Greenhouse and Materials_Thermokipia

13
AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength Αριθμός εργασίας: #2003_1 Τύπος εργασίας: Άρθρο ανασκόπησης Τομέας: Γεωργική Μηχανική > Θερμοκηπιακές κατασκευές Λήψη: Σεπτέμβριος 2003 Αποδοχή: Οκτώβριος 2003 Εκτίμηση Μηχανικής Αντοχής των Υλικών Κάλυψης Θερμοκηπίων [Αντοχή Υλικών Κάλυψης Θερμοκηπίων] Γιάννης Λ. Τσιρογιάννης Τσιρογιάννης Γιάννης Αγίου Γεωργίου 5, 47040 Κομπότι, ΑΡΤΑ, ΕΛΛΑ∆Α e-mail: [email protected] Περίληψη Σε αυτό το άρθρο ανασκόπησης παρουσιάζονται μέθοδοι που προτείνονται σύμφωνα με ισχύοντες κανονισμούς για τον υπολογισμό των αποστάσεων στήριξης των διαφόρων υλικών κάλυψης θερμοκηπίων. Η διαδικασία αυτή που παλαιότερα γινόταν εμπειρικά, έχει αρχίσει σήμερα να απασχολεί τους συντάκτες κανονισμών σχεδιασμού θερμοκηπίων κυρίως λόγω του ότι πολλές από τις ζημιές στις κατασκευές αυτές αφορούν ή ξεκινούν από μερική ή ολική καταστροφή του υλικού κάλυψης. Γίνεται κριτική παρουσίαση επιλεγμένων μεθόδων καθώς και της πρακτικής που ακολουθείται στην Ελλάδα. Τέλος παρατίθενται συστάσεις για την σωστή χρήση και συντήρηση των υλικών κάλυψης ώστε να διατηρούν την μηχανική αντοχή που έχουν προβλέψει οι κατασκευαστές τους. Λέξεις κλειδιά: υπολογισμοί σχεδιασμού θερμοκηπίων, υλικά κάλυψης Εισαγωγή Το μεσογειακό κλίμα της Ελλάδας θεωρείται κατάλληλο για τις θερμοκηπιακές καλλιέργειες. Σήμερα τα θερμοκήπια στην Ελλάδα καταλαμβάνουν μία έκταση 50.000 περίπου στρεμμάτων (ΕΣΥΕ, 2000). Παρά την ανάπτυξη αυτή η ποιότητα των κατασκευών που είναι άμεσα συνδεδεμένη με την παραγωγικότητα των θερμοκηπιακών εκμεταλλεύσεων- παραμένει σε χαμηλά επίπεδα. Ενδεικτικό της κατάστασης είναι ότι ακόμη και σήμερα τα μισά σχεδόν από τα Ελληνικά θερμοκήπια είναι χωρικού τύπου, δηλαδή κατασκευασμένα εμπειρικά από τους ίδιους τους παραγωγούς. Ο σκελετός των θερμοκηπίων κατασκευάζεται συνήθως από γαλβανισμένο σίδερο ή ξύλο. Το υλικό κάλυψης είναι γυαλί ή πλαστικό για τα τυποποιημένα και πλαστικό για τα χωρικού τύπου θερμοκήπια. Ειδικότερα το 95% των θερμοκηπίων στην Ελλάδα έχει κάλυψη από πλαστικό και μάλιστα ενώ τα θερμοκήπια πλαστικής κάλυψης αυξάνουν συνεχώς τα τελευταία χρόνια η έκταση των θερμοκηπίων με γυάλινη κάλυψη παραμένει σχεδόν σταθερή. Τα θερμοκήπια όπως όλες οι κατασκευές υπόκεινται στην μεμονωμένη ή συνδυασμένη δράση διαφόρων φορτίων και μερικές φορές αστοχούν με αποτέλεσμα να προκαλούνται ζημιές στο σκελετό ή το υλικό κάλυψής τους. Μάλιστα σύμφωνα με προηγούμενη μελέτη (Τσιρογιάννης, 1996) οι ζημιές που αφορούν το υλικό κάλυψης κυριαρχούν στα θερμοκήπια στην Ελλάδα. Από αυτές το σχίσιμο του μαλακού πλαστικού καλύμματος από τον άνεμο είναι το συχνότερο είδος ζημιάς, όπως φαίνεται και στην Εικ. 1. Ακόμα όμως και στο πιο καλοσχεδιασμένο και καλά κατασκευασμένο θερμοκήπιο, το σπάσιμο ενός τζαμιού ή το σχίσιμο του πλαστικού σε κάποιο σημείο, μπορεί να γίνει η αιτία να ξεκινήσει μία αλυσιδωτή αντίδραση καταστροφής του θερμοκηπίου. Οι ζημιές της κατασκευής αποκτούν ακόμη μεγαλύτερη σημασία αν αναλογιστεί κανείς ότι συνήθως ακολουθούνται από καταστροφή μέρους ή του συνόλου της καλλιέργειας προκαλώντας δυσβάστακτο πλήγμα στην επιχείρηση. Ο κίνδυνος των ζημιών αντιμετωπίζεται με το σωστό σχεδιασμό και κατασκευή ενός θερμοκηπίου αλλά και την λήψη κατάλληλων προστατευτικών μέτρων για την αντιμετώπιση ακραίων καιρικών φαινομένων καθώς και την συνεχή συντήρησή του. Ένα αρκετά χρήσιμο ζήτημα που σχετίζεται με τον σχεδιασμό των AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE 1

Transcript of Greenhouse and Materials_Thermokipia

Page 1: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Αριθµός εργασίας: #2003_1 Τύπος εργασίας: Άρθρο ανασκόπησης Τοµέας: Γεωργική Μηχανική > Θερµοκηπιακές κατασκευές Λήψη: Σεπτέµβριος 2003 Αποδοχή: Οκτώβριος 2003

Εκτίµηση Μηχανικής Αντοχής των Υλικών Κάλυψης Θερµοκηπίων [Αντοχή Υλικών Κάλυψης Θερµοκηπίων]

Γιάννης Λ. Τσιρογιάννης

Τσιρογιάννης Γιάννης Αγίου Γεωργίου 5, 47040 Κοµπότι, ΑΡΤΑ, ΕΛΛΑ∆Α e-mail: [email protected]

Περίληψη Σε αυτό το άρθρο ανασκόπησης παρουσιάζονται µέθοδοι που προτείνονται σύµφωνα µε ισχύοντες κανονισµούς για τον υπολογισµό των αποστάσεων στήριξης των διαφόρων υλικών κάλυψης θερµοκηπίων. Η διαδικασία αυτή που παλαιότερα γινόταν εµπειρικά, έχει αρχίσει σήµερα να απασχολεί τους συντάκτες κανονισµών σχεδιασµού θερµοκηπίων κυρίως λόγω του ότι πολλές από τις ζηµιές στις κατασκευές αυτές αφορούν ή ξεκινούν από µερική ή ολική καταστροφή του υλικού κάλυψης. Γίνεται κριτική παρουσίαση επιλεγµένων µεθόδων καθώς και της πρακτικής που ακολουθείται στην Ελλάδα. Τέλος παρατίθενται συστάσεις για την σωστή χρήση και συντήρηση των υλικών κάλυψης ώστε να διατηρούν την µηχανική αντοχή που έχουν προβλέψει οι κατασκευαστές τους. Λέξεις κλειδιά: υπολογισµοί σχεδιασµού θερµοκηπίων, υλικά κάλυψης

Εισαγωγή Το µεσογειακό κλίµα της Ελλάδας θεωρείται κατάλληλο για τις θερµοκηπιακές καλλιέργειες. Σήµερα τα θερµοκήπια στην Ελλάδα καταλαµβάνουν µία έκταση 50.000 περίπου στρεµµάτων (ΕΣΥΕ, 2000). Παρά την ανάπτυξη αυτή η ποιότητα των κατασκευών –που είναι άµεσα συνδεδεµένη µε την παραγωγικότητα των θερµοκηπιακών εκµεταλλεύσεων- παραµένει σε χαµηλά επίπεδα. Ενδεικτικό της κατάστασης είναι ότι ακόµη και σήµερα τα µισά σχεδόν από τα Ελληνικά θερµοκήπια είναι χωρικού τύπου, δηλαδή κατασκευασµένα εµπειρικά από τους ίδιους τους παραγωγούς. Ο σκελετός των θερµοκηπίων κατασκευάζεται συνήθως από γαλβανισµένο σίδερο ή ξύλο. Το υλικό κάλυψης είναι γυαλί ή πλαστικό για τα τυποποιηµένα και πλαστικό για τα χωρικού τύπου θερµοκήπια. Ειδικότερα το 95% των θερµοκηπίων στην Ελλάδα έχει κάλυψη από πλαστικό και µάλιστα ενώ τα θερµοκήπια πλαστικής κάλυψης αυξάνουν συνεχώς τα τελευταία χρόνια η έκταση των θερµοκηπίων µε γυάλινη κάλυψη παραµένει σχεδόν σταθερή. Τα θερµοκήπια όπως όλες οι κατασκευές υπόκεινται στην µεµονωµένη ή συνδυασµένη δράση διαφόρων φορτίων και µερικές φορές αστοχούν µε αποτέλεσµα να προκαλούνται ζηµιές στο σκελετό ή το υλικό κάλυψής τους. Μάλιστα σύµφωνα µε προηγούµενη µελέτη (Τσιρογιάννης, 1996) οι ζηµιές που αφορούν το υλικό κάλυψης κυριαρχούν στα θερµοκήπια στην Ελλάδα. Από αυτές το σχίσιµο του µαλακού πλαστικού καλύµµατος από τον άνεµο είναι το συχνότερο είδος ζηµιάς, όπως φαίνεται και στην Εικ. 1. Ακόµα όµως και στο πιο καλοσχεδιασµένο και καλά κατασκευασµένο θερµοκήπιο, το σπάσιµο ενός τζαµιού ή το σχίσιµο του πλαστικού σε κάποιο σηµείο, µπορεί να γίνει η αιτία να ξεκινήσει µία αλυσιδωτή αντίδραση καταστροφής του θερµοκηπίου. Οι ζηµιές της κατασκευής αποκτούν ακόµη µεγαλύτερη σηµασία αν αναλογιστεί κανείς ότι συνήθως ακολουθούνται από καταστροφή µέρους ή του συνόλου της καλλιέργειας προκαλώντας δυσβάστακτο πλήγµα στην επιχείρηση. Ο κίνδυνος των ζηµιών αντιµετωπίζεται µε το σωστό σχεδιασµό και κατασκευή ενός θερµοκηπίου αλλά και την λήψη κατάλληλων προστατευτικών µέτρων για την αντιµετώπιση ακραίων καιρικών φαινοµένων καθώς και την συνεχή συντήρησή του. Ένα αρκετά χρήσιµο ζήτηµα που σχετίζεται µε τον σχεδιασµό των

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

1

Page 2: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

θερµοκηπιακών κατασκευών είναι και η εκτίµηση της αντοχής του υλικού κάλυψης (γυαλί, φύλλα σκληρού πλαστικού ή φιλµ µαλακού πλαστικού) και κατά συνέπεια η επιλογή -ανάλογα µε τα φορτία που επιβαρύνουν την κατασκευή- του ελάχιστου επιτρεπτού πάχους και των µέγιστων επιτρεπτών αποστάσεων στήριξης του υλικού (Εικ. 2), ώστε να επιτυγχάνεται η µέγιστη περατότητα σε ηλιακό φως (ελαχιστοποίηση στοιχείων σκελετού) σε συνδυασµό µε την επιθυµητή αντοχή. Στα πλαίσια αυτά η συνεισφορά της παρούσας εργασίας βρίσκεται στην κριτική παρουσίαση αναγνωρισµένων µεθόδων υπολογισµού της µηχανικής αντοχής των υλικών κάλυψης.

Εικόνα 1. Ζηµιές θερµοκηπίων στην Ελλάδα (1990-1993) [Greenhouse damage in Greece (1990-1993)] (Τσιρογιάννης, 1996) Εικόνα 2. Ζητούµενα εκτίµησης αντοχής υλικών κάλυψης (a: µεγαλύτερη διάσταση (µήκος), b: µικρότερη διάσταση (πλάτος)) [Objectives of mechanical strength estimation of greenhouse claddings (a: biger dimension (length), b: smaller dimension (width))]

Εκτίµηση αντοχής υλικών κάλυψης – Ανασκόπηση Η εκτίµηση της µηχανικής αντοχής γίνεται βάση των αρχών της µηχανικής. Όµως οι ιδιαιτερότητες των υλικών που χρησιµοποιούνται για την κάλυψη των θερµοκηπίων αλλά και οι ειδικές συνθήκες στις οποίες αυτά εκτίθενται πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά το σχεδιασµό. Στα πλαίσια αυτά έχουν αναπτυχθεί ειδικοί κανόνες που χρησιµοποιούνται κυρίως για τον έλεγχο της αντοχής των υλικών κάλυψης, για την εύρεση της αντοχής σε εφελκυσµό, της επιµήκυνσης κατά την θραύση και άλλες µηχανικές ιδιότητες. Κατάλογοι τέτοιων κανονισµών και µεθόδων περιέχονται σε σχετικές εργασίες (Briassoulis κ.α., 1997, Dilara κ.α., 1998). Ακόµη αναφορά σε κανονισµούς ελέγχου γίνεται σε πολλούς γενικότερους κανονισµούς σχεδιασµού θερµοκηπίων (UNI, 1995, NGMA, 1997). Η αντοχή όµως του υλικού κάλυψης όπως βρίσκεται τοποθετηµένο σε ένα θερµοκήπιο είναι ένα θέµα που καλύπτεται µερικώς. Υπάρχουν ορισµένες κατευθύνσεις σχεδιασµού σε παλαιότερους κανονισµούς (ATE κ.α., 1986, NFU, 1991) ενώ στο τελευταίο προσχέδιο -Νοέµβριος 2000- του ευρωπαϊκού κανονισµού για το σχεδιασµό θερµοκηπίων (CEN, 2000) παρατίθεται σε ειδικό παράρτηµα µεθοδολογία εκτίµησης της αντοχής των υαλοπινάκων που χρησιµοποιούνται για την κάλυψη θερµοκηπίων. Στον Ολλανδικό κανονισµό για σχεδιασµό θερµοκηπίων πλαστικής κάλυψης (IMAG-DLO, 1997) περιλαµβάνεται κεφάλαιο µε γενικούς κανόνες υπολογισµού αντοχής τεντωµένων πλαστικών φιλµ κάλυψης θερµοκηπίων. Για τις δύο αυτές µεθοδολογίες θα γίνει αναλυτική αναφορά και κριτική παρουσίαση στην συνέχεια.

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

2

Page 3: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Μέθοδος εκτίµησης της αντοχής των υαλοπινάκων Σύµφωνα µε τις Ελληνικές προδιαγραφές σχεδιασµού θερµοκηπίων (ATE κ.α., 1986), οι διαστάσεις των υαλοπινάκων πρέπει να ικανοποιούν την ακόλουθη απαίτηση: 1,8 ≤ (a) µήκος / (b) πλάτος ≤ 3 (1) H βασική διαδικασία –αναλύεται στην συνέχεια- που ακολουθείται για την εκτίµηση της αντοχής των υαλοπινάκων σύµφωνα µε τον Ευρωκώδικα σχεδιασµού θερµοκηπίων (CEN, 2000) είναι η εξής: Βήµα Ενέργεια

Ανάλογα µε το είδος και τις διαστάσεις του υαλοπίνακα που πρόκειται να χρησιµοποιηθεί γίνεται καταγραφή των:

1

E: ρ: α: β: t: fgl;u :

το µέτρο ελαστικότητας του Young του συγκεκριµένου γυαλιού, η πυκνότητα του γυαλιού, η µεγαλύτερη διάσταση του υαλοπίνακα, η µικρότερη διάσταση του υαλοπίνακα, το πάχος του υαλοπίνακα και η ονοµαστική τιµή της αντοχής αστοχίας του γυαλιού.

2 Υπολογισµός κάθετων στον υαλοπίνακα συνιστωσών του βάρους γυαλιού ανά µονάδα επιφάνειας υαλοπίνακα (µόνιµο φορτίο υαλοπίνακα), του φορτίου χιονιού και του φορτίου ανέµου ανά µονάδα επιφάνειας του υαλοπίνακα

3 Υπολογισµός τιµής σχεδιασµού της αντοχής αστοχίας του γυαλιού σε κάθε ξεχωριστή φόρτιση

4 Υπολογισµός της τιµής σχεδιασµού της συνολικής κάθετης στην επιφάνεια του υαλοπίνακα φόρτισης

5 Υπολογισµός της τιµής σχεδιασµού της αντοχής αστοχίας του γυαλιού στο συνδυασµό των φορτίσεων

6 Υπολογισµός της τιµής σχεδιασµού της αντοχής αστοχίας του υαλοπίνακα 7 Έλεγχος αντοχής του υαλοπίνακα

Επιλογή γυαλιού και διαστάσεων υαλοπίνακα Οι µηχανικές ιδιότητες του γυαλιού που θα χρησιµοποιηθεί καθώς και στοιχεία σχετικά µε τις διαθέσιµες διαστάσεις των υαλοπινάκων λαµβάνονται από τους κατασκευαστές υαλοπινάκων για χρήση σε θερµοκήπια. Σύµφωνα µε τη βιβλιογραφία για το γυαλί οι ποσότητες αυτές παίρνουν τις εξής τιµές (CEN, 1995α, Briassoulis κ.α., 1997):

1. η τιµή του µέτρου ελαστικότητας Ε κυµαίνεται µεταξύ 70 και 90 Gpa (70000-90000 N/mm2), 2. η πυκνότητα είναι περίπου 2,5 g/cm3 (2,5 10-6 kg/mm3), 3. οι διαστάσεις a και b επιλέγονται από τον µελετητή -έχοντας πάντα υπόψη του τι διατίθεται

στην αγορά-, πάντως οι µέγιστες διαστάσεις που χρησιµοποιούνται σήµερα είναι 2m x 1m (Μαυρογιαννόπουλος, 1994),

4. ένα τυπικό πάχος υαλοπίνακα που χρησιµοποιείται για την κάλυψη θερµοκηπίων είναι τα 4mm για υαλοπίνακες µε επίπεδες επιφάνειες και 5mm για υαλοπίνακες µε κυµατοειδή την µία επιφάνεια και

5. η ονοµαστική τιµή της αντοχής αστοχίας του γυαλιού fgl:u δίνεται από τον κανονισµό ανάλογα µε το είδος του γυαλιού (Πίν. 1).

Πίνακας 1. Ονοµαστική τιµή της αντοχής αστοχίας του γυαλιού [Nominal value of the ultimate strength of glass] (CEN, 2000)

Είδος γυαλιού fgl:u [N/mm2] Κοινό γυαλί Επίπεδο γυαλί 25 Γυαλί µε κυµατοειδή επιφάνεια 20 Γυαλί ενισχυµένο µε σύρµα 16 Ανθεκτικό στις υψηλές θερµοκρασίες γυαλί Επίπεδο γυαλί 25 Γυαλί µε κυµατοειδή επιφάνεια 20 Θερµικά σκληρυµένο γυαλί Επίπεδο γυαλί 62 Γυαλί µε κυµατοειδή επιφάνεια 50 Χηµικά σκληρυµένο γυαλί Κοινό επίπεδο γυαλί 62

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

3

Page 4: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Υπολογισµός κάθετων στον υαλοπίνακα συνιστωσών των φορτίων που επιβαρύνουν τον υαλοπίνακα ανά µονάδα επιφάνειας του Ο υπολογισµός των µόνιµων φορτίων (ίδιο βάρος υαλοπίνακα) θα γίνει βάση της σχέσης (2) σε συµφωνία µε τον αντίστοιχο Ευρωκώδικα (CEN, 1995α). G1 = ρ × t × g × cosθ [N/mm2] (2) όπου: ρ πυκνότητα γυαλιού [kg/mm3]

t πάχος υαλοπίνακα [mm] g επιτάχυνση της βαρύτητας [γενικά λαµβάνεται ίση µε 9,81 m/s2] θ γωνία κλίσης στέγης [ο]

Η τιµή του φορτίου ανέµου γίνεται βάση της σχέσης (3) που περιλαµβάνεται στο αντίστοιχο Ευρωκώδικα για υπολογισµό δράσεων ανέµου (CEN, 1995β) λαµβάνοντας βέβαια υπόψη την τιµή που δίνουν οι Ελληνικές προδιαγραφές (ΑΤΕ κ.α., 1986) για την ταχύτητα του ανέµου και ο Ευρωκώδικας σχεδιασµού θερµοκηπίων (CEN, 2000) για του συντελεστές πίεσης cpe και cpi. Προσοχή χρειάζεται στο ότι δίνονται ειδικοί συντελεστές εξωτερικής πίεσης για εφαρµογή στο υλικό κάλυψης των θερµοκηπίων. Το φορτίο ανέµου υπολογίζεται απευθείας κάθετο στην επιφάνεια στην οποία ασκείται. Q1 = qref × Ce(z) × (cpe-cpi) [N/mm2] (3) όπου: qref η στατική πίεση του ανέµου αναφοράς [N/mm2]

Ce(z) ο συντελεστής έκθεσης [αδιάστατος] cpe,cpi οι συντελεστές εξωτερικής και εσωτερικής πίεσης αντίστοιχα [αδιάστατοι]

Τέλος όσον αφορά το φορτίο χιονιού θα υπολογιστεί η κάθετη στην επιφάνεια συνιστώσα τόσο του οµοιόµορφου όσο και του ανοµοιόµορφου φορτίου χιονιού σύµφωνα µε τους αντίστοιχους Ευρωκώδικες [CEN, 1995γ, CEN, 2000) λαµβάνοντας βέβαια υπόψη τις συστάσεις του Ελληνικού κανονισµού (ΑΤΕ κ.α., 1986). Η εύρεση της συνιστώσας θα γίνει βάση της σχέσης 4. Q2,i= Cth × Ce × sn × µi × cos2θ [N/mm2] (4) όπου: i 1 για οµοιόµορφο και 2 για ασύµµετρο φορτίο χιονιού

Cth θερµικός συντελεστής [αδιάστατος] Ce συντελεστής έκθεσης [αδιάστατος] sn χαρακτηριστικό φορτίο χιονιού στο έδαφος [N/mm2] µi συντελεστής σχήµατος στρώµατος χιονιού [αδιάστατος] θ γωνία κλίσης στέγης [ο]

Υπολογισµός τιµής σχεδιασµού της αντοχής αστοχίας του γυαλιού σε κάθε ξεχωριστή φόρτιση Η τιµή σχεδιασµού της αντοχής αστοχίας του γυαλιού δίνεται για κάθε φόρτιση ξεχωριστά, επειδή η διάρκεια που κάθε φόρτιση επιβαρύνει τον υαλοπίνακα παρουσιάζει διαφορές, είναι λοιπόν:

tM

ufgldtfgl;

;;;γ

= (5)

όπου: fgl;t;d η τιµή σχεδιασµού της αντοχής αστοχίας του γυαλιού [N/mm2], fgl;u η ονοµαστική τιµή της αντοχής αστοχίας του γυαλιού [N/mm2] και γΜ;t ο µερικός συντελεστής ασφάλειας του γυαλιού [αδιάστατος] (Πίν. 2.)

Πίνακας 2. Μερικοί συντελεστές ασφαλείας γυαλιού [Partial safety factors for glass panels] (CEN, 2000)

Είδος φόρτισης γΜ;t Μόνιµα φορτία (t=G1) 2,4 ή 1,21 Φορτίο ανέµου (t=Q1) 1,2 Φορτίο χιονιού (t=Q2) 1,6 ή 1,21

1 η υψηλότερη τιµή πρέπει να χρησιµοποιείται όταν οι δράσεις δρουν δυσµενώς, η µικρότερη τιµή θα λαµβάνεται όταν οι δράσεις δρουν ευµενώς. Ευµενώς θεωρείται ότι δρα ένα φορτίο όταν τείνει να επαναφέρει την παραµορφωµένη λόγω των φορτίσεων επιφάνεια του υαλοπίνακα στην αρχική της θέση. Υπολογισµός της τιµής σχεδιασµού της συνολικής κάθετης στην επιφάνεια του υαλοπίνακα φόρτισης Είναι: pgl;Sd = pgl;G1;Sd + pgl;Q1;Sd + pgl;Q2;Sd (6) όπου:

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

4

Page 5: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

pgl;G1;Sd η τιµή σχεδιαςµού της κάθετης στον υαλοπίνακα συνιστώσας του µόνιµου φορτίου [N/mm2], είναι: pgl;G1;Sd= γG pgl;G1;Κ

pgl;Q1;Sd η τιµή σχεδιαςµού της κάθετης στον υαλοπίνακα συνιστώσας του φορτίου ανέµου [N/mm2], είναι: pgl;Q1;Sd =γQ1 ψοQ1 pgl;Q1;Κ

pgl;Q2;Sd η τιµή σχεδιαςµού της κάθετης στον υαλοπίνακα συνιστώσας του φορτίου χιονιού [N/mm2], είναι: pgl;Q2;Sd = γQ2 ψοQ2 pgl;Q2;Κ

pgl;G1;Κ , pgl;Q1;Κ pgl;Q2;Κ

οι χαρακτηριστικές τιµές των κάθετων στον υαλοπίνακα συνιστωσών των αντίστοιχων φορτίων [N/mm2]

γG, γQ1, γQ2 οι µερικοί συντελεστές ασφαλείας [αδιαστατοί] ψοQ1 ,ψοQ2 οι συντελεστές συνδυασµού των φορτίων ανέµου και χιονιού [αδιάστατοι]

Σύµφωνα µε τον κανονισµό σχεδιασµού θερµοκηπίων (CEN, 2000) οι µερικοί συντελεστές ασφαλείας είναι: γG=1,0 και 1,2/1,0, γQ1=1,0 και 1,2/0,0 και γQ2= 1,0 και 1,2/0,0 (η πρώτη τιµή αντιστοιχεί σε οριακές καταστάσεις λειτουργικότητας ενώ η δεύτερη σε οριακές καταστάσεις αστοχίας. Στη δεύτερη περίπτωση η υψηλότερη τιµή ισχύει για δυσµενή δράση του φορτίου ενώ η µικρότερη για ευµενή). Οι συντελεστές συνδυασµού των δύο κλιµατικών φορτίων δίνονται σε ειδικό παράρτηµα που αφορά την Ελλάδα του κανονισµού σχεδιασµού θερµοκηπίων (CEN, 2000), παρουσιάζονται δε στον Πίν. 3. Τέλος πρέπει να προσεχθεί ότι στις περιπτώσεις που λαµβάνονται ταυτόχρονα τα φορτία ανέµου και χιονιού πρέπει να λαµβάνεται υπόψη το ανοµοιόµορφο (ασύµµετρο) φορτίο χιονιού (CEN, 1995γ). Πίνακας 3. Συντελεστές συνδυασµού φορτίσεων για την Ελλάδα [Combination factors for actions to be applied for Greece] (CEN, 2000)

Συνδυασµός ψοQ1 ψοQ2 1 1,0 0,0 ή 0,6 2 0,0 ή 0,6 1,0 3 0,0 0,0 4 0,6 0,6

Υπολογισµός της τιµής σχεδιασµού της αντοχής αστοχίας του γυαλιού στο συνδυασµό των φορτίσεων Είναι:

dGtglSdgl

SdQgldGtgl

Sdgl

SdQgldGtgl

Sdgl

SdGgl fp

pf

pp

fp

pdfgl ;1;

;

;2;;1;

;

;1;;1;

;

;1;; === ++= (7)

Υπολογισµός της τιµής σχεδιασµού της αντοχής αστοχίας του υαλοπίνακα Η αντοχή σχεδιασµού των υαλοπινάκων πρέπει να υπολογίζεται βάση της θεωρίας ελαστικών πλακών. Ανάλογα µε τον τρόπο στήριξης των υαλοπινάκων έχουµε: -για ορθογώνιους υαλοπίνακες µε απλή στήριξη σε δύο ή τρεις πλευρές:

2

2;

; 6 btf

p dglRdgl β= (8)

Η εξίσωση (9) για ορθογώνιους υαλοπίνακες µε απλή στήριξη σε τέσσερις πλευρές αναπτύχθηκε από Βρετανική ερευνητική οµάδα (TC 129, προσωπική επικοινωνία, 2001) µε χρήση ανάλυσης µε πεπερασµένα στοιχεία στα πλαίσια έρευνας για την βιοµηχανία κατασκευής υαλοπινάκων. Αναπτύχθηκε δε εφαρµόζοντας απλή στήριξη στις πλευρές στήριξης, δηλαδή δεν υπήρχαν παραµορφώσεις αλλά επιτρέπονταν οι περιστροφές και οι µετατοπίσεις στο επίπεδο του υαλοπίνακα.

222

;4

2)4(

−+=

abtEBCBp Rdgl όµως πρέπει:

22

;440

abtEp Rdgl (9)

-για ορθογώνιους διπλούς υαλοπίνακες:

21

32

31;

; 6/)(

btttf

p dglRdgl β

+=

όπου:

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

5

Page 6: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

2

22

;2

24

;2

4

3

44

=

Etkabf

Etkabf

kkB dgldgl ,

2

242

;3

4

=

Etkkabfk

C dgl (10)

bak

/24

= , 4175,42

3 +

−=

bak , 8,04 =k

t1 είναι το πάχος του παχύτερου φύλλου του διπλού γυαλιού t2 είναι το πάχος του λεπτότερου φύλλου του διπλού γυαλιού β είναι ένας παράγοντας που εξαρτάται από τις διαστάσεις και τις συνθήκες στήριξης του υαλοπίνακα, για απλή στήριξη σε δύο ή τρεις πλευρές β=0,125,για απλή στήριξη σε τέσσερις πλευρές το β λαµβάνεται από τον Πίν. 4. Πίνακας 4. Συντελεστής β για υαλοπίνακα µε απλή στήριξη σε τέσσερις πλευρές [Factor β for a four-sided simply supported glass panel] (CEN, 2000)

a/b1 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2 2,5 3 3,5 4 5 ∞ β2 0,0447 0,0524 0,0597 0,0666 0,073 0,0788 0,084 0,093 0,1002 0,1121 0,1184 0,1216 0,1241 0,1245 0,125 1a: είναι η µεγαλύτερη διάσταση του υαλοπίνακα και b: είναι η µικρότερη διάσταση του υαλοπίνακα 2Ένας προσεγγιστικός τύπος για τον υπολογισµό του β είναι ο: β=0,0447+0,0803×(1-e-1,117(a/b-1)**1,073) Έλεγχος αντοχής του υαλοπίνακα Ο τελικός έλεγχος για να αποφασίσουµε αν ο υαλοπίνακας αντέχει γίνεται βάση του τύπου:

0,1;

; ≤Rdgl

Sdgl

pp

(11)

αν το αποτέλεσµα είναι: ≤ 1,0 τότε ο υαλοπίνακας αντέχει, µπορούµε µάλιστα να επιλέξουµε και υαλοπίνακα µε

µικρότερο πάχος ή/ και µεγαλύτερες διαστάσεις και φυσικά να επαναλάβουµε από την αρχή την διαδικασία ελέγχου.

= 1,0 τότε ο υαλοπίνακας αντέχει οριακά και αποτελεί ιδανική επιλογή ≥ 1,0 τότε ο υαλοπίνακας δεν αντέχει και πρέπει να επιλέξουµε και υαλοπίνακα µε

µεγαλύτερο πάχος ή/ και µικρότερες διαστάσεις και φυσικά να επαναλάβουµε από την αρχή την διαδικασία ελέγχου.

Μέθοδος εκτίµησης της αντοχής των σκληρών πλαστικών ∆εν εντοπίστηκε καµία κωδικοποιηµένη µεθοδολογία υπολογισµού της αντοχής των επιφανειών σκληρού πλαστικού για την κάλυψη θερµοκηπίων. Στον Πίν. 5 δίνονται ορισµένες χαρακτηριστικές µηχανικές ιδιότητες σκληρών πλαστικών επιφανειών (Briassoulis κ.α., 1997). Πίνακας 5. Μηχανικές ιδιότητες σκληρών πλαστικών επιφανειών [ Mechanical properties of rigid plastic panels] (Briassoulis κ.α., 1997) Είδος σκληρού πλαστικού

Πυκνότητα (g/cm3)

Μέτρο ελαστικότητας Ε (GPa)

Τάση διαρροής (σy) και σηµείο θραύσης (σu) (MPa)

επιµήκυνση (%)/ διαπλάτυνση

PC επίπεδο απλό 1,2 2,3-2,4 σy=70, σu=60-70 80-110 PVC επίπεδο απλό 1,34-1,4 2,9-3,3 σy= , σu=46 20-60 PC κυµατοειδές απλό 1,2 2,3-2,4 σy= , σu>70 80-120 PVC κυµατοειδές απλό 1,41-1,45 2,9-3,4 σy=65, σu=81,5 - Ορισµένες εταιρείες δίνουν στοιχεία σχετικά µε τις αποστάσεις των σκελετικών στοιχείων στήριξης των πλαστικών φιλµ (Μανωλίδης, 2000). Όσο αφορά την επίδραση του χρόνου στις µηχανικές ιδιότητες παρουσιάζονται ορισµένα αποτελέσµατα στον Πίν. 6 (NFU, 1991).

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

6

Page 7: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Πίνακας 6. Μηχανικές ιδιότητες ορισµένων σκληρών πλαστικών φύλλων πριν και 10 έτη µετά την χρήση [Mechanical properties of various rigid plastic panels before and after 10 years of use] (NFU, 1991)

Μεταβολή ιδιοτήτων (%) 10 έτη µετά τη χρήση σε σχέση µε πριν τη χρήση Μέτρο ελαστικότητας Ε Τάση διαρροής (σy) PC -4,5 -8,3 PMMA 0 -9 PVC -18,8 -16,2

Μέθοδος εκτίµησης της αντοχής των πλαστικών φιλµ Στη Νότια Ευρώπη το κυρίαρχο υλικό κάλυψης θερµοκηπίων αποτελούν τα πλαστικά φύλλα πολυαιθυλενίου χαµηλής πυκνότητας (LDPE). Σύµφωνα µε τον Ολλανδικό κανονισµό (IMAG-DLO, 1997) τα πλαστικά φιλµ που χρησιµοποιούνται για την κάλυψη θερµοκηπίων πρέπει να αντέχουν τις κατακόρυφες δυνάµεις που δρουν στο επίπεδό τους τόσο στην κάθετη όσο και στην παράλληλη µε τα πλαίσια στήριξης διεύθυνση. Η µέγιστη τιµή της κάθετης στα πλαίσια δύναµης προκαλείται από οµοιόµορφα κατανεµηµένο φορτίο στο φιλµ και την προένταση λόγω τεντώµατος του φιλµ κατά την ίδια διεύθυνση. ∆ίνεται δε από τις εξισώσεις:

2;2

.;;; 2

×+= ⊥⊥

lpnn Sdpl

prestrds (12)

όπου: n⊥;s;d κάθετη δύναµη στο φιλµ [N/m] (Εικ. 3) ppl;Sd οµοιόµορφα κατανεµηµένο φορτίο που δρα κάθετα στο πλαστικό φιλµ [N/m2],

για τον υπολογισµό του βλέπε σχέση 6 (pgl;Sd). l απόσταση µεταξύ των πλαισίων [m] n⊥;prestr. δύναµη προέντασης του φιλµ [N/m] (Εικ. 3)

Εικόνα 3. Σχηµατική παράσταση µεγεθών σχέσης 12 [Visual presentation of variables contained in equation 12] Στην συνέχεια ελέγχεται αν ισχύει η απαίτηση:

dsds rn ;;;; ⊥⊥ ≤ (13) όπου: r⊥;s;d η µέση αντοχή του πλαστικού φιλµ για την αναµενόµενη σχεδιαστική διάρκεια ζωής του πλαστικού φιλµ. Για να υπάρχει συµφωνία µε το πνεύµα των ευρωκωδίκων (CEN, 1994) προτείνεται η σχέση: r⊥;s;d = r⊥;Κ / γR όπου r⊥;Κ η χαρακτηριστική τιµή της αντοχής και γR ο µερικός συντελεστής ασφαλείας.

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

7

Page 8: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Οι µηχανικές ιδιότητες των υλικών κάλυψης των θερµοκηπίων και ιδίως των πλαστικών φιλµ, µεταβάλλονται πολύ γρήγορα µε την πάροδο του χρόνου, κυρίως λόγω της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV), στις υψηλές θερµοκρασίες, στις περιοδικές αυξοµειώσεις θερµοκρασίας και σχετικής υγρασίας αλλά και λόγω των δονήσεων που προκαλεί ο άνεµος (Rarn, 1978). Για το λόγο αυτό στους υπολογισµούς πρέπει να λαµβάνονται υπόψη οι µέσες τιµές των ποσοτήτων αυτών για την σχεδιαστική διάρκεια εφαρµογής τους στο θερµοκήπιο (IMAG-DLO, 1997). Οι ιδιότητες αυτές καθώς και η µεταβολή τους συναρτήσει του χρόνου καθορίζονται µετά από ειδικές δοκιµές. Ακόµη τα πλαστικά φιλµ που χρησιµοποιούνται για την κάλυψη θερµοκηπίων πρέπει να πληρούν την παρακάτω απαίτηση (IMAG-DLO, 1997):

0.1..

..

.//.

.//. ≤+⊥

Rdfp

Sdfp

Rdfp

Sdfp

ffσσ

(14)

όπου: σfp.//Sd τιµή σχεδιασµού τις µέσης αντοχής εφελκυσµού του πλαστικού φιλµ στην κατά µήκος κατεύθυνση [Pa] σfp. ⊥.Sd τιµή σχεδιασµού τις µέσης αντοχής εφελκυσµού του πλαστικού φιλµ στην κατά πλάτος κατεύθυνση [Pa] ffp.//Rd τιµή σχεδιασµού τις µέσης τιµής της τάσης διαρροής του πλαστικού φιλµ στην κατά µήκος κατεύθυνση [Pa] ffp. ⊥.Rd τιµή σχεδιασµού τις µέσης τιµής της τάσης διαρροής του πλαστικού φιλµ στην κατά πλάτος κατεύθυνση [Pa] Τιµές των µεγεθών αυτών δίνονται στον Πίν. 7 (Gralke, 1994, Briassoulis κ.α., 1997). Όσο αφορά την επίδραση του χρόνου στις µηχανικές ιδιότητες παρουσιάζονται ορισµένα αποτελέσµατα στους Πιν. 8 και 9. Πίνακας 7. Τιµές µηχανικών χαρακτηριστικών για ορισµένους τύπους πλαστικών φιλµ [Mechanical properties of various types of plastic film] (Gralke, 1994, Briassoulis κ.α., 1997)

Είδος φιλµ Πυκνότητα (g/cm3)

Μέτρο ελαστικότητας

E(GPa)

Τάση διαρροής (σy) και σηµείο θραύσης (σu)

(MPa)

επιµήκυνση (%)/

διαπλάτυνση LDPE 0,92-0,965 0,113-0,23 σy=11-12, σu=16,7-37,9 300-572 PE-IR 0,93-0,98 0,14 σy= , σu=15,7-21,6 429-550 EVA 0,93-0,95 0,05-0,077 σy=4,7-6 , σu=22-30 500-1000 PVC 1,235-1,35 0,03 σy= , σu=20-24 200-280

Πίνακας 8. Μηχανικές ιδιότητες των πλαστικών φύλλων PE και PVC πριν και δύο µήνες µετά την χρήση [Mechanical properties of PE and PVC plastic films before and after 2 months of use] (Μαυρογιαννόπουλος, 1994)

Μεταβολή ιδιοτήτων (%) δύο µήνες µετά τη χρήση σε σχέση µε πριν τη χρήση

Φυσικές ιδιότητες στους 25 oC PE PVC 50% παραµόρφωση 5,7 4,5 100% παραµόρφωση 3,2 -0,9 Πίεση εντατότητας 13,8 10,0 Επιµήκυνςη στη θραύση -10,4 -4,0 ∆ύναµη σχισίµατος -10,6 -6,4 Φορτίο πρόσκρουσης -5,7 -0,7

Πίνακας 9. Μηχανικές ιδιότητες των πλαστικών φύλλων LDPE πριν, έξη και δώδεκα µήνες µετά την χρήση [Mechanical properties of LDPE plastic film before and after six and twelve months of use] (Umaskii, 1985)

Μεταβολή ιδιοτήτων (%) έξη και δώδεκα µήνες µετά τη χρήση σε σχέση µε πριν τη χρήση Μήνες χρήσης Μέτρο ελαστικότητας Ε

Οριακή τάση αντοχής σu Μέγιστη επιµήκυνση εmax

6 33,3 -10,1 5,1 12 43,7 -19,2 -10,5

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

8

Page 9: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Καλές πρακτικές προφύλαξης και συντήρησης υλικών κάλυψης θερµοκηπίων Πέρα από το σωστό σχεδιασµό υπάρχουν ορισµένα σηµεία που αν προσεχθούν περιορίζονται σηµαντικά οι ζηµιές στα υλικά κάλυψης των θερµοκηπίων και τα συνακόλουθά τους. Στη συνέχεια αναφέρεται µία σειρά καλών πρακτικών για την προφύλαξη και συντήρηση των υλικών κάλυψης θερµοκηπίων που βρέθηκαν στη σχετική βιβλιογραφία ή είναι αποτέλεσµα της εµπειρίας των κατασκευαστών και των συντηρητών: 1. τα πλαστικά φύλλα πολυαιθυλενίου πρέπει να φέρουν σταθεροποιητή και να έχουν πάχος

τουλάχιστον 170 µm στην στέγη και 125 µm στις πλευρές (ΑΤΕ κ.α., 1986), 2. να γίνεται έγκαιρη αλλαγή πλαστικών σύµφωνα µε το χρόνο ζωής που δίνουν οι κατασκευαστές, 3. αν η εξωτερική θερµοκρασία είναι µικρότερη από 10oC κατά την διάρκεια της τοποθέτησης και του

τεντώµατος του φιλµ θα πρέπει να επανατεντωθεί αργότερα το φιλµ όταν η εξωτερική θερµοκρασία γίνει αρκετά µεγαλύτερη. Τα φιλµ δεν πρέπει να τοποθετούνται σε θερµοκρασίες µικρότερες των 4oC (IMAG-DLO, 1997),

4. κατά την τοποθέτηση πρέπει να προσεχθεί ώστε οι περιοχές όπου θα ακουµπά το φιλµ να µην έχουν κοφτερές ακµές, προεξέχουσες βίδες κλπ. που µπορεί να προκαλέσουν ζηµιά και να καταστρέψουν το πλαστικό, για το λόγο αυτό τα παξιµάδια από τις βίδες στα στοιχεία που στηρίζουν πλαστικό να είναι από την µέσα πλευρά (IMAG-DLO, 1997), ακόµη να περιορίζονται τα καρφώµατα κατά την στερέωση σε ξύλινα σκελετικά στοιχεία και να χρησιµοποιούνται πηχάκια ίσου πάχους µε το σκελετό (Μαυρογιαννόπουλος, 1994, Μετ. Αγρ., 2000),

5. στα ξύλινα θερµοκήπια η ξυλεία να είναι λεία, να µην εκκρίνει ρητίνη και να µην είναι σάπια. Τα καρφιά να µην είναι σκουριασµένα (Μετ. Αγρ., 2000),

6. το πλαστικό φύλλο να είναι καλά τεντωµένο ώστε να αποφεύγονται ρικνώσεις ή σακουλιάσµατα καθώς και το πετάρισµα του φιλµ λόγω του ανέµου (IMAG-DLO, 1997),

7. συστήνεται οι άκρες του φιλµ να ενώνονται χωρίς διακοπές καθ’όλο το µήκος και το πλάτος της κατασκευής µε σφιγκτήρες ή άλλα αντίστοιχα συνδετικά στοιχεία ή να παραχώνονται καθ’όλο το µήκος τους µε ικανή ποσότητα χώµατος (χώσιµο του φιλµ κατά µήκος των πλάγιων τοίχων σε τοξωτές κυρίως κατασκευές) (IMAG-DLO, 1997), όταν υπάρχει κάλυψη πλαϊνών τµηµάτων φιλµ (περίπου 50cm) αυτή δεν πρέπει να γίνεται κατά την διεύθυνση του επικρατούντα ανέµου (Μετ. Αγρ., 2000),

8. σε ανεµόπληκτες περιοχές όπου παρουσιάζεται ταχύτητα ανέµου µεγαλύτερη από 120km/h (Κρήτη, Κ. Μακεδονία, Νησιά του Αιγαίου) συνίσταται η συγκράτηση του υλικού κάλυψης κατά πυκνότερα διαστήµατα (ΑΤΕ κ.α., 1986),

9. αν επικαλύπτουµε τα στοιχεία του σκελετού όπου θα ακουµπήσει το πλαστικό µε κάποια ειδική µονωτική λωρίδα επεκτείνεται η ζωή του πλαστικού κυρίως επειδή το καλοκαίρι αποτρέπεται η άµεση επαφή του φιλµ µε τις θερµές µεταλλικές επιφάνειες των σκελετικών στοιχείων (IMAG-DLO, 1997), ακόµη στα σηµεία επαφής των µεταλλικών και ξύλινων σκελετικών στοιχείων µε το πλαστικό να βάφεται το πλαστικό µε λευκό πλαστικό χρώµα (µείωση θερµοκρασίας) (ΑΤΕ κ.α. 1986) κατά προτίµηση ακρυλικό πλαστικό υδατοδιαλυτό (Μετ. Αγρ., 2000),

10. κατά την τοποθέτηση σκληρών πλαστικών να αφήνονται ανοχές στις τρύπες στερέωσης για θερµική διαστολή και συστολή διαµέτρου 5mm µεγαλύτερης από τη διάµετρο του µέτρου στήριξης (Μανωλίδης, 2000),

11. σε εφαρµογές στέγασης επιφανειών σκληρού πλαστικού κυµατοειδούς µορφής, η στερέωση είναι καλύτερο να γίνεται στην κορυφή του κύµατος ενώ σε κάθετες επιφάνειες στο βύθισµα. Η επικάλυψη των ξεχωριστών φύλλων του κυµατοειδούς πλαστικού να είναι τουλάχιστον 20cm (Μανωλίδης, 2000),

12. τα θερµοκήπια να αερίζονται ακόµη και αν δεν υπάρχουν µέσα φυτά ώστε να αποφεύγεται υπερθέρµανση του φιλµ (Μετ. Αγρ., 2000),

13. στα πλαστικά φύλλα, το καλοκαίρι αν είναι απαραίτητη η σκίαση να γίνεται µε διάλυµα στόκου ή άλλο ειδικό υλικό και όχι ασβέστη [Μαυρογιαννόπουλος, 1994, Μετ. Αγρ., 2000],

14. η επαφή χηµικών ουσιών -κυρίως θειούχων-χλωριούχων- µε το φιλµ του θερµοκηπίου µπορεί να προκαλέσει διάβρωση (IMAG-DLO, 1997, Μετ. Αγρ., 2000)

Ελληνική πραγµατικότητα Σύµφωνα µε τις Ελληνικές προδιαγραφές σχεδιασµού θερµοκηπίων (ΑΤΕ κ.α., 1986) το ελάχιστο µήκος µεταξύ των πλαισίων για τους διάφορους τύπους θερµοκηπίων δίνεται στον Πίν. 10. Γενικά στην Ελλάδα η απόσταση µεταξύ των πλαισίων είναι 2-4 µέτρα (Τσιρογιάννης, 1996), στον Πιν. 11 παρουσιάζονται οι αποστάσεις των πλαισίων για τους διάφορους τύπους θερµοκηπίων που κατασκευάζονται ή εισάγονται στην Ελλάδα (ΑΤΕ 1998).

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

9

Page 10: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Πίνακας 10. Ελάχιστη απόσταση πλαισίων θερµοκηπίων [Minimum distance between greenhouse frames] (ATE κ.α., 1986)

Τύπος θερµοκηπίου Τοξωτό Τροποποιηµένο τοξωτό Αµφικλινές Ελάχιστο µήκος [m] - 2 2 για τα χωρικού τύπου

3 για τα τυποποιηµένα Πίνακας 11. Απόσταση πλαισίων θερµοκηπίων στην Ελλάδα [Distance between greenhouse frames in Greece] (ATE, 1998)

Μήκος βασικής κατασκευαστικής µονάδας (ΒΚΜ) m Υλικό σκελετού/κάλυψης Τύπος θερµοκηπίου

Μέγιστο Ελάχιστο Μ.Ο. Αµφικλινές 4 2,5 3,15 Αµφικλινές διπλής οροφής 4 4 4 Τοξωτό 2,5 2 2,08 µέταλλο/µαλακό πλαστικό

Τροποποιηµένο τοξωτό 5 2 2,75 ξύλο & µέταλλο/µαλακό πλαστικό Όλα είναι αµφικλινή πολλαπλά 3 3 3

ξύλο/µαλακό πλαστικό Όλα είναι αµφικλινή πολλαπλά 5,8 5 5,4 µέταλλο/σκληρό πλαστικό Όλα είναι αµφικλινή πολλαπλά 4 3,1 3,65

Αµφικλινές 4 3 3,36 µέταλλο/γυαλί Αµφικλινές διπλής οροφής 4 3 3,92

Συµπεράσµατα Γενικά αυτό που προέκυψε από την συγκεκριµένη έρευνα είναι ότι αποτελεί κοινή τακτική ο υπολογισµός της αντοχής των πλαστικών φύλλων αλλά και των υαλοπινάκων για κάλυψη θερµοκηπίων και η εκτίµηση της απόστασης των στοιχείων στήριξής τους να γίνεται έµµεσα. Η απόσταση µεταξύ των πλαισίων αλλά και των οριζόντιων στοιχείων στήριξης επιλέγεται µέσω των υπολογισµών που γίνονται για τον προσδιορισµό της σταθερότητας των στοιχείων του σκελετού. ∆ηλαδή η απόσταση µεταξύ των πλαισίων επιλέγεται µέσω του υπολογισµού της αντοχής τους ενώ η απόσταση µεταξύ των οριζόντιων προφίλ βρίσκεται µέσω των απαιτήσεων σε πλάγια στήριξη των πλαισίων για αποφυγή λυγισµού. Όµως στην πρακτική αυτή έρχεται να αντιπαρατεθεί η πραγµατικότητα των ζηµιών των θερµοκηπίων που ξεκινούν από την µερική ή ολική καταστροφή του υλικού κάλυψης –κυρίως του πλαστικού-. Ακόµη η δυνατότητα για ακριβή υπολογισµό των αποστάσεων των στηρικτικών στοιχείων του υλικού κάλυψης µπορεί να οδηγήσει στην ελλάτωση του όγκου των σκελετικών στοιχείων µε συνέπεια την αύξηση του φωτισµού στο εσωτερικό του θερµοκηπίου –αξίζει να σηµειωθεί ότι µία διαφορά 1% στην µετάβαση της φωτεινής ακτινοβολίας µπορεί να έχει αποτέλεσµα µέχρι και 2% διαφορά στην παραγωγή (Μαυρογιαννόπουλος, 1994). Εποµένως υπάρχει η ανάγκη ανάπτυξης µίας αναλυτικής υπολογιστικής µεθόδου που θα δίνει λύσεις στο σχεδιαστικό πρόβληµα του υπολογισµού των αποστάσεων στήριξης των πλαστικών φύλλων κάλυψης θερµοκηπίων.

Βιβλιογραφία Briassoulis, D., Waaijenberg, D., Gratraud J. and von Eslner, B., 1997. Mechanical Properties of Covering Materials for Greenhouses : Part 2, Quality Assessment, Journal of Agricultural Engineering Research V 67 C.E.N. 1994. ENV 1991-1-1:1994 Eurocode 1: Basis of design and actions on structures-Part 1: Basis of design, Brussels C.E.N. 1995α. ENV 1991-2-1:1995 Eurocode 1: Basis of design and actions on structures-Part 2-1:Actions on structures – Densities, self-weight and imposed loads, Brussels C.E.N. 1995β. ENV 1991-2-4:1995 Eurocode 1: Basis of design and actions on structures-Part 2-4: Actions on structures - Wind actions, Brussels C.E.N. 1995γ. ENV 1991-2-3:1995 Eurocode 1: Basis of design and actions on structures-Part 2-3: Actions on structures - Snow loads, Brussels C.E.N. 2000. prEN 13031-1:2000 Greenhouses, Actions, Design, Construction Part1: Commercial Production Greenhouses, Brussels Dilara, P.A. and Briassoulis, D., 1998. Standard Testing Methods for Mechanical Properties and Degradation of LDPE films used as Greenhouse covering matelials: A critical evaluation, Polymer Testing 17, 549-585

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

10

Page 11: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Gralke, E.A. 1994. Polymer Process Engineering, PTR, Prentice Hall imag-dlo 1997. Report 97-01 Code of practice for greenhouses with flexible claddings-Structural aspects, Wageningen NFU57-06 1991. Serres et equipments, Regles de stabilite pour la construction de serres a vitrages plans NFU57-063NF 1991. Stability Requirements for the construction of tunnel greenhouses covered with plastic sheet NGMA 1997. Glazing standards Voluntary Standard Test Methods Rarn, A., 1978. Weathering resistance of polyethylene and PVC films used in protected cultivation, Acta Horticulturae, 87 Umaskii, E.S. et al., 1985 Static strength of modified polyethylene films after prolonged exposure in different climatic zones, Problemy Prochnosti, No2, 47-52 UNI 10452, 1995. Corrigated And Cellular(Multiple Skin) Sheets Of Colourless Transparent Or Translucent Plastics Suitable For Greenhouse And Similar Equipment. Tipes, Dimensions, Properties And Test Methods Α.Τ.Ε., 1998. Πίνακες θερµοκηπίων, Αθήνα Α.Τ.Ε., ΥΠ.ΓΕ. και Α.Γ.Σ.Α., 1986. Τεχνικές προδιαγραφές θερµοκηπίων, Αθήνα ΕΣΥΕ, 2000. Εκτάσεις Γεωργικών Καλλιεργειών κατά είδος 1999, Αθήνα Μανωλίδης, 2000. Macrolux Film (Τεχνικά φυλλάδια), Θεσσαλονίκη Μαυρογιαννόπουλος, Γ.Ν., 1994. Θερµοκήπια, Σταµούλης Αθήνα Μεταλλοπλαστική Αγρινίου, 2000. POLYANE, CELLOFLEX, POLYANEX (Τεχνικά Φυλλάδια), Αγρίνιο Τσιρογιάννης, Ι.Λ., 1996. Τύποι θερµοκηπίων στην Ελλάδα και καταγραφή της αστοχίας τους, Πτυχιακή Μελέτη, Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθήνας, Αθήνα

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

11

Page 12: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 01-12 Greenhouse cladding mechanical strength

Paper No: #2003_1 Type of contribution: Review paper Discipline: Agricultural Engineering > Greenhouse structures Received: September 2003 Approved: October 2003

Summary

Mechanical Strength Estimation of Greenhouse Claddings [Greenhouse cladding mechanical strength]

Ι.L. Tsirogiannis

Tsirogiannis Ioannis 5 Ag. Georgiou St., 47040 Kompoti, ARTA, HELLAS e-mail: [email protected] Abstract In this paper the main proposed methods for calculation of the distance between the components of the support system of the greenhouse cladding -according to the corresponding structural standards- are presented. This procedure, that was formerly carried out empirically, challenges today’s greenhouse design regulations authors, mainly because a considerable proportion of greenhouse damage considers or begins from partial or total destruction of the cladding material. A critical presentation of selected design methods as well as present day practices applied in Greece is made. Finally recommendations for the preservation of the mechanical properties of the cladding materials during their use on the greenhouse are cited. Keywords: greenhouse design calculations, covering materials

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

12

Page 13: Greenhouse and Materials_Thermokipia

AgroThesis (2003); Vol. 1, No. 1: 13-18 Biological control of Pteridium aquilinum (L.)

Paper No: #2003_4 Type of contribution: Review paper Discipline: Crop science > Weed control Received: November 2003 Approved: December 2003

Biological control of Pteridium aquilinum (L.) Kuhn as a realistic prospect

[Biological control of Pteridium aquilinum (L.)]

A.K. Papavlasopoulos

University of Bristol, Faculty of Science

Papavlasopoulos Andreas 1 Leontari St., 47100, ARTA, HELLAS e-mail: [email protected]

Abstract For the farmer the chemical control of Pteridium aquilinum requires considerable use of herbicides. Certain organisms may control this weed. The use of such organisms has received increased emphasis in recent years. Thus an alternative method to chemical control could be the use of biological control. Despite some major advantages to this approach, a number of difficulties have preluded its widespread use. This paper aims to highlight the need and costs of removing P. aquilinum. The paper discusses the use of mechanical and chemical control then focuses on the uses and constraints of biological control. Keywords: biological control (biocontrol), chemical control, mechanical control, Pteridium aquilinum

(Bracken)

Introduction Bracken, species P. aquilinum (see Appendix), is an invasive native weed of the UK and has become one of the most important pests in the British countryside. It is distributed along the sides of streams, hillslopes, margins of cultivation, as an understorey in open woodlands or as a component of herbaceous and shrubby vegetation (Nicholson and Paterson, 1976). Available records indicate that bracken in the UK, covers as much as 975,000 hectares of upland agriculture lands, as well as other areas of amenity and conservation value. Each stand of bracken is known to have the potential to expand its area by about 1-3% per year. Bracken provides a habitat for invertebrates in terms of shelter and as a food source. Forty insect species are known to be closely associated with bracken and most of them feed specifically on the plant. Small mammals and birds use bracken as nesting sites and to seek shelter. However, bracken has been associated with a health risk to stock and humans and has been linked with tick borne diseases which pose a threat of passing on Lyme disease and tick-borne encephalitis (TBE). It is estimated that Lyme disease infects 1,000 people per year (Lawton and Varvarigos, 1989). Research has also linked bracken to gastric cancer due to the carcinogenic substances contained in its fronds and spores. Milk and dairy products from cattle grazed in areas infested with bracken, water consumed from catchments covered with bracken and inhalation of spores in infested areas can all be harmful (Lawton and Varvarigos, 1989).

The need for control There are important factors that determine whether or not a particular area will be treated. Accessibility and cost are a big problem with bracken, only a small proportion of bracken grows on highly fertile soil; the majority grows on moor land and areas in Scotland where access is difficult. The question of whether or not there is a benefit to spending money on expensive spray equipment must be addressed. This point ties in with the fact that for capital investment to be attractive, there must be a reasonable assurance of

AgroThesis ISSN 1109-7981 © 2003 agriculture.gr, GREECE

13