Купольная зимняя теплица из поликарбоната в сибири, реально?

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Собственно хотелось бы услышать советы. Есть мысль построить такую теплицу, для себя и как источник небольшого доп дохода так сказать.
Основная проблема, я живу в сибири Красноярский край центр. У нас мороз -40 в течении недели это норма, в основном всю зиму стабильно -20 в холодные зимы может быть -30 -50 в течении месяца (причём рандомно может в ноябре мороз жать может в феврале пожаловать).
Световой день зимой ооочень короткий, светает к 9 солнце прячется в 17.
Из плюсов низкая влажность т. е мороз "сухой" даже в -50 можно тепло одевшись идти пешем по улице, нормально в принципе.
Далее из плюсов, несколько угольных разрезов рядом поэтому есть доступ к дешёвому углю, и к более менее дешёвому лесу

По участку, участок сухой к сожалению не ровный хоть и довольно большой (25 соток).
Теплицу хочу 12-18 метров в диаметре по геодезической технологии.
Ну а дальше вопросы...
Можно ли делать каркас из дерева? (самый доступный у нас материал)
Что лучше в 1 слой 25мм поликарбонат или 4-6 но в 2 слоя (снаружи и снутри каркаса).
Как лучше отапливать делать трубки под землёй чтобы отапливать землю или лучше воздух греть, т. е по верху вести ?
Как проще организовать вентиляцию?

В общем кто занимался зимними теплицами подскажите.

 

А можете уточнить город, чтобы посмотреть климатические данные поточнее?
Вы хотите с целью пропитания или с целью получения дохода?
Лучше 2 слоя внутри и снаружи это однозначно - воздушный промежуток, тем более сухой - отличный теплоизолятор.
Снаружи можно использовать поликарбонат, можно (лучше) плёнку "Светлица" - более прозрачная, лучше переносит морозы (эластичность до -60°). Внутренний слой - плёнка, так проще добиться герметичности внутреннего (пароизоляционного) слоя. К тому же Светлица малопрозрачна в низкотемпературном инфракрасном диапазоне (при этом прекрасно пропускает тот участок спектра, который соответствует высоким температурам). Т. е. впускает тепло внутрь, а обратно не выпускает.
Дерево прекрасно подойдёт для двухслойного покрытия - внутренний слой должен быть герметичным, а внешний иметь небольшие продухи для влагообмена с окружающим воздухом (продухи закрываются паропроницаемой мембраной).
Коэффициент теплопроводности и теплосопротивления СПК:
Толщина, мм Коэф. теплопров., Вт/м²∙°С Коэф. теплосопр., м²∙°С/Вт
4 4 0,25
6 3,7 0,27
8 3,6 0,28
10 3,1 0,32
16 2,1 0,48
20 1,9 0,53
25 1,65 0,61
32 1,4 0,71

Коэффициент теплосопротивления воздушной прослойки толщиной 15 см примерно 0.18 м²∙°С/Вт.
Если сделать, скажем, изнутри плёнку, потом 15 см воздушная прослойка, потом СПК 10 мм, то суммарное теплосопротивление будет 0,18+0,32 = 0,5, что примерно соответствует СПК 20 мм, но дешевле и прозрачнее.

Суммарные теплопотери через купол будут примерно 1.7/0,5*∆T*S, где 1.7 - примерно во столько раз площадь купола больше площади основания, 0.5 - теплосопротивление, ∆T - разница температур (с учётом теплоаккумулирующей способности грунта можно взять среднюю темпераутуру за самую холодную пятидневку), S=π∙R² - площадь основания.

Лучше прогревать землю, используя воздушную вентиляцию, как в вегетарии. Прогретая земля - это не только теплоаккумулятор (иначе Вы будете жить возле печки), но и лучшие условия для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов и червячков.

Для воздушного отопления грунта прекрасно подходит дренажная труба ∅110 перфорированная. Перфорация нужна, чтобы там болезнетворные микроорганизмы не размножались. Дренажная труба - гофрированная, это увеличивает площадь теплопереноса вдвое. Нужен один достаточно мощный вентилятор в центре, и от него в разные стороны трубы. Подогрев воздуха автомобильным радиатором (высокая теплоотдача при низкой цене) на входе, после вентилятора. Такая схема проверена на практике и хорошо работает. При этом проветривание теплицы не только не требуется, но и не нужно.

Чтобы в теплице была здоровая микрофлора - в поток воздуха можно впрыскивать КПР (концентрированный почвенный раствор по технологии Шапиро), содержащий (по данным различных лабораторий) от 60 (есть доки) до 1000 (военные вирусологи по знакомству без доков) видов бактерий. Подавление патогенки (как бактериальной, так и грибковой) многократно проверялось. Плюс это существенно повышает плодородие почвы, не нужна никакая химия.

Вроде на все вопросы пока ответил.

 

Производитель Светлицы на одной странице указывает разные значения:

Для СПК нашел график:

где прозрачность в низкотемпературном ИК диапазоне меньше 20%.
Может у вас есть другие данные, доказывающие преимущество Светлицы перед СПК по сохранению тепла?

 

@YUNIS, я запросил данные у производителя плёнки. Действительно, Вы правы. У меня в голове несколько перемешалось. Светлица выигрывает у других плёнок, но проигрывает СПК.



Правда, в присланном файле есть один интересный момент. Я процитирую:

Но данных по отражения ИК излучения по данной плёнке я не нашёл, по СПК искать не стал - не с чем сравнивать.

Также на сайте производителя есть заключение о сравнительных испытаниях плёнки Светлица и СПК 6 мм. В целом заключение в пользу плёнки, но температура ночью опускалась больше в плёночной теплице. Впрочем, однослойная плёнка и СПК - некорректно напрямую сравнивать.

 

Вы вообще-то учли размеры купола, на который замахивается Nevnaicon? 18 м в диаметре - это 9 м в высоту - выше 3-х этажного дома! Площадь теплицы - 3,14*9*9=254 кв. м. Для сравнения, стандартная дачная теплица 3*6=18 кв. м. Кубатуру даже высчитывать не хочу - придётся нагревать громадный лишний объём,всё что выше 2,5 м, ну и площадь поверхности, рассеивающая тепло, соответственно.
Естественно, чтобы такой свод поддержать, учитывая ветровые, дождевые и снеговые нагрузки, потребуются мощные металлоконструкции - какое уж там дерево. С другой стороны, плёнка на металлоконструкциях при -50-ти градусах, когда внутри +20... хмм, плюс мостики холода.
Короче, (ИМХО) химера.

 

Не обязательно купол должен быть такой же высоты, как радиус.
Вот, например, купол кратностью 8, высота 1/4 сферы, высота "в холке" 5.5 м - это не такая уж большая высота для такого немаленького сооружения. Максимальная длина ребра 1575, это немного. Снеговой нагрузки не будет совсем, т. к. в Красноярском крае очень сильные ветра, а у купола при такой форме практически на всей поверхности будет отрицательная аэродинамическая нагрузка (ветер будет отрывать снег). Единственное, что может случиться в плане снега - внезапный снегопад в штиль. Разумеется, такую конструкцию надо рассчитывать. Но не надо думать, что если нагрузки большие, то всё капец только сталь. Дерево прекрасно работает под нагрузкой, просто считать надо аккуратно. Вот где точно потребуется сталь в такой конструкции - так это в фундаменте. Потому что свод прекрасно распределит любые нагрузки, но даст распор. И кольцевой фундамент должен этот распор воспринять.

Самый большой деревянный геокупол в мире - 143 метра в диаметре.

 

то есть такой дом не химера а теплица так сразу не выйдет не пытайся чтоли? при том что требования к теплице будут ниже не дом всё таки и она легче в разы.
ну и да 18 это максимум скорее всего 12 где то

 

Нагрев лишнего объёма никакого влияния на теплопотери не оказывает, дополнительный объём — этот только дополнительная термическая масса, а т. к. под пологим куполом в верхних 2-3 метрах циркуляция воздуха будет минимальной, то это скорее дополнительная теплоизоляция. Что касается поверхности теплопотерь, то у купола она минимальная. Если сравнить с плоской теплицей той же площади (238 м²), допустим ширина 12 м (2 "домика" по 6 метров), длина 20 м, высота 3.5 м, в коньках 4.5 (для ламп ДРЛ нужен достаточно высокий потолок, иначе они сожгут посадки), то площадь поверхности такой типовой теплицы составит 490 м², т. е. соотношение площади теплопотерь к полезной площади равно 490/238 = 2.04. А у купола 350/238 = 1.47. К тому же у купола меньше периметр (теплопотери через грунт) - у прямоугольной теплицы 64 м, а у купольной 56.5 м
Да кстати и объём у купольной всё-таки меньше - 800 м³ против 960 у прямоугольной.

Но самое главное - нагрузки. В куполе все элементы работают на сжатие или растяжение, изгибающая нагрузка совсем невелика. А в обычной плоской кровле нужно делать фермы, иначе балка была бы слишком массивной, чтобы перекрыть пролёт 12 м. Плюс дополнительные промежуточные опоры. В результате материалоёмкость в разы выше. На купол D18, H5.5 кратность V8 надо всего около 3-4 м³ древесины на рёбра.

 

Кстати, есть ещё один интересный момент. Он несколько необычный, и в обычных строениях, имеющих значительную материалоёмкость, обычно не учитывается.

Возьмём минимальную зимнюю температуру (со слов ТС) -50°, воздух сухой, плотность воздуха 1.58 кг/м³. А внутри температура +20°, влажность около 75%, плотность воздуха 1,218. Объём купола 800 м³. Подъёмная сила составит (1,58-1,218)*800 ≈ 290 кг

Конечно, это немного в сравнении с массой даже купола. Тот же купол, D18, H5.5 кратность V8, 350 м² поверхность. Материалы:

Деревянные рёбра, 3 м³ = 1800 кг
Коннекторы, 181 шт по 0.5 кг = 90 кг
Плёнка снизу, 350 м² по 0.1 кг/м² = 35 кг
СПК 10 мм сверху, 350 м² по 1.7 кг = 595 кг​

Итого 2520 кг, т. е. подъёмная сила чуть больше 10% массы конструкции. Но у обычных зданий она вообще пренебрежимо мала, а у купола аж 10% Величины такого порядка уже учитываются в расчётах.

 

Автор говорил о геодезическом куполе. В приплюснутом куполе нагрузки не будут работать только на сжатие-расширение и снег не будет так легко сдуваться. Мокрый снег вполне может налипнуть, а затем быстро образуется сугроб, который раздавит теплицу.
Фундамент какой глубины? Там глубина промерзания - 2,5 м. А ниже там вообще вечная мерзлота. Зимняя теплица - это пятно вечного лета, когда тепловое пятно углубится в землю, мерзлота поплывёт и весь геокупол полопается. Надо всю теплицу теплоизолировать от грунта.

А что, в доме совсем перегородок нет?

Ясно что минимальная, вопрос о чрезмерной высоте теплицы - весь тёплый воздух будет сосредоточен под куполом, далеко от растений, к тому же градиент температур внутри и снаружи увеличивается, а значит и теплопотери. Сплющенный купол частично снимет эту проблему, но создаст другие, в т. ч. сложность сборки и герметизации. Вообще теплицу из мозаики трудно теплоизолировать, оптимальными для северных условий считаются теплицы ангарного типа или блочные (секции домиком).
А ещё вопрос - как делать соты из плёнки?
Подъёмную силу же вообще странно было бы учитывать - зимой она есть, летом - нет.

 

@Cofessor, автор город не указал. Красноярский край как бы очень большой. Есть там вечная мерзлота или нет...

По поводу приплюснутости купола Вы неправы. Геокупол в любом случае работает на сжатие-растяжение, неважно, какая это часть сферы.

Насчёт сдувания снега - всё это рассчитывается, и в конструкции любого сооружения все нагрузки должны быть учтены.

Также должны быть учтены и нагрузки, возникающие при промерзании/оттаивании грунта, в том числе и при оттаивании вечной мерзлоты, если она есть. Какая бы ни была теплица - грунт под ней всё равно оттает, но только у купола нагрузки распределяются на кольцевой фундамент строго равномерно. Соответственно опасность повреждения из-за просадки грунта и т. п. как раз для геокупола - минимальная.

Сложность сборки для геокупола... Все элементы однотипные, поэтому неважно, каких размеров или какой высоты купол. Он собирается однотипно.

Соты из плёнки делаются с помощью раскроечного стола с нанесёнными на него шаблонами, линейки, маркера и ножа. А крепятся с помощью степлера, термофена и штапиков, например. Или по принципу натяжного потолка. Оба варианта крепления обеспечивают хорошую герметичность оболочки.

Градиент температур... Вот представьте мысленно, что внутри помещения температура воздуха равномерная. Если мы нагреваем его, то да, теплопотери возрастают. Вопрос - как воздух нагревается и как охлаждается? Очевидно, в помещении будут конвекционные потоки. В обычной прямоугольной теплице воздух, охлаждаясь от вертикальных стен, интенсивно стекает вниз, вымещая тёплый воздух в середину и вверх. Если вдоль стен стоят колориферы, или тепловые пушки, то это усиливает тепловые потоки.

В куполе тоже присутствуют конвекционные течения. Но они гораздо мягче, т. к. имеют кольцевую форму, и угол наклона ограждающей стенки довольно острый. Плюс система воздушной вентиляции с обогревом грунта - работает против конвекционных потоков, в результате чего воздух расслаивается, возле грунта образуется прослойка тёплого влажного воздуха, в вверху под куполом более холодного и сухого. Перемешивание происходит, но частичное.

Все проблемы теплицы, о которых Вы говорите - они понятны, но именно в купольной теплице они проявляются в меньшей степени или легче, проще решаются.

 

Согласен, если это часть сферы большого диаметра меньше 180-ти градусов. Тогда это не геокупол, а сектор, опирающийся на цилиндрическую часть. Местоположение в крае автор тоже указал - центр, впрочем мерзлота практически до Красноярска.

Если рассчитывается - это решение, но при условии что расчёты безупречны.

Не обязательно, вот здесь есть эскиз теплицы на сваях. А так, дома на севере - обычное дело - трескаются и рушатся из-за оттаивания вечной мерзлоты.

С остальным не берусь спорить, не сомневаюсь что Вы знаете о чём говорите.

 

Да вообще-то геокуполом называется произвольная часть сферы. Обычно речь идёт о части от 1/4 до 3/4 от полной сферы. Т. к. слишком большая высота обычно не нужна, то большие купола, как правило, меньше 1/2. А маленькие, например бани, бывают вплоть до 3/4. Кстати, уже упомянутый мной самый большой в Европе (таки не в мире, в США есть ещё больше, целый стадион накрывает, эллиптический в основании) диаметром 143 метра в основании - это купол с частотой разбиения 7, 1/4 сферы диаметром 160 метров, с невыровненным основанием, "добитым" дополнительными опорными стойками, с опиранием на стальное кольцо (выполняющее роль "затяжки"), и с барабаном из железобетона в основании.