مبدأ عمل وتصنيف البيوت الزجاجية

مبدأ عمل وتصنيف البيوت الزجاجية

1. البيوت الزجاجية ومبادئ عملها

البيوت الزجاجية هي منشآت خاصة تستخدم مواد تغطية شفافة ومعدات للتحكم البيئي لخلق مناخ محلي دقيق وتعزيز نمو المحاصيل وتطورها. تتمثل وظيفة البيت الزجاجي في تهيئة الظروف البيئية المناسبة لنمو المحاصيل وتطورها من أجل إنتاج فعال. يدخل الإشعاع الشمسي، الذي يتكون أساسًا من إشعاع قصير الموجة، إلى البيت الزجاجي عبر المواد الشفافة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض ودرجة الحرارة الداخلية، ويتحول إلى إشعاع طويل الموجة. ثم يحجب غطاء البيت الزجاجي هذا الإشعاع الطويل الموجة، مما يؤدي إلى تراكم الحرارة داخل البيت الزجاجي وارتفاع درجة حرارته. تُعرف هذه العملية باسم "تأثير البيت الزجاجي".

تستغل البيوت الزجاجية ظاهرة "الاحتباس الحراري" لخلق بيئة ملائمة لنمو المحاصيل وزيادة إنتاجيتها من خلال تنظيم درجة الحرارة الداخلية خلال المواسم التي لا تكون فيها المحاصيل مناسبة للنمو في الهواء الطلق. ولكن مع تقدم العلم والتكنولوجيا، تجاوز إنتاج البيوت الزجاجية مفهوم "الاحتباس الحراري" بكثير. ففي الوقت الحاضر، يمكن استخدام التكنولوجيا المتقدمة للتحكم التلقائي في مختلف العوامل البيئية داخل البيوت الزجاجية وتعديلها، بما في ذلك درجة الحرارة والإضاءة والرطوبة وتركيز ثاني أكسيد الكربون، وغيرها. وبناءً على عادات نمو المحاصيل واحتياجات السوق، يمكن للمزارعين التحرر جزئيًا أو كليًا من قيود البيئة الطبيعية، وخلق بيئة ملائمة لنمو المحاصيل، وإنتاج منتجات عالية الجودة والإنتاجية تلبي احتياجات مختلف فئات المستهلكين.

2. أنواع البيوت الزجاجية

تُصنف البيوت الزجاجية الإنتاجية بشكل عام بناءً على مواد التغطية الشفافة، والمواد الهيكلية الرئيسية، وأداء البيوت الزجاجية.

1. التصنيف بناءً على مواد التغطية الشفافة للبيوت الزجاجية

(1) دفيئة زجاجية

بيت زجاجي ذو غطاء زجاجي شفاف رئيسي. يُطلق على البيت الزجاجي المغطى بطبقة واحدة من الزجاج اسم البيت الزجاجي ذو الطبقة الواحدة، بينما يُطلق على البيت الزجاجي المغطى بطبقتين من الزجاج اسم البيت الزجاجي المعزول ذو الطبقتين.

(2) دفيئة بلاستيكية

تُعرف جميع البيوت الزجاجية المغطاة بالبلاستيك الشفاف مجتمعةً باسم البيوت الزجاجية البلاستيكية. وبناءً على خصائص المواد البلاستيكية، تُصنف هذه البيوت إلى نوعين: البيوت الزجاجية ذات الأغشية البلاستيكية والبيوت الزجاجية ذات الألواح الصلبة. تُقسم البيوت الزجاجية ذات الأغشية البلاستيكية إلى بيوت زجاجية صغيرة مقوسة، وبيوت زجاجية عادية، وبيوت زجاجية كبيرة، وذلك حسب حجمها (ويُشار إلى الأخيرة عادةً باسم البيوت الزجاجية ذات الأغشية البلاستيكية أو البيوت الزجاجية العادية). ولتحسين عزل هذه البيوت الزجاجية، تُستخدم عادةً أغشية بلاستيكية مزدوجة الطبقات لتغطيتها، وتُسمى البيوت الزجاجية المدعومة بإطارات من طبقتين من الأغشية البلاستيكية بالبيوت الزجاجية ذات البنية المزدوجة الطبقات. أما البيت الزجاجي الذي يتكون من طبقتين من الأغشية البلاستيكية يفصل بينهما أنبوب نفخ في المنتصف، فيُسمى بالبيت الزجاجي القابل للنفخ ذي الطبقتين.

تُصنّف البيوت البلاستيكية المصنوعة من الألواح الصلبة إلى أنواع مختلفة، منها بيوت مصنوعة من ألواح البولي كربونات (بما في ذلك البيوت المصنوعة من ألواح البولي كربونات المجوفة والبيوت المصنوعة من ألواح البولي كربونات المتموجة)، وبيوت مصنوعة من الألياف الزجاجية (بما في ذلك الألواح المصنوعة من البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية والألواح المصنوعة من راتنج الأكريليك المقوى بالألياف الزجاجية)، وغيرها، وذلك حسب نوع الألواح المستخدمة. تجدر الإشارة إلى أنه في حال لم تكن مادة التغطية الشفافة للبيت الزجاجي مادة واحدة، بل كانت مكونة من مادتين أو أكثر، يُصنّف البيت الزجاجي وفقًا لمادة التغطية الشفافة للسقف، ويُعتمد التصنيف النهائي على المادة التي تغطي أكبر مساحة سطحية.

2. التصنيف بناءً على المواد الهيكلية الرئيسية للدفيئة

(1) البيت الزجاجي المصنوع من الخيزران والخشب هو بيت زجاجي يستخدم الخيزران ومواد خشبية مثل الخيزران وألواح الخيزران والخشب المستدير كهياكل حاملة للأحمال لعوارض السقف أو الأعمدة الداخلية.

(2) تستخدم البيوت الزجاجية ذات الهيكل الخرساني المسلح مكونات خرسانية مسلحة كهيكل حامل لأحمال سقف البيت الزجاجي. أما البيوت الزجاجية التي تستخدم مكونات خرسانية مسلحة كأعمدة داخلية ومواد من الخيزران والخشب كمكونات هيكلية للسقف، فتُصنف ضمن فئة البيوت الزجاجية ذات الهياكل الخشبية والخيزرانية.

(3) البيت الزجاجي ذو الهيكل الفولاذي هو بيت زجاجي يستخدم مواد هيكلية فولاذية مثل قضبان الفولاذ أو أنابيب الفولاذ أو ألواح الفولاذ أو القطاعات كهيكل رئيسي حامل للأحمال في البيت الزجاجي.

(4) جميع الهياكل الحاملة للأحمال في البيوت الزجاجية المصنوعة من سبائك الألومنيوم مصنوعة من قطاعات سبائك الألومنيوم. مكونات السقف الحاملة للأحمال مصنوعة من قطاعات سبائك الألومنيوم، ولكن البيوت الزجاجية المدعومة بهياكل فولاذية مثل العوارض والجمالونات والأعمدة لا تزال تُصنف على أنها بيوت زجاجية ذات هياكل فولاذية.

5) نظراً للظهور المستمر لمواد البناء الجديدة، فإن البيوت الزجاجية التي تستخدم هذه المواد كهياكل حاملة للأحمال آخذة في الظهور أيضاً، مثل البيوت الزجاجية المصنوعة من الأسمنت المقوى بالألياف الزجاجية (GRC) والبيوت الزجاجية المصنوعة من مواد مركبة من الفولاذ والبلاستيك، وما إلى ذلك.

3. التصنيف بناءً على أداء البيوت الزجاجية

(1) سقيفة بلاستيكية

يُطلق على الدفيئة ذات القوس الواحد المصنوعة من غشاء بلاستيكي شفاف اسم الدفيئة البلاستيكية. وتُعدّ الدفيئة البلاستيكية أبسط أنواع الدفيئات، وهي الأكثر انتشارًا في الصين حاليًا.

(2) دفيئة ضوء الشمس

هو عبارة عن دفيئة بثلاثة جدران معزولة تواجه الشرق والغرب والجنوب، وسقف زجاجي مقوس يواجه الجنوب. وتتمثل الميزة الأكبر لهذا النوع من الدفيئات في كفاءته العالية في العزل الحراري. وهو حاليًا النمط الأكثر شيوعًا في المناطق الشمالية والشمالية الشرقية من الصين.

(3) دفيئة متعددة الامتدادات

البيوت الزجاجية متعددة الطوابق هي نوع من البيوت الزجاجية يربط بين بيوت زجاجية ذات طابق واحد. وبحسب شكل السقف، يمكن تقسيمها إلى بيوت زجاجية ذات أسقف مدببة، وبيوت زجاجية ذات أقواس دائرية، وبيوت زجاجية ذات أسقف مسننة، وبيوت زجاجية ذات أسقف مسطحة، وبيوت زجاجية ذات أسقف مُشكّلة. وتتمثل الميزة الأكبر للبيوت الزجاجية متعددة الطوابق في مساحتها الداخلية الواسعة، وكفاءتها العالية في استغلال المساحة، ومستوى عالٍ من الميكنة. وهي حاليًا النمط الأكثر شيوعًا في الدول المتقدمة، كما أنها تمثل التوجه المستقبلي لتطوير البيوت الزجاجية في الصين.