Теплица “Великая стена” в оранжерее Цветочный Танец, выставочный парк цветов уезда Синьцзинь, г. Чэнду
2025-12-19
11 июля 2018 г. автор в составе группы экспертов по защищённому грунту, организованной Институтом городского сельского хозяйства Китайской академии сельскохозяйственных наук, посетил туристический комплекс «Цветочный Танец» класса 4A на южной окраине Чэнду. Комплекс расположен в уезде Синьцзинь, у посёлка Юншанг, примерно в 30 км от Чэнду. Площадь парка более 300 му (200 га). Здесь есть сады Сунъян, пруд Тунсинь, аллея рододендронов, море облаков, выставочный парк цветов, Танец цветов, лесной дегустационный зал, цветочное море в долине Цзиньшагоу, дача Хайтаншань и другие достопримечательности. В разные сезоны, в зависимости от цветения, проводятся тематические фестивали: тюльпанов, рододендронов, люпина, подсолнечника, лилий, полевых цветов, пыльцы, орхидей и др. В парке цветёт что-то круглый год, его рекламируют как «первый выбор для любования цветами на юго западе». Холмы здесь один за другим, свежий воздух, а искусственно созданные разнообразные декоративные цветы, кустарники и деревья, цветущие в разное время, сделали это место одним из известных загородных рекреационных направлений Чэнду.
Парк построен по ходу горы, вода и горы переплетены, дорога автомобильная вилась вокруг горы, и мы тоже петляли среди цветочных морей. В этом очаровательном море цветов мы, кажется, уже забыли усталость от многодневных экскурсий и осмотров — все чувствовали себя бодрыми и свежими. В салоне время от времени раздавались восклицания удивления и щелчки фотоаппаратов — это стало нашей главной темой после въезда в парк. Незаметно наш автомобиль уже подобрался к вершине холма и привёз нас к современным тепличным сооружениям, которые мы собирались осмотреть.
Выйдя с парковки, мы поднялись по направляющим ступеням и вдруг из густых цветочных зарослей увидели внушительное стеклянное строение (рис.1). На фронтальной стене большими буквами было написано «365 дней Цветочный Танец — выставочный парк цветов», что и сообщило нам: вот наше место назначения.
Рис. 1 Фасад Цветочного выставочного парка
Передний цветочный океан уже взбудоражил наши чувства, а вид теплицы взбодрил меня ещё больше; порыв исследовать цветочный мир внутри теплицы толкнул меня ускорить шаги, так что я даже забыл, что нас всё ещё более десяти человек в экскурсионной группе
Переступив порог теплицы, первым делом я увидел светлый вестибюль; прохладный воздух заставил меня непроизвольно задуматься, каким же методом в теплице достигается охлаждение. Надо понимать: в июле в Чэнду на улице как в натуральной сауне, поэтому внезапный вход в прохладный цветочный мир не только радует глаз, но и даёт возможность укрыться от жары; поэтому это, без сомнения, излюбленное место посетителей. В рамках профессиональной проверки поиск источника охлаждения теплицы естественно стал нашей необходимой задачей. Взглянув вокруг, я увидел: стеклянные стены гладкие и ровные; подняв голову, заметил типичную арочную крышу теплицы; сначала казалось, что она не отличается от традиционной стеклянной теплицы, но при тщательном рассмотрении оказалось, что конструкция теплицы, методы охлаждения и технологии строительства и т.д. по сравнению с традиционной арочной теплицей имеют множество улучшений и инновационных моментов, и это далеко не одно. Не торопитесь — давайте вместе с нашей экскурсоводом, строителем теплиц, генеральным директором компании ООО Чэнду Цзюйцан Агротехнологическая Компания, госпожой Yang Lijing, медленно рассмотрим всё подробнее.
Рис. 2 Общий вид построенной теплицы
Тепличное сооружение
Данная теплица построена на вершине горы с учетом рельефа, извилисто протягиваясь вдоль горного хребта (рис. 2), напоминая Великую Китайскую стену на севере Китая, поэтому автор называет её "Великой тепличной стеной". Общая длина теплицы составляет 100 м. Хотя это несопоставимо с длиной Великой Китайской стены, среди тепличных сооружений в мире такая узкая и длинная теплица шириной всего 30-50 м и длиной более 10 м по праву может называться "Великой тепличной стеной". Узкая и длинная форма теплицы определяется соотношением её длины и ширины, но если рассматривать только пролёт теплицы, то 30-50 м для обычной теплицы нельзя назвать слишком маленьким.
Вдоль продольного направления теплица разделена на 9 различных павильонов, последовательно обозначенных английскими буквами от павильона А до павильона I (рис. 3). Каждый павильон имеет собственное название в соответствии с демонстрационным содержанием: "Приёмный зал", "Каньон", "Зал счастья", "Чудесный зал", "Цветущие небесные ступени", "Серебряный пляж" и другие. В зависимости от различных демонстрируемых цветов и форм в каждой зоне формируются различные функциональные области. Фактически внутреннее пространство теплицы полностью соединено, различаются лишь длина и пролёт каждой функциональной зоны, поэтому площади разных функциональных зон в теплице также различны. Разделение на различные функциональные зоны реализовано через различное растительное оформление и туристические функции.
С точки зрения планировки, ключевыми особенностями проекта оранжереи являются: во-первых, вместо полного выравнивания рельефа поверхность оранжереи повторяет естественные изгибы горного ландшафта — уровни пола и крыши также следуют этим перепадам (рис. 4). Высота внутреннего пространства варьируется в диапазоне 6-7,5 метров. Такой подход не только удовлетворяет требованиям к размещению растений и потока посетителей, но и сокращает объем земляных работ по выравниванию территории, умело используя перепады высот, уменьшает длину опорных колонн. Это экономит материалы, повышает несущую способность конструкции и снижает ветровую нагрузку за счет уменьшения высоты оранжереи и соотношения длины к толщине колонн. Во-вторых, различные функциональные зоны соединены по модульному принципу с герметичными переходами, объединяя пространства разной площади, формы и высоты в единую прозрачную структуру, что облегчает как организацию экспозиций, так и перемещение посетителей между зонами без препятствий. Узкая линейная планировка с единственным главным входом (за исключением аварийных выходов) и маршрутом длиной свыше 2 км увеличивает время пребывания гостей и предоставляет ample space для зон отдыха: игровых площадок, чайных, ресторанов и зон общения, ставших неотъемлемыми элементами дизайна.
Рис. 4. Перепады уровня пола в оранжерее
Что касается материалов конструкции: кровля выполнена из сотового поликарбоната (ПК), что в сравнении со стеклянной крышей обеспечивает лучшую теплоизоляцию, светопропускание и безопасность. Стены из листового стекла создают эффект прозрачности и эстетичности, а главный фасад с входом украшен синим тонированным стеклом (рис. 1), привнося цветовое разнообразие в монохромную гамму стеклянной оранжереи и усиливая ее привлекательность для туристов.
В целях пожарной безопасности в каждом функциональном блоке предусмотрены двустворчатые аварийные выходы 2000х2000 мм. Учитывая, однако, что все периметральные стены стеклянные, а ширина оранжереи не превышает 30-50 метров, разбитие стекла в чрезвычайной ситуации также является допустимым способом эвакуации.
Конструкция теплицы
С точки зрения опорной конструкции крыши теплицы, здесь применена традиционная венло-структура, то есть плоские фермы поддерживают водосточные желоба, которые в свою очередь поддерживают балки крыши, а те — светопрозрачное покрытие, как показано на рисунке 5. Это весьма экономичная опорная система: небольшие пролеты крыши и низкая стрела подъема обеспечивают равномерное освещение внутри, а малая площадь водосбора каждого ската позволяет уменьшить сечение желобов и их влияние на светопропускание. На фермах крыши можно также подвешивать внутренние затеняющие и теплоизолирующие экраны, системы орошения (включая самоходные поливочные тележки), циркуляционные вентиляторы, генераторы CO₂ и другое оборудование. Несущие элементы и соединительные компоненты этой конструкции стандартизированы в производстве и поставках, имеют горячее цинкование, длительный срок службы, отработанную технологию и низкую стоимость, что сделало её основной для производственных теплиц с жестким кровельным покрытием (стекло и PC-плиты). В последние годы некоторые производители начали применять эту структуру даже в пленочных теплицах, создавая пластиковые теплицы с небольшими скатами зигзагообразной, арочной или остроконечной формы, что еще больше повысило стандартизацию, снизило стоимость и улучшило характеристики (включая равномерность освещения и гибкость монтажа оборудования).
Для увеличения несущей способности крыши, в данной теплице на традиционную венло-конструкцию добавлены горизонтальные затяжки на балках каждого ската (рис. 5а). Это не только усилило крышу, но и уменьшило гибкость балок, позволив сократить их сечение. Такое усиление конструкции можно считать разумным и необходимым.
Помимо усиления балок, в теплице также выполнено локальное укрепление плоских ферм, поддерживающих крышу: в местах опоры желобов, кроме стандартного вертикального подкоса, добавлены два дополнительных параллельных стойки по бокам (рис. 5b). Однако целесообразность такого метода усиления вызывает сомнения. Три параллельных вертикальных элемента как подкосы фермы, воспринимающие нагрузку от желоба, работают на сжатие, и при монтажных погрешностях или отклонениях в сечениях могут подвергаться последовательному выпучиванию, превращая усиленный участок в слабое место. Более правильным решением было бы использование раскосов, работающих преимущественно на растяжение, что позволило бы уменьшить сечения элементов и повысить общую несущую способность фермы.
Рис. 5 Плоская ферменная конструкция
В традиционных конструкциях типа Venlo опорные плоские фермы устанавливаются на стойки, при этом расстояние между стойками обычно составляет 6,4–12,8 м. Поскольку данная теплица строилась в два этапа проектирования и монтажа, коньки теплицы имеют два варианта ориентации: один — вдоль длины теплицы, другой — вдоль её ширины. Как уже упоминалось, длина теплицы достигает 1100 м, а ширина варьируется от 30 до 50 м. Хотя теплица разделена на несколько секций по длине, каждая секция в поперечном направлении (т.е. общая длина одной плоской фермы) составляет минимум 30 м и более. При таких больших пролетах использование только плоских ферм без дополнительных опор привело бы к значительным деформациям и увеличению сечения элементов конструкции, что существенно повысило бы стоимость проекта.
Для уменьшения несущего пролета плоских ферм в данной теплице была применена взаимно перпендикулярная решетчатая ("колодезная") балка. Эта конструкция использует два типа ферм с разной высотой сечения, расположенных перпендикулярно друг другу. Непосредственно поддерживающие водосточные желоба крыши — это плоские фермы (как упоминалось ранее), расположенные перпендикулярно направлению конька. Перпендикулярно им установлены треугольные пространственные фермы, которые служат опорами для плоских ферм и ориентированы параллельно коньку теплицы, выполняя роль стоек в традиционных фермах Venlo.
Применение треугольных пространственных ферм значительно увеличило возможные пролеты теплицы. В проекте предусмотрено, что при пролетах до 30 м (считающихся большими) внутренние опорные стойки не устанавливаются, а при пролетах свыше 30 м (сверхбольших) используются внутренние стойки. Это решение оптимально для размещения растений внутри теплицы и не ограничивает обзор для посетителей.
Треугольная пространственная ферма в местах соединения с колоннами на обоих концах, а также в средней части, использовала метод опоры на башмак колонны (рисунок 7a и рисунок 7b). В то время как пересекающиеся плоские фермы соединялись методом стыкового соединения, а именно: концевая плита плоской фермы изготавливалась под тем же углом наклона, что и наклонные раскосы треугольной пространственной фермы, нижний пояс плоской фермы выравнивался по нижней части раскосов пространственной фермы, а концевая плита плоской фермы соединялась с наклонными раскосами пространственной фермы болтами (рисунок 7c). Визуально это создавало взаимно пересекающуюся конструкцию «крестовой» балочной фермы с базовым выравниванием по нижним поясам обоих элементов.
После выравнивания взаимно перпендикулярных «крестовых» балочных ферм по нижним поясам, из-за разницы в высоте сечения плоской и пространственной фермы, верхний пояс пространственной фермы неизбежно оказывался значительно выше верхнего пояса плоской фермы. Для гармонизации пространственных отношений между ними, в данном проекте треугольная пространственная ферма была размещена непосредственно под скатом тепличной крыши. Кроме того, поскольку направление конька теплицы совпадало с ориентацией пространственной фермы, это фактически скрывало ферму внутри ската, что не только эффективно использовало пространство, но и не влияло на полезную высоту теплицы. Можно сказать, что это один из ключевых инновационных элементов данного тепличного проекта.
Рисунок 6. Размещение внутренних колонн
Рисунок 7. Опоры и соединения треугольной пространственной фермы
Вентиляция и охлаждение теплицы
Традиционные системы вентиляции теплиц в основном используют естественную вентиляцию через открывающиеся окна, что обеспечивает энергоэффективность и экономию затрат. Системы охлаждения теплиц обычно сочетают внешнее и внутреннее затенение с комбинацией вентиляторов и влажных завес для пиковых температур, что снижает нагрузку на охлаждение и эксплуатационные расходы. В данной теплице учтено, что использование вентиляции через окна может привести к протечкам кровли и неэстетичному виду стен (из-за того, что теплица спроектирована с учетом рельефа местности, некоторые участки фасадов могут не обеспечивать вентиляцию, а при открывании реечных окон низкая установка реек может мешать посетителям, а высокая — затруднять обслуживание). Поэтому как фасады, так и кровля теплицы выполнены полностью герметичными, без каких-либо вентиляционных окон. Для снижения нагрузки на охлаждение теплицы предусмотрено внешнее затенение, но для сохранения эстетики внутреннего пространства внутреннее затенение не использовалось. Поскольку светопропускание кровельного материала — сотового поликарбоната — относительно низкое (менее 80%), а интенсивность солнечного света в Чэнду невысока круглый год, одного внешнего затенения достаточно для удовлетворения потребностей в освещении и снижения тепловой нагрузки внутри. Основными методами вентиляции и охлаждения теплицы являются внешнее затенение и система вентиляторов с влажными завесами. Для усиления циркуляции воздуха внутри теплицы в отдельных зонах дополнительно установлены циркуляционные вентиляторы и автономные кондиционеры.
Метод установки системы охлаждения с вентиляторами и влажными завесами значительно отличается от традиционных теплиц. В традиционных теплицах вентиляторы и влажные завесы обычно размещаются на противоположных торцевых стенах или фасадах, с небольшим расстоянием между ними (чаще всего менее 50 м), что обеспечивает однонаправленное движение воздуха и относительно стабильную, равномерную внутреннюю среду. В данной теплице, учитывая эстетические требования и потребности посетителей, большое количество вентиляторов не было равномерно распределено по боковым стенам. Вместо этого влажные завесы и вентиляторы установлены более компактно. Кроме того, поскольку шум вентиляторов может мешать посетителям, большинство вентиляторных групп размещено в местах с ограниченным потоком людей или скрыто за декоративными элементами, чтобы минимизировать шумовые помехи и риски для безопасности. Влажные завесы установлены в верхней части стен теплицы, что совершенно не мешает посетителям и не нарушает композицию растений внутри.
При размещении влажных завес в больших пролетах использован метод сосредоточенной непрерывной установки на смежных фасадах, а в зонах с меньшими пролетами применена схема с установкой завес на противоположных фасадах (рис. 8).
Рис. 8 Схема размещения вентиляторов и влажных завес в теплице
Такая схема размещения увеличивает площадь мокрых завес, что позволяет более эффективно снижать температуру воздуха внутри помещения и значительно способствует поддержанию оптимальной влажности в теплице. Концентрация вентиляторов и завес на противоположных сторонах является инновационным решением в проектировании теплиц, которое может служить примером для других проектов.
В соответствии с принципом работы данной системы, вентиляторы создают внутри помещения отрицательное давление, благодаря чему горячий наружный воздух естественным образом проходит через увлажнённые завесы, охлаждается и поступает в теплицу. Поскольку в кровле и стенах теплицы отсутствуют открывающиеся окна, обеспечивается хорошая герметичность, и внутри постоянно поддерживается отрицательное давление, что повышает эффективность охлаждения системой вентиляторов с влажными завесами.
Как сообщается, данная система охлаждения способна удовлетворить потребности в понижении температуры летом (во время нашего посещения в разгар июльской жары она действительно обеспечивала эффективное охлаждение). Единственным недостатком является необходимость ежедневной работы вентиляционной системы круглый год (независимо от потребности в охлаждении), что по сравнению с естественной вентиляцией увеличивает энергопотребление теплицы.
Такой полностью закрытый тепличный комплекс с конструктивной схемой круглосуточной работы вентиляторов и влажных завес послужил для нас образцом в проектировании теплиц. Принимать ли решение об использовании именно такой системы охлаждения в конкретном проекте — следует определять на основе сравнительного анализа строительства и эксплуатационных затрат вентиляционных конструкций с расходами на работу вентиляторов и завес. Нет необходимости механически копировать данную схему.
