طرح احداث گلخانه های کوچک مقیاس پایینتر از سطح زمین

افزایش هزینه سوخت و برق و همچنین هزینه‌های ناشی از تعویض مکرر پوشش به دلیل خسارت ناشی از باد یکی از معضلاتی است که در سال‌های اخیر، تولید گلخانه‌ای به ویژه در اقلیم‌های سرد تهدید می‌نماید. این مسئله بررسی راههای مختلف کاهش مصرف سوخت و حفاظت گلخانه در مقابل شرایط جوی را ضروری می‌سازد. در همین راستا و به عنوان یکی از راهکارهای قابل استفاده در زمینه ایجاد سازه گلخانه‌ای ایمن‌تر، کاهش هزینه‌های ساخت و مدیریت بهتر گلخانه، ساخت گلخانه‌های پایین‌تر از سطح زمین در مقیاس کوچک قابل توصیه است.
گلخانه‌های زیرزمینی به گلخانه‌هایی گفته می‌شود که کف آ نها ۱ تا ۵/ ۲ متر پایینتر از سطح زمین است. مرکز کره زمین از مواد مذاب ماگما تشکیل شده است که کل زمین را گرم می‌کند. گرمای حاصل از این ماگماها از عمق ۲/ ۱ متری به بعد قابل احساس است. به گونه‌ای که در این عمق دما در تمام کره زمین بین ۱۵ تا ۱۸ درجه سانتیگراد است. بنابراین در گلخانه‌های زیرزمینی ثبات دمایی بیش‌تری نسبت به گلخانه‌های روی سطح زمین وجود دارد. براین اساس به انرژی کم‌تری برای کنترل دمای محیط گلخانه‌های زیرزمینی نیاز است. این نوع گلخانه ها در زمین های کشاورزی و یا بلا استفاده می تواند طراحی و ساخته شود با عمق حداقل یک متر و سقف آن به نحوی طراحی شود که آب باران و برف را برای مصرف محصولات جمع آوری نمود ، و همچنین از انرژی خورشیدی به عنوان تولید برق استفاده کرد ، دیواره های این نوع گلخانه می تواند با استفاده از مصالح مختلف بومی ( سنگ های کوه ) و…. ساخته شود تا اینکه استحکام آن بالا رود و در صورت افزایش بیش از حد عرض گلخانه با استفاده از تنه درخت می توان ستون های محکمی را در فاصله های مشخص نصب نمود ، اینگونه گلخانه ها هفتاد درصد صرفه جوئی آب نسبت به گلخانه های سنتی خواهند داشت و با توجه به اینکه در زیر زمین قرار دارد حداقل درجه حرارت گلخانه ۱۶ درجه سانتی گراد خواهد بود ، که صرفه جوئی انرژی را هم خواهد داشت .

ایده اولیه احداث گلخانه پایینتر از سطح زمین

ایدهٔ اولیه ایجاد گلخانه‌های پایین‌تر از سطح زمین از چاله‌های حفظ گیاه در زمستان گرفته شده است که از چندین دهه قبل مورد استفاده کشاورزان کشورهای سردسیر بوده است. چاله‌های پرورش گیاه از یک چاله با عمق ۷۰ تا ۹۰ سانتیمتر تشکیل شده است که کف آن را به ضخامت ۱۵ تا ۳۰ سانتیمتر با کود حیوانی پرمیکنند و روی آن را خاک زراعی ریخته می‌ریزند. پس از کشت گیاه، روی آن را با شیشه و یا پلاستیک شفاف می‌پوشانند.
با الهام گرفتن از چاله کشت، گلخانه‌های زیرزمینی یا پایینتر از سطح زمین به شکل‌های مختلفی در مناطق گوناگون دنیا ساخته شدند.

چاله کشت مورد استفاده در مناطق سردسیر

مکان مناسب جهت ساخت گلخانه

مکان مناسب ساخت گلخانه به گونه ای انتخاب شوند که سایه کم تر در آنجاها به وجود آید. تنها استثنا در این مورد درختان برگ ریز مانند افرا و بلوط هستند زیرا با ایجاد سایه می توانند به طور مؤثری از نور شدید بعدازظهر تابستانی بکاهند. از طرف دیگر این درختان در زمستان اجازه می دهند که نور کافی به گلخانه برسد، زیرا در پاییز برگهای خود را از دست میدهند. برای جلوگیری از سایه اندازی مانع بر روی گلخانه ها، با توجه به ارتفاع مانع و زاویه تابش خورشید بر اساس ماه و فصل از سال، فاصله آن را ازگلخانه را میتوان تخمین زد.همچنین رعایت فاصلهٔ مناسب در ساخت واحدهای گلخانه‌ای از یکدیگر، برای جلوگیری از سایه اندازی آنها بر همدیگر، ضروری است. مکان‌هایی که در کناره‌های کوه‌های بلند قرارگرفته‌اند به دلیل سایه اندازی همیشگی آنها برای ساخت گلخانه نامناسب هستند.بعد از تعیین محل مناسب برای احداث گلخانه، حفر زمین و گودبرداری بستر گلخانه ها تا عمق موردنظر انجام می گیرد. سپس زیرسازی های موردنیاز همراه با پیاده سازی فونداسیون و تسطیح کف گلخانه انجام می گیرد. برای استحکام بیش تر گلخانه ها دیواره های خاکی تا سطح زمین با مصالح بنایی(آجر و سیمان) ایجاد میشوند.

مکان مناسب جهت ساخت گلخانه

ویژگی‌های احداث گلخانه پایین تر از سطح زمین

در حالت کشت روی سطح پوشیده شده انرژی از ۵ جهت از دست داده می‌شود(پوشش‌های جانبی و سقف) و فقط از کف انرژی دفع نمی‌شود. بااین‌حال در چاله کشت انرژی فقط از یک جهت دفع می‌شود (سقف) و از ۵ جهت انرژی دریافت می‌گردد. علاوه بر این اثر سرمای ناشی از وزش باد نیز در چاله کشت نسبت به کشت روی سطح پوشیده شده به شدت کاهش می‌یابد . در گلخانه‌های زیرزمینی ثبات دمایی بیش‌تری نسبت به گلخانه‌های روی سطح زمین وجود دارد. براین اساس به انرژی کم‌تری برای کنترل دمای محیط گلخانه‌های زیرزمینی نیاز است . کف گلخانه باید کاملا تراز باشد تا اجرای اتوماسیون در آن تسهیل شود.
خاک زمین محل احداث گلخانه باید کاملا زهکشی شده باشد. در مناطقی که زهکشی به سختی صورت می‌گیرد به کار بردن تدابیر خاص برای زهکشی ضروری است. همچنین در خارج از گلخانه پیش بینی زهکشی سطحی برای جمع آوری و دفع آب بارندگی‌های اطراف گلخانه ضروری است. به طورکلی خاک مکان ساخت گلخانه باید زهکشی طبیعی و پذیرش مناسبی را داشته باشد.
همچنین اگر گلخانه زیرزمینی در زمین‌هایی با سطح ایستابی بالا ساخته شود استفاده از شبکه زهکش‌های زیرزمینی ضروری است. در زمان ساخت گلخانه، موقعیت و جهت احداث آن را باید با توجه به موقعیت جغرافیایی محل، جهت نور خورشید، سایه اندازی موانع طبیعی و مصنوعی، شیب زمین و جهت بادهای غالب، مشخص نمود. به دلیل اینکه خورشید از شرق طلوع و در غرب غروب می‌کند بهتر است که طول گلخانه‌های زیرزمینی در امتداد شرق به غرب قرار گیرد.
باید دقت نمود تا محل احداث گلخانه‌های پایین‌تر از سطح زمین به گونه‌ای باشد که هیچ مانع طبیعی و یا مصنوعی بر روی آن سایه اندازی نکند.

مزایای ساخت گلخانه‌های پایینتر از سطح زمین

تعادل دمایی بستگی به نوع گلخانه، نوع پوشش، سرعت باد، دمای محیط و میزان نفوذ هوای خارج به داخل گلخانه دارد. درنتیجه، هر چه اتلاف دما در گلخانه بیش‌تر باشد به گرمای بیش‌تری نیز برای تأمین دمای ازدست رفته، نیاز است. لذا ویژگی‌های گلخانه‌های زیرزمینی باعث تعدیل و ثبات بیش‌تر دمای درون گلخانه می‌شود و درنتیجه باعث کاهش مصرف انرژی موردنیاز برای گرمایش در زمستان و یا سرمایش در تابستان می‌گردد. به عبارت دیگر با توجه به اینکه کف گلخانه پایین‌تر از سطح زمین است. دیواره‌های دور این گلخانه در زیرزمین همانند یک عایق عمل می‌کنند و مانع اتلاف انرژی می‌گردند. علاوه براین مشخص شد که دیواره‌های عایق در اطراف گلخانه‌های زیرزمینی باعث کاهش سطح تماس با هوا و درنتیجه کاهش اتلاف دما می‌گردد. بنابراین محیط گلخانه در تابستان خنک‌تر و در زمستان گرمتر باقی می‌ماند. علاوه براین احداث گلخانه‌های زیرزمینی باعث حفاظت بهتر گلخانه در مقابل شرایط جوی (وزش باد، بارش برف و غیره) استحکام بیش‌تر سازه گلخانه‌ای و افزایش طول عمر آن می‌شود.
همچنین رطوبت نسبی در گلخانه‌های زیرزمینی زیاد است و ثبات دمایی بیش‌تری وجود دارد، از این رو در کشت‌های تابستانه و زمستانه میزان تبخیر و تعرق در گلخانه‌های زیرزمینی نسبت به گلخانه سطحی کاهش می‌یابد. درنتیجه نیاز آبی گیاه کم‌تر می‌شود و مقدار مصرف آب کاهش می‌یابد.

نمای داخلی گلخانه زیرزمینی

چالش‌های پیش رو

علی رغم مزایای بیان شده برای گلخانه‌های پایین‌تر از سطح زمین، این نوع گلخانه‌ها دارای محدودیت‌هایی از قبیل کوچک مقیاس بودن، محدودیت کاربرد و محدودیت نصب تجهیزات کنترل شرایط محیطی هستند. همچنین، باید توجه نمود که خاک برداری و حفر چاله‌های جدید از لحاظ محیط زیستی، اقتصادی و قوانین کاربری اراضی صحیح نیست. لذا اجرای این نوع گلخانه‌ها بیش‌تر برای زمین‌های از قبل حفرشده، چاله‌های موجود، اراضی بایر غیرقابل کشت، اراضی باقیمانده از کوره‌های آجرپزی و در سطوح کوچک کم‌تر از ۵۰۰ مترمربع اقتصادی و قابل پیشنهاد است.

پیش بینی وضعیت سرمایه گذاری طرح احداث گلخانه های کوچک مقیاس پایینتر از سطح زمین

نرخ برابری دلار : ۳۵۰۰۰ تومان
سطح زیر کشت : ۵۰۰ متر مربع
ظرفیت تولید سالیانه : ۱۵ تن
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۱ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۴۷۰ میلیون تومان (بدون احتساب هزینه زمین)
ارزش تجهیزات و تاسیسات : ۳۲۰ میلیون تومان
نرخ بازده داخلی در سال مبنا : ۲۸ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: