Как рассчитать ферму под навес: Как правильно рассчитать фермы для навесов: чертеж и правила сборки

Расчёт фермы для навеса: формулы, которые понадобится использовать

Навес является простой архитектурной конструкцией, которая применяется в самых различных целях. В большинстве случаев его изготавливают при отсутствии гаража с накрытием на даче или для того, чтобы защитить площадку для отдыха от сильных лучей солнца. Для обеспечения надежности и прочности подобной постройки небольших размеров понадобится произвести расчет навеса. В конечном итоге можно будет получить данные, которые смогут показать, какие фермы будут использоваться и как их нужно будет варить.

Схему закрепления профильных труб можно увидеть на рис. 1.

На рисунке 1 изображена схема закрепления труб

Как рассчитать фермы для навеса своими руками?

Для того чтобы произвести расчет подобной конструкции для навеса, понадобится подготовить:

• Калькулятор и специальное программное обеспечение;
• СНиП 2.01.07-85 и СНиП П-23-81.

При проведении расчетов надо будет выполнить следующие действия:

1. Прежде всего понадобится выбрать схему фермы. Для этого определяются будущие контуры. Очертания нужно выбирать исходя из основных функций навеса, материала и других параметров;
2. После этого надо будет определить габариты изготавливаемой конструкции. Высота будет зависеть от типа кровли и используемого материала, веса и других параметров;
3. Если размеры пролета превышают 36 м, понадобится произвести расчет для строительного подъема. В данном случае имеется ввиду обратный погашаемый изгиб от нагрузок на ферму;
4. Необходимо определить размеры панелей сооружения, которые должны соответствовать расстояниям между отдельными элементами, которые обеспечивают передачу нагрузок;
5. На следующем этапе определяется расстояние между узлами, которое чаще всего равняется ширине панели.

При произведении расчетов следуйте таким советам:

1. Понадобится все значения высчитать в точности. Следует знать, что даже малейший недочет приведет к ошибкам в процессе произведения всех работ по изготовлению конструкции. Если нет уверенности в собственных силах, то рекомендуется сразу же обратиться к профессионалам, которые имеют опыт в проведении подобных расчетов;
2. Для облегчения работы можно использовать готовые проекты, в которые останется лишь подставить имеющиеся значения.

На этом фото изображено металлическое укрытие

В процессе выполнения расчета фермы следует помнить, что в случае ее увеличивающейся высоты будет увеличиваться и несущая способность. В зимнее время года снег на подобном навесе практически не будет накапливаться. Для того чтобы увеличить прочность конструкции, следует установить несколько прочных ребер жесткости.

Для сооружения фермы лучше всего использовать трубу из железа, которая имеет небольшой вес, высокую прочность и жесткость. В процессе определения размеров для подобного элемента понадобится учитывать следующие данные:

1. Для конструкций небольших размеров, ширина которых составляет до 4,5 м, понадобится использовать трубу из металла 40х20х2 мм;
2. Для конструкций, ширина которых составляет менее 5,5 м, нужно использовать трубу с размерами 40х40х2 мм;
3. Если ширина фермы составит более 5,5 м, лучше всего применить трубу 60х30х2 мм или 40х40х3 мм.

В процессе планирования шага ферм следует учитывать, что максимально возможное расстояние между трубами навеса составляет 1,7 м. Только в таком случае можно будет сберечь надежность и прочность конструкции.

Пример расчета ферм для навеса

1. В качестве примера будет рассмотрен навес шириной 9 м уклоном в 8°. Пролет сооружения составляет 4,7 м. Нагрузки снега для региона находятся на уровне 84 кг/м²;
2. Вес фермы составляет приблизительно 150 кг (следует взять маленький запас на прочность). Вертикальная нагрузка составляет 1,1 т на стойку с высотой 2,2 м;
3. Одним концом ферма будет опираться на стенку постройки из кирпича, а вторым — на колонну для опоры навеса с помощью анкерных болтов. Для изготовления фермы используется квадратная труба 45х4 мм. Следует заметить, что с подобным приспособлением достаточно удобно работать;
4. Лучше всего изготавливать фермы с параллельными поясами. Высота каждого из элементов составляет 40 см. Для раскосов используется труба сечением 25х3 мм. Для нижнего и верхнего пояса применяется труба 35х4 мм. Козырьки и другие элементы нужно будет сварить друг с другом, потому толщина стенки будет 4 мм.

В конечном итоге можно будет получить следующие данные:

• Расчетное сопротивление для стали: Ry = 2,45 T/см²;
• Коэффициент надежности — 1;
• Пролет для фермы — 4,7 м;
• Высота фермы — 0,4 м;
• Число панелей для верхнего пояса конструкции — 7;
• Углы нужно будет варить через один.

Все нужные данные для расчетов можно будет найти в специальных справочниках. Однако профессионалы рекомендуют производить расчеты подобного типа с помощью использования программного обеспечения. Если будет допущена ошибка, то изготавливаемые фермы сложатся под воздействием нагрузок снега и ветра.

Как рассчитать ферму для навеса из поликарбоната?

Навес является сложной конструкцией, поэтому перед приобретением определенного количества материала понадобится смета. Каркас для опоры должен иметь возможность выдерживать любые нагрузки.

Для того чтобы произвести профессиональный расчет конструкции из поликарбоната, рекомендуется обратиться за помощью к инженеру с опытом подобной работы. Если навес являет собой отдельную конструкцию, а не пристройку к частному дому, то расчеты усложнятся.

Уличная кровля состоит из столбиков, лаг, ферм и покрытия. Именно эти элементы и нужно будет рассчитывать.

Если планируется изготовить навес из поликарбоната арочного типа, то не получится обойтись без использования ферм. Фермы являются приспособлениями, которые связывают лаги и опорные столбики. От подобных элементов будут зависеть размеры навеса.

Навесы из поликарбоната, в качестве основы которых применяются металлические фермы, изготавливать достаточно сложно. Правильный каркас сможет распределять нагрузку по опорным столбикам и лагам, при этом конструкция навеса не будет разрушаться.

Для монтажа поликарбоната лучше всего использовать профильные трубы. Основной расчет фермы — учет материала и уклона. К примеру, для односкатной навесной конструкции с маленьким уклоном применяется неправильная форма фермы. Если конструкция имеет маленький угол, то можно использовать металлические фермы в форме трапеции. Чем больше радиус структуры арки, тем меньше существует возможностей задержки снега на кровле. В данном случае несущая способность фермы будет большой (рис. 2).

На рисунке 2 изображен будущий навес покрытый поликарбонатом

Если используется простая ферма домиком размерами 6х8 м, то расчеты будут такими:

• Шаг между столбиками для опоры — 3 м;
• Количество металлических столбиков — 8 шт;
• Высота ферм под стропами — 0,6 м;
• Для устройства обрешетки крыши понадобится 12 профильных труб с размерами 40х20х0,2 см.

В некоторых случаях можно сэкономить путем уменьшения количества материала. К примеру, вместо 8-ми стоек можно установить 6. Можно также сократить обрешетку каркаса. Однако не рекомендуется допускать потерю жесткости, так как это может привести к разрушению сооружения.

Подробный расчет фермы и дуги для навеса

В данном случае будет производиться расчет навеса, фермы которого устанавливаются с шагом 1 м. Нагрузка на подобные элементы от обрешетки передается исключительно в узлах фермы. В качестве материала для кровли используется профнастил. Высота фермы и дуги может быть любой. Если это навес, который примыкает к основной постройке, то главным ограничителем является форма кровли. В большинстве случаев сделать высоты фермы больше 1 м не получится. С учетом того, что понадобится делать ригеля между колоннами, максимальная высота составит 0,8 м.

Схему навеса по фермам можно увидеть на рис. 3. Голубым цветом обозначаются балки обрешетки, синим цветом — ферма, которую нужно будет рассчитывать. Фиолетовым цветом обозначаются балки или фермы, на которые будут опираться колонны.

В данном случае будет использоваться 6 ферм треугольной формы. На крайние элементы нагрузка будет в несколько раз меньше, чем на остальные. В данном случае металлические фермы будут консольными, то есть их опоры располагаются не на концах ферм, а в узлах, которые изображены на рис. 3. Такая схема позволяет равномерно распределять нагрузки.

На рисунке 3 изображена схема укрытия по фермам

Расчетная нагрузка составляет Q = 190 кг, при этом снеговая нагрузка равна 180 кг/м². Благодаря сечениям возможно произвести расчет усилий во всех стержнях конструкции, при этом нужно учитывать тот факт, что ферма и нагрузка на данный элемент является симметричной. Следовательно, понадобится рассчитывать не все фермы и дуги, а лишь некоторые из них. Для того чтобы свободно ориентироваться в большом количестве стержней в процессе расчета, стержни и узлы промаркированы.

Формулы, которые понадобится использовать при расчете

Понадобится определить усилия в нескольких стержнях фермы. Для этого следует использовать уравнение статического равновесия. В узлах элементов шарниры, потому значение моментов изгиба в узлах фермы равно 0. Сумма всех сил по отношению к оси x и y тоже равна 0.

Понадобится составить уравнение моментов по отношению к точке 3 (д):

М3 = -Ql/2 + N2-a*h = 0, где l — расстояние от точки 3 до точки приложения силы Q/2, которое составляет 1,5 м, а h — плечо действия силы N2-a.

Ферма имеет расчетную высоту 0,8 м и длину 10 м. В таком случае тангенс угла a составит tga = 0,8/5 = 0,16. Значение угла a = arctga = 9,09°. В конечном итоге h = lsina. Из этого следует уравнение:

N2-a = Ql/(2lsina) = 190/(2*0,158) = 601,32 кг.

Таким же образом можно определить значение N1-a. Для этого понадобится составить уравнение моментов по отношению к точке 2:

М2 = -Ql/2 + N1-a*h = 0;

N1-a*h = Ql/2;

N1-a = Q/(2tga) = 190/(2*0,16) = 593,77 кг.

Проверить правильность вычислений можно путем составления уравнения сил:

EQy = Q/2 — N2-asina = 0; Q/2 = 95 = 601,32 * 0,158 = 95 кг;

EQx = N2-acosa — N1-a = 0; N1-a = 593,77 = 601,32 * 0,987 = 593,77 кг.

Условия статистического равновесия выполнены. Любое из уравнений сил, которые использовались в процессе проверки, можно использовать для того, чтобы определить усилия в стержнях. Дальнейший расчет ферм производится таким же образом, уравнения не изменятся.

Стоит знать, что расчетную схему можно составить, так чтобы все продольные силы направлялись от поперечных сечений. В таком случае знак «-» перед показателем силы, который получен при расчетах, покажет, что подобный стержень будет работать на сжатие.

Для того чтобы определить усилие в стержне з-и, понадобится первым делом определить значение угла у: h = 3siny = 2,544 м.

Подробную информацию о том как рассчитать навес с помощью программы вы сможете узнать просмотрев это видео:

Ферма для навеса своими руками рассчитывается несложно. Понадобится лишь знать основные формулы и уметь их использовать.

Как рассчитать навес из металла — otente.ru

Автор admin На чтение 9 мин. Просмотров 548 Опубликовано 05.09.2015

Навес является одной из самых распространенных конструкций, к строительству которой люди прибегают достаточно часто, не имея практически никакого опыта и навыков в данной сфере. Дело в том, что в большинстве случаев навесы сооружаются для того, чтобы защитить от воздействия климатических условий, осадков и некоторых других повреждений тот или иной предмет. Чаще всего закрывается таким образом автомобиль, детская площадка, небольшая территория на дачном участке, отведенная под отдых на природе. Также навес можно соорудить для защиты бассейна от попадания в него мусора. От того, в каких именно целях используется навес, для него может быть выбран соответствующий материал, форма и инструменты для возведения конструкции. Так, например, обычный теневой навес может быть сделан из нескольких деревянных или металлических стоек и накинутого сверху тента. Для более массивных сооружений этого будет недостаточно, и, скорее всего, вам придется прибегнуть к некоторым дополнительным элементам, которые позволят укрепить всю конструкцию.

В большинстве случаев навесы сооружаются для защиты от воздействия климатических условий, осадков тот или иной предмет.

К таким элементам относятся металлические фермы, которые используются не только для сооружения навесов, но и имеют широкое распространение в таком виде конструкций, как ангары. Данные конструкции имеют стержневые основы, которые могут быть использованы как для перекрытия, так и для его основы. Такое широкое распространение фермы получили благодаря тому, что они оказываются и в процессе монтажа, и в процессе дальнейшей эксплуатации намного выгоднее, нежели обычные балки. Высокие показатели прочности и устойчивости перед механическими и химическими воздействиями оправдывают в полной мере усилия и время, потраченные на возведение навеса именно из этого материала. Из отдельных стержней сооружаются абсолютно любые геометрические фигуры, которые позволяют возвести навес для любых целей. При этом стоит отметить еще и тот факт, что материал практически не подвержен никаким коррозийным проявлениям, вес конструкции существенно ниже, чем вес привычных деревянных или бетонных каркасов для навесов. Все это позволяет говорить о том, что более подходящего материала для возведения крупного навеса найти пока невозможно.

Вам может быть интересно: Сайт о канализации.

Основные элементы ферм для навесов и их расчет

Схема фермы для навеса.

Данное сооружение является так называемым каркасом всего покрытия. Для того чтобы поставить ферму, необходимо несколько прямых стержней, которые соединяются между собой в узлах. Узлы могут быть шарнирными и жесткими. В результате строение представлено:

• верхним и нижним поясами;
• стойками;
• раскосами.

На основе данной конструкции и по ее принципу сооружается масса строений. Например, с помощью ферм возводятся павильоны, сцены, мосты, гаражи, заводы и многое другое. Поэтому, если в ваших планах есть соорудить что-то из списка выше, то навыков, полученных в результате установки навеса, вам обязательно должно хватить.

Если вы намерены поставить навес именно с помощью данных материалов, то у вас будет 2 способа, с помощью которых можно будет осуществить это мероприятие.

Схема устройства навеса из поликарбоната.

Первый, самый простой, заключается в том, что вы приобретаете фермы в готовом виде. Данный вариант подходит тем, у кого имеется достаточное количество материальных средств, но нет желания и возможностей приступать к самостоятельному сооружению.

Если же вы намерены сэкономить на строительстве навеса, то вы, скорее всего, предпочтете другой путь. Связан он с тем, что все монтажные работы будут осуществляться вами самостоятельно. При этом особое внимание нужно будет обратить на необходимость осуществления большого количества расчетов нагрузок, которые оказываются на все элементы конструкции. Именно согласно этим данным нужно будет выбирать тот или иной материал. После того как материалы будут выбраны и подготовлены, нужно будет приступать к монтажу всей системы. Если что-то будет сделано не так, то ферма из профильных труб не сможет прослужить вам столько времени, на которое вы рассчитываете. Многое зависит от того, под каким углом будет накрыта крыша навеса.

Вернуться к оглавлению

Как правильно рассчитать ферму для навесов?

Схема расчета треугольной фермы.

В соответствии с требованиями СНиП, для расчета конструкции для того или иного навеса (независимо от его формы и функциональной принадлежности) необходимо пройти через несколько стадий в процессе определения нагрузки на сооружение. Для этого сначала необходимо выбрать схему строения. На данном этапе определяются контуры поясов фермы. Зависит эта схема от того, какие функции должен будет выполнять навес, от того, какая крыша будет на нем, и от того, под каким углом она будет размещаться.

После этого вам предстоит определиться с размерами будущего строения. Высота фермы будет зависеть от того, какой кровельный материал планируется наносить на нее, от того, будет ли ферма стационарной или передвижной. Длина же определяется в соответствии с принципами экономии. В том случае если пролеты между стойками будут превышать расстояние в 36 метров, необходим будет еще и расчет строительного подъема. Это так называемый обратный изгиб сооружения от ощущаемых нагрузок. Далее вы должны будете определить размеры панелей. Зависит это от того, каким является промежуток между деталями, распределяющими нагрузку на всю конструкцию. Помимо этого, панели должны соответствовать углу раскоса фермы. В зависимости от панелей и их размеров, определяется еще и расстояние между узлами ферм. Эти показатели должны совпадать.

И все-таки, даже если все вышеперечисленные этапы показались вам достаточно простыми, стоит посоветоваться с профессиональным конструктором. Он даст вам советы относительно схемы, которую вы составите, что-то подкорректирует. Только тогда можно будет переходить непосредственно к реализации проекта. Другой вариант связан с тем, что на этапе составления схемы можно пользоваться уже готовыми материалами и расчетами. Так, например, многие конструкторы в своих блогах делятся уже имеющимся опытом. И если показатели их сооружения схожи с вашими, то нет ничего дурного в том, что за основу вы возьмете уже проверенную схему.

Вернуться к оглавлению

Как рассчитать конструкцию классической фермы

Схема треугольной стропильной фермы.

Одним из самых распространенных видов ферм является ферма-арка. В ее состав входит 2 пояса: верхний и нижний. Направляющим здесь будет именно нижний пояс, который выполняется в виде дуги. Соединение профилей осуществляется с помощью так называемых ребер жесткости. Радиус самой арки может иметь абсолютно любые размеры. Выбор ваш будет зависеть в большей степени от природных условий, в которых располагается здание и от его высоты. Ну и, конечно же, многое находится в прямой зависимости от имеющихся у вас материальных средств. Ведь чем выше арка и сама ферма, тем дороже она будет стоить.

Самым главным качеством и фактором, на который нужно обратить особое внимание, станет такой показатель, как несущая способность фермы. Она тоже зависит от высоты, так как чем выше сооружение, тем меньшее количество снега будет на нем задерживаться. Помимо этого, на возможность противостоять нагрузкам будет влиять еще и то, какое количество ребер жесткости будет закреплено в ферме. Все детали между собой должны быть закреплены максимально прочно, поэтому лучше всего самостоятельно сварить ферму для навеса.

Для ферм использование металлических профильных труб наиболее предпочтительно, так как они практически не деформируются, позволяют возводить массивные сооружения, вес которых получается незначительным, так как внутри все эти трубы пустые. Помимо вышеуказанных преимуществ, можно отметить еще и то, что стоимость готового навеса окажется минимальной по сравнению с остальными вариантами. Ну и, как уже было сказано, все это приводит к тому, что прослужат такие конструкции очень долго.

Вернуться к оглавлению

Какие данные нужны для расчета нагрузки на ферму?

Схема висячих стропил.

Сперва необходимо определиться со значениями коэффициента μ (определяет переход нагрузки снега на земле на нагрузку снежного покрова на навес) на каждом пролете верхнего пояса. Для этого вам потребуется определиться с углом наклона касательных. Так, например, на первом пролете угол будет равен примерно 48°, на втором — 40°, на третьем — 30°.И так, с каждым пролетом угол будет уменьшаться. Формула нагрузки на навес рассчитывается из показателей Q и l. Здесь Q — нагрузка от снежного покрова на первый узел фермы, l — длина металлических стержней. Для того чтобы рассчитать их, вам нужно вычесть cos угла, под которым располагается перекрытие. В связи с этим, на 1 пролете μ = cos1.8.48 = 0,07. Для того чтобы рассчитать l, нужно cos этого угла умножить на 0,6, поэтому l = 0.6.cos48 = 0.4 м. Что касается нагрузки на навес, то формула ее расчета представляет собой произведение l и μ и 180. Таким образом, Q = 180.0.07.0.4 = 5 кг. В соответствии с другими показателями, эти же показатели будут равны следующим значениям: на 2 пролете μ = 0.3, l = 0.5 м, Q = 29 кг. На 3 пролете μ = 0.5, l = 0.54 м, Q = 56 кг.

Соединив вместе все показатели, вы сможете рассчитать общую нагрузку фермы на почву, а также выбрать правильные материалы и их габариты (например, длину балок).

Итак, в соответствии с требованиями СНиП, именно фермы из металлических профильных труб способны и противостоять нагрузкам (от снега, ветра и дождя), и не слишком сильно «давить» на поверхность земли. Для того чтобы соорудить большой навес, вам потребуются трубы с сечением 40*40 мм, толщина стенок которых будет равна 3 мм. Чуть тоньше (2 миллиметра) потребуются трубы для навесов длиной от 4,5 до 5,5 метров. Остальные показатели останутся такими же. Ну, а габариты маленького навеса должны быть примерно равными 40*20 мм. Для перекрытия, крыша которого располагается под уклоном в 25-30°, необходимо выбрать треугольную форму ската. При этом если длина одного пролета не превысит 30 метров, то высота козырька в таком случае должна составлять приблизительно пятую часть от длины пролета. Благодаря этому, весить данная ферма будет немного.

Как рассчитать и изготовить ферму навеса, отвечающую современным требованиям надёжности

Главная » Статьи » Как рассчитать и изготовить ферму навеса, отвечающую современным требованиям надёжности

Навес – это удобное и практичное сооружение, позволяющее организовать защиту территории от дождя, снега и сугробов. Простой по конструкции навес может во многих случаях заменить гараж или дачную беседку. Для того чтобы обеспечить конструкции прочность и устойчивость, необходимо грамотно изготовить ферму навеса и установить её на опорные столбы. Продуманное проектирование, точный расчёт, профессиональное изготовление, и монтаж позволят получить аккуратную устойчивую конструкцию, хорошо вписывающуюся в любое оформление придомовой территории или загородного участка.

Ферма – основная несущая конструкция навеса, она представляет собой металлокаркас с двумя поясами – верхним и нижним. Пояса соединены раскосами и стойками таким образом, что готовая конструкция может выдерживать высокие весовые нагрузки, обеспечивая навесу прочность, надёжность и долговечность.

Из какого материала изготовить ферму навеса

Обычно фермы изготавливаются из профильных труб, их сечение выбирается в зависимости от габаритов будущего навеса, толщина стенки труб составляет не менее 2 мм. У таких труб имеются существенные преимущества перед монолитными балками:

• они не деформируются даже при высоких нагрузках;
• экономически выгодны;
• имеют небольшой вес за счёт внутренней полости трубы;

С их помощью можно создавать надёжные конструкции с долгим сроком эксплуатации.

В некоторых случаях вместо профильных труб используются круглые, дополненные уголками с косынками, или же уголок.

Изготовить ферму навеса необходимо с достаточным запасом прочности для их максимально высокой надёжности. Как правило, для крупных конструкций такой запас составляет 50%.

Критерии прочности ферм

Прочность конструкции рассчитывается в зависимости от условий, в которых будет эксплуатироваться ферма.

Критерии, которые следует учесть, прежде чем изготовить ферму навеса:

• период эксплуатации самого строения;
• размеры площади, которую закрывает навес;
• конфигурация фермы;
• высота колонн или опорных столбов;
• материал покрытия навеса.

В зависимости от конфигурации будущей постройки и её предполагаемого дизайна можно изготовить ферму навеса, имеющую ту или иную форму.

Треугольные фермы различных вариантов, а также трапециеобразные конструкции целесообразны при строительстве крупных построек, так как просты в изготовлении, имеют большую несущую способности, и легко изготавливаются.

Фермы с поясами, расположенными параллельно, чаще всего используются для плоских крыш.

Арочные фермы изготавливаются с разными вариантами решетки, обеспечивающей жёсткость конструкции. Они выглядят наиболее эстетично, и широко востребованы в строительстве навесов любого назначения.

Если запланировано строительство навеса небольших или средних габаритов, целесообразно использовать типовые решения, они имеют высокий запас прочности. Информацию для расчёта несущей способности всем можно взять из любого строительного справочника. Однако специалисты рекомендуют использовать для расчёта специальные компьютерные программы. Ошибки в расчёте ферм категорически исключаются, так как такая ферма может не выдержать снеговой и ветровой нагрузки и деформироваться.

Какие преимущества можно получить, если по всем правилам изготовить ферму навеса

•  Сварные стальные фермы способны выдерживать высокие нагрузки;
• они значительно упрощают строительство навесов, а также других построек подобного типа;
• конструкции имеют невысокую материало – и металлоёмкость. Так ферма по прочностным характеристикам способна заменить балку из металла, имеющую втрое больший вес. При этом ещё и оказывается более стойкой на изгиб;
• фермы легче, чем конструкции из двутавров, а также прочнее их. Более того, они намного практичнее и удобнее в установке;
• на таких конструкциях можно монтировать любого типа кровлю, или же обрешётку.

Правильно сделанный расчёт и использование современных технологий, позволяющих изготовить ферму навеса и остальные его конструкции, даёт возможность быстро и качественно построить сооружение, полностью отвечающее самым требовательным запросам.

       

Расчет навеса с арочными фермами / Доктор Лом

Делать арочные фермы при пролете 6 метров вовсе не обязательно, вполне можно обойтись просто арочными балками, изготовленными из профильной трубы. Тут возможны несколько вариантов расчета. Рассмотрим эти варианты по мере возрастания сложности расчета. 1 вариант: Расчет балки — криволинейного бруса с большим радиусом кривизны Вообще-то, арочная ферма, которую мы рассчитывали ранее — это и есть криволинейный брус (стержень) сквозного сечения. Соответственно арочная балка из профильной трубы — это криволинейный брус сплошного сечения. Вот и вся разница. Комментарии (24) Поликарбонат — достаточно новый строительный материал. В том смысле, что в Советском Союзе поликарбонат не использовался, а потому не было никаких ГОСТов или СП, регламентирующих параметры и свойства поликарбоната. Не появились подобные нормативные документы и за последние 20 лет использования поликарбоната. В основном потому, что производится поликарбонат все больше за границей или на совместных предприятиях и отвечает требованиям пока мало известных нам норм. Зато рекламных материалов, посвященных удивительным и невероятным свойствам поликарбоната, в сети немало. И про прекрасные прочностные свойства, типа в 200 раз прочнее стекла,  и про чудесные упругопластические свойства, мол, выгибать можно по достаточно малому радиусу, и светопроницаемость лучше, чем у стекла и срок службы огромный, чуть ли не 20 лет, и так далее. Все это, конечно, очень хорошо, но для расчета конструкций нужны несколько другие данные, а именно геометрические характеристики поперечного сечения, расчетное сопротивление сжатию и растяжению (если разное), модуль упругости. А такой информацией ни производители, ни продавцы делиться не торопятся, потому как вместе с поликарбонатом к нам с Запада пришла узкая специализация. Комментарии (7) Ну а теперь пришло время поговорить о самом интересном — расчете арочной фермы. При выбранной нами расчетной схеме максимальная нагрузка будет на средние фермы. Одна из таких ферм обозначена на расчетной схеме синим цветом. Именно ее нам и нужно рассчитать: Комментарии (11) Рассмотрим ситуацию, когда хочется сделать открытую беседку в саду в виде галереи. И чтоб галерея имела сводчатое покрытие и была вся такая воздушная и прозрачная. В этом случае сотовый поликарбонат по арочным фермам, изготовленным из металлопрофиля, подойдет как нельзя лучше. Сейчас арочные фермы в малоэтажном строительстве достаточно популярны. Арочные фермы используют все больше из дизайнерских соображений — арки, символизирующие издревле небесный свод, да еще и с покрытием из светопрозрачных материалов, например, поликарбоната, создают впечатление невероятного простора и свободы. Изготавливаться арочные фермы могут из любого материала, но самым популярным остается металлическая профильная труба. А если для изготовления арочных ферм будет использоваться профиль одного- двух сечений, опять же из эстетических соображений, то расчет такой фермы и всей конструкции в целом будет не таким уж и сложным, как может показаться. Комментарии (5) Казалось бы, эка невидаль — поликарбонат. Да прикрутить его саморезами для профнастила и дело с концом! Дешево и сердито, особенно если особенная теплоизоляция на стыках не требуется. Однако срываемые во время сильных ветров листы поликарбоната наводят на мысль, что это не совсем верный подход к решению проблемы и поликарбонатные листы нужно крепить как минимум специально предназначенными для этого креплениями, и даже в этом случае шаг между креплениями следует подбирать не на глаз, а по расчету. Существует два основных вида креплений для листов поликарбоната — ленточные и точечные. Когда в поликарбонате высверливается отверстие и в обрешетку вкручивается саморез, то это точечное крепление. Крепление поликарбоната с помощью угловых и стыковочных профилей может рассматриваться как ленточное. При креплении листа с помощью разного рода угловых и стыковочных профилей нагрузка на лист передается более равномерно и такие крепления в дополнительном расчете как правило не нуждаются. А вот при использовании точечных креплений в области контакта крепления с поликарбонатом могут возникнуть достаточно большие локальные напряжения. Как правило проверять надежность точечных креплений для поликарбоната нет необходимости, это давно уже сделали инженеры, разработавшие крепления, но понимать принцип расчета не помешает. Комментарии А теперь представим себе следующую вполне вероятную ситуацию: жене не понравилась идея сделать колонны посредине (показаны на рисунке 293.1 темнозеленым цветом). Ей хочется пространства и воздушности. Ничего не попишешь, женщинам виднее, ну а нам, чтобы эту самую воздушность соблюсти, придется дополнительно рассчитать ферму прямоугольной формы (на рисунке 293.1 общие контуры прямоугольных ферм показаны фиолетовым цветом). Комментарии (15) Расчет металлической балки обрешетки для нашей арочной галереи — самый простой из расчетов. Самое главное, с чем тут следует определиться, так это с расчетной схемой и с нагрузками. Балки обрешетки будут привариваться к узлам верхнего пояса фермы и если прочность сварного шва позволяет, то балки обрешетки можно рассматривать как жестко защемленные на опорах балки. Расчетной нагрузкой для балок будет снеговая нагрузка, нагрузка от веса поликарбоната и от собственного веса балок обрешетки. При этом, как мы успели выяснить, снеговая нагрузка будет не постоянной, а изменяющейся не только по длине фермы но и во времени, при этом максимальная снеговая нагрузка будет действовать на разные балки обрешетки в разные периоды времени. На общей схеме арочной галереи некоторые из максимально нагруженных балок обрешетки показаны фиолетовым цветом: Комментарии (2) При принятом расстоянии между узлами верхнего пояса фермы 62.5 см и радиусе изгибания около 4.1 м в качестве покрытия может использоваться поликарбонат практически любой толщины. А вот для того, чтобы подобрать толщину поликарбоната нужно как минимум знать максимальную нагрузку и схему закрепления. Основными нагрузками для поликарбонатного листа будут снеговая и ветровая нагрузка. И тут нас ожидает первая засада. Во-первых, в СНиП 2.01.07-85 (2003) нет расчетных схем снеговых и ветровых нагрузок, точно отвечающих нашей конструкции. Наиболее близкими по смыслу являются схема 2 снеговой нагрузки согласно обязательного приложения 3 и схема 3 ветровой нагрузки согласно обязательного приложения 4: Комментарии (6) Как уже говорилось, геометрия арочных ферм может быть достаточно разнообразной. А в зависимости от геометрии и жесткости арочной фермы ее можно рассматривать или просто как ферму или криволинейный брус сквозного сечения с большим радиусом кривизны, у которой отсутствуют горизонтальные опорные реакции при отсутствии горизонтальных нагрузок, или как арку сквозного сечения, у которой горизонтальные опорные реакции имеются в любом случае. Почему это так и стоит ли учитывать горизонтальные опорные реакции для арочных ферм, мы и попробуем разобраться в данной статье. Комментарии Всего статей по ремонту в этом разделе: 9

Как правильно рассчитать навес из поликарбоната

Как рассчитывается навес из поликарбоната

Во время выполнения работ следует учитывать требования существующего СНиП 2.01.07-85*. Перед тем как приступать к выполнению задания, нужно разработать технические требования к конструкции:

Каркас для навеса из поликарбоната

1. Назначение навеса. Он может быть использован в качестве накрытых площадок для автомобильных стоянок, бассейнов, пристроек для отдыха, занятия спортом и т. д.
2. Месторасположения. В зависимости от этого фактора выбираются максимальные значения ветровых и снежных нагрузок. Навес может располагаться на открытой местности или среди существующих строений. Данные берутся из таблиц строительных норм и правил. Фермы для навеса должны выдерживать все усилия, действующие на кровлю.
3. Дизайнерский вид. Сооружение должно гармонично вписываться в уже существующие архитектурные решения.

Окончательный расчет навеса из поликарбоната должен иметь пояснительную записку и рабочие чертежи с указанием формы кровли, данных по обрешетке, линейным размерам конструкции, обоснованием выбора фундамента. Правильно рассчитать навес из поликарбоната могут только специалисты со специальным высшим образованием. Работы относятся к сложным, нужно уметь пользоваться многочисленными формулами, составлять эпюры нагрузок, выбирать оптимальные варианты для каждого конкретного случая, вносить изменения для улучшения эксплуатационных характеристик и т. д. Таких специалистов целесообразно привлекать только в тех случаях, когда нужно рассчитать навес из поликарбоната большой площади со сложным типом кровли и в единичном экземпляре. Стоимость проекта может достигать до 15% общей сметы на строительство. Большинство сооружений для личного пользования можно рассчитать самостоятельно с учетом существующих рекомендаций по упрощенной схеме.

Упрощенный расчет навеса из поликарбоната

Следует определиться с количеством и материалом изготовления вертикальных опор, ферм, выбрать поликарбонат соответствующих параметров, определиться с типом площадки и фундаментов. Рекомендуется ознакомиться с уже существующими примерами навесов в данной местности с учетом размеров и номенклатуры проката, узнать отзывы владельцев навесов. Такие знания намного облегчат работы и увеличат безопасность эксплуатации сооружения. Во время расчетов нужно принимать комплекс мероприятий для уменьшения расхода материалов, упрощения монтажа и снижения общей стоимости конструкции. Все работы разбиваются на несколько этапов.

1. Фундаменты. Учитывается общий вес конструкции и физические характеристики грунтов. Для большинства видов навесов можно использовать столбчатые мелкоуглубленные фундаменты на песчаной подушке или монолитные железобетонные.
2. Вертикальные опоры. Рассчитать навес из поликарбоната надо по количеству опор, расстоянию между ними и параметрам проката. Для навесов используют толстостенные квадратные или круглые трубы диаметром 60–100 мм. Есть варианты применения двутавров и швеллеров. Расстояние между опорами согласовывается с размерами поликарбоната. Это позволяет выбрать поликарбонат таким образом, чтобы уменьшить расходы материала.
3. Вид кровли. Может быть наклонной односкатной, двухскатной или арочной. Зависит от показателей снежной и ветровой нагрузки и размеров навеса. Сложные ломаные кровли для небольших конструкций не используются. В зависимости от расстояний между планками обрешетки выбираются показатели поликарбоната. Самым удачным материалом для изготовления ферм считается профильная труба, для дополнительных элементов устойчивости используются уголки. Рассчитать навес из поликарбоната надо с учетом расстояний между планками обрешетки, к которым фиксируются листы покрытия. Перед тем как выбрать поликарбонат, нужно иметь данные по максимальным нагрузкам и параметрам ферм.

Металлические арки рассчитываются по вертикальным и горизонтальным опорным реакциям. Если арка симметричная, то вертикальные реакции с двух концов равнозначны. Имея исходные данные по реакциям, определяются действующие значения в поперечных сечениях металлических конструкций.

Подбор сечения профильных труб выполняется после определения максимально возможных поперечных и продольных усилий. В узлах крепления арок к вертикальным опорам возникают силы, создающие значительный момент изгиба. Эти усилия оказывают влияние на выбор конкретного сортамента проката.

Рекомендуемая толщина поликарбоната

Показатели материала перекрытия кровли зависят от суммы максимально возможных нагрузок, выбрать поликарбонат нужно с учетом этих значений. Вначале определяют полное расчетное значение веса снега на квадратный метр кровли в горизонтальной проекции с учетом коэффициента перехода от снегового веса к снеговой нагрузке. Исходные данные берутся из таблицы высоты снегового покрова в разрезе регионов России.

Толщина поликарбоната зависит и от угла наклона скатов или радиуса купольной крыши. Чем выше уклон, тем меньше будут значения фактических нагрузок. Перед началом расчетов нужно знать физические характеристики листов данной толщины и профиля ячеек. Эти данные даются производителями в технических условиях продукции. Для вычислений значения по сопротивляемости на изгиб принимается во внимание предел прочности и модуль упругости при растяжении, максимальное удлинение при разрыве и растяжении, модуль упругости при изгибе и сжатии, предел прочности при сжатии и изгибе.

Снеговая нагрузка на покрытия навесов действует только сверху, а ветровая с двух сторон. Дополнительно следует принимать во внимание, что ветровая нагрузка сверху одновременно снижает снеговую за счет уменьшения толщины снежного покрова. Далее рассчитывается момент сопротивления конкретного листа поликарбоната, максимально возможный изгибающий момент и с учетом расстояний меду опорами листа определяется максимальный прогиб до появления разрушающих признаков. Расчет элементов обрешетки привязывается к расчетной схеме арок или стропильных систем наклонного типа.

Геометрия ферм бывает различной, в зависимости от инженерных особенностей их можно рассматривать как обыкновенную ферму без опорных реакций или как арку со сквозным сечением, имеющую горизонтальные опорные реакции. Выбор конструкции зависит от размеров и назначения навеса. Для повышения надежности перекрытий во время расчетов рекомендуется вместо точечных креплений поликарбоната предусматривать ленточные. Последние имеют увеличенный коэффициент запаса прочности.

Для облегчения самостоятельных расчетов проектировщики оставили таблицу с рекомендациями по подбору материалов в зависимости от размеров навесов.

Шаг обрешетки под поликарбонат	70 см	105 см	210 см
Расстояние между фермами	3 м	3 м	3 м
Общая длина горизонтальных опор	21,5 м/погонных	15,3 м/погонных	9,2 м/погонных
Общая длина поперечных опор покрытия	8 м/погонных	8 м/погонных	8 м/погонных

Для таких сооружений понадобится 13 м² поликарбоната, таблица помогает конкретно рассчитать навес из поликарбоната в случае внесения корректировок в линейные параметры. Для монтажных работ нужно иметь 4 м/пог. профиля HP, 8 м/пог. профиля UP и примерно 70 специальных термошайб.

В зависимости от величины пролетов и расстояний между элементами обрешетки толщина поликарбоната может колебаться в пределах 6–10 мм. Выбирать цвет поликарбоната для навеса нужно с учетом дизайнерских особенностей рядом расположенных объектов. Калькулятор поможет рассчитать необходимое количество листов в зависимости от типа крыши и размеров сооружения.

Во время расчетов диаметров отверстий фиксации листов поликарбоната и силы затягивания термошайб нужно принимать во внимание значения температурных расширений материала, в противном случае треск поликарбоната на навесе будет неизбежным. Самое тяжелое последствие – деформация листов или нарушение герметичности соединений.

Термическое расширение листов определяется по формуле ∆L = L×∆T × k, где:
L – начальная длина листа поликарбоната;
∆T – изменение температуры;
k – физический коэффициент теплового расширения сотового поликарбоната 0,065 мм/°См.

Суточные колебания температур в зависимости от региона расположения могут изменяться в широких пределах, иногда перепад достигает 20°С и более. При перепаде температуры в 20°С каждый погонный метр поликарбоната изменяет линейные размеры на 1,3 мм. Трение листов между собой и конструктивными элементами покрытий становится причиной появления неприятных звуков.

Вторая причина, почему щелкает поликарбонат на навесе – неустойчивость конструкции. Вследствие изменения значений ветровых нагрузок конструкция немного расшатывается, возникают перемещения в узлах связи, поверхность листов трется с близлежащими элементами. Это очень опасное явление, требует немедленного устранения. Причина возникновения – грубые ошибки во время расчетов или нарушения рекомендованных технологий при монтаже конструкций.

В случае возникновения трудностей наша фирма может дать профессиональные технические консультации по всем интересующим вопросам.

У вас есть вопросы? Хотите узнать стоимость? Укажите свой номер телефона, и мы свяжемся с вами в течение 5 минут.

3D Расчёт навеса — онлайн калькулятор

Инструкция для онлайн калькулятора расчета односкатного навеса

Чтобы рассчитать козырек над входом (арочный навес) или плоский навес, необходимые размеры укажите в миллиметрах:

X – ширина козырька – это расстояние между его крайними точками по фасаду. Для защиты от осадков ширину козырька необходимо выбирать немного больше размера входной двери. Если есть возможность, следует делать козырек на всю ширину крыльца с запасом по 500 мм с каждой стороны. Однако следует помнить, чем больше поверхность навеса, тем больше зимой на ней будет снега, а значит, конструкция должна быть надежной.  Выбирая ширину козырька необходимо учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

Y – высота козырька (имеется ввиду значение высоты сегмента полукруглого козырька, а не уровень установки относительно порога дома), чем больше этот параметр, тем больше расход материала для накрытия.

Z – длина козырька – расстояние от фасада может быть разным, в зависимости от Ваших пожеланий и архитектуры дома. Минимальное значение длины для защиты от осадков составляет 700 мм. Можно ориентироваться на размеры крыльца с небольшим запасом. Обратите внимание, если длина навеса превышает 2000 мм, то под свободный край необходимо ставить дополнительные опоры.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Результаты расчета и их использование:

Ширина материала козырька – позволяет определить ширину необходимого покровного материала для накрытия полукруглого козырька или навеса. С помощью функции расчета этого параметра можно подобрать оптимальные размеры козырька для максимального использования материала заводских размеров. Зная площадь козырька, Вы сможете приобрести ровно столько материала для накрытия конструкции сколько нужно и не переплачивать за излишки. Обратите внимание, что калькулятор подсчитывает  параметры только кровельного материала для козырька и не рассчитывает чего и сколько нужно для изготовления каркаса и его крепления (металлопрофиль, доска, бетон, метизы).

X – ширина козырька – это расстояние между его крайними точками по фасаду. Для защиты от осадков ширину козырька необходимо выбирать немного больше размера входной двери. Если есть возможность, следует делать козырек на всю ширину крыльца с запасом по 500 мм с каждой стороны. Однако следует помнить, чем больше поверхность навеса, тем больше зимой на ней будет снега, а значит, конструкция должна быть надежной.  Выбирая ширину козырька необходимо учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

Y – высота козырька (имеется ввиду значение высоты сегмента полукруглого козырька, а не уровень установки относительно порога дома), чем больше этот параметр, тем больше расход материала для накрытия.

Z – длина козырька – расстояние от фасада может быть разным, в зависимости от Ваших пожеланий и архитектуры дома. Минимальное значение длины для защиты от осадков составляет 700 мм. Можно ориентироваться на размеры крыльца с небольшим запасом. Обратите внимание, если длина навеса превышает 2000 мм, то под свободный край необходимо ставить дополнительные опоры.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать», чтобы получить расчеты и чертежи навеса.

Результаты расчета и их использование:

Ширина материала козырька – позволяет определить ширину необходимого покровного материала для накрытия полукруглого козырька или навеса. С помощью функции расчета этого параметра можно подобрать оптимальные размеры козырька для максимального использования материала заводских размеров. Рассчитав площадь козырька, Вы сможете приобрести ровно столько материала для арки навеса, сколько нужно и не переплачивать за излишки. Обратите внимание, что калькулятор подсчитывает параметры только кровельного материала для дуги навеса и не рассчитывает чего и сколько нужно для изготовления каркаса и его крепления (металлопрофиль, доска, бетон, метизы). При желании можно указать высоту равную маленькому числу, что позволит рассчитать плоский навес.

Как Рассчитать Навес Из Профтрубы

Как рассчитать и построить навес из профильной трубы своими руками

Навес из труб и поликарбоната становится все более популярной архитектурной формой на приусадебном участке. Ничего удивительного, ведь это строение может выполнять множество функций, начиная от открытого гаража для автомобиля, дровяного склада, крытой игровой площадки и заканчивая зоной отдыха с мангалом и мягкими креслами.

Ключевым преимуществом является возможность изготовления такой конструкции своими руками. В представленной статье будут даны рекомендации по выбору материала, примеры расчетов опор и ферм и как сварить навес из профильной трубы.

Расчет оптимальной формы навеса

Длина стропила зависит от угла наклона фермы. Для различных величин углов оптимально использование разного кровельного материала:

• 22-30 – оптимальный угол наклона для строений в областях со значительными снеговыми нагрузками. В качестве конструкция навеса из профильной трубы с таким углом предусматривает преимущественно треугольную форму. Она оптимальна для асбестовых прямых и волнистых листов, различного типа металлопрофиля и этернитового кровельного покрытия.
• 15-22 – так же являются двухскатными с металлическими типами кровельных покрытий. Как рассчитать навес из профтрубы? Такой угол наклона характерен для регионов с увеличенными ветровыми нагрузками. Максимальная величина пролета треугольной фермы с таким углом 20 м.
• 6-15 – преимущественно односкатные трапециевидные фермы с покрытием из поликарбоната и профнастила.

Односкатный навес из профильной трубы, фото строения с кровлей из профнастила

Расчет навеса из поликарбоната из профильной трубы производится в соответствии со СНиП П-23-81 “Стальные конструкции” и СНиП 2, 01, 07-85 “Нагрузки и воздействия”.

Технологические требования к ферме и последовательность расчета следующая. В соответствие с техническим заданием определяется требуемая величина пролета. По представленной схеме подставляем габариты пролета и определяем высоту конструкции. Производится задание угла наклона фермы и оптимальной формы крыши навеса.

Соответственно определяются контуры верхнего и нижнего пояса фермы, общие очертания и тип кровельного покрытия.

Важно! Максимальное расстояние, на котором размещаются фермы при изготовлении навеса из профильной трубы – 1, 75 м.

Схема зависимости длины стропил от угла крыши при расчете фермы из профильной трубы для навеса

Выбор профиля

В качестве материала для сборки стропильной фермы можно использовать швеллера, тавры, уголки и другой профилированный прокат который изготовлен из стали марки Ст3СП или 09Г2С (в соответствии с ГОСТ). Однако все эти материалы имеют существенный недостаток по сравнению с профилированной трубой – они намного тяжелее имеют большую толщину при сопоставимых прочностных характеристиках.

Рекомендуемые размеры сечения труб для навеса

Размеры элементов каркаса для навеса из профильной трубы зависят от габаритов строения. В соответствии с ГОСТ 23119-78 и ГОСТ 23118-99 для создания навеса из квадратной трубы собственными руками используют следующие материалы:

• Для компактных строений с шириной пролета до 4, 5 м – 40х20х2 мм;
• Сооружения средних размеров с пролетом до 5, 5 м изготавливаются из профтрубы 40х40х2мм;
• Строения значительной величины с пролетами более 5, 5 м монтируют из профильных труб различного сечения 40х40х3 мм или 60х30х2мм.
• Размер стойки для навеса из профтрубы – 80 80 на 3 мм.

Чертежи, размеры и основные узлы соединений

Прежде чем приступить к сборке навеса из профильной трубы своими руками необходимо начертить детальный план всего сооружения с указаниями точных размеров всех элементов. Это поможет рассчитать точное количество материалов каждого вида и рассчитать стоимость строительства.

Чертеж навеса из профильной трубы с указанием основных габаритных размеров

Кроме того желательно сделать дополнительный чертеж наиболее сложных конструкций. В этом случае это односкатная ферма и узлы креплений ее основных элементов.

Схема для изготовления фермы из профильной трубы для навеса с основными крепежными узлами

Одним из основных достоинств профильной трубы является возможность безфасоночного соединения. Это проявляется в простоте конструкции и низкой стоимости фермы при длине стропильных пролетов до 30 м. при этом кровельный материал может опираться непосредственно на верхний пояс фермы, при условии его достаточной жесткости.

Узлы крепления для сборки навеса из профильной трубы своими руками, на фото а — треугольная решетка, б — опорная, в — раскосная решетка
Преимуществами безфасоночного сварного соединения является:

• Существенное снижение массы фермы, по сравнению с клепанными или болтовыми конструкциями до 20% и 25 % соответственно.
• Снижения трудозатрат и стоимости изготовления, как единичных изделий, так и при мелкосерийном производстве.
• Невысокая стоимость сварки и возможность автоматизировать процесс путем использования аппаратов с устройством непрерывной подачи сварной проволоки.
• Равнопрочность сварного шва и соединяемых изделий.

Из недостатков можно отметить:

• Необходимость иметь довольно дорогостоящее оборудования;
• Необходим опыт в сварочных работах.

Болтовые соединения при производстве изделий из профильной трубы встречаются довольно часто. Обычно они используются в разборных навесах из профильной трубы или в изделиях, производимых для массового потребления.

Болтовые соединения наиболее простые для монтажа навеса из профильной трубы своими руками, фото присоединенного элемента каркаса
Основными достоинствами таких соединений являются:

• Простота выполнения сборки;
• Нет необходимости в дополнительном оборудовании;
• Возможность полного демонтажа сооружения.
• Увеличивается вес конструкции;
• Необходимы дополнительные детали крепежа;
• Прочность и надежность болтовых соединений несколько ниже, чем сварных.

Подведя итоги

В статье была рассмотрена конструкция и методы изготовления самого простого односкатного навеса из профильной трубы своими руками, однако, профилированная труба довольно “гибкий” материал из которого можно сделать сложные и эстетически привлекательные конструкции.

Сложная конструкция для создания навеса из профтрубы своими руками, фото односкатного, купольного сооружения

Расчет навеса из профильной трубы

Независимо от того, находитесь вы в городе или в загородном доме, всегда существует множество мест, которые требуют защиты от солнечных лучей и атмосферных осадков.

• Разновидности навесов
• Составление проекта навеса
• Расчет навесной конструкции
• Размеры конструкции
• Форма крыши и материал
• Материал для каркаса и опор
• Расчет онлайн калькулятор

Проще всего решить этот вопрос при помощи навеса. Они легки, практичны и быстро строятся. От правильности расчета элементов для навеса зависит их прочность, долговечность и безопасность.

Разновидности навесов

Для укрытия людей и предметов от воздействий природы зачастую строят навес из поликарбоната. Он применяется для защиты:
зоны отдыха барбекю и игровых площадок;

точек мелкой торговли;
открытых бассейнов и душевых площадок;

входов в подъезды, въездных ворот, калиток.

При входе в частный дом или подъезд дома вместо навеса оборудуется козырек, но он тоже требует расчета.

Форма крыши для навеса зависит от желания. Они могут иметь следующие формы:

ровную или наклонную прямую;
одно или двухскатную;

выгнутую или вогнутую;
купольную или арочную;

пирамидальную или многогранную.
Исходя их формы крыши проводится сборка пояса из профильной трубы. Каждый пояс имеет свой тип и может быть:

трапециевидный или двускатный;

Составление проекта навеса

Для того, чтобы правильно составить проект конструкции, необходимо учесть ряд важных факторов, без которых провести правильный расчет практически невозможно. К этим факторам можно отнести:

1. Назначение и место предполагаемого монтажа конструкции.
2. Габариты площади, которую навес будет закрывать.
3. Сила ветра, которая чаще всего бывает в месте постройки каркаса.
4. Максимальная снеговая нагрузка.
5. Размеры и технические параметры материала, которым будет накрыт каркас навеса.
6. Соответствие постройки общему архитектурному замыслу местности.

Эти показатели будут основой для составления чертежа и проведения расчетов.

Расчет навесной конструкции

Основой для проведения расчетов и дальнейшей установки конструкции должен стать чертеж. Кроме общих размеров, на чертеж необходимо нанести контуры ключевых поясов согласно выбранного типа. Как сварить ворота для гаража из профтрубы? Пояс выбирается в зависимости на угла наклона крыши и длины всей конструкции.

Самые простые навесы с маленьким углом наклона и с ровной или односкатной крышей могут быть без пояса.

Чтобы правильно провести общий расчет навеса, необходимо провести вычисление на следующие параметры:

высота конструкции, ее ширина и длина;
материал и его размеры для производства каркаса и опор.

При необходимости расчета общей стоимости конструкции, необходимо рассчитать марку и количество крепежных деталей.

Размеры конструкции

В зависимости от места расположения фермы, ее формы и погодных условий проводится укрытие определенным материалом: металлический профиль, поликарбонат, профильный настил, асбестовые листы и др.

Каждый из материалов имеет свои стандартные размеры. Эти размеры могут служить основой при расчете общей длины конструкции, размеров между опорами. Для этого ширину и длину фермы надо сделать кратной размеру плит.

Если размеры фермы рассчитывать под размеры плит, которыми она будет накрываться, то это уменьшит строительные отходы. Размер панели при расчете необходимо учитывать с учетом нагрузки, которую будет нести вся конструкция.

Характерным отличием может быть то, что в случае, когда общая длина фермы превысит 36 метров, необходимо выполнить строительный подъем.

Расчет высоты конструкции проводится исходя из того, для каких целей она изготавливается. Готовая конструкция не должна быть меньше 1.8 метра, средней высоты человека. Если конструкция монтируется под большой автомобиль (внедорожник, микроавтобус), то над крышей автомобиля должно быть вентиляционное пространство не менее 10 см.

Форма крыши и материал

От угла наклона навеса зависит длина стропил под его монтаж и марка кровельного материала.

Угол наклона от 22 до 30 градусов. Такой угол устанавливается на фермах, которые монтируются в регионах с высокой уровнем выпадения снежных осадков. Предпочтение тут отдается поясу из профильной труби треугольной формы.

Крышу такого навеса рекомендуется накрывать прямыми асбестовыми или волнистыми листами, разного рода металлическим профилем.

Угол наклона от 15 до 22 градусов. Крыши навесов с таким углом наклона монтируются при высоких показателях ветровых нагрузок и имеют двускатную форму. Они отличаются небольшой парусностью и укрываются зачастую металлическими кровельными покрытиями.

Угол наклона от 6 до 15 градусов. Самые простые односкатные навесы. Могут накрываться поликарбонатом или профильным настилом. вернуться к содержанию

Материал для каркаса и опор

Каркас навеса состоит из опор, прогонов и обрешетки. Размеры этих металлоконструкций напрямую зависят от общих размеров фермы. Установлены эти величины требованиями ГОСТ 23119-78 и 23118-99.

Опоры могут быть изготовлены из стальной трубы круглой, диаметром от 4 до 10 см или же сделаны из стальной трубы профилированной, размером 0.8х0.8 см. Рассчитывая шаг монтажа опор, надо учесть то, что расстояние между опорами не должно превышать 1.7 метра. Нарушение этого правила может привести к потере прочности и надежности всей фермы.

Обрешетка выполняется из стальной трубы профилированной, размером 0.4х0.4 см. Она может быть выполнена из дерева или металла. От материалов изготовления зависит шаг монтажа обрешетки.

Продольная деревянная обрешетка устанавливается с шагом в 25-30 см, металлическая обрешетка монтируется с шагом 70-80 см.

Прогоны для навесов с длиной пролета до 4.5 метров выполняются из металлического профиля 0.4х0.2х0.02 см. Для прогонов ферм с пролетом от 4.5 до 5.5 метров применяется профильная труба 0.4х0.4х0.02 см. При величине пролета более 5.5 метров для изготовления прогонов применяют профильную трубу с сечением 0.4х0.4х0.03 см или же более сильную 0.6х0.3х0.02 см.

Расчет онлайн калькулятор

Представленный выше вариант расчета является самым простым. Существует много формул и вариантов для расчета навесов в зависимости от их форм, размеров, назначения. Для человека с хорошими знаниями сопромата и механики просто воспользоваться формулами и провести расчет.

Ведь от того, насколько точны вычисления и низка погрешность, будет зависеть длительность службы навеса.

Если самостоятельное решение вопроса затруднительно, то лучше решить вопрос со специалистами. Провести расчет фермы для профильной трубы с использованием онлайн калькулятора для них не составит труда. Это даст возможность качественно и правильно составить проект, рассчитать марку и количество материалов, с точностью до 90 % определить стоимость конструкции.

Расчет навеса из поликарбоната. Как рассчитать ферму для навеса

Поликарбонат — идеальный материал для строительства навесов. Он позволяет получить легкую конструкцию с прозрачной крышей, сквозь которую проникает солнечный свет. Как правило, каркас изготавливается из профилированных труб. Чтобы вся конструкция была прочной, необходимо правильно рассчитать навес из поликарбоната.

Из чего состоит каркас

Перед тем, как приступить к расчету навеса, нужно четко понимать, из каких элементов он состоит.А их всего несколько.

Стеллажи, как понятно из названия, — это те элементы, на которых лежит весь навес. Как правило, это профилированная труба высотой 2,2-2,8 метра. Его высота зависит от способа крепления. Если он крепится анкерами к закладной, забетонированной в земле, то его высота принимается 2,2 метра. В случаях, когда стеллаж забетонирован или заглублен, высота берется 2,8 метра.

Для усиления навеса служат арки и фермы. Последних чаще всего устанавливают два.Но точное количество арок скажет только расчетный расчет навеса. Это значение зависит от габаритов конструкции.

Ферма — это конструктивный элемент, соединяющий опорные столбы и бревна.

Листы поликарбоната крепятся к элементам конструкции, которые называются направляющими. Для этого используются термомойки. Их расположение и частота шага зависят от расстояния между несущими опорами и типа поликарбоната (его толщины).

Этапы монтажа навеса

Для того, чтобы правильно рассчитать навес из профильной трубы, будет излишним разбираться во всем процессе в целом. Он состоит из нескольких этапов. На неподвижных столбах крепятся арки. Угол между ними должен составлять ровно девяносто градусов. Полученные секции крепятся на анкерные болты. Такие же опоры крепятся к ферме. Угол между фермами и арками тоже прямой (то есть девяносто градусов).Завершающий этап сборки каркаса — закрепление направляющих. Их прикрепляют к верху арок. На этом каркас готов. После его покраски листы поликарбоната можно крепить.

Погрешности конструкции, которые необходимо учитывать при расчетах

Строительство навесов часто выполняется с ошибками. Они влияют не только на выбор типа конструкции, но и на итоговый расчет металлического навеса.

Распространенная ошибка — выбор наклонного навеса.Часто делают конструкцию на двух столбах и наклоняются с наветренной стороны. Это не лучший вариант для постоянного использования (например, для парковки). Опасность поджидает, когда ветер изменит направление. Фонарь в этом случае можно сравнить с крылом самолета. Между ним и землей образуется подъемная сила, которая легко может снести навес. Даже если столпов четыре, это не всегда спасает.

Наклонные навесы подходят для ситуаций, когда конструкция прикреплена к зданию.Отдельно стоящие наклонные навесы необходимо делать с закругленными краями. А выпуклая часть ориентирована «навстречу» ветру.

Типы навесов

В зависимости от несущих элементов различают несколько типов навесов:

• Отдельно стоящие. По всему периметру устанавливаются вертикальные опоры.

• Балочно-опорные, которые с одной стороны прилегают к зданию. Они держатся одной стороной за колонны. Второй падает на балку, прикрепленную к стене здания.

• Консольная опора. Отличаются от предыдущего вида тем, что здесь к стене крепятся кронштейны или закладные.

• Консоли, которые полностью находятся в ипотеке. Обычно это небольшой козырек над дверью.

Расчет навеса каждого типа проводится по разным схемам.

Виды навесов

По конструкции навесные конструкции могут быть трех типов:

• Навес, крыша которого наклонена в одну сторону.

• Фронтон с двумя наклонными направлениями.

• Арочная, у которой крыша выполнена в виде полукруга (дуги).

Сбор данных

Расчет навеса из профильной трубы нужно начинать со сбора необходимой информации. Он должен включать следующие данные:

• Характеристики материала.

• Данные о ветровой и снеговой нагрузке (они представлены в специальных таблицах для каждого конкретного региона).

Расчет навеса проводится с учетом вышеприведенной информации. Включает формулы и расчеты. Разобраться в них может далеко не каждый. Оптимальный вариант — использовать специальные программы и калькуляторы. На сегодняшний день их предостаточно в Интернете.

Козырьки над входной консолью

Консольные козырьки зависят от размера крыльца. В соответствии с требованиями нормативных документов площадка перед дверью должна быть в полтора раза больше ширины двери.Средняя ширина двери — 0,9 метра. Получается, что минимальный размер верхней площадки 1,35 м (0,9 х 1,5 = 1,35). Это значение соответствует рекомендуемой глубине свеса.

Что касается ширины козырька, то тут все просто. Это на 0,6 метра больше ширины двери. С каждой стороны козырек должен быть по 0,3 метра.

Таким простым способом рассчитываются навесы. Расчетный расчет при стандартных значениях приводит к следующему результату: глубина — 0,9-1.35 м, ширина — 1,4-1,8 м.

Козырьки консольные над дверью

Козырьки этого типа устанавливаются по всей платформе с захватом ступеней. Расчет глубины свеса над платформой рассчитывается так же, как и в предыдущем варианте. К нему добавляется деталь, расположенная над ступеньками. Это напрямую зависит от их количества. На каждую ступеньку прибавляется примерно 0,25-0,32 м.

Ширина зависит от ширины лестницы, с обеих сторон которой прибавляется 0,3 метра.Если стандартная ширина ступеней перед дверью 0,8-1,2 метра, то получаем ширину навеса 1,1-1,5 метра.

Рассмотрим вариант с лестницей из трех ступеней и площадок стандартных размеров. Глубина будет примерно 1,65-2,31 метра (0,9 + 3 x 0,25 или 1,35 + 3 x 0,32). Ширина при тех же условиях составляет 1,4–1,8 метра. Он рассчитывается следующим образом: 0,8 + 0,3 + 0,3 или 1,2 + 0,3 + 0,3. Два варианта расчетов учитывают минимальное и максимальное значения нормативных параметров.

Навесы, примыкающие к зданию

Расчет навеса, примыкающего к дому с одной стороны, удерживаемой минус половиной вертикальных опор. Еще один важный момент: стыки листов должны быть выше профиля. Это значит, что между профилями должно быть расстояние 1260, 2050 или 2100 миллиметров, соответствующее размеру листа поликарбоната. Средняя ширина навеса — три метра. При таком размере места хватит даже для машины. На поликарбонате при такой ширине будет проседание.Ему нужна стропильная система.

Для начала расчет материала. Навес, прикрепленный к дому, при таких размерах будет иметь шесть вертикальных подступенков. Все они будут расположены на одной стороне. Если конструкция отдельно стоящая, то опоры в два раза больше (то есть двенадцать, по шесть). На каждую стропильную стопу устанавливают опору.

Отдельно стоящий навес без навеса

При расчете отдельно стоящей конструкции необходимо учитывать нагрузку от атмосферных осадков.Конструкция будет максимально жесткой, если она будет выполнена в форме треугольника.

Расчет навеса выполняется с учетом условно принятых значений. При размере листа поликарбоната 2,1 х 0,6 м ширина крыши составляет шесть метров, а длина — 10,6 метра. Оптимальный вариант: высота ската 2,4 метра и 11 стропильных секций. В такой ситуации потребуется шесть профилей (стандартная длина шесть метров). Вместо одиннадцати можно сделать всего два треугольника.Это снизит количество расходуемых материалов. Такой вариант подходит для регионов со средним количеством осадков.

Расчет двухскатного навеса

Принцип расчета аналогичен неразъемным конструкциям. Главное — добиться жесткости. И делается это за счет тех же треугольников. Их оптимальное количество рассчитывается следующим образом. Каждый погонный метр навеса разделен вертикальным профилем. Получившийся прямоугольник делится на два треугольника.

Расчет арочных конструкций

Арочные навесы — самые сложные конструкции.Потребность в материале прямо пропорциональна выпуклости крыши. Это значит, что чем круче выпуклость, тем больше материалов придется потратить.

Спасти в этом случае можно только систему russ. При рассмотренных ранее размерах навеса (10,6 х 6 метров) будет достаточно двух-трех систем (две по краям, одна посередине). Остальные «ноги» будут дугами. Их концы соединять не нужно. Металлический профиль, из которого сделана ферма, достаточно прочный. Этого будет достаточно для обеспечения необходимой жесткости.Главное, чтобы ферма была прочно прикреплена к стоякам.

Если вы сделаете арочный навес с такими размерами (например, для автомобиля), то вам потребуются следующие материалы:

— Шесть профилей, изогнутых в форме дуги, длиной шесть метров. Концы трех из них соединены перемычкой. Их рекомендуется разделить на несколько треугольников для увеличения жесткости конструкции.

— На каждую дугу нужно по две опоры (под каждую кромку).Это все, что им нужно, двенадцать (2 х 6).

— Продольные балки крепят по краям, по стойкам и по крыше. Всего их нужно шесть.

Расчет основных элементов конструкции

Расчет сечения навеса зависит от высоты конструкции и количества колонн. Если размер конструкции не превышает пяти метров, труба выбирается сечением 6-8 сантиметров. Для больших размеров количество подступенков следует увеличить.Чтобы этого не делать, можно выбрать профиль с большим сечением. Например, 10 сантиметров.

Размер обрешетки будет зависеть от толщины поликарбоната и размера навеса. Если пластиковый лист имеет толщину в один сантиметр, а навес имеет размер 6 х 8 метров, обрешетка будет собираться с шагом в один метр. Эти значения соответствуют нагрузкам. Для этого существуют специальные таблицы, в которых учитывается величина нагрузки и толщина поликарбоната.Пример этой таблицы можно посмотреть на фото ниже. Он предназначен для поликарбоната толщиной шесть, восемь, десять и шестнадцать миллиметров.

Расчет арочного навеса предполагает расчет ферм и их количества. Размеры ферм определяют ширину всего сарая. Для их определения необходимо знать следующую информацию:

• Размер материала (поликарбонат).

• Способ крепления элементов (сварка, болт и тд).

• Величина нагрузок (в соответствии с нормативными документами).

• Металлоконструкции по СНиП.

Размер козырька выбирается в зависимости от размера материалов. Если поликарбонатный лист имеет длину шесть метров, то его либо используют целиком, либо разрезают на две части. Конечно, вы можете разрезать на несколько частей. Но это приведет к расточительству. Таким образом, крыша будет либо шестиметровой, либо трехметровой. Длину можно выбрать любую, в зависимости от личных предпочтений.

4 способа измерения урожайности

Урожайность — это святой Грааль выращивания каннабиса. Поэтому неудивительно, что большинство профессиональных земледельцев в той или иной форме измеряют урожайность. Большинство — почти три четверти (72%) земледельцев, участвовавших в исследовательском проекте CBT — говорят, что они измеряют урожайность на квадратный фут . Тем не менее, 38% тех, кто измеряет этот показатель, не знают фактическую урожайность на квадратный фут последнего урожая их земледелия, а некоторые респонденты, которые более подробно остановились на вопросе, указали, что измеряют этот показатель несколько неформально.

Джо Романо из The Indoor Garden Shop в Детройте, штат Мичиган, который участвовал в исследовательском проекте, говорит, что его работа измеряет урожайность на квадратный фут «окольными путями». Его команда смотрит на то, «сколько урожаев мы можем получить за год, учитывая конкретную площадь», — говорит он.

Измерение урожайности на квадратный фут, по его мнению, является одним из наиболее важных показателей, которые нужно отслеживать, пусть даже неофициально, но также важно учитывать урожайность на сорт. «Я думаю, что мы тратим больше времени на то, чтобы сбалансировать разные сорта [и]… то, что они производят», — говорит Романо.«Например, большая часть того, что мы выращиваем в последнее время, — это клей Gorilla Glue, урожайность которого на квадратный фут фантастична по сравнению с некоторыми сортами сативы. Мы уделяли больше внимания разнообразию растений и [их] конкурентоспособности, чем чему-либо еще ».

Винс Хансон, директор по выращиванию в Leaf on the Mesa в Пуэбло, штат Нью-Мексико, еще один участник исследования, также считает важным измерение урожайности на квадратный фут («Вы можете иметь все эти светильники в комнате, и вы можете тратить зря огромные площади в квадратных футах », — говорит он), но из-за нехватки времени его команда еще не успела этого сделать.«Этот рост начался около полутора лет назад. Мы только что преодолели все наши странные болезни роста », — говорит он. «Итак … последние шесть месяцев мы стабильно производили».

В будущем, говорит он, Leaf on the Mesa, вероятно, будет отслеживать этот показатель.

Прямо сейчас, говорит Хэнсон, «мы больше обращаем внимание на наши средние показатели. … Нам нужно определить вес влажного растения и вес сухого растения, поэтому, когда я ввожу все в метрики, я могу найти средний вес растения. Так что, если я нахожу снижение среднего веса растений, что-то происходит, откуда бы они ни взялись, или что-то происходит с штаммом.Поэтому я в значительной степени ориентируюсь на средний урожай », — добавляет он. «Я веду все журналы. … Я создаю таблицы для всего этого и распечатываю их. Когда они собирают урожай, я записываю его ярлык, вес во влажном состоянии, вес отходов, вес почек и все такое ».

Участник исследования Роберт Мид из Sound Cannabis в Абердине, штат Вашингтон, говорит, что его бизнес не измеряет урожайность на квадратный фут, но, по его словам, «это то, что мы собираемся специально рассмотреть. Я слежу за рынком, и цены начинают снижаться.Я вижу на рынке много действительно дешевых концентратов, поэтому очень хочу посмотреть на окупаемость своих инвестиций ».

Урожайность на квадратный фут колебалась среди участников исследования от 60 г / кв. футов или более до менее 20 г / кв. футов, но средняя урожайность с квадратного фута во время последнего сбора урожая была примерно посередине и составила 39,5 г .

Другой показатель, который некоторые культиваторы считают даже более важным для измерения, чем урожайность на квадратный фут, — это урожайность на ватт света ; однако это меньше, чем урожай на квадратный фут.Две трети респондентов (66%) говорят, что измеряют мощность на ватт света; но, опять же, почти треть (31%) этих земледельцев говорят, что их деятельность измеряет это, но они не знают, какой была урожайность на ватт света во время их последнего урожая.

Тридцать процентов земледельцев говорят, что они вообще не измеряют урожайность на ватт света.

Джейкоб Уайт из R. Greenleaf Organics LLC в Альбукерке, штат Нью-Мексико, говорит: «Мы отслеживаем всю нашу продукцию в граммах на ватт освещения.Мы складываем общий урожай всех первичных и вторичных бутонов и делим на количество ватт, освещающих комнату ».

Эта метрика важна для измерения, говорит он, из-за ограничений по пологу в Нью-Мексико. «Из-за ограниченного количества растений (всего 450 растений) мы должны выращивать более крупные растения. Из-за разницы в урожайности между сортами у нас есть разное количество растений в каждой цветущей комнате, чтобы компенсировать это. Сравнение комнат в граммах на ватт позволяет нам сравнивать яблоки с яблоками », — говорит Гринлиф.

«За почти двухлетний период мы имеем историческое среднее значение 0,96 грамма на ватт», — говорит он. «Наши урожаи всегда улучшаются с течением времени, и за последние шесть месяцев мы стали немного выше — 1,02 грамма на ватт. За последние 10 урожаев средний показатель еще выше — 1,08 грамма на ватт ».

Кейси Коннелл из Contender Gardens в Спокане, штат Вашингтон, говорит, что Contender также измеряет урожай на ватт «по большей части. Мы следим за своими успехами ».

В настоящее время Contender дает «очень близко к 1 грамму на ватт», — говорит Коннелл.

Романо говорит, что The Indoor Garden Shop не совсем точно отслеживает урожайность на ватт, но этот показатель важен, чтобы иметь представление, даже если это более приблизительная оценка. «Что мы будем делать, учитывая конкретный набор цветущих растений, они будут освещены от двух до четырех тысяч ваттных ламп. Мы склонны смотреть на то, что в этом месяце мы получили X грамм от этой установки, а в прошлом месяце мы получили более или менее 10 процентов. Мы просто не делаем расчет. Это больше с точки зрения производства. Если бы у нас было 4000 ватт света, сколько граммов мы получили бы? » он говорит.

Хотя Мид говорит, что Sound Cannabis еще не измерил урожай на ватт света («У нас не было урожая с системами, которые мы устанавливаем прямо сейчас», — говорит он), он считает этот показатель наиболее важным. , поскольку он учитывает потребление энергии и эффективность. «Электроэнергия — это самая большая расходная часть», — говорит он. «Он будет пытаться имитировать солнце внутри? Что ж, тебе это будет стоить. Я действительно отказываюсь от выращивания в помещении. Я смотрю на гибридные здания «.

Урожайность на ватт света варьировалась среди участников от менее 1 г / Вт до 3 г / Вт или более, но средняя урожайность на ватт для самых последних урожаев участников упала на 1.6 г / Вт .

Основы садоводства — Использование навесов | Начинающие фермеры

Основы садоводства — навесы (Гостевой пост) Навесы — неотъемлемая часть садоводства. Они используются в качестве защиты от целого ряда экологических проблем, от града до птиц. Они также используются для контроля микроклимата и других основных садоводческих операций. Современные навесы — это «дизайнерские» изделия. Эти навесы представляют собой новый вид сетки, предназначенной для конкретных задач и чрезвычайно прочной.Новые навесы чрезвычайно гибки в эксплуатации, способны покрывать очень большие коммерческие площади и обеспечивать эффективную защиту ценных культур.

Виды навесов

Покрытие плотины: Исследования CSIRO показали, что испарение является одним из наиболее серьезных факторов потери водных запасов. Загрязнение воды из различных источников — еще одна серьезная проблема. Покрытия плотин сокращают потери воды из-за испарения и резко влияют на рост водорослей в плотинах (как сине-зеленые, так и зеленые водоросли), улучшая качество воды и значительно сокращая попадание переносимых ветром загрязнителей.Уменьшение роста водорослей также снижает популяцию водных организмов, которые питаются водорослями. Покрытия плотин также уменьшают ветровую и водную эрозию стенок плотин.

Защита посевов: Защита посевов является основным фактором затрат для всех операций в сельской местности. Навес служит укрытием для сельскохозяйственных культур от множества вредителей, включая птиц, летучих мышей, плодовых мух, жуков и моль. Эти вредители ежегодно наносят ущерб урожаю в Австралии на миллионы долларов. Навесы оказались отличным решением от множественных заражений вредителями многих различных культур.

Защита от града — сетки от града представляют собой сверхмощные навесы, предназначенные для защиты от града, который может полностью уничтожить или уничтожить посевы за считанные минуты. Сетка также служит тканью и защитой от окружающей среды, а также снижает потребление воды (см. Ниже).

Сетка для защиты окружающей среды с микроклиматом — Этот тип сетки по сути является разновидностью теневой ткани, но с важными отличиями. Воздействие солнечного света может быть изменено, и высококачественная среда может быть «адаптирована» для сельскохозяйственных культур.

Садоводческие навесы — новое поколение садовых навесов меняет правила игры в сельскохозяйственном секторе: эти высокоэффективные навесы особенно полезны для органических фермеров.Их способность сокращать или полностью исключать использование пестицидов против насекомых является одним из основных факторов, обеспечивающих сертификацию высококачественной органической продукции; Способность экономить воду и улучшать ее качество также критически важна для любого вида садоводства. Недавно было обнаружено, что навесы от града резко сокращают потребление воды до 20% за счет снижения эвапотранспирации растений; Технология изменения окружающей среды также является важной новой технологией для садоводства в целом.Новая сельскохозяйственная наука разрабатывает новые формы растениеводства, и изменение микроклимата является важной частью этой технологии. Это может иметь серьезные последствия для действительно серьезных проблем землепользования и улучшения мирового сельскохозяйственного производства для удовлетворения потребностей растущего населения мира.

Навесы на рынке — Эти очень экономичные навесы для защиты и контроля окружающей среды доказали свою ценность. Новые навесы доказали свою ценность для многострадальных фермеров Австралии, повышая эффективность растениеводства и урожайность.В Австралии никогда не было легко справиться с тяжелыми условиями. Рынок реагирует на повышение эффективности и производительности, а сельскохозяйственный сектор борется с засухой, вредителями и суровым, непредсказуемым климатом. Для садоводов навесы — это сбывшаяся мечта — простая, легкая и дешевая защита для их бесценных культур. Будущее будет еще лучше.

Джастин Мюррей — австралийский писатель и журналист-фрилансер. Он много пишет в Австралии, Канаде, Европе и США.Он опубликовал более 500 статей на разные темы, в том числе о навесах и птичьих сетях

.

Глава 5 — Введение в эвапотранспирацию сельскохозяйственных культур (ETc)

Глава 5 — Введение в эвапотранспирацию сельскохозяйственных культур (ETc)

---

---

Расчетные процедуры
Факторы, определяющие коэффициент урожая
Эвапотранспирация сельскохозяйственных культур (ET _c )
Блок-схема расчетов

---

В этой главе описывается подход с использованием коэффициента культуры для расчета суммарного испарения культуры при стандартных условиях (ET _c ).Стандартные условия относятся к культурам, выращиваемым на больших полях с отличными агрономическими и водными условиями. Эвапотранспирация культур отчетливо отличается от эталонной суммарной транспирации (ET _o ), поскольку почвенный покров, свойства растительного покрова и аэродинамическое сопротивление сельскохозяйственных культур отличаются от травы. Эффекты характеристик, которые отличают полевые культуры от травы, интегрированы в коэффициент культуры (K _c ). В подходе с использованием коэффициента культуры суммарное испарение сельскохозяйственных культур рассчитывается путем умножения ET _o на K _c .

Различия в испарении и транспирации между полевыми культурами и эталонной травой можно объединить в один коэффициент культуры (K _c ) или разделить на два коэффициента: базовая культура (K _cb ) и коэффициент испарения почвы ( K _e ), то есть K _c = K _cb + K _e . Подход, которому следует следовать, следует выбирать в зависимости от цели расчета, требуемой точности и имеющихся данных.

---

Прямой расчет
Метод коэффициента урожайности

---

Прямой расчет

Уровень эвапотранспирации с обрезанной поверхности можно напрямую измерить с помощью метода массопереноса или энергетического баланса. Его также можно получить из исследований водного баланса почвы, определенного на посевных площадях или с помощью лизиметров.

Эвапотранспирация сельскохозяйственных культур также может быть получена из метеорологических данных и данных о сельскохозяйственных культурах с помощью уравнения Пенмана-Монтейта (ур.3). Регулируя альбедо, аэродинамическое сопротивление и сопротивление поверхности растительного покрова в соответствии с характеристиками роста конкретной культуры, можно напрямую оценить степень эвапотранспирации. Однако альбедо и сопротивление трудно оценить точно, поскольку они могут постоянно меняться в течение вегетационного периода по мере изменения климатических условий по мере развития сельскохозяйственных культур и в зависимости от влажности поверхности почвы. На сопротивление растительного покрова в дальнейшем будет влиять доступность воды в почве, и оно сильно возрастает, если культура подвергается водному стрессу.

Поскольку до сих пор существует значительная нехватка консолидированной информации об аэродинамических характеристиках и сопротивлении купола для различных подрезанных поверхностей, метод ФАО Пенмана-Монтейта используется в этом справочнике только для оценки ET _o , эвапотранспирации с хорошо обводненной почвы. гипотетическая травяная поверхность с фиксированной высотой культуры, альбедо и поверхностным сопротивлением.

Приближенный коэффициент урожайности

При использовании метода коэффициента культуры суммарное испарение культуры, ET _c , рассчитывается путем умножения суммарного испарения эталонной культуры, ET _o , на коэффициент культуры, K _c :

ET _c = K _c ET _o (56)

где

ET _c эвапотранспирация культуры [d ^-1 ],
K _{c Коэффициент культуры} [безразмерный],
ET _o эвапотранспирация эталонной культуры [d ^-1 ].

Большинство эффектов различных погодных условий включены в оценку ET _o . Следовательно, поскольку ET _o представляет собой индекс климатической потребности, K _c варьируется в основном в зависимости от конкретных характеристик сельскохозяйственных культур и лишь в ограниченной степени в зависимости от климата. Это позволяет переносить стандартные значения для K _c между местоположениями и климатами. Это было основной причиной глобального признания и полезности подхода коэффициента культуры и коэффициентов K _c , разработанных в прошлых исследованиях.

Эталонный показатель ET _o определяется и рассчитывается с использованием уравнения ФАО Пенмана-Монтейта (глава 4). Коэффициент культуры, K _c , в основном представляет собой отношение культуры ET _c к эталонному ET _o и представляет собой интеграцию эффектов четырех основных характеристик, которые отличают культуру от эталонной травы. Вот эти характеристики:

· Высота культуры. Высота посевов влияет на коэффициент аэродинамического сопротивления r _a уравнения Пенмана-Монтейта ФАО и на турбулентный перенос пара от посевов в атмосферу.R _a tenu дважды встречается в полной форме уравнения Пенмана-Монтейта ФАО.

· Альбедо (коэффициент отражения) поверхности сельскохозяйственных культур и почвы. На альбедо влияет доля почвы, покрытая растительностью, и влажность поверхности почвы. Альбедо поверхности сельскохозяйственных культур и почвы влияет на чистую радиацию поверхности R _n , которая является основным источником обмена энергией для процесса испарения.

· Сопротивление купола. Устойчивость сельскохозяйственных культур к переносу пара зависит от площади листьев (количества устьиц), возраста и состояния листьев, а также степени контроля над устьицами.Сопротивление купола влияет на поверхностное сопротивление r _s .

· Испарение из почвы, особенно из незащищенной почвы.

Влажность поверхности почвы и доля земли, покрытая растительностью, влияют на сопротивление поверхности, r _s . После увлажнения почвы скорость переноса пара из почвы высока, особенно для сельскохозяйственных культур с неполным почвенным покровом. Комбинированное поверхностное сопротивление навеса и почвы определяет (объемное) поверхностное сопротивление, r _s .Член поверхностного сопротивления в уравнении Пенмана-Монтейта представляет сопротивление потоку пара из листьев растений и из-под поверхности почвы.

K _c в уравнении 56 предсказывает ET _c при стандартных условиях. Он представляет собой верхнюю границу эвапотранспирации сельскохозяйственных культур и представляет условия, при которых не накладываются никакие ограничения на рост сельскохозяйственных культур или суммарное испарение из-за нехватки воды, плотности посевов или болезней, сорняков, насекомых или воздействия засоления.ET _c , прогнозируемый K _c , при необходимости корректируется для нестандартных условий, ET _{c adj} , где известно, что какие-либо условия или характеристики окружающей среды влияют или ограничивают ET _c . Факторы для корректировки ET _c до ET _{c adj} описаны в Части C.

---

Тип культуры
Климат
Испарение почвы
Стадии роста культуры

---

Коэффициент культуры объединяет влияние характеристик, которые отличают типичную полевую культуру от эталонной травы, которая имеет постоянный внешний вид и полный почвенный покров.Следовательно, разные культуры будут иметь разные коэффициенты K _c . Изменение характеристик культуры в течение вегетационного периода также влияет на коэффициент K _c . Наконец, поскольку испарение является неотъемлемой частью эвапотранспирации сельскохозяйственных культур, условия, влияющие на испарение почвы, также будут влиять на K _c .

Тип культуры

Из-за различий в альбедо, высоте посевов, аэродинамических свойствах, а также свойствах листьев и устьиц суммарное испарение от полностью выращенных, хорошо поливных культур отличается от ET _o .

Близкое расположение растений, более высокая высота полога и шероховатость многих взрослых сельскохозяйственных культур приводят к тому, что эти культуры имеют коэффициенты K _c , превышающие 1. Фактор K _c часто на 5-10% выше, чем ссылка (где K _c = 1,0) и даже на 15-20% больше для некоторых высокорослых культур, таких как кукуруза, сорго или сахарный тростник (Рисунок 20). Типичные значения коэффициента культуры для взрослых культур (K _{c середина} ) перечислены в таблице 12.

Такие культуры, как ананасы, которые закрывают устьица в течение дня, имеют очень маленькие коэффициенты урожая. Однако у большинства видов устьица открываются по мере увеличения освещенности. Помимо реакции устьиц на окружающую среду, положение и количество устьиц, а также сопротивление кутикулы переносу пара определяют потерю воды растениями. Виды с устьицами только на нижней стороне листа и / или с большим сопротивлением листа будут иметь относительно меньшие значения K _c .Это касается цитрусовых и большинства лиственных фруктовых деревьев. Контроль транспирации и расстояние между деревьями, обеспечивающие только 70% почвенного покрова для зрелых деревьев, могут привести к тому, что K _c этих деревьев, если они выращиваются без почвопокровной культуры, будет меньше единицы (Рисунок 20).

Климат

Значения K _c в таблице 12 являются типичными значениями, ожидаемыми для среднего значения K _c в стандартных климатических условиях, которые определяются как субгумидный климат со средней минимальной относительной влажностью в дневное время (RH _мин ) »45% и со спокойным или умеренным ветром со средней скоростью 2 м / с.

Колебания ветра изменяют аэродинамическое сопротивление культур и, следовательно, их коэффициенты урожая, особенно для тех культур, которые значительно выше гипотетической эталонной травы. Влияние разницы в аэродинамических свойствах эталонной травы и сельскохозяйственных культур зависит не только от конкретной культуры. Он также зависит от климатических условий и высоты посевов. Поскольку аэродинамические свойства многих сельскохозяйственных культур выше, чем у эталонной травы, отношение ET _c к ET _o (т.е.е., K _c ) для многих культур увеличивается по мере увеличения скорости ветра и уменьшения относительной влажности. Более засушливый климат и условия с большей скоростью ветра будут иметь более высокие значения для K _c . Более влажный климат и условия с меньшей скоростью ветра будут иметь более низкие значения для K _c .

РИСУНОК 20. Типичный K _c для различных типов взрослых культур

РИСУНОК 21.Ожидаемые экстремальные диапазоны K _c для взрослых культур в связи с изменением климата и погоды

Относительное влияние климата на K _c для взрослых культур показано на рисунке 21. Верхние границы соответствуют чрезвычайно засушливым и ветреным условиям, а нижние границы действительны при очень влажных и спокойных погодных условиях. Ожидаемые диапазоны значений K _c при изменении климата и погодных условий довольно малы для коротких культур, но велики для высоких культур.Рекомендации по адаптации K _c к климатическим условиям в зависимости от высоты урожая приведены в главе 6.

В условиях влажного и спокойного ветра K _c становится менее зависимым от различий между аэродинамическими компонентами ET _c и ET _o , а значения K _c для сельскохозяйственных культур с полным покровом не зависят. превышает 1,0 более чем примерно на 0,05. Это связано с тем, что как полные сельскохозяйственные культуры, так и эталонная культура стриженой травы обеспечивают почти максимальное поглощение коротковолнового излучения, которое является основным источником энергии для испарения во влажных и спокойных условиях.Как правило, альбедо a одинаковы для широкого диапазона полнопокровных сельскохозяйственных культур, включая контрольную культуру. Поскольку дефицит давления пара (e _s — e _a ) невелик во влажных условиях, различия в ET, вызванные различиями в аэродинамическом сопротивлении, r _a , между сельскохозяйственной культурой и контрольной культурой также невелики, особенно со скоростью ветра от слабой до умеренной.

В засушливых условиях влияние различий в r _a между сельскохозяйственной культурой и эталонной культурой травы на ET _c становится более выраженным, поскольку член (e _s — e _a ) может быть относительно большим. .Большие значения (e _s — e _a ) усиливают различия в аэродинамическом члене в числителе уравнения Пенмана-Монтейта (уравнение 3) как для культуры, так и для контрольной культуры. Следовательно, K _c будет больше в засушливых условиях, когда у сельскохозяйственной культуры площадь листьев и высота шероховатости больше, чем у эталонной травы.

Поскольку член 1 / r _a в числителе уравнения Пенмана-Монтейта (уравнение 3) умножается на дефицит давления пара (e _s — e _a ), ET от высоких культур увеличивается пропорционально больше относительно ET _или , чем ET от коротких культур при низкой относительной влажности.K _c для высоких культур, например, высотой 2–3 м, может быть на 30% выше в ветреном и засушливом климате по сравнению со спокойным влажным климатом. Увеличение K _c связано с влиянием большей аэродинамической шероховатости высокой культуры по сравнению с травой на перенос водяного пара с поверхности.

Испарение почвы

Различия в испарении почвы и транспирации сельскохозяйственных культур между полевыми культурами и контрольной поверхностью интегрированы в коэффициент культуры.Коэффициент K _c для полнокровных культур в первую очередь отражает различия в транспирации, поскольку испарение почвы относительно невелико. После дождя или орошения эффект испарения преобладает, когда урожай небольшой и почти не затеняет землю. Для таких условий с низким покровом коэффициент K _c в значительной степени определяется частотой увлажнения поверхности почвы. Если почва большую часть времени является влажной из-за орошения или дождя, испарение с поверхности почвы будет значительным, и K _c может превышать 1.С другой стороны, там, где поверхность почвы сухая, испарение ограничено, и K _c будет небольшим и может даже упасть до 0,1 (рис. 22).

Различия в испарении почвы между полевыми культурами и контрольной поверхностью можно прогнозировать более точно, используя двойной коэффициент культуры.

РИСУНОК 22. Влияние испарения на K _c . Горизонтальная линия представляет K _c , когда поверхность почвы постоянно влажная.Изогнутая линия соответствует K _c , когда поверхность почвы остается сухой, но культура получает достаточно воды для поддержания полной транспирации

РИСУНОК 23. Стадии роста культуры для разных типов культур

Стадии роста культуры

По мере развития урожая изменяется почвенный покров, высота урожая и площадь листьев. Из-за различий в суммарном испарении на разных стадиях роста K _c для данной культуры будет меняться в течение вегетационного периода.Вегетационный период можно разделить на четыре отдельные стадии роста: начальная стадия, развитие урожая, середина и конец сезона. На рисунке 23 показана общая последовательность и соотношение этих стадий для разных типов сельскохозяйственных культур.

Начальная стадия

Начальный этап длится от даты посадки до примерно 10% почвенного покрова. Продолжительность начального периода сильно зависит от урожая, сорта сельскохозяйственных культур, даты посадки и климата.Конец начального периода определяется как время, когда примерно 10% поверхности земли покрыто зеленой растительностью. Для многолетних культур дата посадки заменяется датой «озеленения», то есть временем, когда происходит зарождение новых листьев.

В начальный период листовая площадь мала, и эвапотранспирация происходит преимущественно за счет испарения почвы. Следовательно, K _c в начальный период (K _{c ini} ) велик, когда почва влажная от орошения и дождя, и низкий, когда поверхность почвы сухая.Время высыхания поверхности почвы определяется интервалом времени между событиями увлажнения, испаряющей способностью атмосферы (ET _o ) и важностью события увлажнения. Общие оценки K _{c ini} в зависимости от частоты увлажнения и ET _o приведены в Таблице 9. Данные предполагают почву со средней текстурой. Процедура оценки K _{c ini} представлена ​​в главе 6.

ТАБЛИЦА 9. Приблизительные значения для K _{c ini} для случаев среднего увлажнения (10-40 мм) и почвы средней текстуры

интервал увлажнения	испаряющая способность атмосферы (ET o )
	низкий 1-3 мм / день	умеренный 3-5 мм / день	высота 5-7 мм / сутки	очень высокий> 7 мм / день
меньше, чем еженедельно	1.2-0,8	1,1-0,6	1,0–0,4	0,9-0,3
еженедельно	0,8	0,6	0,4	0,3
дольше одного раза в неделю	0,7 — 0,4	0.4 — 0,2 *	0,3 — 0,2 *	0,2 * — 0,1 *

Значения взяты из рисунков 29 и 30
(*) Обратите внимание, что интервалы полива могут быть слишком большими для поддержания полной транспирации некоторых молодых однолетних культур.

Стадия развития культуры

Стадия развития культуры проходит от 10% почвенного покрова до эффективного полного покрытия. Эффективное полное укрытие для многих культур происходит в начале цветения.Для пропашных культур, у которых ряды обычно сцепляются с листьями, таких как бобы, сахарная свекла, картофель и кукуруза, эффективное покрытие можно определить как время, когда некоторые листья растений в соседних рядах начинают смешиваться, так что затенение почвы становится почти полным, или когда растения достигают почти полный размер, если не происходит смешения. Для некоторых культур, особенно тех, которые выше 0,5 м, средняя доля поверхности земли, покрытая растительностью (f _c ) в начале эффективного полного покрытия, составляет около 0.7-0,8. Доли освещенной и затененной почвы и листьев существенно не изменяются при дальнейшем росте урожая выше f _c »0,7–0,8. Понятно, что урожай или растение могут продолжать расти как по высоте, так и по площади листьев после времени эффективного полного укрытия. Поскольку трудно визуально определить, когда густо засеянная растительность, такая как озимые и яровые зерновые, и некоторые травы достигают эффективного полного покрытия, для этих типов культур обычно используется более легко определяемая стадия колошения (цветения).

Для густой травы эффективное полное укрытие может произойти на высоте около 0,10–0,15 м. Для тонких травостоя (сухие пастбища) высота травы может достигать 0,3-0,5 м, прежде чем будет достигнуто эффективное полное покрытие. Густо посаженные корма, такие как люцерна и клевер, достигают эффективного полного покрытия примерно на 0,3-0,4 м.

Другой способ оценить возникновение эффективного полного покрытия — это когда индекс площади листа (LAI) достигает трех. LAI определяется как средняя общая площадь листьев (одна сторона) на единицу площади поверхности земли.

По мере того, как культура развивается и затеняет все большую и большую часть земли, испарение становится более ограниченным, и транспирация постепенно становится основным процессом. На стадии развития культуры значение K _c соответствует количеству почвенного покрова и развитию растений. Обычно, если поверхность почвы сухая, K _c = 0,5 соответствует примерно 25-40% поверхности земли, покрытой растительностью из-за эффектов затенения и из-за микромасштабного переноса ощутимого тепла из почвы в растительность.A K _c = 0,7 часто соответствует примерно 40-60% почвенного покрова. Эти значения будут варьироваться в зависимости от культуры, частоты увлажнения и от того, использует ли культура больше воды, чем эталонная культура при полном почвенном покрове (например, в зависимости от архитектуры ее полога и высоты культуры относительно стриженной травы).

Межсезонье

Стадия середины сезона длится от эффективного полного покрытия до начала срока погашения. На начало созревания часто указывает начало старения, пожелтение или старение листьев, опадание листьев или потемнение плодов до такой степени, что эвапотранспирация урожая снижается по сравнению с эталонным ET _o .Стадия середины сезона — самая продолжительная стадия для многолетних и многих однолетних растений, но она может быть относительно короткой для овощных культур, которые собирают свежими для их зеленой растительности.

В середине сезона K _c достигает максимального значения. Величина K _c (K _{c середина} ) относительно постоянна для большинства условий выращивания и культуры. Отклонение K _{c mid} от эталонного значения «1» в первую очередь связано с различиями в высоте и сопротивлении растений эталонной поверхности травы и сельскохозяйственных культур и погодных условий.

Поздний этап

Этап позднего сезона длится от начала созревания до сбора урожая или полного созревания. Предполагается, что расчет для K _c и ET _c завершится, когда урожай собран, высохнет естественным путем, достигнет полного старения или испытает опадание листьев.

Для некоторых видов многолетней растительности в безморозном климате культуры могут расти круглый год, поэтому дату прекращения можно принять как дату «посадки».

РИСУНОК 24. Типичные диапазоны, ожидаемые в K _c для четырех стадий роста

Значение K _c в конце поздней стадии сезона (K _{c конец} ) отражает методы управления урожаем и водными ресурсами. Значение K _{c end} будет высоким, если урожай часто поливается до тех пор, пока не будет собран свежий урожай. Если урожаю дать возможность стареть и высохнуть на поле перед сбором урожая, значение K _{c end} будет небольшим.Старение обычно связано с менее эффективной устьичной проводимостью поверхности листа из-за эффектов старения, что приводит к снижению K _c .

На рисунке 24 показано изменение K _c для разных культур под влиянием погодных факторов и развития сельскохозяйственных культур.

---

Одноместный и Коэффициент двойной культуры приближается к
Кривая коэффициента культуры

---

Эвапотранспирация сельскохозяйственных культур рассчитывается путем умножения ET _o на K _c , коэффициента, выражающего разницу в суммарном испарении между обрезанной и эталонной травяной поверхностью.Разницу можно объединить в один коэффициент или разделить на два фактора, описывающих отдельно различия в испарении и транспирации между двумя поверхностями. Выбор подхода зависит от цели расчета, требуемой точности, доступных климатических данных и временного шага, с которым выполняются расчеты. В таблице 10 представлены общие критерии выбора.

ТАБЛИЦА 10. Общие критерии выбора для коэффициента одинарной и двойной культуры приближаются к

	Коэффициент для одной культуры K c	Коэффициент двойной культуры K cb + K e
Цель расчета	— планирование и проектирование орошения — управление орошением — основные графики орошения — планирование орошения в реальном времени для нечастых поливов (поверхностное и дождевальное орошение)	— исследование — планирование полива в реальном времени — планирование полива для высокочастотного полива (микроорошение и автоматическое дождевание) — дополнительное орошение — подробные исследования почвенного и гидрологического водного баланса
Шаг по времени	ежедневно, 10 дней, ежемесячно (данные и расчет)	ежедневно (данные и расчет)
Метод решения	карманный компьютер с графическим калькулятором	компьютер

Коэффициент одиночной и двойной культуры приближается к

Метод коэффициента одной культуры (K _c )

В подходе с использованием одного коэффициента культуры эффект транспирации культур и испарения почвы объединяется в один коэффициент K _c .Коэффициент объединяет различия в испарении почвы и скорости транспирации сельскохозяйственных культур между культурой и контрольной поверхностью травы. Поскольку испарение почвы может меняться ежедневно в результате дождя или орошения, коэффициент единственной культуры выражает только усредненные по времени (многодневные) эффекты эвапотранспирации сельскохозяйственных культур.

Поскольку единственный коэффициент K _c усредняет испарение и транспирацию почвы, этот подход используется для вычисления ET _c для недельных или более длительных периодов времени, хотя расчеты могут выполняться с ежедневным временным шагом.Усредненный по времени одиночный K _c используется для планирования исследований и проектирования ирригационных систем, где усредненные эффекты увлажнения почвы приемлемы и актуальны. Это касается систем поверхностного орошения и дождевальных систем, в которых временной интервал между последовательными поливами составляет несколько дней, часто десять дней и более. Для типичного управления поливом действует усредненное по времени одиночное значение K _c .

Двойной коэффициент посева (K _cb + K _e )

В подходе с двойным коэффициентом посевов эффекты транспирации культур и испарения почвы определяются отдельно.Используются два коэффициента: базовый коэффициент культуры (K _cb ) для описания транспирации растений и коэффициент испарения воды из почвы (K _e ) для описания испарения с поверхности почвы. Одинарный коэффициент K _c заменяется на:

K _c = K _cb + K _e (57)

где

K _cb базальный коэффициент культуры,
K _e коэффициент испарения воды из почвы.

Базовый коэффициент культуры, K _cb , определяется как отношение ET _c к ET _o , когда поверхностный слой почвы сухой, но когда среднее содержание влаги в корневой зоне достаточно для поддержания полноценного растения. испарение.K _cb представляет собой базовый потенциал K _c при отсутствии дополнительных эффектов увлажнения почвы поливом или осадками. Коэффициент испарения почвы, K _e , описывает компонент испарения с поверхности почвы. Если почва влажная после дождя или орошения, K _e может быть большим. Однако сумма K _cb и K _e никогда не может превышать максимальное значение K _{c max} , определяемое энергией, доступной для эвапотранспирации на поверхности почвы.По мере того, как поверхность почвы становится суше, K _e становится меньше и падает до нуля, когда не остается воды для испарения. Оценка K _e требует ежедневного расчета водного баланса для расчета содержания влаги в почве, остающейся в верхнем слое почвы.

Подход с двойным коэффициентом требует большего количества численных расчетов, чем процедура с использованием единственного усредненного по времени коэффициента K _c . Двойная процедура лучше всего подходит для составления расписания орошения в режиме реального времени, для расчета баланса воды в почве и для научных исследований, в которых изучаются эффекты ежедневных колебаний влажности поверхности почвы и результирующие воздействия на ежедневный ET _c , профиль воды в почве, и потоки глубокой перколяции важны.Это относится к высокочастотному поливу с помощью систем микроорошения или систем с боковым перемещением, таких как системы с центральным шарниром и системы с линейным перемещением.

Кривая коэффициента урожайности

После выбора метода расчета, определения длин для стадий роста культуры и соответствующих коэффициентов культуры можно построить кривую коэффициента культуры. Кривая представляет изменения коэффициента урожая на протяжении вегетационного периода. Форма кривой представляет изменения в растительности и почвенном покрове во время развития и созревания растений, которые влияют на соотношение ET _c к ET _o .Из кривой можно получить коэффициент K _c и, следовательно, ET _c для любого периода в течение вегетационного периода.

Коэффициент единичной культуры

Обобщенная кривая коэффициента культуры показана на рисунке 25. Вскоре после посадки однолетних растений или вскоре после появления новых листьев у многолетних растений значение K _c невелико, часто менее 0,4. K _c начинает увеличиваться от начального значения K _c , K _{c ini} , в начале быстрого развития растения и достигает максимального значения, K _{c середины} , во время максимального или близкого к максимальному. развитие растений.В конце сезона, когда листья начинают стареть и стареют из-за естественных или культурных традиций, K _c начинает уменьшаться, пока не достигнет более низкого значения в конце вегетационного периода, равного K _{c end} .

Коэффициент двойной культуры

Единственная «усредненная по времени» кривая K _c на рисунке 25 включает усредненные эффекты смачивания в коэффициент K _c . Значение K _{c середины} является относительно постоянным для большинства условий выращивания и выращивания.Однако значения для K _{c ini} и K _{c end} могут значительно меняться в течение дня, в зависимости от частоты полива и дождя. Подход с двойным коэффициентом культур рассчитывает фактическое увеличение K _c за каждый день в зависимости от развития растений и влажности поверхности почвы.

Поскольку единственный коэффициент K _c включает усредненные эффекты испарения с почвы, базовый коэффициент культуры, K _cb , описывающий только транспирацию растений, находится ниже значения K _c (Рисунок 26).Наибольшая разница между K _c и K _cb обнаруживается на начальной стадии роста, когда эвапотранспирация проявляется преимущественно в форме испарения почвы, а транспирация сельскохозяйственных культур все еще мала. Поскольку пологи сельскохозяйственных культур почти или полностью покрыты почвой во время стадии середины сезона, испарение почвы под пологом меньше влияет на эвапотранспирацию сельскохозяйственных культур, и значение K _cb в середине сезона будет почти таким же, как K _c . В зависимости от напочвенного покрова коэффициент базальной урожайности в межсезонье может быть всего 0.05-0,10 ниже значения K _c . В зависимости от частоты полива сельскохозяйственных культур на поздней стадии сезона, значение K _cb будет таким же (если полив нечасто) или меньше значения K _c .

РИСУНОК 25. Обобщенная кривая коэффициента культуры для подхода с коэффициентом одной культуры

РИСУНОК 26. Кривые коэффициента урожайности, показывающие базальный K _cb (жирная линия), испарение почвы K _e (тонкая линия) и соответствующий одиночный K _c = K _cb + K _e кривая (пунктирная линия)

На рисунке 26 представлены типичные формы кривых K _cb , K _e и одиночных кривых K _c .Кривая K _cb на рисунке представляет собой минимум K _c для условий достаточного количества воды в почве и сухой поверхности почвы. «Шипы» K _e на рисунке представляют повышенное испарение, когда осадки или орошение увлажнили поверхность почвы и временно увеличили общий ET _c . Эти всплески испарения влажной почвы уменьшаются по мере высыхания поверхностного слоя почвы. Шипы обычно достигают максимального значения 1,0–1,2, в зависимости от климата, величины события увлажнения и части увлажненной поверхности почвы.

Суммированные вместе, значения для K _cb и для K _e представляют собой коэффициент одной культуры, K _c . Общая кривая K _c , показанная пунктирной линией на рисунке 26, иллюстрирует эффект усреднения K _cb + K _e во времени и отображается как «сглаженная» кривая. Именно эта сглаженная кривая представлена ​​единственной процедурой расчета K _c . Кривая K _c лежит выше кривой K _cb , с потенциально большими различиями на начальной стадии и стадии развития, в зависимости от частоты увлажнения почвы.

Процедуры расчета, необходимые для подходов к коэффициенту урожая, разработаны в следующих главах. В главе 6 для расчета ET _c используется единственный усредненный по времени коэффициент культуры. Подход с использованием двух коэффициентов для отдельного описания воздействия сельскохозяйственных культур и почвы описан в главе 7. На рисунке 27 представлены общие процедуры расчета.

РИСУНОК 27. Общая процедура расчета ET _c

---

Canopy Cover обеспечивает практический ключ к жажде растений: USDA ARS

Страница в архиве

Эта страница заархивирована и предоставляется только для справки.Страница больше не обновляется, поэтому ссылки на странице могут быть недействительными.

Прочтите статью в журнале, чтобы узнать больше.

Ученые ARS изучают идею о том, что измерения растительного покрова могут определить, сколько воды недавно использовали растения и сколько им потребуется при следующем поливе. Фото любезно предоставлено Томасом Траутом, ARS .

Крышка навеса дает практический ключ к решению проблемы жажды растений

Марсия Вуд,
, 23 января 2009 г.

Когда этой весной растения в вашем саду прорастут пышными ростками, они могут начать затенять и покрывать участки, которые всего несколько месяцев назад были просто голой землей.Когда ученые описывают пространство, которое растения затеняют или фактически покрывают, они используют термин «навес». Этот термин применяется ко всем видам растений, от прилегающих к земле томатов до высоких стеблей кукурузы.

Ученые Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) изучают идею использования измерений растительного покрова в расчетах, чтобы определить, сколько воды недавно использовали растения и сколько им потребуется при следующем поливе.

Знание точных потребностей растений в воде помогает снизить риск использования слишком большого количества воды.Чрезмерное орошение может привести к вымыванию удобрений и других потенциальных загрязнителей в подземные водоемы.

По словам инженера-агронома Томаса Траута, руководителя исследовательской группы ARS по управлению водными ресурсами в Форт-Коллинзе, штат Колорадо, спутниковые снимки фермерских полей могут быть проанализированы компьютерами для оценки покрытия растительного покрова. Фермеры могут посетить веб-сайт, чтобы получить эти измерения для своих полей. Цифра, наряду с некоторыми другими частями информации, такими как местная погода, затем может быть добавлена ​​к стандартному уравнению для расчета количества используемой воды и количества, которое теперь необходимо для каждого поля.

Расчет может показать, например, что растения болгарского перца на поле с 40-процентным покрытием кроны могли использовать один дюйм воды за одну неделю, количество, которое производитель может выбрать для пополнения при следующем поливе.

Форель и соисследователи Донг Ван, почвовед и руководитель исследований в Центре сельскохозяйственных наук ARS San Joaquin Valley, недалеко от Парльера, Калифорния, и Ли Джонсон, эксперт по спутниковым изображениям из Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства, исследуют этот футуристический использование размеров навеса для экономии воды и утоления жажды растений.

Подробнее об этом исследовании читайте в январском номере журнала «Сельскохозяйственные исследования» за 2009 год.

ARS — научно-исследовательское агентство Министерства сельского хозяйства США.

USDA ARS Online Magazine Vol. 57, № 1

Крышка навеса
Секрет измерения жажды растений

Ученый-почвовед Донг Ван (слева) записывает данные о влажности почвы с помощью зонда, в то время как техник Мэтт Гонсалес (справа) и сельскохозяйственный инженер Джим Гартунг фиксируют покров виноградного покрова с помощью спектральной камеры.Ручной сбор данных на земле необходим для калибровки спутниковых снимков. (D1303-3)

Каждый домашний садовник скажет вам, что голая в начале лета земля скоро будет покрыта листвой бурно растущих растений.

Ученые называют объем надземного пространства, которое занимают растения, «навесом». И хотя он может вызывать образы лиственного навеса раскидистого дуба, например, этот термин фактически применяется ко всем размерам и видам зеленых растений — от прилегающих к земле томатов до высокого тонкого хлопка.

Ученые из отдела исследований водного хозяйства Службы сельскохозяйственных исследований в Парльере, Калифорния, подтвердили, что измерения растительного покрова неоценимы для производителей, консультантов по хозяйствам или консультантов по ирригации, которые хотят точно определить, сколько воды использовало и в настоящее время нуждается растение.

«Болгарскому перцу с 40-процентным покрытием навеса может потребоваться в течение недели один дюйм воды — количество, которое вы, возможно, захотите заменить при следующем поливе», — говорит руководитель исследований ARS и инженер-сельскохозяйственный инженер Том Траут.Оценки растительного покрова, используемые в стандартном уравнении для планирования орошения, предоставляют производителям быстрый, точный, надежный и доступный способ избежать чрезмерного полива сельскохозяйственных культур.

Чрезмерное орошение может быть расточительным и может привести к нежелательному вымыванию удобрений и других потенциальных загрязнителей в подземные источники воды, говорит Траут. Раньше в Parlier, Траут теперь работает в ARS в Форт-Коллинзе, штат Колорадо.

По словам Траута, концепция использования измерений растительного покрова для оценки потребности растений в воде не нова.Но исследования ARS в Калифорнии, возможно, не имеют себе равных по объему, охватывая обширный ассортимент востребованных фруктовых садов, виноградников и овощных культур различных возрастных категорий, выращиваемых на разных растениях и междурядьях на 30 различных полях Калифорнии.

Фермеры, которым сегодня пришлось бы ходить по таким полям, чтобы визуально оценить растительный покров каждой культуры, завтра могли бы полагаться на спутники и компьютеры, которые сделают эту работу за них. Траут и соисследователи Донг Ван, руководитель исследований в Parlier, и Ли Джонсон, эксперт по спутниковым изображениям из НАСА, используют спутники для захвата изображений, которые компьютер может проанализировать, а затем быстро преобразовать в измерения растительного покрова.

«Фермеры могут посетить веб-сайт, чтобы найти последние данные об измерениях растительного покрова на своих полях», — объясняет Траут. «Имея это — и некоторые другие фрагменты информации, такие как актуальные для местности данные о погоде — они могут дать компьютеру команду рассчитать количество использованной воды и количество, необходимое сейчас для каждого из их полей».

По общему признанию, этот сценарий может разрабатываться несколько лет. Но, тем не менее, он заинтересовал Департамент водных ресурсов штата Калифорния.Агентство предоставило Трауту и ​​его коллегам двухлетний грант на разработку этого высокотехнологичного способа экономии воды и утоления жажды растений. — Марсия Вуд, информационный отдел Службы сельскохозяйственных исследований.

Это исследование является частью национальной программы ARS (№ 211) по доступности воды и управлению водоразделами, описанной в Интернете по адресу www.nps.ars.usda.gov.

Томас Дж. Траут работает в Исследовательском отделе управления водными ресурсами USDA-ARS, 2150 Center Ave., Bldg. D, Ste.320, Форт-Коллинз, CO 80526; телефон (970) 492-7419, факс (970) 492-7408.

« Canopy Cover : Секрет измерения жажды растений » было опубликовано в январском выпуске журнала «Сельскохозяйственные исследования» за 2009 год.

Разнообразие деревьев и растительный покров в какао-системах в Гане

Область исследования

Исследование проводилось в четырех сообществах выращивания какао (Дженинсо, Неребехи, Нсуосуа и Нкранкром) в четырех районах Ашанти (Аманси Вест и Атвима Нвабиагья) и Западной регионы (Sefwi Wiawso и Wassa Amenfi West) Ганы (рис.1), которые подпадают под зоны влажных полулиственных (MSSE) и влажных вечнозеленых (ME) лесов соответственно. В обеих областях ежегодно бывает два сезона дождей. Основной сезон дождей длится с апреля до конца июля, а второстепенный — с сентября до конца октября с коротким периодом засухи в августе. Леса ME и MSSE соответствуют ассоциациям Lophira — Triplochiton и Celtis — Triplochiton соответственно (Taylor 1960), что позволяет создать высокую лесную растительность с характерной многоуровневой вертикальной стратификацией.

Рис. 1

Карта Южной Ганы, на которой показаны четырех заштрихованных района, состоящих из исследуемых участков ( синяя точка ). Границы типа леса показаны пунктирной линией . Сокращения для лесных типов: WE влажное вечнозеленое растение, UE вечнозеленое растение на возвышенности, ME влажное вечнозеленое растение, MSSE влажное полулиственное растение ( NW Северо-западный подтип, SE юго-восточный подтип), DS сухое лиственные ( FZ подтип зоны пожара, IZ подтип внутренней зоны, SM южная окраина).(Цветной рисунок онлайн)

Лес ME характеризуется полуэкваториальным климатом с большим количеством осадков (1500–1750 мм) и дневными температурами от 22 до 34 ° C. Температуры высокие в течение всего года, самый жаркий месяц — март. Обильное количество осадков и близость к Атлантическому океану создают влажные атмосферные условия, которые приводят к высокой относительной влажности воздуха, составляющей от 70 до 90% в среднем за месяц. Климатические условия обеспечивают оптимальные условия для производства биомассы из-за большого количества осадков в сочетании с плодородной охрозолистой почвой (Hall and Swaine, 1976).MSSE характеризуется умеренным годовым количеством осадков (1250–1500 мм) с равномерно высокими температурами (среднемесячный минимум и максимум 27–31 ° C) и высокой относительной влажностью.

Критерии отбора фермеров

Были выбраны регионы Ашанти и Запад, поскольку они представляют собой старые и новые рубежи выращивания какао в Гане соответственно, причем последние производят более 50% годового общего производства в стране. Западный регион является последним рубежом для расширения выращивания какао из-за наличия участков леса, в то время как регион Ашанти, как отмечается, лишен естественного леса.В общей сложности из четырех районов было отобрано 86 владельцев какао-ферм (25 женщин и 61 мужчина), представляющих такое же количество ферм. Это осуществлялось посредством систематического процесса выборки, который включал обсуждения в фокус-группах по доступу к древесным ресурсам на ферме и последующие интервью, нацеленные на фермеров, у которых были тенистые деревья на фермах какао. Фермы были выбраны таким образом, чтобы они находились на расстоянии не менее 100 м друг от друга в каждой общине. Возраст этих какао-ферм составляет от 8 до 28 лет, что считается экономически продуктивным возрастом какао-деревьев (Obiri et al.2007). Фермерам задавали вопросы о социокультурных факторах, включая историю земли (была ли ферма сделана из леса, залежи или уже пахотной земли), способ приобретения земли (купленная, унаследованная, долевое сельское хозяйство или аренда), уровень образования, опыт обучения методам ведения сельского хозяйства и были ли деревья посажены или восстановлены естественным путем. Тридцать пять процентов фермеров прошли курс обучения выращиванию какао. Около 30% составляли женщины, почти все из которых унаследовали свои земли от супругов или семьи для создания ферм.В общей сложности 56% хозяйств возделывались на старых залежах, 23% — на бывших лесных участках и 21% — на уже пахотных землях. 60, 80 и 99% фермеров используют удобрения, фунгициды и инсектициды соответственно.

Оценка древесных пород и характеристик деревьев

Какао-фермы для данного исследования были выбраны и разграничены на основании того факта, что управленческие решения на каждой ферме принимались только одним человеком для обеспечения последовательного потока информации. Площадь каждой фермы регистрировалась с помощью глобальной системы позиционирования Garmin (GPS) путем обхода всего периметра фермы.Все тенистые деревья с навесом над пологом какао, лежащие по периметру фермы, были идентифицированы, подсчитаны и измерены. Всего на территории 127,7 га зарегистрировано 1042 теневых дерева. {R} {- (P_ {i} * \ ln P_ {i})} $$

(3)

, где R — количество встреченных видов, P _и — это доля особей видов и на ферме (Krebs 1985), а ∑ — сумма от вида 1 к виду R.

Диаметр на высоте груди (DBH) и диаметр кроны (CD) каждого дерева были измерены в соответствии с шаблоном руководства по полевой национальной инвентаризации лесов (FAO 2004). DBH измеряли над корой дерева на высоте 1,3 м над землей, используя ленту для измерения диаметра. CD оценивали, измеряя диаметр короны в четырех различных направлениях, по сторонам света и усредненным цифрам. Измерения диаметра проводились по всей длине коронки от одного конца до другого (Blozan 2006).{2} $$

(4)

Общее покрытие кроны (CC) для всех деревьев верхнего полога было выражено в процентах на гектар, чтобы обеспечить простое сравнение между фермами, с использованием следующей формулы:

$$ CC = \ left ({\ frac {TCA} {farm \ ; size}} \ right) / 10000 $$

(5)

, где TCA — это сумма CA всех деревьев, зарегистрированных на ферму.

Анализ данных

Чтобы проанализировать влияние ряда параметров, связанных с фермой и фермерами, на густоту деревьев, индексы разнообразия и растительный покров, была применена следующая общая линейная модель:

$$ Y = район + пол + история + приобретение + удобрения + фунгицид + инсектицид + размножение + размер фермы + \ varepsilon $$

где,

• Y — переменная отклика (плотность деревьев, R, 1 / D, E _{1 / D} , H и покрытие кроны),

• Район представляет четыре общины,

• Пол (женский или мужской),

• Приобретение (по наследству, куплено и долевое владение),

• История (лес, старый залежь или пашня),

• Удобрение (да или нет),

• фунгицид (да или нет),

• Инсектицид (да или нет),

• Размножение (посаженное или естественное возобновление),

• Размер фермы — ковариата, обозначающая размер фермы в га, а

• ε — невязка, предполагаемая независимой и подчиняющаяся нормальному распределению с нулевым математическим ожиданием.

В этой модели мы использовали размер фермы в качестве ковариаты, поскольку мы хотели учесть влияние увеличения выборочных участков (ферм) на переменные отклика. Однако мы также хотели изучить, обладают ли разные социальные слои ферм разного размера, и поэтому во второй модели размер фермы был проанализирован как зависимая переменная. Эта модель выглядела следующим образом:

$$ Y = район + пол + история + приобретение + \ varepsilon $$

, где Y представляет размер фермы.Анализы выполняли с использованием PROC GLM в программе SAS 9.3 (SAS Institute Inc, Кэри, Северная Каролина, США).

Незначительные переменные были последовательно удалены путем удаления переменной с наивысшим значением P значение , пока все остальные переменные не станут значимыми. В тех случаях, когда тесты показали значимые различия, попарные сравнения проводились с использованием стьюдентизированного диапазона Тьюки ( P <0,05). Допущения модели были проверены графиками остатков по сравнению с предсказанными эффектами и тестами нормальности Шапиро-Уилкса (Crawley 2007), реализованными в процедуре UNIVARIATE.Если допущения модели не выполнялись, использовались соответствующие преобразования (натуральный логарифм, квадратный корень).

Связь между диаметром и площадью кроны была исследована для всех видов деревьев, зарегистрированных не менее 10 раз на всех фермах. Функции лм (), cor () и summary () в статистическом пакете R (Ekstrøm and Sørensen 2011) были использованы для подбора модели, определения корреляций между различными параметрами и тестирования и отчета об оценках соответственно. в регрессионной модели:

$$ CA = a + b (DBH) + \ varepsilon $$

, где CA — площадь короны, выраженная в м ² , ​​ a — пересечение, b — наклон , DBH — диаметр дерева в метрах, а ε — невязка, которая считается независимой и подчиняется нормальному распределению с нулевым математическим ожиданием.