- Η αρχή του θερμοκηπίου σύμφωνα με την οποία το ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας που εισέρχεται στο θερμοκήπιο απορροφάται κυρίως από τα φυτά και το έδαφος.
- Η αρχή του κλειστού χώρου σύμφωνα με την οποία μέσα στο θερμοκήπιο ελαττώνεται σημαντικά η μεταφορά θερμότητας με στροβίλους.
Με το θερμοκήπιο αποφεύγονται γενικά ζημιές από αέρα και βροχή, ενώ μειώνονται, χωρίς να εξαλείφονται, οι ζημιές από ασθένειες και έντομα. Οπωσδήποτε, ο προορισμός του θερμοκηπίου συνίσταται στη δυνατότητα δημιουργίας και διατήρησης ευνοϊκού περιβάλλοντος, όσον αφορά το φωτισμό, τη θερμοκρασία, την υγρασία και τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα, για την καλλιέργεια και ανάπτυξη των φυτών.
Οι απώλειες θερμότητας στα θερμοκήπια είναι δυνατόν να μειωθούν σημαντικά με την επιλογή της κατάλληλης γεωγραφικής θέσης εγκατάστασης, του προσανατολισμού και των γεωμετρικών χαρακτηριστικών τους. Οι κατάλληλες κλιματικές συνθήκες που ευνοούν την εγκατάσταση θερμοκηπίων σε μια περιοχή είναι η μεγάλη διάρκεια και ένταση φωτός και οι σχετικά υψηλές τιμές υγρασίας. Στη χώρα μας που ευνοείται χαρακτηριστικά από τη μεγάλη ηλιοφάνεια, το κυριότερο πρόβλημα παραμένει η εξασφάλιση ικανοποιητικών θερμοκρασιών κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου, ενώ η καλλιέργεια κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου είναι περισσότερο προβληματική εξαιτίας των υψηλών θερμοκρασιών που επικρατούν.
 |
| σκοπό τους να εξασφαλίσουν ένα ελεγχόμενο περιβάλλον |
Η μεγάλη εξάρτηση του θερμοκηπίου από τα συμβατικά καύσιμα έχει δημιουργήσει αρκετές συζητήσεις γύρω από τη σκοπιμότητα της λειτουργίας των θερμαινόμενων θερμοκηπίων, ιδιαίτερα σήμερα που οι τιμές των καυσίμων είναι αρκετά υψηλές. Οι μέχρι τώρα προσπάθειες τόσο στον ερευνητικό χώρο, όσο και στο χώρο της εφαρμογής απέδειξαν ότι η χρησιμοποίηση συστημάτων θέρμανσης που καταναλώνουν πετρέλαιο είναι αντιοικονομική και για το λόγο αυτό στο 88 % της υπό κάλυψη θερμαινόμενης έκτασης χρησιμοποιούνται απλά αντιπαγετικά συστήματα που καλύπτουν το 3 % των συνολικών ενεργειακών απαιτήσεων. Ωστόσο, δεν υπάρχει αμφιβολία πως για τη χώρα μας η μη χρησιμοποίηση ενέργειας για την αύξηση της θερμοκρασίας στο χώρο του θερμοκηπίου, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της νύχτας, έχει σαν συνέπεια την πολύ μικρή παραγωγικότητα, την κακή ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων και συχνά τον κίνδυνο ολοσχερούς καταστροφής τους. Επομένως, η αύξηση της θερμοκρασίας στο χώρο του θερμοκηπίου κατά τη διάρκεια της νύχτας είναι απαραίτητη στις περισσότερες περιπτώσεις.
Η επιτακτική ανάγκη για μείωση της κατανάλωσης των συμβατικών καυσίμων έχει σήμερα άμεση επίδραση στην έρευνα, η οποία κατευθύνεται σε τρεις τομείς:
1. Τη βελτίωση της κατασκευής του θερμοκηπίου, με σκοπό να μειωθούν οι ενεργειακές απώλειες όσο το δυνατόν περισσότερο (χωρίς να υποβιβασθεί σοβαρά το επιθυμητό περιβάλλον για την ανάπτυξη και καλλιέργεια των φυτών).
2. Την προσαρμογή των συστημάτων καλλιέργειας στο πνεύμα της εξοικονόμησης ενέργειας.
3. Τη χρησιμοποίηση άλλων πηγών ενέργειας, όπως η ηλιακή, η αιολική, η γεωθερμική και η βιομάζα για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του θερμοκηπίου.
Η στροφή επομένως των προσπαθειών προς την αξιοποίηση της άφθονης ηλιακής ενέργειας στη χώρα μας για την κάλυψη ενός μέρους ή και ολόκληρης της απαιτούμενης ενέργειας στα θερμοκήπια για την ανάπτυξη των καλλιεργειών είναι φυσική και έχει στόχο να βοηθήσει στην επίλυση του βασικού προβλήματος της θέρμανσης και του δροσισμού των θερμοκηπίων με την χρησιμοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Η προσπάθεια αυτή άρχισε με την πετρελαϊκή κρίση του 1973 και στο ενδιάμεσο διάστημα αναπτύχθηκαν πολυάριθμα ηλιακά συστήματα τόσο στην Ευρώπη όσο και στις Η.Π.Α.
Κάθε θερμοκήπιο δέχεται στο εσωτερικό του την προσπίπτουσα ηλιακή ενέργεια, που είναι σημαντικά μεγαλύτερη κατά την περίοδο του καλοκαιριού και οι απώλειες του είναι πολύ μεγαλύτερες από τις απώλειες ενός τοίχου. Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του θερμοκηπίου έχουν τα ακόλουθα αποτελέσματα:
- Κατά τις ηλιόλουστες μέρες, την άνοδο της θερμοκρασίας του αέρα που είναι εγκλωβισμένος στο θερμοκήπιο σε πολύ υψηλά επίπεδα.
- Τις νύχτες, την πτώση της θερμοκρασίας του αέρα, που φθάνει σε πολύ χαμηλά επίπεδα λόγω του υψηλού ρυθμού απωλειών της ενέργειας από το κάλυμμα, με δυσμενή ή καταστροφικά αποτελέσματα για τα φυτά.
Τα θερμοκήπια αν και παλαιότερη εφεύρεση, παρουσίασαν μεγάλη ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια, κυρίως με την ανακάλυψη των διαφανών πλαστικών φύλλων (1925) και την ανάπτυξη οικονομικών συστημάτων θερμάνσεως κατά τις παγερές μέρες και νύχτες.
Σε παγκόσμιο επίπεδο λειτουργούν σήμερα περίπου 1.500.000 στρ. με θερμοκήπια και από αυτά το 87 % είναι με κάλυψη από πλαστικά υλικά, ενώ το 13 % από υαλοπίνακες.
Η Ιαπωνία προηγείται με περίπου 700.000 στρ. και ακολουθούν η Ιταλία με 260.000 στρ., οι ΗΠΑ με 250.000 στρ., η Ισπανία με 130.000 στρ., η Ολλανδία με 70.000 στρ., η Ρωσία με 50.000 στρ., το Βέλγιο με 45.000 στρ., η Γαλλία με 40.000 στρ., η Ουγγαρία με 30.000 στρ., η Γερμανία με 22.000 στρ., η Τουρκία με 20.000 στρ., η Ρουμανία, η Πολωνία, η Βουλγαρία και η Μ. Βρετανία με 15.000 στρ. και το Ισραήλ με περίπου 4.000 στρ. Η Ολλανδία, το Βέλγιο, η Γερμανία, η Μ. Βρετανία και η Ουγγαρία χρησιμοποιούν κυρίως γυάλινα θερμοκήπια σε ποσοστό 85 %, σε αντίθεση με τις άλλες χώρες, όπου το ποσοστό των γυάλινων θερμοκηπίων κυμαίνεται μεταξύ 10 και 20 %. Στη χώρα μας λειτουργούν περίπου 40.000 στρ. με θερμοκήπια διαφόρων τύπων. Στα θερμοκήπια καλλιεργούνται κυρίως κηπευτικά και ανθοκομικά φυτά, αλλά και δένδρα για την παραγωγή φρούτων, ενώ ειδικά θερμοκήπια χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πολλαπλασιαστικού υλικού και για έρευνα.
 |
| greenhouse |
Υλικά κατασκευής θερμοκηπίων
Υλικά κατασκευής κάλυψης θερμοκηπίων
Ξυλεία
Στην περίπτωση χρησιμοποίησης του ξύλου σαν υλικού κατασκευής του σκελετού των θερμοκηπίων ορίζονται τα παρακάτω:
- Τυποποιημένα θερμοκήπια - Στα ξύλινα τυποποιημένα θερμοκήπια κρίνεται απαραίτητη η χρησιμοποίηση εμποτισμένης ξυλείας, εκτός από τις περιπτώσεις που δεν χρειάζεται (ξυλεία, καστανιάς, ορισμένα είδη αφρικάνικης ξυλείας κ.λ.π.) Ο εμποτισμός της ξυλείας πρέπει να γίνεται σε όλη τη μάζα του ξύλου είτε με υποπίεση, είτε με τη θερμή μέθοδο και με κατάλληλα συντηρητικά όπως τα DOWCIDE, CELCURE, TANALITH κ.α. που δεν είναι τοξικά για τα φυτά.
- Χωρικού τύπου θερμοκήπια - Στα χωρικού τύπου ξύλινα θερμοκήπια συνιστάται η χρήση εμποτισμένης ξυλείας χωρίς αυτή να είναι υποχρεωτική. Όταν οι στύλοι είναι από ξυλεία καστανιάς θα πρέπει αυτοί να καίγονται (καψαλίζονται) στο κάτω μέρος που μπαίνει στο έδαφος μέχρι να σχηματιστεί γύρω στρώμα από κάρβουνο πάχους 0,5 cm.
Μέταλλα
Στην περίπτωση χρησιμοποίησης μετάλλων σαν υλικό κατασκευής του σκελετού των θερμοκηπίων ορίζονται τα παρακάτω:
- Τυποποιημένα θερμοκήπια - Στα μεταλλικά τυποποιημένα θερμοκήπια όλα τα μεταλλικά μέρη του σκελετού θερμοκηπίου θα πρέπει να είναι γαλβανισμένα εν θερμώ ή με την ηλεκτροχημική μέθοδο σε ποσότητα τουλάχιστον 150 g.Zn / m2 ύστερα από επιμελημένη αντισκωριακή επεξεργασία όλων των μεταλλικών μερών. Το ελάχιστο πάχος των τοιχωμάτων των γαλβανισμένων σωλήνων που χρησιμοποιούνται για σκελετικά στοιχεία πρέπει να είναι 1,5 mm και για τα πρεσσαριστά ανοικτά προφίλ (στραντζαριστά) 2 mm.
- Χωρικού τύπου θερμοκήπια - Στα μεταλλικά τυποποιημένα θερμοκήπια χωρικού τύπου εφόσον δεν είναι δυνατή η χρησιμοποίηση των προηγουμένων μεθόδων συνιστάται το ψυχρό γαλβάνισμα των μεταλλικών μερών του σκελετού (πολυεστέρας + ψευδάργυρος).
Αλουμίνιο
Όταν γίνεται χρήση του αλουμινίου σαν υλικού κατασκευής του σκελετού πρέπει να έχει τις κατάλληλες διατομές και να είναι κατάλληλα ανοδιώμενο. Επίσης στα σημεία που έρχεται σε επαφή με άλλα μεταλλικά μέρη ή σκυρόδεμα θα πρέπει να παρεμβάλλεται διαχωριστική μεμβράνη (π.χ. πισόχαρτο) για να αποφεύγεται η διάβρωση.
Υλικά κάλυψης θερμοκηπίων
Τζάμι
Το ελάχιστο πάχος του τζαμιού (απλού ή MARTELE) θα πρέπει να είναι 4 mm. Οι διαστάσεις των τεμαχίων του τζαμιού θα πρέπει να ακολουθούν την παρακάτω αριθμητική σχέση 1,8 ≤ μήκος / πλάτος ≤ 3.
Σκληρά πλαστικά
Τα υλικά κάλυψης των θερμοκηπίων της κατηγορίας αυτής δεν πρέπει να έχουν περατότητα μικρότερη από το 80 % της περατότητας του γυαλιού για μια χρονική περίοδο 10 χρόνων κάτω από συνθήκες αγρού.
Φύλλα πλαστικά
Τα πλαστικά φύλλα πολυαιθυλενίου θα πρέπει να φέρουν σταθεροποιητή και το πάχος τους στη στέγη του θερμοκηπίου να είναι τουλάχιστον 170 μικρά και στις μεγάλες πλευρές 125 μικρά.
Στα σημεία επαφής των μεταλλικών και ξύλινων μερών του σκελετού με το πλαστικό συνιστάται να βάφεται αυτό (το πλαστικό) με λευκό πλαστικό χρώμα.
Συνίσταται επίσης όπου είναι δυνατό να περιορίζονται τα καρφώματα κατά την στερέωση και να πιάνεται το πλαστικό με θηλύκωμα και συνεχείς κατάλληλους συνδετήρες (κλιπς).
Πιο κάτω παρουσιάζονται κάποια συνήθη διαφανή υλικά που χρησιμοποιούνται ως κάλυμμα:
- Υαλοπίνακες. Είναι υλικό, ανθεκτικό στη διάβρωση, με μεγάλη διαφάνεια. Τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει είναι: η μεγάλη διάρκεια ωφέλιμης χρήσης του (σε περιοχές χωρίς χαλάζι), η απουσία περατότητας στη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία και η συμπύκνωση των υδρατμών υπό μορφή μεμβράνης (όχι υπό μορφή σταγόνων) στην επιφάνεια του. Διατηρεί την αρχική του διαφάνεια καθ όλη τη διάρκεια της ζωής του θερμοκηπίου. Τα μειονεκτήματά του είναι το εύθραυστο, η ακαμψία και το βάρος του. Απαιτείται ενισχυμένος και άκαμπτος σκελετός που τελικά οδηγεί σε υψηλότερου κόστους θερμοκήπιο.
- Φύλλο Πολυαιθυλενίου (PE). Είναι το φθηνότερο αλλά έχει και τη μικρότερη διάρκεια ζωής. Το υλικό αυτό, επειδή καταστρέφεται γρήγορα από την υπεριώδη ακτινοβολία, πρέπει να έχει ενσωματωμένο απορροφητή της υπεριώδους ακτινοβολίας. Η μέση διάρκεια ωφέλιμης χρήσης του υπολογίζεται για 3 έτη. Έχει μικρό βάρος και κατασκευάζεται σε μεγάλα πλάτη, έτσι δεν απαιτεί μεγάλου βάρους σκελετό και έχει πολύ καλή περατότητα στο φως.
- Φύλλο ΕVA. Είναι κάπως ακριβότερο από το προηγούμενο αλλά έχει καλύτερες ιδιότητες και διαρκεί περισσότερο. Έχει μικρότερη περατότητα στη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία, ιδιότητα χρήσιμη για την εξοικονόμηση ενέργειας στη θέρμανση.
- Φύλλο Πολυβινυλοχλωριδίου (PVC). Έχει μικρή περατότητα στη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία. Πρέπει να έχει ενσωματωμένο απορροφητή της υπεριώδους ακτινοβολίας. Είναι ακριβότερο από το πολυαιθυλένιο και τείνει να συσσωρεύει σκόνη στην επιφάνεια του. Πρέπει να πλένεται το χειμώνα για να διατηρείται η φωτεινότητα του θερμοκηπίου.
- Ακρυλική επιφάνεια είναι ανθεκτική στη διάβρωση, με μεγάλη διαφάνεια. Το ποσοστό απορρόφησης υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι περίπου το ίδιο με το γυαλί. Έχει επίσης την ίδια περατότητα στο φως με το γυαλί. Αυτό το υλικό διατηρεί ικανοποιητικά τη διαφάνεια του τουλάχιστον για 15 χρόνια (περισσότερο από όλα τα άλλα πλαστικά που έχουν αναφερθεί). Τα μειονεκτήματά του είναι η πολύ υψηλή τιμή του, και το σχετικά εύφλεκτο.
- Πολυανθρακικές επιφάνειες (πολυκαρμπονάτ). Είναι σχετικά ανθεκτικές στα χτυπήματα, είναι σχετικά πιο λεπτές, εύκαμπτες και μικρότερου κόστους από τις ακρυλικές. Υπάρχουν πολυανθρακικές καθώς και ακρυλικές επιφάνειες διπλών τοιχωμάτων, που έχουν μεγάλη θερμομονωτική ικανότητα, μειώνουν την απώλεια ενέργειας μέχρι 40 τοις εκατό, αλλά παρουσιάζουν μικρότερη περατότητα στο φώς (περίπου 15-20 τοις εκατό μείωση). Το υλικό έχει ένα υψηλό συντελεστή διαστολής /συστολής που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στη στερέωση του στο σκελετό.
- Επιφάνειες ενισχυμένου πολυεστέρα (Φάιμπεργκλας) είναι ανθεκτικές στα φορτία, και η τιμή τους είναι σχετικά μικρότερη. Πρέπει να έχουν ενσωματωμένο απορροφητή της υπεριώδους ακτινοβολίας. Συγκριτικά με το γυαλί, είναι ανθεκτικότερες στα χτυπήματα, είναι όμως λιγότερο περατές στο φως, ιδιότητα που επιδεινώνεται σημαντικά με τη πάροδο του χρόνου. Με τη πάροδο του χρόνου διαβρώνεται επίσης η εξωτερική τους επιφάνεια. Οι καλυμμένες, όμως, επιφάνειες εξωτερικά, με το υλικό Tedlar ή άλλο σχετικό, δεν παρουσιάζουν διάβρωση.