Вертикальная ферма своими руками инструкция пошаговая

Вертикальная гидропоника: технология, рентабельность

С постоянным ростом населения нашей планеты всё острее становятся проблемы производства продовольствия, восстановления плодородных земель, загрязнения пресной воды. Культура питания, количество здоровой пищи с каждым годом становятся ниже, что непременно сказывается на здоровье людей. Выход из ситуации есть – вертикальная гидропоника.

Ее применение в отдельных странах уже сегодня приносит ощутимые результаты.

Что такое вертикальная гидропоника

Технология выращивания в многоэтажной автоматизированной теплице, где насаждения размещаются на разных ярусах, питательные вещества к корневой системе поступают прямо из раствора, то есть без участия почвы. Домашняя установка отличается от промышленной небольшим размером.

Для полноценного функционирования таким теплицам нужно на 90% меньше воды, вдвое меньше удобрений. При этом урожайность овощей, зелени, ягод, грибов вдвое выше.

Сегодня по всему миру успешно функционируют автоматизированные агропромышленные комплексы с очень высокой производительностью за счёт:

• экономии ресурсов;
• высокой урожайности;
• свежей, экологически чистой продукции все 365 дней;
• отсутствия среды для размножения болезней и вредителей, живущих в почве, а значит, необходимости бороться с ними, нанося вред растительности;
• условий труда, не связанных с тяжёлыми работами на земле, как при традиционном растениеводстве.

Так как естественное освещение успешно заменяет искусственный свет, под фермы используются заброшенные городские многоэтажки, скважины, бывшие шахты, катакомбы, тоннели, подвальные помещения, а это сразу несколько плюсов: рациональное использование территорий, экономия времени на организацию хозяйства, полный контроль климатических условий человеком, возможность выращивать витаминные овощи прямо в городе. Фото, схемы и принцип работы находятся в свободном доступе; возможно, они подскажут Вам идеи вертикальных грядок для дома.

Рентабельность вертикальной гидропоники

Если Вы планируете заняться масштабным бизнесом, то это наиболее перспективное направление. Вот несколько фактов:

• экономия земельных ресурсов, логистических затрат: бизнес в центре города или мини-ферма на территории торгового комплекса уже не новинка;
• экономия воды до 90%;
• урожайность 3-4 раза/год;
• значительное сокращение расходов на заработную плату: штат сотрудников небольшой;
• не требуется строительство теплиц, зданий, достаточно найти помещение, которое давно не эксплуатируется, и создать там подходящие условия;
• низкие риски потери урожая, так как условия роста и контроль обеспечивает человек. При наличии высокопрофессионального коллектива эти риски близятся к нулю.
• снижение энергозатрат, несмотря на сложную систему освещения.

Сразу же о минусах:

• дорогостоящее оборудование. Но при этом средняя продолжительность окупаемости продуманного бизнес-проекта около 2,5 лет;
• сбыт, который должен быть своевременным, без промежуточного этапа хранения, ведь именно за свежесть ценятся продукты, произведённые сити-фермами;

Вертикальные гидропонные установки для домашнего и промышленного использования

Существует несколько вариантов систем, включая самые безумные конструкции.

• А-образные, пирамиды. Устойчивые строения, чаще с капельной технологией полива, где высаживают кустики невысоких (чтобы не загораживали свет) растений: салата, клубники, лекарственных трав, пряной зелени.
• V-образные, в основе которых заложена система питательного слоя.
• Цилиндрические: маленькие кустики высаживаются на стенки цилиндра, а освещение подвешивается по центру. Оно стимулирует рост зелёной массы, исключая нерациональное использование электроэнергии.
• Подвесные выглядят весьма футуристично: к каркасу подвешиваются горшочки, поддоны или мешки с субстратом, а полив осуществляется капельным путём.
• Фитостены – самый эстетичный вид гидропоники для помещений, которые посещают люди. Подходят для выращивания салата, зелени, клубники, домашних цветов, но неудобны для высоких кустов томатов, других растений с большой кроной.
• Многоярусные гидропонные установки.

Любую можно разместить дома или на промышленной ферме. При этом количество крупных хозяйств стремительно растёт с каждым годом, что объясняется спросом, очевидными преимуществами.

Вертикальные домашние грядки хороши для выращивания клубники, цветов, некрупных овощных кустов, лука на перо, пряностей. Они не займут больших площадей, просты в уходе.

Мелкие и средние фермеры смогут обеспечивать продукцией близлежащие торговые объекты, животноводческие фермы; рентабельность станет очевидной уже на первом году функционирования предприятия.

Крупные предприятия требуют огромных вложений, привлечения инновационных технологий, позволяющих оптимизировать процесс производства. Но если продумать каждую мелочь, результат будет ошеломляющим.

Предлагаем посмотреть полезное видео о вертикальных фермах в США:

Гидропонное оборудование для дома

Беспочвенным методом дома, в квартире можно выращивать огурцы, томаты, баклажаны, перец, брокколи, лук, шпинат, стручковую фасоль, ягоды, пряную зелень, лекарственные травы, домашние цветы – всё, кроме плодовых, корнеплодов, клубневых культур.

Разместить домашнюю установку не составит особого труда, а работать с ней сможет даже ребёнок – любая из технологий интересна, при этом рассчитана на минимум хлопот и не испачкает маленького овощевода.

Оборудование простое; при наличии некоторых инженерных способностей и желания можно своими руками собрать конструкцию, подсмотрев фото и идеи вертикальных грядок на просторах интернета. Составить конкретный перечень оборудование невозможно: всё зависит от того, какой принцип полива выберите, где расположите конструкцию, какое растение планируете выращивать и от количества посадочных мест.

Сделать установку для салата, домашних цветов

Листья салата богаты витаминами, калием, железом, фосфором, некоторыми кислотами, а значит, он незаменим в период дефицита свежих продуктов.

Для того, чтобы собрать домашнюю установку для салата, Вам понадобятся:

• змеевик из водопроводных труб с отверстиями,
• сеточные горшки,
• аэратор,
• насос,
• распылитель,
• таймер,
• субстрат,
• минеральные соли или готовый питательный раствор,
• ёмкость.

Из этих элементов можно сделать несколько типов систем: питательного слоя, периодического затопления, глубоководных культур, капельного полива, аэрогидропонную. Всё зависит от того, как Вы будете комбинировать предложенные приборы.

Если же своими руками построить конструкцию невозможно или Вы не хотите рисковать, всегда можно купить готовые многоярусные стеллажи, подвесные системы, оригинальные стационарные либо мобильные домашние грядки.

Установка для клубники своими руками

Желание выращивать для семьи ароматную полезную ягоду стимулирует к созданию мини-грядок для клубники. Но сначала изучите требования к конструкции, условия развития растения.

Вот их примерный перечень:

• температура днём +25°, ночью +15-18°, смена этого параметра важна для улучшения вкусовых качеств, внешнего вида ягод;
• освещение, максимально приближенное к дневному. Выбирайте лампы сине-красного спектра;
• не допускается застой жидкости: откажитесь от технологий питательного слоя, глубоководных культур;
• опыление на маленьких площадях проводят при помощи вентилятора или кисточки;
• следует периодически увлажнять воздух, а трёхлетние растения стоит заменять.

Реализовать идею просто, сделав грядку для клубники своими руками на основе капельного полива. Всё оборудование продаётся в хозяйственных магазинах, кое-что найдёте в магазинах для домашних питомцев. Или обратитесь к компаниям-производителям готовых комплексов: у них можно купить готовые гидропонные установки и отдельные составляющие.

Промышленные вертикальные фермы

С ростом населения увеличивается спрос на экологически чистые продукты питания. Решить задачу способны:

• фермы по выращиванию кормов для КРС. Экономический эффект очевиден во всех отраслях животноводства и птицеводства: животные, птицы быстрее набирают вес, их здоровье, репродуктивная функция улучшаются. Качество молока, мяса, яиц становится благодаря экологически чистой подкормке значительно выше;
• хозяйства, в основе которых заложены принципы аэропоники, аквапоники – абсолютно безотходного выращивания. Лучший пример – аквапоника Израиля;
• сити-фермы. Они могут оперативно обеспечить горожан свежими не замороженными продуктами в краткие сроки на протяжении всего года. Экономно расходуя воду – ценнейший ресурс – городские фермы стали в 10 раз эффективнее обычных.

• не требуется строительство теплиц,
• экономия земель, воды,
• экологически чистые,
• отсутствуют проблемы с доставкой продукции к торговым точкам,
• создание рабочих мест для жителей города,
• снижение расходов на доставку.

Выводы: вертикальная гидропоника – отличный способ экономии водных, земельных ресурсов, ручного труда, затрат на логистику. Экологически чистые продукты, выращенные прямо в городе, постоянно поступают в торговые объекты и способны удовлетворять спрос городского населения на протяжении всего года. В промышленных масштабах особенно заметно уменьшение затрат труда и времени на уход за растениями высотного огорода.

Перспективы развития сити-фермерства очевидны, так как уже существующие промышленные городские хозяйства доказали возможность функционирования даже в суровых климатических условиях.

Полезная статья о гидропонных фермах здесь.

Источник

Фермы из профильной трубы: рассчитываем и изготавливаем своими руками

Сегодня фермы из профильной трубы по праву считаются идеальным решением для строительства гаража, жилого дома и приусадебных построек. Прочные и долговечные, такие конструкции обходятся недорого, быстры в исполнении, и с ними способен справиться любой, кто хоть немного разбирается в математике и имеет навыки резки и сварки металла.

А как правильно подобрать профиль, рассчитать ферму, сделать в ней перемычки и установить, мы сейчас подробно расскажем. Для этого мы подготовили подробные мастер-классы изготовления ферм, видео-уроки и ценные советы от наших экспертов.

Содержание

Этап I. Проектируем ферму и ее элементы

Итак, что такое ферма? Это конструкция, которая связывает опоры в единое целое. Среди ее преимуществ: высокая прочность, отличные показатели эксплуатации, невысокая стоимость и хорошая устойчивость к деформациям и внешним нагрузкам.

Благодаря тому, что такие фермы обладают высокой несущей способностью, их ставят под любые кровельные материалы, независимо от их веса.

Использование в строительстве металлических ферм из прямоугольных замкнутых профилей считается одним из самых рациональных решений. И неспроста:

1. Главный секрет в экономии, благодаря удобному соединению всех элементов решетки.
2. Еще одно ценное преимущество профильных труб для ферм – это равная устойчивость в двух плоскостях, замечательная обтекаемость и удобство эксплуатации.
3. При своем малом весе такие фермы выдерживают серьезные нагрузки.

Отличаются стропильные фермы по очертанию поясов, типу сечения стержней и видам решетки. И при правильном подходе вы самостоятельно сможете сварить и установить ферму из профильной трубы любой сложности. Даже такую:

Этап II. Приобретаем качественный профиль

Итак, прежде, чем составить проект будущих ферм, сначала нужно определиться с такими важными пунктами, как:

• контуры, размер и форма будущей крыши;
• материал изготовления верхнего и нижнего поясов фермы, а также ее решетки;
• угол наклона и планируемая нагрузка.

Запомните одну простую вещь вещь: у каркаса из профильной трубы есть так называемые точки равновесия, которые важно определить для устойчивости всей фермы. И очень важно подобрать под эту нагрузку качественный материал:

Профильные трубы для ферм бывают двух видов сечений: прямоугольного или квадратного. Выпускаются они разного диаметра, с разной толщиной стенок:

• Для малогабаритных построек мы рекомендуем трубы до 4,5 метров длиной, сечением 40х20х2 мм.
• Если вы будете изготавливать фермы длиннее 5 метров, тогда выбирайте профиль с параметрами 40х40х2 мм.
• Для полномасштабного строительства крыши жилого дома вам понадобятся профильные трубы с такими параметрами: 40х60х3 мм.

Устойчивость всей конструкции прямо пропорциональна толщине профиля, поэтому для изготовления ферм не используйте трубы, предназначенные для стоек и каркасов. Также обратите внимание, каким именно методом было изготовлено изделие: электросварным, горячедеформированным или холодным деформированнием.

Если же вы беретесь изготавливать фермы самостоятельно, берите заготовки квадратного сечения – с ними работать проще всего. Приобретите квадратный профиль 3-5 мм толщиной, который будет достаточно прочным и по своим характеристикам близок к металлическим брусьям.

Обязательно учитывайте при проектировании снеговые и ветровые нагрузки в вашей местности. Ведь большое значение при выборе профиля имеет угол наклона ферм:

Более точно спроектировать ферму из профильной трубы вы сможете при помощи онлайн-калькуляторов.

Отметим только, что самая простая конструкция фермы из профильной трубы представляет собой несколько вертикальных стоек и горизонтальные уровни, на которые можно крепить стропила для крыши. Приобрести такой каркас можно в готовом виде, даже под заказ в любом городе России.

Этап III. Рассчитываем внутреннее напряжение ферм

Самое важное и ответственное задание – это правильно произвести расчет фермы из профильной трубы и подобрать нужный формат внутренней решетки. Для этого нам понадобится калькулятор или подобное ему другое программное обеспечение, а также некоторые табличные данные СНиПов, которые за это:

• СНиП 2.01.07-85 (воздействия, нагрузки).
• СНиП п-23-81 (данные по стальным конструкциям).

По возможности ознакомьтесь с этими документами.

Форма крыши и угол наклона

Ферма нужна для какой конкретно кровли? Односкатной, двускатной, купольной, арочная или шатровой? Самый простой вариант, конечно же, это изготовление стандартного односкатного навеса. Но и достаточно сложные фермы вы также способны рассчитать и изготовить самостоятельно:

Стандартная ферма состоит из таких важных элементов, как верхний и нижний пояс, стойки, раскосы и вспомогательные подкосы, которые еще называют шпренгелями. Внутри ферм располагается система решеток, для соединения труб используется сварные швы, клепки, специальные парные материалы и косынки.

И, если вы собираетесь изготовить сложную по форме крышу, то такие фермы станут для нее идеальным вариантом. Их очень удобно изготавливать по шаблону прямо на земле, и только потом поднимать наверх.

Чаще всего при строительстве небольшого дачного домика, гаража или бытовки применяются так называемые фермы полонсо – особая конструкция треугольных ферм, соединенных затяжками, и нижний пояс здесь выходит приподнятым.

По сути, в этом случае, чтобы повысить высоту конструкции, нижний пояс делают ломаным, и он тогда составляет 0,23 от длины полета. Для внутреннего пространства помещения очень удобно.

Итак, всего есть три основных варианта изготовления фермы в зависимости от наклона крыши:

• от 6 до 15°;
• от 15 до 20°;
• от 22 до 35°.

В чем разница спросите вы? Например, если угол конструкции будет небольшой, всего до 15°, тогда фермы рационально делать трапециевидной формы. И при этом вполне можно уменьшить вес самой конструкции, беря в высоту от 1/7 до 1/9 от от общей длины полета.

Т.е. руководствуйтесь таким правилом: чем меньше вес, тем больше должна быть высота фермы. А вот если мы вас будет иметь уже сложную геометрическую форму, тогда нужно выбрать другой тип фермы и решеток.

Виды ферм и формы крыши

Вот пример конкретных ферм для каждого вида крыши (односкатной, двускатной, сложной):

Давайте разберемся с видами ферм:

• Треугольные фермы – классика изготовления основы для крутых скатов крыши или навесов. Сечение труб для таких ферм нужно подбирать с учетом веса кровельных материалов, а также эксплуатации самой постройки. Треугольные фермы хороши тем, что обладают простыми формы, просты в расчете и исполнении. Их ценят за подкровельное обеспечение естественным светом. Но отметим и недостатки: это дополнительные профили и длинные стержни в центральных сегментах решетки. А также здесь вам придется столкнуться с некоторыми сложностями при сварке острых опорных углов.
• Следующий вид – полигональные фермы из профильной трубы. Они незаменимы при сооружении больших площадей. Сварка у них уже более сложной формы, а поэтому для облегченных конструкций их не проектируют. Зато такие фермы отличаются большей экономией металла и прочностью, что особенно хорошо для ангаров с большими пролетами.
• Прочной считается также ферма с параллельными поясами. Отличается от других такая ферма тем, что у нее все детали – повторяющиеся, с одинаковой длиной стержней, поясов и решеток. То есть здесь минимум стыков, а поэтому рассчитывать и варить такую из профильной трубы проще всего.
• Отдельный вид – это односкатная трапециевидная ферма с опорой на колонны. Такая ферма идеальна, когда необходима жесткая фиксация сооружения. У нее есть уклоны (раскосы) по боковым сторонам и отсутствуют длинные стержни верхней обрешетки. Подходит для крыш, которым особенно важна надежность.

Вот пример изготовления ферм из профильной трубы как универсального варианта, который подходит для любых садовых построек. Речь идет о треугольных фермах, и вы наверняка их уже видели много раз:

Треугольная ферма с ригелем тоже достаточно проста, и вполне подходит для строительства беседок и бытовки:

А вот арочные фермы в изготовлении уже намного сложнее, хотя и обладают рядом своих ценных преимуществ:

Главное ваша задача – центрировать элементы фермы из металла от центра тяжести по всем направлениям, говоря простым языком, минимизировать нагрузку и грамотно ее распределить.

Поэтому выбирайте тот вид ферм, который подходит для этой цели больше. Кроме перечисленных выше, популярностью пользуются также ферма-ножницы, асимметричная, П-образная, двухшарнирная, ферма с параллельными поясами и мансардная ферма с опорами и без них. А также мансардный вид фермы:

Типы решеток и точечная нагрузка

Вам будет интересно узнать, что определенный дизайн внутренних решеток ферм подбирается вовсе не из эстетических соображений, а вполне практичных: под форму крыши, геометрию потолка и расчет нагрузок.

Вам нужно спроектировать свою ферму таким образом, чтобы все силы сосредотачивались конкретно в узлах. Тогда в поясах, раскосах и шпренгелях изгибающих моментов не будет – они станут работать только на сжатие и растяжение. И тогда сечение таких элементов уменьшают до необходимого минимума, значительно при этом экономя на материале. И саму ферму ко всему вы спокойно можете сделать шарнирной.

В противном случае, на ферму будут постоянно действовать распределенная по стержням сила, и появится изгибающий момент, в дополнение к общему напряжению. И здесь тогда важно грамотно просчитать максимальное изгибающее значения для каждого отдельного стержня.

Тогда сечение таких стержней должно быть больше, чем если бы сама ферма была нагружена точечными силами. Подведем итог: фермы, на которых распределенная нагрузка действует равномерно, изготавливают из коротких элементов с шарнирными узлами.

Давайте разберемся, в чем преимущество того или иного вида решетки в плане распределения нагрузки:

• Треугольная система решетки всегда применяются в фермах с параллельными поясами и трапецеидальной ферме. Ее основное преимущество в том, что она дает самую маленькую суммарную длину решетки.
• Раскосная система хороша при небольшой высоте ферм. Но расход материала на нее немалый, ведь здесь весь путь усилия идет через узлы и стержни решетки. А поэтому при проектировании важно заложить максимум стержней, чтобы длинные элементы оказались растянутыми, а стойки – сжатыми.
• Еще один вид – шпренгельная решетка. Ее изготавливают в случае нагрузок верхнего пояса, а также тогда, когда нужно уменьшить длину самой решетки. Здесь преимущество в соблюдении оптимального расстояния между элементами всех поперечных конструкций, которое, в свою очередь, позволяет сохранить нормальное расстояние между прогонами, что будет практичным моментом для монтажа элементов кровли. Но создавать такой решетку своими руками – довольно трудоемкое занятие с дополнительным расходам металла.
• Крестовидная решетка позволяет распределить нагрузку на ферму сразу в обоих направлениях.
• Еще один вид решетки – перекрестная, где раскосы крепятся прямо к стенке фермы.
• И, наконец полураскосная и ромбическая решетки, самая жесткая из перечисленных. Здесь взаимодействует сразу две системы раскосов.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, где собрали все виды ферм и их решеток вместе:

Вот пример того, как изготавливают ферму с треугольной решеткой:

Изготовление фермы с раскосной решеткой выглядит так:

Нельзя сказать, что какой-то из видов ферм определенно лучше или хуже другого – каждый из них ценен меньшим расходом материалов, более легким весом, несущими способностями и методом крепления. Рисунок отвечает за то, какая схема нагрузок будет на нее действовать. И от выбранного типа решетки напрямую будет зависеть то, какой будет вес фермы, внешний вид и трудоемкость ее изготовления.

Отметим еще такой необычный вариант изготовления фермы, когда она сама по себе становится частью или опорой для другой, деревянной:

Этап IV. Изготавливаем и устанавливаем фермы

Мы дадим вам несколько ценных советов, как самостоятельное без особых сложностей сварить такие фермы прямо у себя на участке:

• Вариант первый: можно обратиться к заводу, и они сделают на заказ по вашему рисунку все нужные отдельные элементы, которые вам останется только сварить уже на месте.
• Второй вариант: приобретите готовый профиль. Тогда вам останется только обшить фермы изнутри досками или фанерами, а в промежутке уложить по необходимости утеплитель. Но и обойдется этот способ, конечно же, дороже.

Вот, к примеру, хороший видео-урок, как удлинить трубу при помощи сварки и достичь идеальной геометрии:

Вот также очень полезное видео, как отрезать трубу под углом 45°:

Итак, теперь подходим непосредственно к сборке самих ферм. Справиться с этим вам поможет такая пошаговая инструкция:

• Шаг 1. Сначала подготовьте фермы. Лучше их заранее сваривать прямо на земле.
• Шаг 2. Установите вертикальные опоры для будущих ферм. Крайне важно, чтобы они были действительно вертикальными, поэтому проверьте их отвесом.
• Шаг 3. Теперь возьмите продольные трубы и приварите их к опорным стойкам.
• Шаг 4. Поднимите фермы и приварите их к продольным трубам. После этого все места соединения важно очистить.
• Шаг 5. Готовый каркас покрасьте специальной краской, предварительно очистив и обезжирив его. Особое внимание при этом уделите местам соединения профильных труб.

С чем еще сталкиваются те, кто изготавливает такие фермы в домашних условиях? Во-первых, заранее продумайте опорные столики, на которых вы будете класть ферму. Далеко не лучший вариант бросить ее на землю – работать будет очень неудобно.

Поэтому лучше поставить небольшие мосты-опоры, которые будут немного шире, чем нижний и верхний пояс фермы. Ведь вы будете вручную замерять и вкладывать между поясами перемычки, и важно, чтобы они не проваливались на землю.

Следующий важный момент: фермы из профильной трубы тяжеловаты на вес, а поэтом вам понадобится помощь минимум еще одного человека. Кроме того, не помешает подмога и в такой нудной и кропотливой работе, как зашкуривание металла перед варкой.

Также в некоторых конструкциях приходится сочетать разные виды ферм, чтобы присоединить крышу к стене здания:

Еще учитывайте, что нарезать фермы вам нужно будет много, для всех элементов, а поэтому советуем вам либо приобрести, либо соорудить самодельный станок по типу того, что в нашем мастер-классе. Вот как он работает:

Во так, шаг за шагом, вы составите чертеж, рассчитаете решетку фермы, сделаете заготовки и сварите конструкцию уже на месте. Причем у вас в расходе будут также и остатки профильных труб, поэтому, ничего не нужно будет выбрасывать – все это понадобится для второстепенных деталей навеса или ангара!

Этап V. Зачищаем и окрашиваем готовые фермы

После того, как вы установите фермы на их постоянное место, обязательно обработайте их антикоррозийными составами и окраски полимерными красками. Идеально подойдет для этой цели краска, которая отличается долговечностью и устойчивостью к ультрафиолету:

Вот и все, ферма из профильной трубы готова! Остаются только финишные работы по обшивке ферм изнутри отделкой и снаружи кровельным материалом:

Поверьте, изготовить металлическую ферму из профильной трубы для вас на самом деле не составит большого труда. Огромную роль играет грамотно составленный чертеж, качественная сварка фермы из профильной трубы и желание все сделать правильно и аккуратно.

Источник