انتخاب نوع پوشش جهت سقف گلخانه

رشد جمعیت و افزایش مصرف سرانه كه با سطح درآمد و زندگی افراد جامعه همبستگی زیادی دارد، دو مسئله مهم در تأمین نیازهای غذایی برای افراد جوامع در حال پیشرفت از جمله ایران است و در این میان نقش بهره‌گیری مؤثر و بهینه از منابع محدود آب و خاك و استفاده از نیروی انسانی موجود در كشور از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تلاش موفقیت‌آمیز در جهت رشد درآمد ناخالص ملی و رسیدن به خودكفایی در تولید نیازهای غذایی جمعیت رو به رشد كشور، همانند هر فعالیت دیگری نیاز به آگاهی عمیق از فرآیندهای عملی و اقتصادی و بكارگیری آخرین دانش و فن‌آوری روز دنیا دارد. در این راستا تكنولوژی تولید محصولات گلخانه‌ای منجر به افزایش چشمگیر راندمان بهره‌وری از منابع محدود آبی و خاكی گشته و اهمیت آن با توجه به اقلیم خشك و كم باران اكثر نقاط كشور ما غیر قابل انكار است.

پوشش گلخانه مورديست كه بايد در همان آغاز طراحي گلخانه به آن توجه شود و از مهمترين تصميمات گلخانه­داران مي­باشد و بايستي به دقت انجام گيرد. پوشش ايده­آل، پوششي است كه اجازه عبور ماكزيمم نور را بدهد درحاليكه كه كمترين ميزان گرما و انرژي از دست برود. همچنين بايد پايداري و ثبات خوبي داشته و نياز به تعمير آن حداقل باشد. در هیچ یک ازانواع  پوششها انتقال نور و حرارت صد درصد نیست زیرا در هر حال مقداری از نور، منعکس شده و یا جذب پوشش می شود. عبور نور مرئي براي پوشش­ها مختلف از ۷۸% تا ۹۳% متغير مي­باشد. يك قانوني كه هميشه وجود دارد: در طول زمستان، به ميزان ۱% كاهش در نور رسيده به گياه منجر به ۱% كاهش در رشد آن مي­گردد. همچنين نور عبوري هم مي­تواند به صورت مستقيم بوده كه ايجاد سايه كند و يا منتشر شود كه نور يكنواخت بيشتري ايجاد مي­كند. البته در مناطقي كه اكثر مواقع آسمان ابري است نور عموماً منتشر مي­شود و نوع نورگير از اين لحاظ بحراني نيست. با اين تفاسير بيان شده، انتخاب پوشش نياز به دقت بالايي دارد.

در ادامه به شرح انواع مختلف پوشش گلخانه­اي پرداخته و در انتها مقايسه جهت انتخاب بهتر ارائه مي­گردد.

۱-     شيشه (Glass)

شيشه يكي از مواد مرسوم و متداول جهت پوشش گلخانه مي­باشد و داراي عبور نور و پايداري بالا مي­باشد. اما شيشه­هاي پوشش دار و رنگي به دليل نشر كم و انعكاس گرما بايد با دقت و احتياط استفاده شوند به طور مثال شيشه­هاي برنزي مي­توانند كاهش عمده­اي در عبور نور داشته باشند. پايداري بسيار عالي پوشش هاي شيشه­اي باعث نگهداري هرچه بهتر گياهان در شرايط نامساعد محيطي مي گردد, براي مثال يك گلخانه با پوشش دولايه‌ي پلي اتيلني با بارش يك برف سنگين ممكن است فرو بريزد.

امروزه شيشه مورد استفاده در گلخانه­ها از نوع حرارتي (Tempered glass) به دليل استحكام بالاتر مي­باشد كه اين اجازه را مي­دهد كه از قابهايي با عرض inch 36-30 استفاده شده و كاهش تعداد قاب و افزايش نور را در پي دارد. اين قبيل قابهاي بزرگتر معمولاً با استفاده از درزگير پلاستيكي نصب مي­شوند.

شيشه هاي سخت به خوبي در برابر بارش تگرگ ايستادگي مي­كنند. بزرگترين عيب هاي پوشش­هاي شيشه­اي عبارت از هدررفت گرماي زياد و هزينه اوليه خريد تجهيزات و نصب آنها است. براي نمونه اندازه‌ي چارچوب هاي مورد استفاده در پوشش هاي شيشه اي۳۹*۶۵ اينچ است. پس مي بينيد كه اين چارچوب ها باريك­تر از چارچوب هاي مورد استفاده در پلاستيك هاي سخت هستند و به علت سنگين بودن شيشه، در پوشش هاي شيشه اي به تجهيزات محافظ و نگهدارنده‌ي بيشتري در مقايسه با ديگر پوشش ها نيازمنديم. بنابراين به كار بردن پوشش شيشه اي گران­تر از ديگر پوشش هاست.

۲-     پلي كربنات (Polycarbonate)

اين مواد به صورت ورق تك لايه موجدار و يا به صورت دو يا سه جداره استفاده مي­شوند. همه آنها انعطاف پذير بوده و شعاع خمش بالايي دارند. همچنين اين ورق­ها شفاف بوده و عبور نور بالايي دارند و نيز مقاومت بالايي در برابر ضربات از جمله تگرگ را دارا مي­باشند و نسبت به ديگر مواد پلاستيكي اشتعال پذيري كمتري دارند. از همه مهمتر كاهش اتلاف انرژي از طريق اين ورقها مي­باشد. گلخانه دارها به اين نتيجه رسيده­اند كه ‌ صفحات ۱۶ميليمتري تا ۷۰% از هدررفت گرما جلوگيري مي كند و صفحات ۶ ميليمتري هم تا ۵۰% از هدررفت گرما جلوگيري مي كند. هم صفحات پلي كربنات و هم صفحات اكريليكي به رنگ برنزه در دسترس است كه اين موضوع باعث مي شود كه از شدت نور آفتاب جلوگيري كند و اين نوع صفحات مي توانند در جاهايي كاربرد داشته باشند كه كم بودن شدت نور خورشيد يك برتري به شمار مي آيد, براي نمونه در گلخانه هايي كه مي خواهند فراورده هايشان را به صورت خرده فروشي عرضه كنند,در جاي عرضه فراورده ها مي توان اين گونه صفحات را به كار برد. همچنين مي­توان ورقهاي مخصوصي خريداري كرد كه سطح داخلي آنها با يك عامل آب دوست (هيدروفيل) پوشش داده شده باشد كه سبب كاهش قطره­اي شدن رطوبت شود.

اين نوع پوشش با تغييرات دمايي منبسط و منقبض مي­شوند. از اين رو در نصب آنها بايد اين مطلب را مورد توجه قرار داد. ورقهاي تك لايه موجدار عمدتاً با پيچ و يك قطعه لاستيكي نصب مي­شوند و درزبندي فومي يا چوبي اطراف لبه­هاي آن استفاده مي­شود. ورقهاي  دو يا سه جداره نيز با پروفيل­هاي آلومينيومي H به فريم گلخانه متصل مي­شوند. بالا و پايين ورق­ها بايد با نوار آلومينيومي جهت جلوگيري از ورود حشره، ذرات گرد و غبار و … درزگيري شود. استفاده از آب بند سيليكوني در امتداد لبه اكستروژن از ورود آب جلوگيري مي­كند.

براي ساخت گلخانه تعداد صفحات كمتري از اين پلاستيك هاي سخت مورد نياز است و به همين دليل هم هزينه هاي مربوط به نصب اين صفحات تا اندازه زيادي كاهش مي يابد. اين نوع پوشش در مقايسه با فيلم­هاي پلي­اتيلني مرسوم گران­تر بوده اما طول عمر آن بالاتر بوده و همانند فيلم پلي­اتيلني نياز به تعويض مكرر ندارد.

۳-     آكريليك (Acrylic)

ورق آكريليك كمي شفاف­تر از پلي­كربنات بوده اما زرد شدگي كمتري بر اثر مرور زمان در آن مشاهده مي­شود. اشتعال پذير بوده و براي گلخانه­هاي بنيادي مورد تأييد نيست. نسبت به پلي­كربنات، ذرات گرد و غبار را بيشتر به خود جذب مي­كند اما خش­پذيري كمتري دارد. بین پوششهای مختلف آكريليك از نظر عبور نور مقام اول را دارد.

ورق­هاي آكريليك در ضخامت­هاي مختلف موجود مي­باشد. اين مواد سخت بوده و بايد روي سطوح صاف نصب شود و تكنيك نصب آن مشابه ورق پلي­كربنات با استفاده از پروفيل آلومينيومي H انجام مي­شود.

۴-فايبرگلاس (FRP)

فايبرگلاس اگرچه هنوز در گلخانه­ها وجود دارد اما توسط مواد ديگر به خصوص پلي­كربنات جايگزين شده­اند. بدين دليل كه رزين موجود در اين ورقها بعد از چند سال فرسوده يا ساييده مي­شوند و به مرور زمان به وسيله گرد و خاك تيره شده و عبور نور را كاهش مي­دهد و نيز در اثر UV نور خورشيد تخريب شده و شكسته مي­شود. و در نهايت با توجه به جدول ۱ ويژگي عايقي ضعيفي دارد. ورق فايبرگلاس در دو نوع صاف و موجدار موجود مي­باشد.

موج دار بودن فايبرگلاس­ها براي افزايش ميزان مقاومت آنهاست. در هر صورت عيب بزرگ اين نوع فايبرگلاس سطح بيشتر آن در مقايسه با نوع صاف آن است, كه باعث هدر رفت بيشتر گرما مي شود. پوشش­هاي بيروني نياز به اين دارند كه بوسيله‌ي مواد ضد اشعه‌‌ي فرابنفش پوشانده شوند تا از زرد شدن رزين هاي اكريليكي كه در ساختمان اين لايه ها به كار رفته جلوگيري كند. ممكن است تگرگ,ساينده هاي گوناگون, آلودگي هوا ,گرد و غبار و يا ديگر آلاينده­ها باعث خرابي لايه ها شوند و يا حتي باعث نرسيدن نور به داخل گلخانه شوند. بيشتر فايبرگلاس ها اين ضمانت را دارند كه در ۱۰ سال اول استفاده, تا ۸۰% نور خورشيد را از خود عبور دهند و در ۲۰ اسال اول استفاده هم اين تضمين را دارند كه بافت اين پلاستيك ها آسيبي نبيند. بزرگترين ايراد پوشش هاي فايبر گلاس در زود آتش گرفتن اين پوشش هاست و اين هم به علت استفاده از رزين هاي اكريليكي در ساختمان آنهاست و اين موضوع باعث افزايش هزينه هاي مربوط به بيمه در اين نوع پوشش مي شود و به همين دليل استفاده از اين نوع پوشش ها در گلخانه هايي كه حالت آموزشي دارند توصيه نمي شود. اين ورق­ها بايد با پيچ­ همراه با درزبند لاستيكي متصل شوند تا اجازه انبساط داشته باشند.

 فيلم پلاستيكي

وزن سبك، سايز بزرگ و قيمت كم، فيلمهاي پلاستيكي را گزينه خوبي براي پوشش گلخانه­اي براي توليد محصولات فصلي كرده است. اين نوع فيلم­ها انتخاب خوبي براي گلخانه­هاي منحني­وار مي­باشد چونكه به راحتي با شكل­هاي انحنادار تطابق مي­يابد.

امروزه با استفاده از پلاستيك­هاي گريد گلخانه داراي حفاظت UV گسترش يافته كه مدت ۳ سال دوام دارند. همچنين به آنها تركيبات بازدارنده IR اضافه مي­شود كه اتلاف گرمايي گلخانه­ها را حدود ۲۰% كاهش مي­دهد. سطوح ضد قطره آنها نيز سبب كاهش تشكيل قطره­هاي رطوبت روي سطح داخلي آنها مي­شود.

ورق پلي­اتيلن بافته شده (Woven PE film) اغلب اوقات به نام rip-stop در بازار وجود دارند و استحكام بالايي در برابر پاره شدن دارد. اگرچه ضخامت­هاي مختلفي از اين فيلم­ها در بازار موجود است اما ضخامت ۶mm آن براي اكثر كاربردها استاندارد است.

در فصل زمستان جهت حفظ سرما بايد از فيلم­هاي دو لايه استفاده شود كه اين عمل حدود ۳۵% كاهش اتلاف گرمايي را در پي دارد.

پوشش هاي نازك پلي اتيلن ارزان است و به همين دليل هم كساني كه آغاز به زدن يك گلخانه مي­كنند از اين پوشش براي گلخانه شان استفاده مي­كنند. خود ساختمان گلخانه و همچنين پوشش هاي نازك پلي اتيلني آن قيمتي ندارد و هزينه نصب آنها هم زياد نيست. به كار بردن پوشش دو لايه‌ي پلي اتيلني يه گونه اي كه بين دو لايه عايقي از هوا باشد تا ۴۰% از هدررفت گرماي گلخانه در مقايسه با هنگاميكه پوشش يك لايه پلي اتيلن و يا پوشش هاي شيشه اي  وهمچنين فايبرگلاس استفاده كنيم, از هدررفت گرماي گلخانه جلوگيري مي كند. پوشش دولايه‌ پلي اتيلني مقاومت بيشتري در برابر آسيب­هاي تگرگ دارد.

مواد ضد اشعه‌ي موجود بر روي پلي­اتيلن هاي ضد اشعه‌ي فرابنفش مي توانند تا سه سال هم روي اين پوشش باقي بمانند. در هر صورت لايه هاي پلي اتيلن هر چند وقت يكبار نياز به تعويض دارند و اين بزرگترين مشكل و عيب اين نوع پوشش است. در اصل مشكل در كم بودن عمر پوشش­هاي پلاستيكي است؛ هر چه كه بيشتر از عمر اين لايه ها مي گذرد, اين لايه ها آسيب پذيرتر مي شوند و زودتر پاره مي شوند. معمولاً بيشتر گلخانه هايي كه به صورت چندتايي ساخته مي شوند از آهن و گالوانيزه ساخته مي شوند. براي به هم وصل كردن سقف اين گلخانه ها مي­توان از تكيه گاه هاي افقي به هم پيوسته استفاده كرد. به دليل ساختار و طبيعت موقتي پلي اتيلن هزينه هاي مربوط به بيمه مي تواند از هزينه خود اين مواد بيشتر باشد.

گلخانه­داران بايد بررسي گسترده­اي بر روي نوع مواد، يرق­آلات و تجهيزات مورد نياز و مواردي از جمله كاهش مصرف انرژي انجام بدهند.

جدول ۱: مقايسه پوشش­هاي مختلف