СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В ТЕПЛИЦЕ

Библиография:

1. Бутаева Е. Информационая система обеспечения градостроительной деятельности как инструмент эффективного управления территорией // Коллегия. 2007. № 9. С. 12-15.

2. Вильнер М.Я. Актуальные вопросы градостроительной деятельности: о проблемах организации градостроительной деятельности // Бюл. строит. техники. 2006. № 7. С. 60-63.

3. Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29 декабря 2004 г. №190-ФЗ (с изм. от 31.12.2014 N 499-ФЗ., в ред. с 01.03.2015 г.).

4. Постановление Правительства РФ от 09 июня 2006 г. № 363 «Об информационном обеспечении градостроительной деятельности».

5. Романова И.Ю. Геоинформационные системы в градостроительном проектировании и управлении территорией // Пром. и гражданское стр-во. 2005. № 1. С. 31 -32.

УДК 631.234

СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В ТЕПЛИЦЕ

Лосев И.В., бакалавр 4 курса направления подготовки 08.03.01 «Строительство». Научный руководитель: к.т.н., доцент Блажнов А.А. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены однопролётные арочные и рамные теплицы с поликарбонатной кровлей. Культивационные сооружения такого типа поставляются заводами-изготовителями для малых форм хозяйствования. Поликарбонатная кровля имеет ряд преимуществ перед плёночным и стеклянным ограждением: обеспечивает энергосбережение в холодное время года, хорошо сопротивляется ударным нагрузкам, не требует эксплуатационных затрат. Однако в летний период вследствие парникового эффекта в поликарбонатной теплице возможно значительное повышение температуры, снижающее выход сельскохозяйственной продукции и ухудшающее её качество. Максимальное понижение температуры в сооружении возможно при естественном воздухообмене через ленточный вентиляционный проём, создаваемый посредством подъёма коньковой части кровли. По результатам эксперимента на модели теплицы установлены необходимые для снижения внутренней температуры аэрационные параметры - ширина ленточного проёма и высота подъёма кровли, выраженные в функции пролёта культивационного сооружения. Рассмотрена возможность снижения затрат на строительство теплицы в хозяйствах малых форм собственности по сравнению с затратами на теплицы заводской поставки.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Поликарбонатная теплица, парниковый эффект, трансформируемая кровля. ABSTRACT

Single-span arch and frame greenhouses with polycarbonate roof are considered. Cultivation facilities of this type are supplied by manufacturers for small forms of management. Polycarbonate roof has a number of advantages over iron and glass fencing: it provides energy saving during the cold season, well resists impact loads, does not require operational costs. However, during the summer, due to the greenhouse effect in the polycarbonate greenhouse, a significant temperature increase is possible, reducing the yield of agricultural products and deteriorating its quality. Maximum temperature reduction in the structure is

possible at natural air exchange through the belt ventilation opening created by lifting the skate part of the roof. According to the results of the experiment on the greenhouse model the aeration parameters necessary to reduce the internal temperature - width of the band opening and height of the roof rise, expressed in the function of the flight of the cultivation structure, are established. The possibility of reducing the costs for the construction of a greenhouse in small form of ownership farms compared to the costs for the greenhouse of the factory supply was considered.

KEYWORDS

The polycarbonate greenhouse, greenhouse effect, the transformed roof.

Введение. Для малых форм хозяйствования российскими производителями предлагаются однопролётные теплицы с поликарбонатной кровлей (имеющей ряд преимуществ перед стеклянным и плёночным ограждением) рамного и арочного типа (рис. 1). Однако заводская поставка поликарбонатных теплиц требует от застройщика значительных единовременных затрат, от 2 до 5 тыс. руб/м2, что увеличивает срок окупаемости сооружения и снижает рентабельность производства [1-6].

а) б)

Рисунок 1 - Типы однопролётных теплиц: а) - арочная; б - рамная

Одним из факторов, отрицательно влияющим на выход тепличной продукции, является высокая внутренняя температура воздуха в тёплый период года. Так, по требованиям норм технологического проектирования теплиц НТП 10-95 температура воздуха для плодоношения огурцов и томатов должна находиться в пределах 22-26°С. Однако в летнее время температура втеплицах с поликарбонатной кровлей может повышаться до 45-50°С, что значительно снижает урожайность выращиваемых культур. В связи с этим ставилась задача разработать эффективный способ снижения температуры воздуха в теплице в тёплый период года, а также рассмотреть возможность уменьшения стоимости её строительства в хозяйстве.

Методика и результаты исследования. Значительно снизить температуру воздуха в теплице в летний период можно посредством удаления перегретого воздуха через вентиляционный проём в верхней части покрытия сооружения. На техническое устройство, позволяющее осуществить такой способ естественного вентилирования сооружения, Федеральным институтом промышленной собственности Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам Орловскому ГАУ выдан патент на полезную модель «Устройство для естественной вентиляции теплиц» [7]. Сущность технического решения состоит в том, что для снижения внутренней температуры верхняя часть поликарбонатного покрытия теплицыподнимается на необходимую высоту, открывая вентиляционный проём.

Необходимые для требуемого снижения внутренней температуры аэрационные параметры (ширина проёма в верхней части покрытия, высота подъёма коньковой части кровли) определялись на модели теплицы, изготовленной в масштабе 1:5 применительно к теплице пролётом 9 м (рис. 2, а). Устанавливаемые в процессе исследования параметры считались достаточными, если температура воздуха внутри модели незначительно отличалась от наружной. Для определения рациональных параметров варьировались ширина проёма (а) в покрытии модели теплицы и высота

(Л) подъёма верхней части кровли (рис. 2, б). Для измерения наружной и внутренней температуры воздуха использовался дистанционный пирометр. На рис. 2, б на раздельных осях абсцисс указаны соотношения исследованных аэрационных параметров, по оси ординат - перепад температур между наружным и внутренним воздухом.

(нар (вн ,

где, ^АР - температура воздуха на открытой местности, °С;

^Н - температура воздуха внутри модели теплицы при открытом

о _

вентиляционном проёме, °С.

Результаты исследования позволяют сделать следующие выводы:

- температура воздуха в модели сооружения примерно соответствовала наружной температуре (разность температур « 1°С) при ширине открытого вентиляционного проёма равной 0,2 пролёта (ширины) модели - график 1 на рис. 2, б;

- примерное равенство наружной и внутренней температур (разность температур «1°С) обеспечивалось при высоте подъёма (Л) коньковой части кровли равной 0,5 ширины вентиляционного проёма (а) равной 0,2^ - график 2 на рис. 2, б.

а)

б)

Рисунок 2 - а) модель теплицы; б) результаты исследования: 1 - влияние соотношения ширины проёма (а) к пролёту модели (Ц на перепад

температур М,0С;

2 - влияние соотношения высоты подъёма кровли (Л) к ширине проёма (а) на перепад

температур М,0С

Полученные результаты могут быть экстраполированы на реальные культивационные сооружения, в том числе и рамной конструкции (рис. 3), характеризуемой лучшим коэффициентом ограждения (отношением площади ограждающих конструкций к площади застройки), чем арочная теплица. Так, для рамной теплицы площадью 500 м2 с оптимальными объемно-планировочными параметрами коэффициент ограждения равен 1,55, для арочной теплицы такой же площади - 1,65. То есть, примерно на 6% площадь поликарбонатного ограждения и теплопотери в холодное время года у рамной теплицы будут меньше.

Рисунок 3 - Конструктивная схема теплицы: 1 - сплошная рама из швеллеров, 2 - прогоны из гнутых или прокатных профилей,

3 - затяжка

Заводская поставка и монтаж теплиц требуют значительных единовременных затрат, изменяющихся в зависимости от типа сооружения и его инженерного оснащения, что в дальнейшем может обусловить нерентабельность производства. Значительно сократить затраты на строительство (в 2-3 раза) возможно при изготовлении теплицы непосредственно в хозяйстве. С целью снижения затрат обосновывались объёмно-планировочные параметры сооружения, разрабатывалась и оптимизировалась конструктивная схема теплицы построечного изготовления из прокатных профилей с узловыми соединениями на сварке (рис. 3). Площадь теплицы в соответствии с номенклатурой теплиц для фермерских хозяйств в нормах технологического проектирования теплицНТП10-95 принималась равной 500 м2. Определялся оптимальный пролёт сооружения, соответствующий минимуму коэффициента ограждения (КОГР):

2h 1 2h L

Когр = — +-+ + tga,

L cosa A 2A

где, h - высота продольного светопрозрачного ограждения (в соответствии с СП 107.13330.2012 «Теплицы и парники» для ангарных теплиц минимально равная 1,5 м);

L и А - соответственно пролёт и длина теплицы (А = F/L, где F - принятая площадь теплицы);

а - угол наклона скатов кровли (не менее 25° по СП 107.13330.2012).

Заменив А= F/L в формуле (2) и продифференцировав выражение по L, после преобразований получим кубическое уравнение, из которого после подстановки h и tga установим пролёт теплицы, соответствующий минимуму коэффициента ограждения: LonT = 12 м.

Для определения оптимальных строительных параметров каркаса аналитически (с использованием методов математического анализа и математической статистики) устанавливались закономерности изменения расхода металла на основные конструктивные элементы теплицы (прогоны, рамы) в зависимости от влияющих на них факторов. Установлено, что шаг прогонов, соответствующий минимуму расхода на них стали для I снегового района по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» равен 1,20 м, для II района - 1,0 м и для III района - 0,85 м. Cварные рамы каркаса сплошного сечения рассчитывались как бесшарнирные. Элементы рам подбирались из прокатных швеллеров по ГОСТ 8240 - 97 «Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент». По результатам исследования определён шаг рам, соответствующий минимуму расхода стали на каркас сооружения для конкретного снегового района. Так, для I снегового района при LonT=12 м оптимальный шаг рам каркаса равен 6,35 м, для II района - 5,55м, для III района - 5,15 м. Для установленных оптимальных значений шага рам удельный расход стали на каркас в I, II и III снеговых районах соответственно равен 7.9, 10.0 и 11.8 кг/м2.

Выводы.

1. Показана возможность аэрации поликарбонатных теплиц арочной и рамной конструктивных форм посредством устройства ленточного вентиляционного проёма в

коньковой части сооружения и перемещения верхней части кровли в вертикальной плоскости. Экспериментально на модели теплицы определены необходимые для требуемого снижения внутренней температуры аэрационные параметры в функции пролёта теплицы.

2. С целью снижения единовременных затрат для малых форм хозяйствования предложена однопролётная теплица построечного изготовления с рамным каркасом из прокатных профилей с узловыми соединениями на сварке, позволяющая в 2-3 раза сократить затраты на её строительство. Обоснованы рациональные строительные параметры сооружения.

Библиография:

1. Блажнов А.А. О применении сотового поликарбоната в ограждающих конструкциях зимних теплиц // Вестник строительства и архитектуры. Орёл.: ООО ПФ Картуш. 2017. № 6. С. 96-106.

2. Саттарова Р. Сотовый поликарбонат - теплосберегающее покрытие для фермерских теплиц // Гавриш. М.: Научно-исследовательский институт овощеводства защищённого грунта. 2013. № 2. С.48-49.

3. Мухачёв А.Д. Применение поликарбонатов в качестве энергоэффективной светопрозрачной конструкции // Образование, наука, производство: материалы VII Междунар. молодежного форума. БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород.: Изд-во БГТУ. 2015. С.1326-1329.

4. Новикова Ю.К., Голованова Л.А. Обзор современных светопрозрачных материалов // Новые идеи нового века - 2015: материалы XV Междунар. науч. конф. ФАДТОГУ. Хабаровск.: Тихоокеанский государственный университет, 2015. Т. 3. С. 260265.

5. Блажнов А.А., Фетисова М.А. Производственные сооружения для фермерских хозяйств. Орёл.: ООО ПФ «Картуш», 2017,132 с.

6. Юдаев И.В. Изучение светопропускающих свойств сотового поликарбоната -покровного материала круглогодичных теплиц // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. Краснодар.: Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина. 2016. № 120(06). С. 239-252.

7. Пат. 193004,Российская Федерация, МПК A01G9/24(2006.01). Устройство для естественной вентиляции теплиц / А.А.Блажнов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Орловский ГАУ. № 2019102444; заявл. 29.01.2019; опубл. 09.10. 2019, Бюл. № 28.

УДК 693.54

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МОНОЛИТНОМ ДОМОСТРОЕНИИ

Макарова А.И., магистрант 1 курса направления подготовки 08.04.01 «Строительство». Научный руководитель: к.э.н., доцент Сергачев А.А. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ

АННОТАЦИЯ

Развитие научно-технического прогресса в строительной отрасли происходит медленно, но проверенные и эффективные технологии используются долгое время. В данной статье приводятся примеры инновационных технологий в монолитном домостроении, разработанные не только в южных широтах, но и в северных районах России. Рассматривается значимость разработанных инноваций и необходимость их