Blackbox-kasvihuonekattorakenteen suunnittelu

Abstract

Nykyisen käytännön mukaan uudis- ja korjausrakentamisen suunnittelussa painotetaan entistä enemmän rakennusten ja rakenteiden energiatehokkuutta. Kasvihuoneiden kohdalla tämä käytäntö aiheuttaa vaikeuksia löytää uusia rakenneratkaisuja, jotka olisivat aiempaa energiatehokkaampia, mutta silti kasvihuoneen toimintaperiaatteiden mukaisia.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella Oulun alueen pohjoisiin sääolosuhteisiin sopiva kasvihuoneen kattorakenne. Suunnittelussa täytyi ottaa huomioon rakenteiden hyvä kantavuus, kestävyys erikoisissa olosuhteissa sekä hyvä lämmöneristävyys ja valonläpäisykyky. Työn olisi tarkoitus toimia pohjana varsinaiselle rakennemitoitukselle ja kasvihuoneen kokonaissuunnittelulle, eikä se näin ollen sisällä rakenteiden kantavuuslaskelmia. Työn toimeksiantaja oli Kempeleessä sijaitseva Poepoint Finland Oy.

Työtä tehtiin tutustumalla kasvihuoneiden toimintaan ja viljelyolosuhteisiin muun muassa aihetta käsittelevän kirjallisuuden sekä kasvihuonerakenteiden valmistajien julkaisemien materiaalien avulla. Kantavien rakenteiden ja katemateriaalien ominaisuuksia sekä niiden soveltuvuutta kasvihuoneeseen vertailtiin keskenään. Kattorakenteen muotoa suunniteltaessa otettiin huomioon sen vaikutus rakennuksen sisälle pääsevän valon määrään. Erilaisille vaihtoehtoisille muodoille suoritettiin tehokkuuslaskelmia optimaalisen valonläpäisyn määrittämiseksi.

Opinnäytetyössä laadittiin malli Oulun alueen olosuhteisiin soveltuvasta kattorakenteesta. Rakenne on kestävä, omaa hyvän lämmöneristyskyvyn sekä tukee kasvihuoneen toimintaa mahdollistamalla auringonvalon pääsyn rakennuksen sisälle. Valmista työtä voidaan hyödyntää osana kasvihuoneen suunnittelua lopullisia rakenne- ja materiaalivalintoja tehtäessä.

According to the current practice in new construction and renovation designing, a greater emphasis is placed on energy efficiency for buildings and structures. For greenhouses this practice causes difficulties to find new solutions for structures which are more energy efficient but still comply with the working principles of a greenhouse.

The objective of this thesis was to design a greenhouse roof structure suitable for the northern climate conditions in the Oulu area. Load-bearing capacity of the structures, good thermal insulation and light transmission capability had to be taken into consideration in the designing. The purpose of this work would be to act as a basis for the actual structural designing and overall greenhouse designing, so it does not include any load capacity calculations for the structures. The client of this work was Poepoint Finland Ltd located in Kempele.

The work was done by getting acquainted with the operation and cultivation conditions of greenhouses with the help of literature covering the subject and through material published by greenhouse structure manufacturers. Properties of load-bearing structures and roofing materials, as well as their suitability for the greenhouse were compared with each other. The shape of the roof structure and its impact on the amount of light getting inside the building was taken into consideration in the designing. Efficiency calculations were made for the different shape options to determine optimal light transmission.

In the thesis a suitable roof structure model was composed for the conditions in Oulu area. The structure is durable, it has a good thermal insulation capability and it supports the function of the greenhouse by allowing sunlight to get inside the building. The finished work can be utilized as a part of the greenhouse designing for making the final structure and material choices.