CC BY
26технического и технологического оснащения современного сельскохозяйственного производства». 2013. С. 210-214.
15. Восстановление и упрочнение деталей машин сельскохозяйственного назначения сверхзвуковым газодинамическим напылением / Коломейченко А.В., Коренев В.Н., Логачев В.Н., Титов Н.В., Семешин А.Л. // Практические рекомендации для руководителей и специалистов инженерно-технических служб АПК. Орел, 2012. -47 с.
16. Использование сверхзвукового электродугового напыления и плазменного электролитического оксидирования для восстановления деталей транспорта / Коломейченко А.В., Логачев В.Н. // Мир транспорта и технологических машин. 2016. №2 (53). С. 9-13.
17. Применение газодинамического напыления и МДО для восстановления с упрочнением деталей сельскохозяйственной техники / Коломейченко А.В., Титов Н.В., Логачев В.Н. // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2013. №2. С. 03-05.
18. Упрочнение подшипниковых и поджимных обойм шестеренных насосов типа НШ-К микродуговым оксидированием, восстановленных сверхзвуковым электродуговым напылением / Логачев В.Н. // Ремонт, восстановление, модернизация. 2013. № 5. С. 18-20.
19. Комбинированные технологии восстановления с упрочнением деталей гидросистем сельскохозяйственной техники / Коломейченко А.В., Титов Н.В., Логачев
B.Н. // Тракторы и сельхозмашины. 2013. №11. С. 46-48.
20. Восстановление корпусов насосов типов НШ и НШ-У пластическим деформированием с упрочнением плазменным электролитическим оксидированием / Логачев В.Н. // Техника и оборудование для села. 2016. № 6. С. 37-39.
21. Из опыта применения электродугового напыления для восстановления и ремонта деталей металлургического оборудования / Роянов В.А., Захарова И.В. // Вюник Приазовського державного техычного уыверситету. Техычш науки. 2015. № 31.
C. 93-97.
22. Восстановление шатунов из алюминиевых сплавов двигателей малогабаритной с.-х. техники / Логачев В.Н. // Труды ГОСНИТИ. 2016. Т. 123. С. 207211.
23. Восстановление шатунов двигателей Briggs&Stratton пайкой с последующим упрочнением МДО / Логачев В.Н., Чернышов Н.С. // Техника и оборудование для села. 2015. № 4. С. 43-44.
24. Технология сосстановления с упрочнением деталей машин на основе применения микродугового оксидирования / Коломейченко А.В., Кравченко И.Н., Пузряков А.Ф., Логачёв В.Н., Титов Н.В. // Строительные и дорожные машины. 2014. № 10. С. 16-21.
25. Восстановление с упрочнением МДО-поршней двигателей Briggs&Stratton / Логачев В.Н. // Труды ГОСНИТИ. 2014. Т. 115. С. 146-149.
УДК 69
ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
Ледовской А.В., магистрант 2 курса направления
подготовки 08.04.01 «Строительство» Научный руководитель: к.т.н., доцент Блажнов А.А. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
Теплицы имеют огромное значения в выращивание сельхоз культур. Так как строительство данных сооружений возрастает, необходимо провести исследования, для разработки рациональных культивационных сооружений.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Теплицы, энергоэффективность, металлические конструкции, проектирование, светопрозрачные ограждения.
ABSTRACT
Greenhouses are of major importance in the cultivation of agricultural crops. Since the construction of these structures increases, it is necessary to conduct studies to develop rational cultivation facilities.
KEYWORDS
Greenhouses, energy efficiency, construction, metal, translucent fences.
Культивационные сооружения (теплицы) предназначены для круглогодичного выращивания сельскохозяйственных культур (томатов, огурцов и др.) с целью круглогодичного обеспечения населения витаминной продукцией. Рекомендуемая медицинская норма потребления овощей для нашей страны составляет 120-140 кг/чел/год [1]. Однако, в связи с развалом из-за нерентабельности многих тепличных комбинатов, построенных в 70-80г.г. прошлого столетия, уровень потребления овощей в РФ в несколько раз меньше. Дефицит овощной продукции частично восполнялся поставками из-за рубежа. В связи с введёнными против нашей страны санкциями и разработанной Доктриной продовольственной безопасности Российской Федерации в настоящее время наметилась тенденция к возрождению тепличной отрасли, что потребует строительства новых культивационных сооружений.
Для выращивания овощей используются блочные и ангарные (отдельностоящие) теплицы (рис.1).
В действующих нормативных документах для проектирования теплиц [2,3] не содержатся указания по выбору рационального типа сооружения и его объёмно-планировочных параметров, формированию каркаса сооружения (пролёты и шаги поперечных стальных рам, расстояния между прогонами покрытия и др.), конструктивному решению светопрозрачного ограждения теплицы. Снижение единовременных затрат на строительство теплиц из металлических конструкций и в перспективе эксплуатационных расходов на их отопление можно предусмотреть на стадии проектирования, предшествующим этапом которой являются научные исследования.
На основании вышеизложенного намечается решить следующие вопросы:
1.Предложить рациональный тип культивационного сооружения для круглогодичного выращивания овощей.
2.Предложить метод обоснования рациональных объёмно-планировочных размеров культивационного сооружения.
3.Вывести зависимости для определения рациональных параметров конструктивной системы культивационного сооружения из стальных конструкций, обеспечивающие минимум расхода стали на теплицу. Под конструктивной системой сооружения понимается совокупность взаимосвязанных несущих конструкций, обеспечивающих прочность, жёсткость и устойчивость сооружения[4]. Намечаемые параметры оптимизации конструктивной системы (то есть, каркаса) теплицы: пролёты поперечных рам, их шаг, шаг прогонов покрытия
4.Обосновать рациональный тип светопрозрачных ограждающих конструкций теплиц. В настоящее время в ограждениях теплиц используются одинарное и двойное остекление, сотовые поликарбонатные панели, стеклопакеты, обычная и светостабилизированная (со сроком службы до 5 лет) плёнка. От выбора ограждающих конструкций существенно зависят энергозатраты на производство сельскохозяйственной продукции.
Предварительное рассмотрение указанных проблем формирования объёмно-конструктивного решения культивационного сооружения показало следующее.
Для технико-экономической оценки типов культивационных сооружений и определения их рациональных объёмно-планировочных размеров в качестве критерия оптимальности целесообразно использовать такой показатель как коэффициент ограждения (К), представляющий отношение площади ограждающих конструкций теплицы(Б) к её площади застройки (Я):
К = Б/Я
Рисунок 1 - Конструктивные схемы и основные строительные параметры теплиц :а) блочных, б) и в)ангарных. 1 - фундамент, 2 - рама сплошного или сквозного сечения, 3 - прогон, 4 - стойка, 5 - лоток, 6 - затяжка,7 - арка
Коэффициент ограждения можно принять в качестве комплексного показателя, косвенно характеризующего энергоэффективность теплицы (энергетические затраты) и расход материалов на несущие и ограждающие конструкции (единовременные затраты). Чем меньше значение коэффициента ограждения, тем эффективнее
выбранный вариант сооружения. Например, при площади сооружения 1000м2, Л=1,5м, а=30о для блочной теплицы (рис.1а) коэффициент ограждения в общем виде равен
K = 0,004Lh + - + —, (2)
L cosa
для ангарной теплицы (рис.1б)
^ 2h 1 hL L2
K =— +-+-+-tga , (3)
L cosa 500 2000
для теплицы с арочной формой покрытия (рис.1в)
K = -{— +1) (4)
2 2000
Изменение коэффициента ограждения по приведенным типам теплиц приведено в табл.1, визуализация данных таблицы приведена на рис.2.
Таблица 1 - Изменение коэффициента ограждения для различных типов __теплиц площадью 1000м2_
Пролёт L, м
Тип теплицы 10 12 14 16 18 20
Блочная, рис.1а 1,365 1,352 1,346 1,344 1,346 1,35
Ангарная, рис.1б 1,52 1,484 1,469 1,466 1,47 1,481
С арочной формой 1,649 1,683 1,724 1,771 1,824 1,884
покрытия, рис.1в
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:
1.Из рассмотренных типов культивационных сооружений наименьшее значение коэффициента ограждения соответствует блочным теплицам, что косвенно характеризует более низкий уровень единовременных и энергетических затрат. Следовательно, этот тип теплиц является наиболее приемлемым для круглогодичного выращивания овощных культур.
2.Наиболее энергоёмкими являются отдельностоящие теплицы с арочной формой покрытия.
Следует отметить, что оптимальное значение пролёта теплицы (кроме арочных сооружений) можно установить, продифференцировав математи ческое выражение коэффициента ограждения. Так, для рассмотренной блочной теплицы площадью 1000м2
3
2
[О 12 [4 16 I 8 20
Рисунок 2 - Изменение коэффициента ограждения теплиц (К) в зависимости от пролёта (/): 1 - блочная теплица; 2 - ангарная теплица; 3 - теплица с арочной формой
покрытия
ак
н
— = 0,004Н - — = 0 , откуда ипт. = 15,8м.
ах х
Энергозатраты на отопление теплицы в холодный период года зависят от принятого решения ограждающих конструкций сооружения. Как показал информационный поиск[5, 6], в блочных теплицах применяется одинарное и двойное остекление, стеклопакеты, сотовые поликарбонатные листы. Характеристики этих материалов и изделий приведены в табл.2.
Из данных табл.2 следует, что по техническим и экономическим требованиям целесообразным материалом для применения в ограждающих конструкциях блочных теплиц являются сотовые поликарбонатные листы. Они обладают небольшим весом (снижающим расход стали на каркас теплицы), наименьшей стоимостью на единицу термического сопротивления, устойчивы к ударным воздействиям (например, к граду), достаточно долговечны. К наибольшим недостаткам стеклянного ограждения следует отнести хрупкость стекла и, как следствие, его разрушение при снегопадах и граде (особенно в южных районах РФ), а также большие затраты на отопление из-за низкого сопротивления теплопередаче.
Таблица 2 - Характеристики светопрозрачных материалов и изделий, применяемых в ограждениях теплиц
Сотовый
Характеристика Одинарное Двойное Однокамерный поликарбонат
материала, изделия стекло,4мм остекление стеклопакет толщ.
10 мм 16мм
Вес, кг/м2 10 20 20 1,7 2,7
Светопропускание, % 90 80 80 80 76
Сопротивление теплопередаче, м20С /Вт 0,005 0,34 0,34 0,29 0,42
Примерная стоимость, руб/м2 340 680 1040 290 630
Стоимость на
единицу термического 68000 2000 3060 1000 1500
сопротивления, руб/ м20С/Вт
Горючесть Не горюч. Не горюч. Не горюч. Слабо горюч. Слабо горюч.
Долговечность, год «10* «10* «10* > 10 > 10
Сопротивление ударным воздействиям Слабое Слабое Слабое Хорош ее Хорош ее
Примечания: * в теплицах ежегодно заменяется примерно 10% стеклянного ограждения из-за боя стекла.
Каркас блочной теплицы состоит из стальных поперечных рам (состоящих из стоек и фермочек), объединяемых прогонами и связями. При технологически заданной площади культивационного сооружения возможно множество вариантов решения каркаса, отличающихся размерами в плане, пролётами и шагами поперечных рам, расстоянием между прогонами покрытия. При варьировании указанных параметров будет изменяться и расход стали на его отдельные элементы и на каркас в целом. Очевидно, что должны существовать такие параметры каркаса при которых металлоёмкость сооружения (бсум) будет наименьшей. Для их определения необходимо установить закономерности изменения веса несущих элементов теплиц и
провести оптимизационные исследования - найти минимум целевой функции (GcyM), в качестве которой принять расход материалов на основные элементы сооружения (
ZG):
GcyM = Z G = min (6)
Все отмеченные вопросы проектирования блочных теплиц круглогодичного использования более детально будут рассмотрены при подготовке магистерской диссертации.
Библиография:
1. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 2 августа 2010 г. N 593н «Об утверждении рекомендаций по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающим современным требованиям здорового питания».
2.СП 107.13330.2012 Теплицы и парники.
3.НТП 10=95 Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады.
4.Соловьёв А.К. Архитектура зданий/ А.К.Соловьёв, В.М.Туснина. М.: Academia, 2014. 336с.
5.Новикова Н.В. Архитектура теплиц и оранжерей/Н.В. Новикова. М.:Архитектура-С. 2006. 111с.
6.Колесникова Т.Н. Основы формирования архитектуры растениеводческих сооружений и предприятий защищённого грунта: Монография. Орёл: Изд-во ОрёлГАУ, 2003. 181с.
УДК 339.56.055:339.562
СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ТЕПЛИЧНЫХ
ХОЗЯЙСТВАХ
Луговский М.И., бакалавр 4 курса направления подготовки 35.03.06 «Агроинженерия» Научный руководитель: д.т.н., доцент Орлов П. С. ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА
АННОТАЦИЯ
В статье раскрыты основные пути сокращения используемой электроэнергии в тепличных хозяйствах, рассмотрены плюсы и минусы различных видов ламп, благодаря которым можно снизить затраты на содержание теплицы, а так же грамотно подойти к вопросу выращивания различных видов культур.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Электроэнергия, теплица, культура, освещение, лампа, технология. ABSTRACT
In the article the basic ways of reducing power usage in greenhouses. Primarily considered the pros and cons of different types of lamps, which can reduce the cost of maintaining greenhouses, and properly approach the issue of growing different kinds of crops.
KEYWORDS
Energy, greenhouse, culture, lighting, lamp, technology.
Экономия электроэнергии - крайне важный аспект жизни современного человеческого общества, затрагивающий и производственную сферу, и быт каждого отдельно взятого индивидуума. Ведь неразумное потребление этого достаточно
