مقدمه

هر یک از گیاهان برای داشتن رشد مطلوب نیاز به شرایط خاصی از نظر شدت نور، دمای روزانه، دمای شبانه، میزان رطوبت نسبی هوا و رطوبت خاک دارند. برای تولید و پرورش تجاری گیاهان با کیفیت بالا و در تمام طول سال باید شرایط محیطی مطلوب به همراه کنترل عوامل خسارت زا نظیر باد، طوفان‌های ویرانگر، سرما و یخبندان و ... از طریق ساختمانی بنام گلخانه هستیم که به عنوان محیط کنترل شده مطرح می‌گردد و با توجه به نیاز روزافزون بازار، چه از نظر تولید گل و گیاهان زینتی و چه از نظر سبزیجات و صیفی جات خارج از فصل این روش تولید امروزه به یکی از سود آورترین بخشهای کشاورزی تبدیل شده‌است که البته سرمایه گذاری اولیه فراوانی را نیز طلب می‌کند. با توجه به سرمایه گذاری زیادی که در این زمینه صورت می‌گیرد فقدان مدیریت صحیح در احداث گلخانه، انتخاب مکان، نوع گلخانه و پوشش آن باعث عدم بهره وری مناسب از سرمایه و امکانات خواهد شد.

تعریف گلخانه

گلخانه یا Green house به فضای محدودی اطلاق می­شود که قابلیت کنترل شرایط محیطی مناسب را برای رشد گیاهان از نواحی مختلف در طی فصول مختلف یک سال داشته باشد. طبق این تعریف از جمله عملکرد گلخانه، فراهم کردن شرایط محیطی لازم و مورد نیاز محصولی معین است. گل­خانه‌­ها بر حسب اینکه چه نوع مصالح ساختمانی در آن‌ها بکار برده شده‌است به نوع ثابت و متحرک تقسیم‌بندی می‌شوند. گلخانه‌­های ثابت، به گلخانه‌ هایی گفته می‌شود که مصالح ساختمانی بکار رفته در آن‌ها از جنس پایدار و با دوام باشد. پس باید سالیان سال از آن‌ها استفاده کرد.

معرفی تقسیم بندی های انواع گلخانه ها

گلخانه ها از نظر نوع توليد و نوع تيپ سازه داراي انواع مختلفي به شرح ذيل مي باشند.

تقسيم بندي بر اساس نوع توليد

:: گلخانه هاي توليدي سبزي و صيفي شامل محصولاتي نظير خيار, گوجه فرنگي, توت فرنگي, فلفل, بادمجان, طالبي, سبزيجات برگي(ريحان- شاهي و........) مي باشد.

:: گلخانه هاي توليد گل و گياهان زينتي براي توليد انواع گلهاي شاخه بريده(رُز- ژربرا – گلايول – داودي) وگلهاي آپارتماني مي باشد.

:: سالنهاي گلخانه اي توليد قارچ دكمه اي و قارچ صدفي

انواع گلخانه از نظر کاربری

گلخانه را بر اساس نوع استفاده و کاربری آن به چهار دسته تقسیم می شود:

- گلخانه آموزشی (TEACHING GREENHOUSE)

- گلخانه تحقیقاتی (RESEARCH GREENHOUSE)

- گلخانه تفریحی و سرگرمی (HOBBY GREEN HOUSE)

- گلخانه تجارتی (COMMERCIAL GREEN HOUSE)

1- گلخانه آموزشی (TEACHING GREEN HOUSE)

هدف اصلی از احداث این نوع گلخانه ها آموزش مراحل کاشت، داشت، برداشت و مدیریت گلخانه به کارآموزان و دانشجویان می باشد بنابراین گلخانه باید دارای امکانات کشت خاکی و هیدروپونیک را داشته باشد، این گلخانه باید دارای تمامی استانداردهای گلخانه تجارتی بوده و کارآموز با شرایط واقعی کار آموزش داده شود. فاصله بین ردیف های کشت جهت تردد کارآموزان بیشتر از سایر گلخانه ها میباشد. این گلخانه ها مجهز به کلیه تجهیزات جانبی، گرمایشی ، سرمایشی، آبیاری و سیستم های کنترل دما ، رطوبت، CO² و... می باشد. تجهیزات دارای کمترین آلودگی صوتی بوده و فضای گلخانه همانند تمامی مکانهای آموزشی ، زیبا و جذاب باشد.

گلخانه آموزشی باید در تمام فصول سال قابل استفاده باشد، نوع پوشش مناسب این گلخانه ها از شیشه یا ورقهای پلی کربنات است، به هیچ وجه پوششهای پلی اتیلنی (پوشش موقت) توصیه نمی گردد. هزینه و بازگشت سرمایه نیز مورد نظر نیست.

2- گلخانه تحقیقاتی (RESEARCH GREEN HOUSE)

هدف از احداث این نوع گلخانه ها تحقیق و اصلاح ساختار ژنتیکی، کشت بافت، تاثیرپارامترهای دما، نور، CO²، رطوبت، تهویه به رشد و نمو، بررسی انواع آلودگی های میکروبی، ویروسی، قارچی و آفات و بیماریها در گل و گیاه می باشد بنابراین کنترل پارامترهای محیطی با سایر گلخانه ها متفاوت است. تعبیه پنجره کناری و سقفی باید بصورتی باشد که هیچگونه درز و شکافی بین پنجره و محل نصب آن نباشد.

* مجهز به سیستم های اتوماسیون

* پنجره ها مجهز به توری ضد حشره باشند.

* معمولا مساحت این نوع گلخانه های تحقیقاتی 250 تا 500 متر مربع است.

* پوشش از شیشه یا ورقهای پلی کربنات

* معمولا نوع کشت ، هیدروپونیک و بر روی سکو انجام میگیرد.

* هزینه احداث این نوع گلخانه بسیار زیاد است.

3- گلخانه تفریحی و سرگرمی (HOBBY GREEN HOUSE)

این نوع گلخانه ها بیشتر برای نگهداری گلدانها و درختچه های زینتی خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. زیبایی فریم این گلخانه ها به جهت استفاده آنها در فضا های باز منازل و یا باغچه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است، مساحت این گلخانه ها به جز مواردی که از فضای داخل آن برای پذیرایی و یا استراحت استفاده می گردد، کوچک می باشد.

اسکلت اصلی این گلخانه ها عمدتاً از آهن گالوانیزه و پوشش آن نیز از شیشه و یا ورقهای پلی کربنات است. 

4- گلخانه تجارتی (COMMERCIAL GREEN HOUSE)

اهداف ساخت گلخانه تجاری :

* تولید محصولات خارج از فصل تولید در فضای باز

* حداکثر تولید در واحد سطح

* کاهش هزینه تولید در واحد سطح نسبت به تولید در فضای باز

* استفاده بهینه از نهادهای کشاورزی ( آب، بذر،کود، سموم و ...)

* استفاده از روش کشت هیدروپونیک (آبکشت)

* کنترل آفات، آلودگی ها، بیماریها

* اشتغال زایی

* استفاده از زمین هایی که امکان کشت باز در آنها وجود ندارد.

* قابلیت رقابت با ریسک کم در بازار

با توجه به نوع محصول مورد نظر جهت تولید ساختار گلخانه مشخص میگردد.

حداقل مساحت که دارای توجیه اقتصادی و مقرون به صرفه باشد 5000 متر مربع و برای مساحت بالاتر از 5000 متر مربع نیازمند به کنترل بیشتر پارامترهای محیطی (نور ، دما، CO²، تهویه ، رطوبت وآفات و بیماریها ) هستیم.

انواع گلخانه براساس شکل ظاهری

1- سقف شیروانی (A Frame)

وجود زاویه در تاج این نوع گلخانه که شکل آن را شبیه به کلمه A میکند دلیل نامگذاری این مدل میباشد. این شیب تند باعث هدایت برف و باران به سمت ناودانی و همچنین هدایت تعرق داخل گلخانه به طرفین شده و از طرفی باعث شکست اشعه نور به سمت داخل گلخانه برای استفاده از ماکزیمم تابش نور میگردد. به دلیل وزن زیاد شیشه نسبت به سایر پوشش ها و همچنین ابعاد کم شیشه فاصله ستونها و کمانها از همدیگر کم بوده وزن سازه در واحد سطح زیاد ، بنابراین سازه سنگین و گران است. سازه معمولا در مناطق بادخیز و بارش برف سالانه زیاد است احداث میگردد. ضریب انتقال حرارت شیشه نسبت به سایر پوشش ها بالا بوده که از معایب این سازه به شمار می رود. برای بر طرف نمودن این نقیصه میتوان از پوشش های دو جداره ورقهای پلی کربنات استفاده نمود که مستلزم صرف هزینه بیشتر است.

پوشش این نوع گلخانه ها به دلایل ذیل از شیشه می باشد:

* ضریب عبوردهی بالای نور

* بهره برداری در چهار فصل سال

2- سقف قوسی (CURVED ROOF)

دلایل استفاده از سقف های قوسی

* شرایط لازم برای یک گلخانه خوب حجم و فضای کافی است زیرا هر قدر حجم و فضای یک گلخانه بیشتر باشد چرخش هوا در گلخانه بهتر و در نتیجه CO²لازم برای انجام عمل فتوسنتز به مقدار کافی در اختیار گیاه قرار میگیرد.

* کاهش سطح تبادل حرارتی

* سازگاری با اقلیم های مختلف

* کاهش مصرف سوخت

* امکان احداث در مساحت های بزرگ

* نحوه مونتاژ پیچ و مهره ای(پرتابل)

در سازه های سقف قوسی ، پوشش های پلی اتیلن ( نایلونی) در زمان کمتری و به راحتی نصب و به سازه توسط پلی لاک پیچ میشوند، این سقف ها به جهت ظاهر آیرودینامیکی کمترین مقاومت را در برابر باد از خود نشان میدهند .وزن کم پوشش ها ی پلی اتیلنی ( نایلون) و همچنین مقاومت این سازه ها در برابر باد و برف باعث میشود وزن سازه در واحد سطح کمترباشد بنابراین قیمت سازه سقف قوسی نسبت به سازه سقف شیروانی (A frame) کمتر شود . از دیگر محاسن پوشش های پلی اتیلنی تبادل حرارتی پایین و همچنین خواص ویژه Anti Fog ,Red light که در بخش پوشش های گلخانه ای بطور مفصل توضیح داده خواهد شد.

قابلیت دیگر سازه های تونلی، دو پوش کردن سازه و تزریق هوای فشرده به داخل آن است که باعث کاهش 40درصدی مصرف انرژی فسیلی و بطور قابل ملاحضه ای مشکل تعریق را برطرف می نماید.

در سازه های گلخانه ای مولتی اسپن برای کشت و تردد راحت تر و استفاده بهینه از تمامی سطح، قوس را بر روی ستونهای عمودی نصب می کنند.حداقل ارتفاع ستونها 2متر میباشد.

دو مورد را میتوان به عنوان عیب مشخص این نوع گلخانه ها نام برد:

1- سطح پوشش گلخانه در بالاترین نقطه بصورت افقی بوده و این امر عدم هدایت صحیح برف و مهمتر ماندن رطوبت و تعریق در آن نقطه را بهمراه دارد این نقیصه با استفاده از دو پوشش کردن سازه و یا تغییر سقف قوسی به گنبدی مرتفع کرده البته روشهایی همچون کنترل رطوبت با افزایش دما نیز برای کاستن رطوبت داخل گلخانه استفاده میگردد.

2- مشکل دوم این نوع گلخانه ها در تهویه میباشد. احداث سیستم پنجره برای این نوع گلخانه ها مشکل تر از گلخانه های A Frame است. با توجه به اینکه تهویه طبیعی هوا برای کاستن هزینه کنترل دما و رطوبت از مهمترین آیتمهای گلخانه های تجاری میباشد لذا اجرای صحیح و کارایی این سیستم بسیار حائض اهمیت است.

روشهایی مانند استفاده از پنجره سقفی در مدلهای مختلف در این نوع گلخانه ها اجرا میگردد.تهویه با پنجره های جانبی (ROLL UP) نیز برای کارآیی بیشتر در گلخانه های تجاری استفاده میگردد.

ساخت پنجره با سطح تهویه بالا و استفاده آن در بالاترین نقطه سازه از مزایا و پارامترهایی میباشد که شرکت های سازنده بر آن تاکید می نماید.

3- گلخانه سقف گنبدی(GOLHIC ARCH)

اساس گلخانه با سقف گنبدی برای استفاده از گلخانه های تونلی با هدف رفع دو نقیصه گلخانه های سقف قوسی میباشد. در این طرح تاج گلخانه از حالت قوس به حالت گلخانه شیروانی در می آید، لذا در این طرح تمام مزایای گلخانه تونلی را به همراه حل مشکلات سقف قوسی خواهیم داشت، این طرح بالاجبار در گلخانه های تونلی با عرض های بالا استفاده میگردد. 

انواع گلخانه از لحاظ سازه

از نظر نوع سازه گلخانه ها به دو دسته چوبي يا سنتي و مدرن يا فلزي تقسيم مي شوند.

گلخانه هاي چوبي

اسكلت اصلي اين گلخانه ها از چوب با پوشش پلاستيك مـي باشد. ارتفاع در ايـن سازه هـا 2 تا 3 متر و سيستم گرمايي و تهويه مناسبي ندارد و بدليل ارتفاع پايين مناسب كشت محصولاتي نظير خيار و گوجه فرنگي نمي باشد. مزيت اين گلخانه ها قيمت ارزان احداث هر واحد آن مي باشد ولي بدليل نامناسب بودن محيط داخلي براي رشد گياه معمولاً ميزان توليد در واحد سطح در مقايسه با گلخانه هاي مدرن بسيار كمتر است. بدلايل ذكر شده اين نوع گلخانه ها توسعه نيافته است و گلخانه هاي چوبي كه قبلاً احداث شده به تدريج به گلخانه هاي مدرن تبديل مي شوند.

گلخانه هاي فلزي يا مدرن

اسكلت اين گلخانه ها از فلز است كه معمولاً با پلاستيك هاي ضد اشعه ماوراء بنفش (uv) پوشش و داراي سيستم گرمايشي و تهويه مناسب مي باشد. ارتفاع اين نوع گلخانه ها بيش از 5/4 متر است و بدليل شرايط مناسب رشد گياه در اينگونه سازه, عملكرد در واحد سطح نسبت به گلخانه هاي چوبي افزايش دارد.

انواع گلخانه از لحاظ جنس

پلاستیکی

پوششهای پلاستیکی می تواند از جنس پلی استر ، پلیوینل کلراید (P.V.C) پلی وینل فلوراید(P.V.F) باشد . از مزایای این پوششها عدم نیاز به اسکلتهای سنگین وکاهش هزینه گرم کردن تا حدود 40% نسبت به گلخانه های شیشه ای یک لایه است.

اغلب پوششهای پلاستیکی از نوع پلی اتیلن بوده که معمولاً به ماده مقاوم کننده در مقابل UV( اشعه ماورای بنفش ) آمیخته شده اند که در این صورت طول عمر آنها تا حدود 3 سال قابل افزایش است . امروزه در کشورهای پیشرفته پلی اتیلن و سایر پوششهای پلاستیک را به مواد نگهدارنده نور مادون قرمز (IR) آمیخته می کنند که تلفات دمای گلخانه را در شب 15 تا 25 درصد کاهش می دهند .

PVF نیز یکنوع پوشش پلاستیکی جدید است که تا ده سال دوام داشته و واکنش آن نسبت به نور وقیمت آن تقریباً معادل شیشه است.پوششهای دوبل پلاستیکی نیز کاهش هزینه سوخت

تا یک سوم نقش موثری دارند . امروزه عملاً تمام گلخانه های مدرن دارای پوشش پلاستیکی از سیستم هوای فشرده بین دولایه استفاده می کنند. دولایه پلاستیک که یکی از آنها مستقیماً روس سطح خارجی ورقه دیگر قرار می گیرند، توسط بالشتکی از هوای فشرده از یکدیگر جدا می شوند. لایه خارجی پلاستیک جهت کاهش نور ماوراءبنفش (U.V) باید 0.152mm ضخامت داشته باشد در حالیکه لایه درونی فقط نیاز به 0.102mm ضخامت دارد زیرا نور U.V در این محل کمتر است.

شیشه ای

گلخانه های شیشه ای از پر هزینه ترین نوع گلخانه های صنعتی محسوب می شوند. نیاز به اسکلت محکم و نیز استفاده از پوشش شیشه و همچنین مصرف سوخت بالا در این گلخانه ها باعث افزایش قیمت این نوع گلخانه ها در مقایسه با پلاستیکی و پلی کربنات گردیده است. از مزیتهای این نوع گلخانه ها به قابلیت بالای عبور نور و حرارت آفتاب می توان اشاره کرد که در مناطق سردسیر و کم نور دارای کارایی بالایی می باشند. همچنین گلخانه های شیشه ای نسبت به انواع دیگر گلخانه ها دارای بیشترین طول عمر می باشد که البته به همان نسبت هزینه های نگهداری آن نیز نسبت به دیگر انواع گلخانه ها بالاتر می باشد. 

پلی کربنات

از جمله مزیتهای پوشش پلی کربنات به جای شیشه هزینه کمتر ونیز وزن سبک تر آن می باشد. همچنین مقاومت بالای آن نسبت به پلاستیک باعث تقاضای روزافزون آن به عنوان پوشش در صنعت گلخانه گردیده است .پوشش پلی کربنات اغلب جهت پوشش قسمت های جلو ، عقب و نیم دایره های مربوطه و یا کناره ها و سقف گلخانه درصورت تقاضای مشتری درنظرگرفته میشود. ورقهای پلی کربنات جایگزین مناسبی برای شیشه بوده و باعث صرفه جویی در انرژی می شوند. بطوريكه در تابستان از ورود گرما به داخل جلوگيري كرده و در زمستان مانــــع خروج و هـدر رفتن گرمــــــاي داخـل مي شوند.