تهویه به معنای نصب پنجره در سقف یا اطراف گلخانه به منظور ارتباط هوای داخل و خارج گلخانه است.
اهداف تهویه
– مبادله هوای داخل و خارج گلخانه
– تهیه دی اکسید کربن لازم برای فتوسنتز
– کنترل دما بالا (کاهش دما). اکثر گیاهان در دمای بالاتر از ۳۵ درجه سانتی گراد صدمه می‌بینند.
– معتدل کردن رطویت (کاهش رطوبت) به ویژه در زمستان. هاگ اکثر قارچ‌ها برای جوانه زنی نیاز به رطوبت نسبی بالا دارند. رطوبت بالا در گلخانه باعث افزایش تراکم بخار آب روی برگ‌های گیاه می‌شود. وجود لایه آب روی برگ نیز باعث کمک به جوانه زنی‌هاگ می‌شود.
– تهویه اتوماتیک باعث کاهش هزینه کارگری، تهویه یکنواخت و ثابت نگهداشتن دما برای رشد و نمو گیاهان می‌شود.
محل نصب دستگاه تهویه
دستگاه تهویه در محلی نصب می‌شود که اختلاف سطح کافی با بلندترین ارتفاع گیاهان داشته باشد، تا گیاهان در معرض مستقیم جریان هوا قرار نگیرد. دستگاه تهویه باید در خلاف جهت باد غالب نصب شود.
انواع تهویه
تهویه تابستانی
هدف اصلی تهویه تابستانی جلوگیری از افزایش دمای هوا در گلخانه است. علت افزایش دمای گلخانه، افزایش شدت تابش خورشید از پوشش گلخانه می‌باشد. روش تهویه باید به طور موثری هوا را به صورت مستقیم بین گیاه و خاک جابجا نماید تا از افزایش تدریجی دما در اطراف گیاهان جلوگیری کند. کمینه مقدار تهویه قابل قبول برای کنترل دما در تابستان یک بار تعویض هوا در هر دقیقه می‌باشد. در زیر انواع تهویه تابستانی شرح داده شده است.
الف- تهویه طبیعی
تهویه طبیعی بر مبنای حرکت طبیعی هوا استوار است که در اثر فشار باد یا تفاوت دمای داخل و بیرون گلخانه ایجاد می‌شود. در روش تهویه با پنجره سقفی، گرادیان حرارتی درون گلخانه به وسیله انرژی خورشید که اشیای داخلی زا گرم می‌کند، به وجود می‌آید و در نتیجه هوای داخل گلخانه گرم می‌شود. هوای گرم که سبک تر است بالا می‌رود و از پنجره‌های سقفی خارج می‌شود و به وسیله پنجره کناری هوای خنک به گلخانه وارد می‌شود. بیشینه تهویه طبیعی در فصل‌های سرد سال اتفاق می‌افتد که تفاوت دمای داخل و بیرون گلخانه بیشینه است و در این زمان کمترین نیاز به تهویه وجود دارد. برعکس در فصل‌های گرم سال تفاوت دمای داخل و بیرون گلخانه کم است و تهویه طبیعی کمینه است، در حالی که بیشترین نیاز به تهویه وجود دارد.در این زمان نیروی باد عامل اصلی تهویه طبیعی در گلخانه است. وقتی هوا گرم می‌شود تراکم آن کم (سبک) می‌شود و به طرف بالای گلخانه حرکت می‌کند. این خاصیت را اثر دود کشی می‌نامند. وقتی پنجره سقف گلخانه باز می‌شود، هوای گرم جمع شده در بالای گلخانه از آن خارج می‌شود و اگر پنجره‌های کناری مورد استفاده قرار گیرند، جریان خروج هوا از پنجره سقفی افزایش می‌یابد. در اتر خروج هوا از سقف در گلخانه خلای نسبی ایجاد شده و باعث کشیده شدن هوا به داخل گلخانه می‌شود. وقتی سرعت باد کم باشد، اثر دودکشی غالب است و زمانی که سرعت باد بیشتر از ۴ متر در ثانیه باشد، نیروی باد غالب می‌شود. هر چه تفاوت دمای بین داخل و بیرون گلخانه بیشتر شود، سرعت تهویه طبیعی هوا افزایش می‌یابد. میزان تهویه‌‌‌ای که توسط باد صورت می‌گیرد، به طور خطی با سرعت باد، عمود بر گلخانه، افزایش می‌یابد.
تهویه طبیعی از طریق پنجره‌های سقفی و کناری زمانی موثر است که مساحت پنجزه‌ها یک سوم مساحت کف گلخانه باشد. مثلا مساحت کل پنجره‌های یک گلخانه ۱۲۰۰ متر مربعی باید ۴۰۰ متر مربع باشد. مساحت پنجره‌های سقفی باید کمینه یک پنجم مساحت کف گلخانه باشد. بهتر است مساحت پنجره‌های سقفی و کناری یکسان باشند. می‌توان پنجره‌های کناری و سقفی را به ترموستات وصل نمود تا زمان باز و بسته شدن آنها تنظیم شود. این ترموستات دارای مایعی است که وقتی دما افزایش می‌یابد، منبسط می‌شود و در نتیجه پنجره‌ها باز می‌شوند و در عصر که هوا سرد می‌شود، مایع منقبض شده و پنجره‌ها بسته می‌شوند. ترموستات را تقریبا در مرکز گلخانه قرار می‌دهند.
در مناطق باد خیز، پنجره‌های سقفی باید در خلاف جهت باد غالب باز شوند. جریان هوا از طریق این پنجره‌ها باعث مکش نسبی می‌شود که به خروج هوا از گلخانه کمک می‌کند. به علت افزایش هزینه انرژی الکتریکی، تهویه طبیعی کاربرد بیشتری پیدا کرده است.
اگر عرض گلخانه کمتر از ۷٫۲ متر باشد ، پنجره‌های سقفی به تنهایی قادر به کاهش دما هستند و گلخانه‌های بزرگتر نیاز نیاز به پنجره‌های جانبی دارند. گلخانه‌های جوی پشته‌‌‌ای نیاز به دو ردیف تهویه سقفی دارند تا هوا به اندازه کافی مبادله شود. گلخانه‌های با عرض ۱۷ متر یا بیشتر نیاز به بیشینه تهویه ممکن را دارند. برای دست یابی به بیشینه تهویه، گلخانه‌های بسیار بزرگ باید دارای دو ردیف پنجره سقفی ۱٫۴ متری و دو ردیف پنجره کناری باشد.
در اروپا استفاده از پنجره ۱٫۴ متری مرسوم است، اما در آمریکا بندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد. در عوض آنها از پنجره‌های ۶۱-۴۶ سانتی متری استفاده می‌کنند. گاهی پنجره‌های ۱۲۲ سانتی متری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
وجود نسیم و رعایت جهت گلخانه و قرار دادن پنجره‌ها در محل مناسب ، عواملی هستند که باعث می‌شوند تهویه طبیعی در برخی مناطق به صورت مطلوب انجام شود.
تهویه طبیعی با استفاده از پنجره‌های کناری و سقفی انجام می‌شود. قرار گرفتن پنجره سقفی در قسمت پشته گلخانه جوی پشته‌‌‌ای نسبت به قسمت جوی باعث تهویه بهتر گلخانه می‌شود. در برخی مناطق کشور پنجره سقفی طوری تعبیه می‌شود تا به جای باز شدن پنجره از یک طرف، پنجره از دو طرف باز شود. اصطلاحا این پنجره‌ها را اتوبوسی می‌نامند. چون پنجره‌های سقف اتوبوس نیز از هر دو طرف باز شده و تهویه بهتری، نسبت به حالتی که فقط یک طرف آن باز است، موجب می‌شوند.
در مناطق گرمسیری و در فصل‌های گرم سال گلخانه‌های بدون سقف جهت تهویه بهتر گلخانه ساخته می‌شوند. گلخانه‌هایی یا پوشش قابل جمع شدن وجود دارند که باعث کنترل بهتر عوامل محیطی در مناطق گرم می‌شوند. این نوع تهویه طبیعی به دو صورت ممکن است: در روش اول سقف گلخانه از محل پشته با قسمت برآمده باز می‌شود و در روش دوم سقف گلخانه از محل ناودان یا جوی باز می‌شود. در حالتی که سقف کاملا باز شده، نسبت قسمتی که سقف کنارش زده شده به کل گلخانه، ۶۶ درصد است. برخی گلخانه داران در مناطق گرم کشور و در فصل‌های گرم سال، سقف گلخانه را به صورت کامل یا ناقص برداشته و به جای پوشش گلخانه از تورهای پلاستیکی سبز رنگ مخصوص بادشکن یا پارچه‌های ساران استفاده می‌کنند. به گفته این زارعین در این روش کنترل دما و تهویه به راحتی صورت می‌گیرد.
نصب پنجره در اطراف گلخانه باعث تماس مستقیم هوای سرد بیرون با گیاهان می‌شود و اثرات زیان باری دارد. بنابراین بهتر است در فصل‌های پاییز و زمستان از پنجره‌های سقفی استفاده شود، چون هوای سرد از بالا وارد شده و پس از مخلوط شدن با هوای گرم به گیاهان برخورد می‌کند. پنجره کناری بیشتر در فصل‌های گرم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در گلخانه پلاستیکی نیم استوانه‌‌‌ای با کمک یک دستگیره حدود یک متر از پلاستیک در سراسر طول گلخانه بالا می‌رود که باعث تهویه گلخانه می‌شود.اما باید این فضا را با توری بپوشانید تا از ورود حشرات به داخل گلخانه جلوگیری شود. همچنین توری ۱۲*۲۰ را با برخس سموم حشره کش میکروبی مانند نوترالیس ال آغشته می‌کنند. بهتر است در هر دو طرف گلخانه پلاستیک بالا کشیده شود، و گرنه ممکن است باعث خسارت به پوشش و اسکلت گلخانه شود. مقدار هوایی که از این طریق وارد گلخانه می‌شود بستگی به سرعت و جهت باد، جهت گلخانه، عرض گلخانه و دمای هوا در بیرون گلخانه و وجود یا عدم وجود درخت یا سایر موانع دارد.
بازو بسته شدن پنجره‌های کناری و سقفی به دو روش صورت می‌گیرد:
– روش دستی که با دستگیره، زنجیر و چرخ دنده کار می‌کند
– روش موتوری که بصورت اتوماتیک پنجره‌ها را باز و بسته می‌کند. در این روش یک ترموستات باز و بسته شدن پنجره‌ها را کنترل می‌کند. بسیاری از دستگاه‌های کنترل دارای این توانایی هستند که وقتی لازم است در مرحله اول تنها ۵ سانتی متر باز می‌شوند و اگر این مقدار باز شدن نتوانست گلخانه را به دمای مورد نظر برساند، پنجره بیشتر باز می‌شود تا این که بیشینه بازشدگی اتفاق افتد. اگر روش تهویه طوری باشد که پنجره کاملا باز یا کاملا بسته شود، نوسان زیادی در دمای گلخانه رخ می‌دهد. بنابراین استفاده از روش‌های کنترلی از بروز چنین نوساناتی جلوگیری می‌کند.
اگر در روش تهویه موتوری مورد استفاده قرار می‌گیرد، با امکان باز و بسته کردن آنها با دست نیز وجود داشته باشد تا در مواقعی که به علت طوفان در زمستان به کابل‌های برق صدمه وارد می‌شود، قابل استفاده باشد.
ب- تهویه با فن
فن‌‌ها به تنهایی برای تهویه گلخانه‌های پلاستیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هوای تازه باید از بیرون گلخانه وارد شود تا جای هوای خارج شده توسط فن خارج کننده هوا را بگیرد. بنابراین پنجره یا پنجره‌هایی در دیوار جانبی یا انتهای گلخانه و در مقابل فن ایجاد می‌شوند. اندازه پنجره وارد کننده هوا خیلی مهم است. اندازه پنجره وارد کننده هوا باید ۱٫۲۵ تا ۱٫۵ برابر بزرگتر از چارچوب فن باشد تا هوای تازه کافی وارد گلخانه شود.
به ازای هر ۲۸ مترمکعب حجم هوا در هر دقیقه (ظرفیت فن ) باید پنجره‌‌‌ای به مساحت ۰٫۱۳ متر مربع ایجاد نمود. همچنین از تقسیم ظرفیت فن (مترمکعب هوا در دقیقه) بر عدد ۲۱۳٫۵ می‌توان مساحت پنجره مورد نیاز بر حسب متر مربع را محاسبه نمود.
پنجره وارد کننده هوا و فن باید کمینه ۹۰ سانتی متر بالاتر از سطح گیاهان باشند تا هوای سرد وارد شده با هوای گرم داخل گلخانه مخلوط و باعث سرمازدگی گیاهان نشود. معمولا فن در یک طرف و پنجره در طرف دیگر گلخانه قرار داده می‌شود. بهتر است به پنجره وارد کننده هوای تازه و پنکخ خارج کننده هوا ترموستات متصل شود تا در مواقع مورد نیاز، پنجره باز یا بسته و فن روشن یا خاموش شود.لازم است پنجره وارد کننده هوا و فن همزمان کار کنند. اگر باز شدن پنجره همزمان با روشن شدن فن نباشد، باید فن را طوری تنظیم کرد تا ۱۰-۸ ثانیه دیرتر باز شود یا پنجره وارد کننده هوا را به ترموستات جداگانه‌‌‌ای وصل نمود تا بین ترموستات فن و پنجره ۳-۲ درجه سانتی گراد فاصله باشد، به عبارت دیگر پنجره وارد کننده هوا زودتر باز شود.
پنجره‌‌‌ای که با نیروی ثقل کار می‌کند در بیرون گلخانه و در مقابل فن قرار داده می‌شود تا در مواقعی که فن خاموش است، از ورود هوای سرد به گلخانه جلوگیری نمای و مواقع روشن بودن فن ، مانع از برخورد پرندگان به فن شود. همچنین به منظور جلوگیری از برخورد افراد با فن باید یک تور فلزی که سوراخ‌های آن کمتر از ۲٫۵ سانتی متر باشد، در داخل گلخانه و در مقابل فن قرار داده شود.
در صورتی که در مقابل فن ها، پوشال مرطوب به کار رود (روش پوشال و فن ) این روش جهت خنک کردن گلخانه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فن‌‌ها باید در خلاف جهت باد غالب منطقه نصب شوند. استفاده از چندین فن کوچک و دو سرعته بهتر از یک یا دو فن بزرگ است.
فاصله بین دو فن از یکدیگر نباید بیش از ۱۰-۸ متر و فشار استاتیک هوا باید حدود ۰٫۳ اتمسفر باشد. حداقل فاصله بین فن‌‌ها و هر مانعی در مقابل آنها نباید کمتر از ۲-۱٫۵ برابر قطر فن‌‌ها و گاهی این فاصله ۱۵ متر ذکر شده است. پنجره‌های روبروی فن‌‌ها حداقل بایستی به اندازه ۱٫۲۵ برابر مساحت فن‌‌ها باز باشند. همچنین سرعت جریان هوا بین فن‌‌ها و پنجره‌ها نباید خیلی زیاد باشد و توصیه می‌شود این سرعت بیشتر از یک متر بر ثانیه نباشد. فن‌‌ها باید مجهز به پنجره‌های خودکار باشند و به محض خاموش شدن فن‌‌ها بسته شوند.
محاسبه ظرفیت فن تخلیه ( فن خارج کننده هوا)
ظرفیت فن را می‌توان به دو روش محاسبه کرد:
۱- در روش اول حجم گلخانه محاسبه می‌گردد. حجم هوایی که باید در هر دقیقه از گلخانه خارج شود برابر حجم گلخانه است. بنابراین فن باید بتواند این حجم هوا (بر حسب متر مکعب) را در دقیقه از گلخانه خارج کند. برای محاسبه حجم گلخانه باید مساحت قاعده گلخانه را محاسبه و در طول گلخانه ضرب کرد.
۲- در روش دوم با توجه به این که فن باید دارای ظرفیتی باشد که بتواند ۳-۲٫۱ مترمکعب هوای گرم شده را از هر متر مربع مساحت کف گلخانه در هر دقیقه خارج کند، ظرفیت فن محاسبه می‌شود (در شرایط استاندارد):
استانداردCMM = ظرفیت فن (مترمکعب در دقیقه)= طول گلخانه(متر)*عرض(متر)*۳
بهتر است به جای یک فن ، دو فن با ظرفیت تقریبا مساوی خریداری شود، تا در صورت خراب شدن یکی، بتوان از فن دوم استفاده کرد. همانند محاسبه ظرفیت فن در روش پوشال و فن ، باید ظرفیت فن خارج کننده را با توجه به فاکتورهای تصحیح ذکر شده در منابع، تصحیح نمود.
تهویه زمستانی
در زمستان در زمانی که بخاری جهت افزایش دمای گلخانه و رساندن آن به میزان مورد نیاز رشد گیاه کار می‌کند، نیاز به تهویه می‌باشد. هوای تازه بیرون باید به گلخانه وارد و جای هوای گرم داخل گلخانه را بگیرد. چنانچه رطوبت بالای گلخانه در زمستان کم نشود، میزان رطوبت گلخانه به بیش از ۹۰ درصد افزایش می‌یابد و باعث گسترش کپک ترگ و پوسیدگی ساقه و برگ گیاهان می‌شود. مثلا رطوبت بیش از ۸۰ درصد باعث آلودگی گوجه فرنگی به کپک برگی می‌شود و کاهش رطوبت گلخانه با تهویه زمستانه به کمتر از ۷۰ درصد باعث کنترل این بیماری می‌شود. علاوه بر مشکلات ناشی از گسترش بیماری‌ها، افزایش رطوبت گلخانه باعث خوردگی اجزای اسکلت گلخانه و کاهش عمر آنها و ایجاد شرایط نامناسب محیطی برای کارگران می‌شود.
وقتی هوای گرم و مرطوب داخل گلخانه به علت سبکی بالا می‌رود به سطح پوشش و اجزای اسکلت گلخانه برخورد می‌کند. هوا در تماس با سطح سرد، خنک شده و دمای آن کاهش می‌یابد. چنانچه دمای به زیر دمای نقطه شبنم هوا برسد، بخار آب بر روی سطح متراکم خواهد شد. خارج کردن هوای مرطوب و جایگزین کردن با هوای تازه بیرون در جلوگیری از تراکم و سایر مشکلات ذکر شده، موثر می‌باشد، با افزایش میزان تهویه در زمستان نیاز گرمایی گلخانه افزایش می‌یابد، بنابراین لازم است که میزان تهویه طوری تنظیم گردد تا میزان خسارت در حد پایین نگه داشته شود و نیاز گرمایی نیز تا حد امکان کم باشد.
تهویه زمستانی گلخانه یا فن جت
این روش از قسمت‌های زیر تشکیل شده است:
– کانل پلاستیکی سوراخ دار پلی اتیلن (قطر سوراخ ۷٫۵ سانتی متر و فاصله بین آنها ۷۵ سانتی متر است). محل نصب کانال قسمت فوقانی گلخانه و در امتداد طول گلخانه است.
– فن ایجاد کننده فشار: این فن به یک سر کانال پلاستیکی وصل می‌شود و هوای سرد واد شده به گلخانه را به داخل کانال پلاستیکی هدایت می‌کند.
– پنجره ورود هوای تازه : با باز شدن آن هوای تازه از بیرون گلخانه وارد گلخانه می‌شود.
– ترموستات کنترل کننده : ترموستات روشن شدن فن ایجاد کننده فشار، فن خارج کننده هوا و پنجره ورود هوا را به عهده دارد.
– فن هواکش یا خارج کننده: این فن‌‌ها روی دیوار گلخانه نصب می‌شوند و بعد از ورود هوا به داخل گلخانه آن را خارج می‌کنند و خلاء نسبی در گلخانه به وجود می‌آورند.
بیشینه فاصله بین فن ایجاد کننده فشار و خارج کننده هوا ۶۵ متر است. در زمان نیاز به تهویه، ترموستات فن هواکش (خارج کننده) را به کار می‌اندازد، کرکره ورودی هوا را باز می‌کند و فن ایجاد کننده فشار را روشن می‌کند. در اثر خلاء ایجاد شده در گلخانه هوای سرد از طریق کرکره وارد گلخانه می‌شود. فن ایجاد کننده فشار در ابتدای کانال توزیع پلی اتیلن به کار می‌افتد، تا هوای خنک وارد شده را بمکد، چون ابتدای کانال توزیع از پنجره کرکره‌‌‌ای ۶۰-۳۰ سانتی متری فاصله دارد. هوای سرد تحت فشار در کانال توزیع از سوراخ‌هایی که در دو طرف کانال قرار دارند، با فشار بیرون می‌زند. هوای سردی که لوله را ترک می‌کند تا مسافتی حدود ۳۰-۲۰ برابر قطر سوراخ با هوای گرم داخل گلخانه مخلوط می‌شود. مخلوط شدن هوای سرد تا هوای گرم باعث معتدل شدن هوای سرد شده و از سرمازدگی ناگهانی جلوگیری می‌کند . مخلوط هوای خنک شده به علت سنگین بودن به آرامی پایین می‌آید و محیط گیاهان را خنک می‌کند.
کانال توزیع هوا قادر است بیشینه ۹٫۱ متر از عرض گلخانه را خنک کند. اگرچه بهتر است برای گلخانه‌‌‌ای با عرض ۹٫۱ متر از دو لوله استفاده شود، اما اگر لوله در وسط گلخانه نصب شود می‌تواند بیشینه ۹٫۱ متر را خنک کند. در گلخانه‌های با عرض ۱۸٫۳-۹٫۱ متر دو لوله با فاصله مساوی در عرض گلخانه قرار داده می‌شود.
چنانچه نیازی به تهویه زمستانی نباشد، کرکره ورودی بسته می‌شود و فن ایجاد کننده فشار هوای داخل گلخانه را به حرکت در می‌آورد. این سیستم جایگزین سیستم گردش هوای افقی است، اما قدرت بیشتری نیاز دارد.
فن جت در تمام طول سال عمل تهویه را انجام می‌دهد و در مواقع سرما و فصل زمستان با اتصال کانال‌های آن به منابع حرارتی باعث گرم شدن گلخانه می‌شود.
ظرفیت فن خارج کننده هوا را می‌توان به دو روش محاسبه کرد. در روش اول حجم گلخانه را محاسبه می‌کنند. به طور معمول در زمستان هوای گلخانه باید در هر ساعت ۳-۲ بار عوض شود. کمینه میزان تهویه زمستانه باید ۲ بار در هر ساعت باشد. بنابراین اگر حجم گلخانه ۱۲۰۰ مترمکعب باشد، ۲۴۰۰ مترمکعب هوا باید در هر ساعت جابجا شود. به عبارت دیگر ۴۰ مترمکعب هوا در هد دقیقه باید جابجا شود. تهویه زمستانی بیش از ۴ بار تعویض هوا در ساعت نه تنها سودی ندارد، بلکه نیاز گرمایی گلخانه را افزایش داده و در اثر کاهش رطوبت نسبی، گیاهان نیز آسیب می‌بینند. برخی پیشنهاد کرده‌اند که تهویه زمستانی باید ۳۰-۲۰ درصد تهویه تابستانی باشد. یعنی در مثال فوق باید ۳۶۰-۲۴۰ مترمکعب هوا در هر دقیقه جابجا شود.
روش دوم محاسبه فن خارج کننده بر این اصل استوار است که به ازای هر متر مربع مساحت کف گلخانه باید ۰٫۶۱ مترمکعب هوا در هر دقیقه از گلخانه خارج شود. در شرایط استاندارد باید به ازای هر متر مربع از فضای کف گلخانه، هوایی به حجم ۰٫۶۱ مترمکعب در دقیقه خارج شود. یعنی ظرفیت فن خارج کننده هوا باید بتواند این مقدار مترمکعب هوا را در هر دقیقه به ازای هر متر مربع مساحت کف گلخانه خارج کند. فن خارج کننده هوا باید کمینه ۰٫۴۶ و بیشینه ۱٫۲ مترمکعب هوا در دقیقه را از هر متر مربع مساحت کف گلخانه خارج کند. همچنان که قبلا ذکر شد ظرفیت فن در مناطق مختلف را باید با توجه به فاکتورهای تصحیح، تصحیح نمود. بنابراین ظرفیت فن خارج کننده برابر است با:
استانداردCMM=ظرفیت فن ( مترمکعب در دقیقه)=طول گلخانه(متر)*عرض(متر)*۰٫۶۱
منبع: کتاب مدیریت گلخانه تالیف دکتر محمدرضا حسندخت
