Как сделать освещение в теплице

Содержание статьи:

• Особенности освещения
  
• Выбор ламп
  
• Расчет мощности
  
• Технология электрофикации
  

Организация освещения в теплице — это электрификация сооружения с целью создания светового потока, обеспечивающего фотосинтез. Без биохимической реакции нет роста стеблей, корня, плодов и других частей растения. Сколько требуется света и каким он должен быть, можно узнать из нашей статьи.

Особенности освещения теплиц

Растениям всегда нужна солнечная энергия, которая благоприятно влияет на рост стеблей и листьев и увеличение их массы. Естественный свет поглощается листьями, запуская процесс фотосинтеза с выделением кислорода. Большинство овощей растет при хорошей освещенности, которая длится не менее 10 часов в сутки.

При коротком дне, особенно зимой, возникают проблемы с выращиванием культур:

• Рассада растет медленнее, а плоды созревают на 2-3 недели позже обычного.
  
  
• Урожайность падает на 25-30%.
  
  
• Себестоимость овощей увеличивается.
  

Только искусственное освещение позволяет исправить ситуацию и получать овощи в любое время года. Для этого в теплице монтируют лампы различных конструкций.

Существует два метода досвечивания:

1. Дневное, когда светильники включены на несколько часов утром и вечером, пока продолжительность дня не увеличится до 10-12 часов. Применяется обычно зимой.
   
   
2. Круглосуточное, если строение расположено в глубокой тени. Используется для контроля режимов работы ламп, а также в случае полной замены солнечных лучей.
   

При организации освещения в теплице необходимо учитывать следующие моменты:

• На фотосинтез влияет интенсивность излучения, а также его спектральный состав, время работы ламп.
  
  
• Для растений «длинного дня» следует увеличить время искусственной подачи света до 12-16 часов. В противном случае они могут не зацвести.
  
  
• Для культур «короткого дня» длительное освещение вредно, оно может навредить развитию овощей. Оптимальной срок работы лампы для таких культур не превышает 10 часов.
  
  
• Для «нейтральных» растений соотношение света и темноты не имеет значения, но их рост и развитие зависят от графика включения ламп.
  
  
• Растения имеют различную чувствительность к спектру. Каждый его цвет оказывает определенное влияние на посадки. Используя разные оттенки на всех стадиях развития, можно эффективно влиять, например, на их рост. Ультрафиолет повышает количество витаминов в растениях, предупреждает их вытягивание. Синий свет улучшает процесс фотосинтеза. Зеленый ухудшает фотосинтез. Если его слишком много, стебель удлиняется, листья утончаются. Красные и оранжевые лучи обеспечивают нормальный процесс фотосинтеза, увеличивают зеленую массу.
  
  
• Чтобы овощи были полноценными, необходим полный спектр, а не монохромное освещение. Сразу можно сказать, что изделий, полностью воссоздающих солнечный свет, не существует. Для этого придется использовать несколько светильников различных характеристик.
  

Выбор ламп для освещения теплиц

При необходимости продлить или увеличить освещение в теплицах монтируют светильники, которые выбирают по нескольким критериям: по мощности, по количеству излучаемой энергии, по излучаемому спектру.

Перед тем как сделать освещение в теплице, изучите свойства наиболее популярных светильников, которые обладают подходящими характеристиками:

1. Традиционные лампы накаливания. Используются в небольших постройках. Имеют не очень благоприятный для многих культур световой спектр — 600 нанометров. Излучают в основном красные, инфракрасные и оранжевые лучи, провоцирующие вытягивание стеблей и искривление листьев. Небольшой процент синего цвета ухудшает процесс фотосинтеза. Приборы сильно нагревают воздух в помещении, что, в общем-то, неплохо. Изделия плохо влияют на рост помидоров и огурцов. Но для петрушки, лука и другой зелени стандартные лампочки вполне подходят. В этих случае их крепят на высоте 0,5 м над грядками и оставляют включенными 6-16 часов в сутки, если естественного освещения совсем нет.
   
   
2. Ртутные лампы высокого давления (ДРЛ). Модели, специально разработанные для использования в теплицах, отличаются небольшими размерами, большой эффективностью и малой стоимостью. Световой спектр у таких изделий ближе к ультрафиолету, поэтому необходимо обеспечить поступление в строение солнечных лучей. Избыток ультрафиолета тормозит развитие растений, поэтому ртутные лампы часто применяются, чтобы замедлить рост переросшей рассады. Чаще всего они используются перед сбором урожая. Приборы очень быстро нагреваются и повышают температуру в сооружении.
   
   
3. Специальные ртутные изделия. Хорошо поддерживают фотосинтез (ДРЛФ). У конструкции есть существенные недостатки, связанные с присутствием в их конструкции ртути. Если светильник разобьется, придется выбросить весь урожай. Также возникают проблемы с утилизацией — их необходимо складывать только в специально оборудованные места. Интенсивность свечения ртутных приборов очень высока и может нанести вред организму человека.
   
   
4. Экономные люминесцентные лампы. Популярные изделия, используются в крупных сельскохозяйственных компаниях. Излучают свет, очень благоприятный для большинства тепличных культур. Они недорогие, имеют длительный срок эксплуатации, но теплоотдача у них низкая. Отдельно висящие образцы способны освещать небольшую площадь, поэтому рекомендуется их использовать в небольших сооружениях. Изделия по несколько штук монтируют в короба, которые крепят вертикально или горизонтально.
   
   
5. Натриевые лампы высокого давления (НЛВД, ДНА, ДНаТ). Отличаются большой прочностью, высокой экономичностью и при небольшой мощности создают высокую светоотдачу. Большое количество красного света обеспечивает значительное количество завязей на растениях, которые хорошо развиваются и не опадают. Если зимой включать натриевые лампы на длительное время, можно получить хороший урожай, однако себестоимость их будет очень высокой. Близки к спектру солнечного света, но синий цвет слабый, и его не хватает для вегетативного роста растений. Не рекомендуется использовать для выращивания зелени — лука, петрушки и т.д. Вместе с такими изделиями надо устанавливать приборы, добавляющие синий оттенок. Желательно приобретать натриевые светильники, которые специально предназначенные для использования в теплицах. Они оснащены вращающимися зеркальными отражателями, их можно крепить в любом положении. Приборы экономичны и работают даже при небольшом напряжении. Но у них сложная система запуска, что может затруднить монтаж.
   
   
6. Металлогалогенные лампы (МГЛ, ДРИ). Считаются идеальными для теплиц, т. к. у них широкий диапазон излучения, максимально приближенный к солнечному, много ультрафиолета. Выделяют значительное количество тепла, поэтому часто используют для отопления построек. Их нельзя располагать низко над растениями, чтобы не обжечь листья. Образцы мощностью до 250 Вт располагают на высоте 30-60 см от верха растения. Более мощные приборы крепят на расстоянии 90 см. Однако стоят они дорого и имеют ограниченный срок эксплуатации. Еще один крупный недостаток — изделия не переносят влагу. Достаточно капли воды — и они взорвутся.
   
   
7. Светодиодные лампы. Очень экономичны, работают при малом напряжении, дают много света. Равномерно освещают всю площадь теплицы, при необходимости различными цветами. В скором будущем ожидается производство изделий белого цвета, полностью воспроизводящих спектр солнечных лучей. Остаются холодными после многочасового использования, поэтому можно размещать на любой высоте над растениями. К недостаткам можно отнести высокую стоимость и сложную конструкцию светильника.
   

При покупке выбирайте лампы отечественного производства. В отличие от китайских товаров спектр у них подобран под наши широты. Специалисты рекомендуют приобретать продукцию известных производителей. Дешевые приборы выполняют свои функции гораздо хуже.

Расчет мощности светильников

При разработке проекта устройства освещения теплицы главным вопросом считается определение числа осветительных ламп. Для этого понадобятся следующие данные:

• Высота светильника над вершиной растения;
  
  
• Тип изделий и их мощность;
  
  
• Какую преимущественную интенсивность требует выращиваемая культура;
  
  
• Рабочая площадь строения;
  
  
• В какую пору года планируется выращивать культуру.
  

Все растения можно поделить на несколько групп, которые отличаются различными требованиями к освещению:

1. Яркий свет создают для растений, которые в естественных условиях растут на открытой местности — для роз, пальм, гибискуса и т.д. Для них необходим высокий уровень — 15-20 тыс. Люкс.
   
   
2. Умеренный свет создают для рассады, желаемый диапазон освещенности которой находится в пределах 10-20 тыс. Люкс.
   
   
3. Полутемное состояние (5-10 Люкс) можно организовать для растений, способных расти в сумерках.
   

Допустимую степень освещения для каждого растения можно узнать в агрономических справочниках. Минимальная величина для зеленых насаждений — 6-7 кЛк, ее вполне можно достичь лампами удельной мощностью 50-100 Вт/м².

Исходя из требований конкретной культуры, определяется количество приборов. Расчеты можно выполнить самостоятельно.

Для этого воспользуемся формулой:



E — допустимый уровень освещенности для растения;
F — световой поток для конкретного растения;
S — площадь освещаемого участка;
К_и — коэффициент, определяющий различия между лампами с внешним отражателем и встроенным (в первом случае он равен 0,4, во втором — 08).

Определим световой поток для участка 18 м² для растений, требующих 10000 люкс:



Рассчитаем, сколько необходимо натриевых ламп ДНаТ мощностью 250 Вт (27000 люмпен), которые обеспечат такой световой поток:



Далее рассмотрим, на какой высоте необходимо расположить приборы. Точное размещение можно определить с помощью люксметра, но можно воспользоваться справочными данными:

• Над одним ростком можно подвесить образец мощностью 20-30 Вт на высоте 50-300 мм.
  
  
• Для группы достаточно прибора 50-100 Вт, расположенного на высоте 400-600 мм над самым верхним листком.
  
  
• Над большими участками подвешивают лампы 250 Вт на высоте 1000-2000 мм. Они устанавливаются в зимних теплицах.
  

Для усиления полезного светового потока часто применяют рефлектор. Он направляет свет на рассаду и концентрирует его, значительно увеличивая освещенность. Такие устройства рекомендуется применять при использовании маломощных ламп, например, люминисцентных.

Неправильный расчет может привести к ожогу или перегреву растения и даже к его гибели, поэтому изделия необходимо размещать на таком расстоянии от культуры, чтобы не нанести ей вред. При этом необходимо учитывать уменьшение освещенности при увеличении расстояния до объекта.

Существует формула, по которой можно определить величину этого параметра в зависимости от расстояния между прибором и растением: освещение = 1/2 расстояния между ними.

По этой формуле при увеличении расстояния вдвое уровень световой энергии не меняется пропорционально, поэтому для расчета необходимо использовать специальные таблицы. Также по специальным таблицам можно сразу определить, какую площадь освещают лампы определенного типа, расположенные на рекомендуемой высоте.

Для повышения эффекта можно использовать рефлекторы. Они отражают свет по-разному в зависимости от покрытия. Коэффициент отражения алюминиевого изделия достигает 80%, зеркального — 90%. Чтобы получить желаемый результат, необходимо правильно повернуть рефлекторы, чтобы свет попадал точно на растения.

Большое количество ламп не всегда положительно сказываются на росте рассады. Они повышают температуру в строении, и растения погибают. Другая неприятность — перегрев прибора, что выводит его из строя. Кроме того, увеличивается расход электроэнергии. Поэтому вместо увеличения количества ламп выгоднее использовать отражатели, которые не перегревают воздух в помещении.

Технология электрофикации теплицы

Монтаж осветительной системы выполняется в несколько этапов.

На начальном проводятся такие работы:

• Расчет освещения для теплицы и определение количества приборов;
  
  
• Разработка схем размещения светильников и разводки проводов;
  
  
• Определение сечения питающих проводов, подбор предохранителей;
  
  
• Крепление в соответствии с разработанной схемой ламп, распределительных коробок, электрощитка.
  

Если вы выполняете монтаж освещения теплицы своими руками, обратите внимание на последовательность работ:

1. Проведите основной кабель к помещению. Его можно закопать на глубину 80 см или подвесить. Контролируйте, чтобы трасса не пересекалась с дренажной системой. В случае подземного размещения используйте провод с защитной изоляцией. Также рекомендуется применять кабель с заземлением. После укладки накройте провод черепицей, чтобы избежать повреждения при земельных работах.
   
   
2. В случае подвешивания натяните его и закрепите проволокой к столбам. Трассу выбирайте такой, чтобы рядом не росли деревья.
   
   
3. Сечение провода выбирайте с 20-процентным запасом. Не покупайте изделие впритык, при включении всегда будет кратковременное увеличение тока.
   
   
4. Разводку начинайте после подключения провода к щитку. Обязательно наличие рубильника, который быстро обесточит помещение.
   
   
5. Не забывайте, что в теплице часто бывает повышенная влажность, поэтому все приборы должны быть влагостойкими.
   
   
6. Очень тщательно соединяйте отдельные части кабеля. Лучше всего использовать специальные клемники.
   
   
7. После монтажа всей системы включите лампы и проконтролируйте световой поток. Положите руку возле растения. Если почувствуете тепло, прибор висит слишком близко к растению. Также можно воспользоваться люксомером.
   
   
8. Проверить необходимость подсветки можно, если измерить освещенность до и после включения электросистемы. Если значения не изменились, досвечивания в данный момент не требуется.
   

Как сделать освещение в теплице — смотрите на видео:


Чтобы получить хороший урожай с вкусными плодами, освещение должно быть достаточно гармоничным. На практике это означает, что основным источником света являются солнечные лучи, а лампы используют только в качестве вспомогательных. Без достаточного количества света растения даже не будут цвести, не то что плодоносить.