Cevap: Seralarda havalandırma
Plastik Seralarda Doğal Havalandırma
İklim koşullarının yetiştiricilik açısından daha uygun olduğu Akdeniz bölgesinde sera tarımı yaygın olarak uygulanmaktadır. Örtü altındaki birim alanda daha düşük maliyetle üretim yapabilmek için, sera tasarımına ilişkin bazı özelliklerin dikkate alınması gerekir. Bu nedenle, sera tekniğinde aynı çatı altında daha geniş üretim alanının kaplanması istenir. Sera çatısının daha geniş üretim alanını kaplaması durumunda aşağıdaki üstünlükler sağlanır:
Etkin üretim yönetimi
Etkin bir şekilde ve daha tekdüze sıcaklık kontrolü
Enerji korunumu
asarım malzemelerinin daha ekonomik kullanımı
Sera çatısının daha geniş üretim alanını kaplaması için oluktan bağlantılı 'sera tasarımı uygulanır.
Seraların bu şekilde tasarımlanmasıyla, tasarım maliyeti azalır ve daha etkin olarak doğal havalandırma sağlanır. Oluktan bağlantılı seraların çatısı, sera ortamından ılık hava çıkışını engellemeyecek ve çatı iç yüzeyi boyunca yüksekliği artan şekilde tasarımlanabilir (Şekil 7). Bu tip seralarda, düşey durumdaki havalandırma açıklıklarının tasarımında oluklardan yararlanıldığı için maliyet azalır.
Çatısı çift kat PE örtülü seralarda havalandırma açıklığı, çift kat PE malzeme kullanılarak tasarımlanabilir (Şekil 8). Sürekli çatı havalandırmasına sahip bu tip seralar kurak iklimler için uygundur. Bu tip seralarda etkin bir şekilde doğal havalandırma sağlanması için, havalandırma açıklığı alanı tabanların yaklaşık %20'si kadar olmalıdır (Short, 1996).
Şekil 8. Oluktan Bağlantılı Seralarda Çatı Havalandırması
Fan kanatlan ve kapaklar temiz olmalıdır. Fan kanatları üzerinde toz birikmesi, fanda dengesizlik yaratır ve çalışma etkinliği azalır. Bu nedenle, fanlar üzerinde toz birikmesini önlemek için gereken sıklıkta temizlik yapılmalıdır.
Fanların temizlenmesi sırasında dişliler, motor ve kapaklar yağlanmalıdır.
Ana pano ve termostatlardan gelen elektrik kabloları gözden geçirilmelidir. Kabloların yalıtımında yarılma veya çatlama başladığında yenisiyle değiştirilmelidir.
Fanın dönme yönü kontrol edilmelidir. Fanlar tamir edildiğinde veya bağlantı devreleri değiştiğinde, dönme yönü değişebilir. Fan uygun olarak yerleştirilmezse veya ters yönde dönerse etkinliği azalır. Dönme yönü genellikle fan muhafazasının üzerinde belirtilir.
Seranın dış tarafında fanların yakınındaki yabancı ot ve benzeri engeller temizlenmelidir. Fandan çıkan hava akışını engelleyecek herhangi bir engel bulunmamalıdır.
Sera içerisinde fana doğru olan hava hareketini engelleyecek herhangi bir engel bulunmamalıdır.
Fan motorlarının değiştirilmesi gerektiğinde; motor sargıları nem oranının yüksek olmasından kaynaklanan korozyon ve toz birikmesine karşı korunmalıdır.
Seradan hava akışının bozulmaması için, fan muhafazasının etrafındaki açıklıklar kontrol edilmeli ve bütün açıklıklar kapatılmalıdır.
Serada istenilen ortam koşullarının sağlanması amacıyla, fanların etkin bir şekilde çalışabilmesi için sıcaklık (termostat) ve neme duyarlı kontrol elemanları kalibre edilmelidir.
Seralarda Kış Havalandırması
Bitkilerin büyüme ve gelişmelerini sürdürebilmeleri için sera içerisinde
uygun ortam koşullarının sağlanması amacıyla, kış mevsiminde yeterli
kapasitede bir ısıtma sistemi kullanılmalıdır. Serada ısıtma sisteminin tam
kapasitede çalıştığı kış mevsimindeki soğuk dönemlerde, seranın bir miktar
havalandırılması gerekir. Havalandırmayla sera içerisindeki ılık ve nemli hava
dış ortama taşınır.
Diğer taraftan, dış ortamdaki temiz hava sera içerisine girer. Sera içerisindeki nemli havanın dış ortama taşınmaması durumunda, ortam havasının bağıl nem oranı yükselir ve yoğuşma oluşur. Ortam havasındaki bağıl nem oranı % 90'dan daha yüksek olduğunda, nemli ortamda gelişen zararlı organizmalar hızlı bir şekilde çoğalır. Örneğin, domates yetiştiriciliğinde bağıl nem oranının % 80'den daha yüksek olması durumunda, yaprak küfü oluşur. Sera ortam havasındaki bağıl nem oranının %70'den daha düşük olması durumunda, bu tür zararların oluşma olasılığı biraz daha azdır.
Sera içerisindeki ılık ve nemli hava, örtü malzemesi veya diğer yapısal elemanlar gibi soğuk bir yüzeyle temasa geçtiğinde yoğuşma oluşur. Soğuk yüzeyle temasa geçen ılık havanın sıcaklığı, yüzeyin sıcaklığına düşer. Yüzey sıcaklığı havanın çiğlenme sıcaklığından daha düşük olduğunda, havadaki su buharı yüzey üzerinde yoğuşur. Seralarda yoğuşma oluşması durumunda aşağıdaki sorunlarla karşılaşılır:
Bitkiye zarar veren mantarların çoğalması için uygun koşullar oluşur.
Seranın yapısal bileşenleri hızlı bir şekilde zarar görür.
Temiz bir sera ortamı sağlanması güçleşir.
Serada çalışanlar için nemli ve rahatsız edici ortam koşulları oluşur.
Havalandırma Oranı
Serada yoğuşma oluşması ve bağıl nem oranının yüksek olmasından kaynaklanan sorunlar havalandırmayla önlenir. Bununla birlikte, kış mevsiminde havalandırma oranının artması durumunda, seranın ısı gereksinimi de artar. Sonuç olarak, sera ortam havasındaki bağıl nem oranını zarar eşiğinin altında tutacak ve aynı zamanda seranın ısı gereksinimini de mümkün olduğunca azaltacak değerde bir havalandırma oranının belirlenmesi gerekir. Kış mevsimindeki havalandırma uygulamalarından seradaki bitkiler soğuktan zarar görmemelidir. Zorlamalı havalandırma sistemleri kullanıldığında, sera içerisindeki hava dolaşımı fazla olmamalıdır.
Kış mevsiminde esas olarak yaz mevsimindeki havalandırma gereksiniminin % 10-50'si uygulanır. Kışın havalandırma gereksinimi, genellikle saatte 2-3 hava değişimi düzeyindedir. Sera ortamındaki hava bağıl nem oranını ekonomik zarar eşiğinin altında tutabilmek için, iç ortam sıcaklığının yüksek ve havalandırma oranının düşük olması gerekir. Bununla birlikte, saatte 2 hava değişiminden daha az havalandırma oranı uygulanmamalıdır. Kış mevsiminde havalandırma oranının belirlenmesinde aşağıdaki etmenler dikkate alınmalıdır:
Ortam havasındaki bağıl nem oranının aşırı yükselmesini önlemek
Isıtma sisteminden açığa çıkan zararlı gazları uzaklaştırmak
Sera iç ortam sıcaklığının tasarım değerine bağlı olarak, taban alanı başına havalandırma oranı 0.005-0.025 m3/s m2 olmalıdır. Taban alanı 30 m2'den daha az olan küçük seralar için, kış mevsiminde en yüksek havalandırma oranı, yaz mevsimindeki havalandırma gereksiniminin yaklaşık olarak yarısı kadardır. Bu tip seraların havalandırılması için, genellikle iki hız kademeli fanlar kullanılır veya doğal hava akışından yararlanılır.
Havalandırma fanlarının toplam kapasitesi, sera ortamından taşınacak olan toplam hava hacmine bağlı olarak belirlenir. Sera ortamından havalandırmayla taşınacak olan toplam hava hacmi, hava değişim oranına bağlı olarak hesaplanır.
Örnek
Hacmi 1000 m' olan bir serada hava değişim oranının 2-h olması durumunda, seradan birim zamanda taşınan hava miktarını hesaplayınız?
Çözüm
Taşınan hava miktarı = Sera hacmi x 2-h hava değişimi
= 2000 m3/h = 2000 m3/3600 s = 0.56 m3/s
Kış süresince dış ortamdan gelen soğuk havanın bitkilerle temasa geçmeden önce, sera ortamındaki ılık havayla karışması sağlanır. Seradaki havalandırma pencerelerinin karşısında bulunan fanlar, giren havanın sera ortamındaki havayla etkin olarak karışmasını sağlar. Sera kenarında bulunan havalandırma açıklıklarının alanı, fan kapasitesine bağlı olarak belirlenir. Her havalandırma aşamasında, hava giriş açıklığından geçen hava hızı 3.5 m/s olmalıdır. Sera ortamında, üzerinde hava çıkış delikleri bulunan hava dağıtma kanallarıyla hava dolaşımı sağlanmalıdır.
Seralarda Yaz Havalandırması
Yaz mevsiminde havalandırmanın asıl amacı, sera iç ortam sıcaklığının aşırı yükselmesini önlemektir. Yazın sera iç ortamına, fazla miktarda güneş ışınımı ulaştığından, ortam havasının sıcaklığı yükselir. Sera iç ortam sıcaklığını azaltmak için, havalandırma sistemi sera içerisinde iyi bir hava dolaşımı sağlamalıdır. Yazın sıcaklık kontrolü için dakikada l hava değişimi, en. düşük havalandırma oranı olarak kabul edilir. Havalandırma oranı artırıldığında, iç ve dış ortam arasındaki sıcaklık farkı azalmasına karşın, havalandırma sisteminin işletme giderleri artar.
Yazın gündüz sürelerinde, sera ortam havasının sıcaklığı sürekli olarak dış ortam sıcaklığından daha yüksektir. Sera iç ortam sıcaklığını dış ortam sıcaklığının altına düşürmek için, nemlendirmen serinletme uygulanmalıdır. Taban alanı 30 m2'den daha az olan küçük seralar için, yaz mevsiminde taban alanı başına havalandırma oranı 0.06 m3/s m2 ve nemlendirmen serinletme için fan kapasitesi 0.08 m3/s m2 olmalıdır.
Seralarda Sonbahar Havalandırması
İlkbaharın başlangıcı ve sonbaharın sonunda, seradaki bitkilerin soğuk hava akımlarından zarar görmesini önlemek için, havalandırma oranı uygun bir değerde olmalıdır. Seralarda sonbahar mevsiminde gerekli havalandırma oranı, yazın sıcaklık ve kışın bağıl nem kontrolü için gerekli havalandırma oranı arasında olmalıdır. Serada farklı hava hızları sağlayabilen, değişik.hız kademeli fanlarla değişik havalandırma oranları sağlanabilir. Bununla birlikte, soğuk fonemlerde daha az sayıda fan çalıştırılarak da havalandırma oranı azaltılabilir.
KAYNAKLAR
Ahmadi, G. 1982. Dynamic Simulation of the Performance of an Inflatable Greenhouse in the Southern Part of Alberta: I. Analysis and Average Winter Conditions. Agricultural Meteorology, Vol. 27:155-190.
Aikin, WJ., Hanan, J.J. 1975. Photosynthesis in the Rose: Effect of Light Intensity, Water Potential and Leaf Age. J. Am. Soc. Hort. Sci. 100, pp. 551-553.
Albright, L.D. 1989. Environment Control for Animal and Plants. Published by: ASAE, 453 pp.
Aldrich, R.A. 1986. Environmental Control for Agricultural Buildings.The AVI Publishing Company Inc., VVestport, Connecticut, 287 pp.
AI-Amri, A.M.S. 2000. Comparative Use of Greenhouse Cover Materials and Their Effectiveness in Evaporative Cooling Systems Under Conditions in Eastern Province of Saudi Arabia. AMA Vol. 31, No.2: 61-66.
AI-Helal, I.M. 1998. A Computational Fluid Dynamics Study of Natural Ventilation in Arid Region Greenhouses. Ph.D. thesis. VVooster, Ohio: Department of Food, Agricultural and Biological Eng., Ohio State University.
Andersson, N. E. 1990. Effects of Level and Duration of Supplementary Light on Development of Chrysanthemum. Scienta Hortıculturae 44, pp. 163-169.
Arbel, A., Yekutieli, O., Barak, M., 1998. Performance of a Fog System for Cooling Greenhouses. Journal of Agricultural Engineering Research 72: 129-136.
Arinze, E.A., Schoenau, G.J., Besant, R.W. 1984. A Dynamic Thermal Performance Simulation Model of an Energy Conserving Greenhouse with Thermal Storage. Transactions of the ASAE, pp. 508-519.
Arnon, D.I., 1960. The Role of Light in Photosynthesis. Scientific American 203 (5): 104-118. ASAE, 1981. Heating, Ventilating and Cooling Greenhouses. ASAE EP406, ASAE, St. Joseph, MI 49085.
ASAE, 1994. Plants: Greenhouses, Grovvth Chambers and Other Facilities. ASAE Fundamentals Handbook (SI). ASHRAE, 1991. Design for Plant Facilities: Environmental Control for Animals and Plants. Handbook, HVAC Applications SI Edition.
Augsburger, N.D., Bohanon, H.R., Calhoun, J.L. 1970. The Greenhouse Climate Control Handbook. Acme Engineering and Manufacturing Corp., Muskogee, OK.
Babtista, J.F., Bailey, B.J., Randall, 3.M., Meneses, J.F., 1999. Greenhouse Ventilation Rate: Theory and Measurement with Tarcer Gas Technigues. Journal of Agricultural Engineering Research 72: 363-374.
Bailey, BJ. 1968. Fan and Pad Cooling of Greenhouses. Açta Hortıculturae 6