, что при таком свете растения растут и развиваются значительно быстрее.

Как регулировать освещение в теплице для оптимального роста растений

В парнике можно организовать как механическую, так и автоматизированную систему вентиляции. В первом варианте все проемы нужно будет открывать/закрывать вручную, во втором варианте все эти действия будут выполняться установкой в авторежиме и без участия человека.
Автоматизированные установки для теплиц имеют свою градацию на виды:

1. Электросистемы. Имеют демократичную рыночную стоимость и просты в использовании. В комплектацию установки входят электровентилятор и терморегулирующее устройство. Система включается в работу при росте температурных показателей в пространстве и их превышении заранее заданных параметров.
2. Гидравлическая установка. Отличается стабильной и качественной работой и максимально долгим сроком полезной эксплуатации. Конструкция такой вентсистемы включает в себя рычажные элементы, которые соединяются между собой частью оконного проема. В качестве терморегулирующего устройства в системе применяется емкость, заполненная водой. В ходе естественного нагрева объем воды будет увеличиваться, а при охлаждении - уменьшаться. Сосуд внутри помещения будет своеобразным термометром, контролирующим изменение температуры, сосуд размещаемый снаружи играет роль компенсирующего устройства.
3. Биметаллическая система. Имеет специальную пластину, которая способна реагировать на температурные перепады. При нагреве одна из пластин конструкции будет сгибаться и открывать форточку в теплице на проветривание. Когда пластина остынет – форточка закроется.

Какие типы вентиляции наиболее эффективны для теплицы

Один из важнейших вопросов при проектировании теплицы – вид вентиляционной системы, которая будет использоваться в парнике. Все существующие на сегодняшний день системы вентиляции для теплиц можно разделить на две группы:

• пассивные (естественные) действуют на основе природных факторов;
• активные (принудительные, механизированные) предусматривают использование для вентиляции электрических устройств – притяжных, вытяжных и циркуляционных вентиляторов.

Системы пассивной вентиляции теплиц используют свойство воздуха при нагревании расширяться и подниматься вверх. Чтобы она работала, необходимо обустроить форточки для притока воздуха в стенах теплицы и форточки для его оттока в кровле. По мере повышения температуры в парнике тяжелый холодный воздух над землей разогревается, поднимается и покидает теплицу через форточки или фрамуги в крыше. В то же время через вентиляцию в нижней части стен в теплицу поступает прохладный воздух снаружи.

В самом простом случае вентиляцию теплиц можно производить вручную. Для этого овощевод попросту открывает фрамуги, а после достижения нужной температуры – закрывает их. Разумеется, такая система подходит далеко не всем. Даже в парнике небольшого размера целый день открывать и закрывать фрамуги совсем не просто. А если у огородника нет возможности постоянно находиться на участке, растения в теплицах при резких перепадах погоды могут перегреться или, наоборот, замерзнуть.

Для точного контроля температуры и влажности в теплице с ручной вентиляцией необходимы два прибора: спиртовой термометр и гигрометр. Для наиболее точных показаний их закрепляют в нижней части теплицы, ближе к корням растений. В дневное время суток температура не должна подниматься выше 30°, а в ночное – опускаться ниже 8°. Оптимальный уровень влажности, в зависимости от растений, составляет 65–80 %.

Что нужно учесть при создании системы естественной вентиляции?

• Одинаковый объем притока и оттока воздуха. Общая площадь фрамуг и форточек в кровле и вентиляционных отверстий в стенах теплицы должна быть одинаковой. Их количество также должно быть равным. Если вытяжные отверстия
• Соотношение размеров и количества вентиляционных отверстий. Чем меньше фрамуги и форточки, тем чаще они должны располагаться, и наоборот.
• Размеры вентиляционных отверстий. По площади вентиляционные отверстия в кровле и вентиляционные отверстия в стенах должны составлять примерно 10 % (для холодных регионов) или 20 % (для теплых регионов) от общей площади теплицы. Например, площадь теплицы равняется 500 кв. м. Значит, в средней полосе общая площадь боковых фрамуг должна составлять 50 кв. м, а на юге – 100 кв. м. Общая площадь верхних фрамуг также должна составлять 50 кв. м и 100 кв. м соответственно.

Преимущества пассивной системы вентиляции:

• бюджетность;
• простота установки;
• энергонезависимость;
• надежность и долговечность;
• возможность автоматизировать эксплуатацию без сложных дополнительных устройств.

Недостатки пассивной системы вентиляции:

• ручная вентиляция требует постоянного участия человека;
• автоматические системы действуют медленно, что может привести к перегреву или замерзанию растений;
• автоматические системы нельзя использовать в зимних теплицах;
• невозможно настроить систему на определенную температуру;
• неудобна в теплицах большой площади;
• для эффективной естественной вентиляции необходима большая разница температур.

В жаркие дни, когда разница между наружной и внутренней температурой составляет всего 5–10 градусов, восходящие потоки практически отсутствуют, поэтому поступление свежего воздуха снаружи будет минимальным.

Как правило, системы пассивной вентиляции оправдывают себя в условиях дачных теплиц и небольших частных хозяйств. Когда выращивание урожая поставлено на поток, пассивная вентиляция недостаточно эффективна.

Как регулировать вентиляцию в теплице для обеспечения оптимального микроклимата

Расположение осветительных приборов внутри теплицы играет важную роль в обеспечении равномерной и достаточной освещенности растений.

Первым шагом при рассмотрении расположения осветительных приборов следует учитывать их тип. В теплице можно использовать различные типы осветительных приборов, такие как люминесцентные лампы, светодиодные панели или натуральное солнечное освещение. Выбор типа осветительных приборов зависит от требований конкретных культур и бюджета.

При выборе места для установки осветительных приборов необходимо учитывать следующие факторы:

1. Равномерность освещения: Осветительные приборы должны быть расположены таким образом, чтобы обеспечивать равномерное освещение всей площади теплицы. Необходимо избегать затененных участков, которые могут привести к неравномерному росту растений.

2. Высота монтажа: Высота монтажа осветительных приборов зависит от типа растений и специфики теплицы. Обычно рекомендуется располагать осветительные приборы на высоте 60-90 см над уровнем растений.

3. Расстояние между приборами: Расстояние между осветительными приборами также имеет большое значение. Оно должно быть достаточным для обеспечения равномерного освещения, но в то же время не должно быть слишком большим, чтобы избежать избыточного энергопотребления.

4. Размещение осветительных приборов: Осветительные приборы можно размещать как вдоль боковых стенок теплицы, так и вдоль основных рядов культур. Расположение осветительных приборов вдоль основных рядов является более эффективным, поскольку это обеспечивает более равномерное освещение растений.

5. Угол наклона: Угол наклона осветительных приборов также имеет значение. Обычно рекомендуется устанавливать осветительные приборы под углом около 45 градусов, чтобы обеспечить равномерное освещение растений.

Важно помнить, что расчет и выбор расположения осветительных приборов должен осуществляться на основе требований конкретных растений и условий теплицы. Комплексный подход и консультация с опытными специалистами помогут обеспечить оптимальное освещение для ваших растений в теплице.

Какие энергосберегающие решения можно использовать для освещения и вентиляции теплицы

Подскажите, пожалуйста, как правильно установить вентилятор в теплице. Нужно чтобы он закачивал воздух или, наоборот, откачивал? Главная функция вентиляции в теплице – обеспечение оптимального микроклимата для правильного развития растений. Это означает, что в летний зной застоявшийся перегретый воздух необходимо вовремя вывести из помещения и заменить свежим, а в прохладное межсезонье,  при необходимости и зимой, воздух необходимо подсушить и обеспечить равномерную его температуру в любой точке теплицы.

Грамотно организованная вентиляция теплицы, в зависимости от площади, кроме одного или нескольких вентиляторов включает и хорошую систему проветривания, обеспечивающую подачу свежего воздуха. Для проветривания служат вентиляционные отверстия – двери, а также встроенные в крышу и стены фрамуги и форточки. Для небольшой теплицы достаточно пары форточек или фрамуг, расположенных в крыше или же в стенах напротив друг друга и, во избежание сквозняков, в разных уровнях. В больших теплицах систему окон для проветривания располагают из расчета 1 окно на каждые 1,5-2 метра длины. Их можно оборудовать автоматической системой открытия-закрытия или жалюзи.

Эффективная естественная вентиляция – важное условие обеспечения благоприятного микроклимата в теплице

Для создания благоприятного микроклимата, перемещения воздушного потока и равномерного распределения тепла и влаги в помещении наиболее эффективно использование двух вентиляторов – циркуляционного и вытяжного. Задачу перемещения воздушного потока может решить промышленный или даже бытовой вентилятор максимальной мощности. В теплице длиной от 6 м можно установить два циркуляционных вентилятора.

В теплице большой площади циркуляционный промышленный вентилятор установлен под крышей

Задача вытяжного вентилятора – вывод застоявшегося, перегретого или переувлажненного воздуха за пределы теплицы и замена его свежим. В теплицах большой площади его устанавливают на укрепленном металлом или асбоцементом участке крыши, но не на стекло или поликарбонат. Вытяжная вентиляционная система требует постоянного контроля: в жару ее включают на полную мощность, а в прохладную или ветреную погоду прикрывают вентиляционные отверстия или вообще выключают оборудование.

В небольшой теплице специальный низкоскоростной вытяжной вентилятор можно встроить в фрамугу над входной дверью. Но и в этом случае необходимо регулярно проверять температуру и влажность воздуха в помещении.

Как обеспечить равномерное освещение в теплице

Рассмотрим современные системы освещения, применяемые в теплицах. Выделим технические особенности и преимущества.

Оказывается, большинству растений для хорошего роста нужно ежедневно не меньше 12 часов света. Когда долгота дня становится меньше 10-ти часов в сутки, рост их полностью прекращается. Но и освещать круглосуточно их не следует, им тоже нужно «спать» не меньше 6 часов. В ходе многочисленных экспериментов было установлено, что растениям не требуется весь спектр солнечного света.

Полезным для растительного мира будет «красный» диапазон. Длина волны этого диапазона лежит в пределах от 600 до 700 нм. А для роста и завязывания плодов овощных культур потребуется свет с длиной волны от 400 до 500 нм, что соответствует синей области спектра. Основываясь на полученных данных, были разработаны современные системы подсветки.

На сегодняшний день для организации искусственного освещения в теплицах (или фитоосвещения) предлагается несколько видов ламп и светильников, среди них:

-​ Лампы накаливания,

-​ Люминесцентные светильники

-​ Металлогалогенные лампы

-​ Газоразрядные и светодиодные светильники.

Поговорим о них подробнее.

Лампы накаливания. Всем известные лампочки Ильича отлично освещают тепличные растения. Кроме света с длиной волны красной области спектра, они также излучают «оранжевые» и инфракрасные волны. Это в свою очередь нагревает воздух в теплице, что, безусловно, хорошо. Но на стебли и листья овощных культур такой свет воздействует отрицательно. Перегрев или ожог растения может привести к тому, что оно погибнет. Поэтому применяют их в основном в качестве освещения для получения рассады зелени (лук, петрушка, салат). Существенным недостатком также является их высокая потребляемая мощность.

Люминесцентные лампы. Отлично подходят для фитоосвещения. Имеют широкий диапазон цветового излучения и повсеместно применяются растениеводами для выращивания рассады, зелени и разнообразных овощных культур. Рассчитаны на гораздо большее количество часов работы, по сравнению с лампами накаливания. Более экономичны. Огромным достоинством является и то, что светоотдача люминесцентного источника света в 2 раза больше, чем у лампочки Ильича. Стоимость люминесцентных фитоламп сравнительно невысока.

Металлогалогенные лампы. Бывают двух типов: теплого цвета (желтый диапазон) и холодного (синяя область спектра). Их основными недостатками является низкая продолжительность эксплуатации, относительно высокое энергопотребление и нагрев излучаемой поверхности. Их нельзя располагать непосредственно вблизи растений.

К газоразрядным лампам относятся натриевые лампы высокого давления. Большим достоинством этих ламп является их высокая светоотдача, в 6 раз большая, по сравнению с лампами накаливания. Однако в излучаемом ими свете явно недостаточно синей составляющей, что пагубно сказывается на развитии растений в вегетативном периоде. Поэтому данный недостаток особенно осенью и зимой следует компенсировать другими источниками света. Комбинированные модификации фитоламп на основе металлогалогеновых и газорязрядных ламп дорогие и недолговечные. Более благоразумно использовать люминесцентные светильники.

Самыми перспективными на сегодня считаются светодиодные лампы. Это наиболее экономичные в плане потребления электроэнергии устройства. Поскольку при излучении они не нагреваются, то их можно располагать вблизи растений. Светоотдача высокая. Огромным спросом пользуются светодиодные сборки «полного спектра», благодаря которым можно не только выращивать растения, но и эффективно поддерживать их жизнедеятельность.