PROJEKT: ZLEPŠENÍ ROSTLINNÉ PRODUKCE V PROVINCII DORNOGOBI Posudek na využití skleníků s akumulací tepla v provincii Dornogobi
ZPRACOVAL: Ing. Karel Vítek, CSc. Dobříš, prosinec 2009
|
2
Obsah 1
ÚVODNÍ INFORMACE.............................................................................................................................. 4
2
ZAINTERESOVANÉ STRANY A CÍLOVÉ SKUPINY.......................................................................... 5 2.1
3
CÍLOVÁ SKUPINA .................................................................................................................................... 5
ZÁVĚRY ZPRACOVANÉ TECHNICKÉ ANALÝZY ROZVOJOVÉHO ZÁMĚRU PROJEKTU... 6 3.1 3.2
VYHODNOCENÍ STÁVAJÍCÍHO STAVU ...................................................................................................... 6 NÁVRH NOVÉHO ŘEŠENÍ ......................................................................................................................... 8
4
ZÁVĚRY ROZVOJOVÉHO PLÁNU A ANALÝZY PROJEKTU ....................................................... 12
5
TECHNICKÁ ZPRÁVA............................................................................................................................ 13 5.1
TECHNICKÝ POPIS PROVEDENÍ STAVBY ................................................................................................ 13
Seznam tabulek Tab.1 – Základní parametry tepelné ztráty skleníků................................................................................9 Tab.2 – Porovnání tepelné ztráty skleníků ............................................................................................10 Tab.3 – Tepelná kapacita akumulační stěny .........................................................................................10 Tab.4 – Tepelné ztráty skleníku.............................................................................................................11
Seznam obrázků Obr.1 Porost mrkve chráněný před větrem kukuřicí – farma Erdene 15.9.2009 .....................................4 Obr.2 Velký úspěch zažili beneficianti s produkty na „Harvest festivalu“ v Sainshandu 16.9.2009 ........5 Obr.3 Setí kultur ve skleníku v Dalajargalanu 22.4.2009.........................................................................6 Obr.4 Teplota a relativní vlhkost ve skleníku v Dalajargalanu 22.4.2009 v 11:23 ...................................7 o
Obr.5 Teplota substrátu ve skleníku v Dalajargalanu 22.4.2009 v 11:23 dosahuje 20 C ......................7 Obr.6 Návrh velkého skleníku s akumulací tepla.....................................................................................8 Obr.7 Návrh malého skleníku s akumulací tepla .....................................................................................9
|
3
1 ÚVODNÍ INFORMACE V současné době jsou v Aimaku Dornogobi vybudovány tři malé zemědělské farmy každá o výměře 3,7 ha, kde mají beneficianti veškeré základní vybavení pro pěstování zeleniny, brambor a rakytníku úzkolistého. Tyto farmy mají vlastní zdroj vody, na dvou farmách je vybudován i vlastní zdroj energie malé fotovoltaické elektrárny o dostatečném výkonu pro pohon vodního čerpadla. Na farmě je postavem skleník pro pěstování sadby a fóliovník pro pěstování ranných a teplomilných druhů zelenin. V současné době mají beneficianti za sebou první dva roky zkušeností s pěstováním plodin a získali základní potřebné znalosti pro tyto, pro ně dosud neznámé, pracovní a podnikatelské aktivity. My jsme měli možnost získat poznatky pro další rozvoj a seznámili jsme se se skutečnostmi, které mohou ovlivnit předkládaný návrh zlepšení projektu. Výsledky za uplynulé období byly analyzovány jak po stránce agronomicko technické, tak ekonomické včetně ekonomického vyhodnocení efektivnosti projektu, jeho trvalé udržitelnosti a zároveň jeho dopad na sociální situaci domácího obyvatelstva na venkově.
Obr.1 Porost mrkve chráněný před větrem kukuřicí – farma Erdene 15.9.2009
|
4
2 ZAINTERESOVANÉ STRANY A CÍLOVÉ SKUPINY 2.1
Cílová skupina
Venkovské obyvatelstvo v Aimaku Dornogobi před pár lety v průběhu dvou zim přišlo o tradiční způsob obživy – pastevectví, neboť došlo k úhynu velkého množství zvířat. Řada rodin na venkově zůstala odkázána na různé způsoby podpory. Některé rodiny opouštějí venkov a stěhují se do Ulánbátaru a dalších větších měst. Proto každá nová aktivita a vytváření pracovních příležitostí na venkově je velmi žádoucí jak z pohledu aimaku a soumu, tak zejména pro vlastní obyvatele venkova. Tyto aktivity přinášejí nejen nové pracovní příležitosti ale zároveň přinášejí velmi důležité změny ve stravování venkovských obyvatel, zelenina, brambory i rakytník jsou významným zdrojem vitamínů a minerálních látek, které dnes ve stravě venkovského obyvatelstva chybí. Zásadním prvkem tohoto projektu je trvalá udržitelnost, neboť zkušenosti z posledních dvou let ukazují, že beneficianti zapojení do projektu již vytvářejí svoje iniciativy a ekonomické aktivity přínosné jak pro ně samotné, tak pro místní obyvatelstvo a vládní i regionální struktury.
Obr.2 Velký úspěch zažili beneficianti s produkty na „Harvest festivalu“ v Sainshandu 16.9.2009 Předkládaný projekt na dlouhodobé využívání skleníků s akumulací tepla pomocí akumulační stěny z lávových kamenů bude realizován zkušeným managementem, který má zkušenosti zejména z oblasti zemědělství ve spolupráci s místními beneficianty a regionálními i vládními strukturami.
|
5
3 ZÁVĚRY ZPRACOVANÉ TECHNICKÉ ANALÝZY ROZVOJOVÉHO ZÁMĚRU PROJEKTU 3.1
Vyhodnocení stávajícího stavu
Předkládaný návrh vychází ze současného technicko technologického stavu skleníku a foliovníku na farmách. Současný stav umožňuje pěstování sadby a plodin v období od 1. dekády dubna do 1. dekády v říjnu a naší snahou je prodloužit toto vegetační období.
Obr.3 Setí kultur ve skleníku v Dalajargalanu 22.4.2009 Kontinentální klima je velmi nepříznivé pro pěstování rostlin a venkovní vegetace začíná v Dornogobi až v období poloviny května. Ve sklenících je nejdůležitější chránit kultury před nočními mrazíky, které mohou zničit pěstovanou sadbu. Na obrázku č. 3 chráníme kultury klasickým způsobem přikrýváním folií a plstěnými přikrývkami v noci. Přes den však dosahují, díky intenzivnímu slunečnímu záření ve stejném období, již vysokých teplot.
|
6
Obr.4 Teplota a relativní vlhkost ve skleníku v Dalajargalanu 22.4.2009 v 11:23 Proto je pro potřeby projektu dále prodloužit délku vegetace a to následujícími způsoby: ·
zabránit poklesu teploty ve skleníku v noci pod + 5 o C
·
zvýšit dobu osvitu pokud to technické možnosti umožňují
·
zvýšit vzdušnou vlhkost v průběhu vegetace
·
zajistit dostatek živin a tepla i ze substrátu pro pěstování
·
zvolit vhodné plodiny a odrůdy pro ranné a pozdní období pěstování
·
zajistit další rozvoj aktivit spojených s využitím skleníku a foliovníku.
o
Obr.5 Teplota substrátu ve skleníku v Dalajargalanu 22.4.2009 v 11:23 dosahuje 20 C
|
7
3.2
Návrh nového řešení
Návrh vychází ze zkušeností z konstrukcí skleníků pro vysokohorské oblasti Himaláje, kde jsou podobně nepříznivé klimatické podmínky pro pěstování rostlin. Při vytápění skleníků je využívána akumulace tepelné energie vnitřními stěnami skleníku pro udržení dostatečné teploty pro zachování potřebné minimální teploty pro růst rostlin. Projekt uvažuje se dvěmi variantami skleníků a to menší o rozměru 6 x 6 m a větší o rozměrech 6 x 20 m. Vnitřní akumulace tepla bude zajištěna umístěním akumulační stěny z lávových kamenů vyskládaných ve fabionovém koši o šířce 0,4m po obvodu tří stěn skleníku. Vzhledem k nedostatku dat pro vlastní hodnocení akumulace tepla ve skleníku jsem použil ČSN 06 0210 pro hodnocení tepelných ztrát objektů a vzájemně jsem porovnal data pro skleník s akumulační stěnou a bez ní.
Obr.6 Návrh velkého skleníku s akumulací tepla
|
8
Obr.7 Návrh malého skleníku s akumulací tepla
3.2.1
Závěry zpracované technické analýzy
Technická data dle ČSN 06 0210. Porovnání velkého skleníku 6 x 20 m s akumulací a bez ní: Položka Tepelná ztráta Qc Měrná tepelná ztráta q c
Skleník bez akumulace
Skleník s akumulací
16 575 W
16 774 W
41,4 W/m
2
41,9 W/m
2
Tab.1 – Základní parametry tepelné ztráty skleníků
3.2.2
Závěry hodnocení a efektivita projektu
Závěry porovnání parametrů: ·
Ve výše uvedeném porovnání je analyzován ve srovnatelných podmínkách skleník bez akumulační stěny se skleníkem s akumulační stěnou:
|
9
·
Skleník s akumulační stěnou má téměř srovnatelnou měrnou tepelnou ztrátu proti skleníku bez o akumulační stěny. Pro výpočet byly brány v úvahu celkem tři varianty vnější teploty a to : - 18 C, o o - 15 C, - 12 C
Vnější teplota o ( C)
Tepelná ztráta Qc skleníku bez akumulace
Tepelná ztráta Qc skleníku‚ s akumulací
- 18
16 575 W
16 774 W
- 15
14 816 W
15 337 W
- 12
13 680 W
13 903 W
Tab.2 – Porovnání tepelné ztráty skleníků I při srovnatelné tepelné ztrátě u skleníku bez akumulační stěny a s akumulační stěnou dochází u skleníku s akumulační stěnou k významné akumulaci tepla, která zabrání ochlazování skleníku v nočních hodinách
Materiál
Měrná tepelná kapacita (J/kgK)
Hustota 3 (kg/m )
Tepelná kapacita (J/kgK)
Čedič
920
3200
81254400
Žula
920
2500
63480000
průměr
920
2850
72367200
Tab.3 – Tepelná kapacita akumulační stěny 3
3
Při vypočítané obměně vzduchu 3,49 m při celkové kapacitě skleníku do 400 m dojde ke snížení teploty akumulační stěny o 1 o C za 1hod. 12 min. V tomto výpočtu není uvažována tepelná kapacita půdního substrátu, který bude bilanci dále zlepšovat ani nádrže na teplou vodu, které opět budou celkovou tepelnou bilanci zlepšovat.
| 10
3.2.3
Celkové ztráty skleníku:
Následující tabulka ukazuje na celkové tepelné ztráty ve skleníku s akumulací při určitých venkovních teplotách. Při výpočtu byly brány v úvahu velmi nepříznivé podmínky v otevřené krajině při velmi intenzivních větrech s umístěním skleníku s jižní orientací, tak jak předpokládáme, že budou skleníky stavěny: Venkovní teplota / Parametr
Qc
Qo
Qinf
Qv,v
Qv
W
W
W
W
W
o
13903 3258 10651 1525 10651
o
15337 3258 12103 1525 12103
o
16774 3258 13555 1525 13555
- 12 C - 15 C - 18 C
Tab.4 – Tepelné ztráty skleníku Qc - celková tepelná ztráta Qo – tepelná ztráta prostupem Qinf - tepelná ztráta infiltrací Qv,v - tepelná ztráta větracím vzduchem Qv - tepelná ztráta větráním Z tabulky č. 4 vyplývá, že největší ztráty tepla vznikají infiltrací a větráním. To z hlediska provozu skleníku znamená zabránit samovolnému větrání, utěsnit dveře a v případě potřeby vložit pod vlastní skleněnou nebo plachtovou střechu ještě jednu tepelně izolační vrstvu prostupnou pro světlo. Při výpočtu bylo také uvažováno, že tři stěny severní, západní a východní budou dodatečně zatepleny navrstvením zeminy, tak jak to bylo provedeno i u stávajících skleníků. Akumulační stěna může skutečně prodloužit velmi významně období vhodné pro pěstování některých zelenin. Při dodržování základních pravidel a využívání fotovoltaických systémů můžeme dosáhnout i celoročního provozu v takových sklenících. Projekt lze doporučit na základě těchto zjištění k realizaci.
| 11
4 ZÁVĚRY ROZVOJOVÉHO PLÁNU A ANALÝZY PROJEKTU ·
Předkladatel má jasnou představu o rozvojovém záměru projektu.
·
Předkladatel má jasnou představu o přínosech pro cílovou skupinu beneficiantů.
·
Analýza technicko agronomická prokazuje vhodnost navrhovaného řešení.
·
Předkladatel má jasnou představu o technickém řešení a realizaci.
·
Předkladatel zná podmínky, které musí vytvořit, aby zajistil dlouhodobou udržitelnost projektu a náběh provozu v 1. a dalších letech.
Zpracovaná analýza prokázala, že navržený projekt je proveditelný dlouhodobě udržitelný. Současně s prokázaným zabezpečením odbytovým, technologickým, personálním a organizačním LZE PROJEKT DOPORUČIT K REALIZACI.
| 12
5 TECHNICKÁ ZPRÁVA NÁZEV AKCE: Výstavba skleníkových objektů pro zlepšení rostlinné produkce INVESTOR: o.s. ADRA Klikatá 1238/90 c, Jinonice PRAHA 5 158 00 ZHOTOVITEL: Miroslav Janečka MÍSTO REALIZACE : provincie DORNOGOBI, Mongolská republika
5.1
5.1.1
Technický popis provedení stavby
Základy
Do provedených výkopů bude provedena betonáž základových pasů a patek( beton B 10) Je možno proložit opláchnutými kameny pokud jsou místně dostupné. Betonáž horní části základu a patek (min. 200 mm) je nutné provést do bednění provedeného ze dřevěného prken a svlaků. Přední základový pás bude na každou stranu o 80 mm širší ( pro usazení vnějších krokví. Do základových pasů pod stěny ze ztraceného bednění budou vetknuty ocelové armovací tyče tl. 12 mm po vzdálenosti cca 400 mm. Je nutné dodržet maximální přesnost uložení tyčí s ohledem na tl. ztraceného bednění stěn, tak aby byly tyto tyče uprostřed ztraceného bednění. Horní plocha základových pasů musí být rovná v toleranci 2 mm.
5.1.2
Stěny
Stěny budou provedeny ze ztraceného bednění ( 200/250/400 mm). Do ztraceného bednění bude provedena betonáž z betonu B 15. Betonová směs polotekutá a musí být řádně zahutněna. V poslední řadě ztraceného bedněná místě budoucího uložení krokví bude vynechán prostor. Šikminy na štítech budou dobetonovány až po uložení krokví. Venkovní krokve budou u štítů sloužit zároveň jako venkovní součást bednění. V místě otvorů pro dveře budou před betonáží do ztraceného bednění uloženy dva armovací pruty tl. 12 mm s přesazením na každou stranu otvoru 150 mm do stěny.
5.1.3
Konstrukce střechy
Jako první krok bude uložena vrcholová vaznice 120/180. Vaznice bude podepřena dřevěnými sloupky 120/120 mm které budou osazeny na patky na ocelové pozinkované trny tak aby jejich spodní strana byla cca 50 mm nad budoucí ornicí. Krokve v severní části skleníku 80/140 mm budou osazeny na vrcholovou vaznici a vetknuty do stěny. Následně budou stěny a šikminy dobetonovány.
| 13
Krokve v jižní části skleníku budou před montáží oboustranně spojeny deskovými sponami ve tvaru podle výkresu. Následně budou osazeny na vrcholovou vaznici a na betonový práh budou připevněny ocelovými pozinkovanými úhelníky 70/70 s předvrtanými otvory pro připevnění. Do betonového prahu budou pro uchycení úhelníku použity ocelové hmoždiny BULDOK. V severní části bude na krokve provedeno plnoplošné bednění z prken tl. 1“. Před ukončením zabedněná je nutné uložit větrací okna podle výkresu.
5.1.4
Krytina a tepelné izolace střechy:
Na plnoplošné bednění bude položena živičná krytina ELASTEC s vrchním křemičitým posypem. Tato krytina bude provedena předepsaným technologickým postupem a v místě jejího překrývání bude na sebe natavena. Pod spodní okraj krytiny u zadní stěny bude před pásy upevněn okapový plech r.š. 300 mm ( viz výkres řezu). Přední část skleníku bude zhotovena ze silné PE folie, která bude na krokve připevněná vrchní latí 30/50 mm po spádu krokví. Na spoji živičné krytiny ELASTEC a PE folie u Vrcholové vaznice, bude po celé délce skleníku osazeny krycí lišta Al r.š.300 mm Všechny dřevěné prvky konstrukce budou opatřeny důkladnou ochrannou impregnací zejména proti navlhání. Tepelná izolace střechy pod plným bedněním bude zhotovena s deskové izolace ISOVER tl. 120 mm. Tato izolace bude vložena mezi střešní krokve a bude ze spodu zachycena folií PE a střešními latěmi ( podle výkresu). Folie slouží jako parozábrana proti pronikání vlhkosti do konstrukce krovu a do tepelné izolace a musí být na spojích řádně utěsněná příslušnou lepící páskou.
5.1.5
Akumulační stěna z lávových kamenů:
Z vnitřní strany skleníku, při celé ploše stěny ze ztraceného bednění bude do fabionových košů š. 400 mm poskládán lávový kámen. Tato stěna bude sloužit k akumulaci tepla ze slunečního záření. Mezi stěnu ze ztraceného bednění a fabionové koše s lávovými kameny bude v celé ploše vložena desková tepelná izolace ( ISOVER nebo ,STYRODUR v tl. 30 mm.Tato vrstva omezí konvekci a tepelný most mezi studenou severní stěnou ze ztraceného bedněná a teplou naakumulovanou stěnou z lávových kamenů.
5.1.6
Ostatní konstrukce a prvky: 3
Do skleníku 6 x 20 m bude na každou stranu za dveře usazena nádoba na vodu o objemu 2 m ( 1200 x 1600 x 1000 mm) . Tato nádrž bude osazena na fabionovou podložku s lávovými kameny , tak aby její spodní strana byla cca 500 mm nad orniční vrstvou zeminy. Do otvorů pro dveře budou osazeny dřevěné dveře s větracím okénkem zhotovených podle výkresu. Větrací okna budou osazeny automatickými písty pro regulaci teploty uvnitř skleníku.
V Olomouci 12/2009
| 14
