Nghiên Cứu Công Nghệ và Thiết Kế Mô Hình Nhà Lưới Tại TP. Hồ Chí Minh

Khóa luận nghiên cứu thiết kế mô hình nhà lưới nhà màng polyme phù hợp với vùng sinh thái tại TP Hồ Chí Minh, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.

• Tác giả: Nguyen Tuan Anh
• Người hướng dẫn: Th.s. Nguyen Hai Trieu
• Trường học: Nong Lam University
• Chuyên ngành: Agricultural Engineering
• Đề tài: Nghiên Cứu Công Nghệ Và Thiết Kế Chế Tạo Mô Hình Nhà Lưới, Nhà Màng Polyme Phù Hợp Với Vùng Sinh Thái Tại Thành Phố Hồ Chí Minh
• Loại tài liệu: Graduation Project
• Năm xuất bản: 2002-2006
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Mục đích luận văn
• 1.2. Tìm hiểu một số mẫu nhà lưới tại PHA DAM
• 1.3. Tình hình chung ứng dụng nhà lưới và nhà màng vào sản xuất nông nghiệp tại Thành Phố Hồ Chí Minh
• 1.3.1. Điều tra điều kiện khí hậu, quy trình canh tác tại địa phương
• 1.3.1.1. Đặc điểm khí hậu của Thành Phố Hồ Chí Minh
• 1.3.1.2. Quy trình canh tác tại địa phương
• 1.3.1.3. Sơ bộ đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống nhà lưới nhà màng tại địa phương
• 1.3.2. Nhược điểm
• 1.3.3. Sơ lược về yêu cầu thiết kế nhà lưới
• 1.3.3.1. Các yêu cầu về nhiệt độ, âm độ, ánh sáng, thông thoáng trong nhà lưới
• 1.4. Phương pháp tính thông gió tự nhiên dưới tác dụng tổng hợp
• 1.5. Xác định lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che từ ngoài vào nhà lưới có kể đến bức xạ mặt trời
• 1.6. Tinh thông thoáng cho nhà lưới
• 1.6.1. Phương pháp và phương tiện
• 1.6.2. Phương pháp thực hiện đề tài
• 1.6.3. Từng bước tính toán thiết kế mô hình nhà lưới
• 1.6.4. Các dụng cụ cần thiết trong quá trình thực hiện đề tài
• 1.6.5. Phương pháp tiến hành thu nhập số liệu
• 1.6.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 1.7. Thực hiện đề tài - Kết quả và thảo luận
• 1.7.1. Tìm hiểu các mô hình và cách sử dụng nhà lưới tại Việt Nam
• 1.7.2. Các kiểu nhà lưới đang được sử dụng
• 1.7.3. Quá trình sử dụng và hiệu quả của nhà lưới tại Việt Nam
• 1.7.4. Dựng nhà lưới theo hướng mặt trời
• 1.7.5. Từng bước thiết kế và lắp đặt nhà lưới
• 1.7.6. Vị trí, địa điểm bố trí
• 1.7.7. Sơ bộ về yêu cầu nông học của cây lan
• 1.7.8. Sơ bộ về mẫu nhà và kích thước
• 1.7.9. Dự trù vật tư
• 1.7.10. Tính toán sức bền cho khung nhà lưới
• 1.7.11. Tính toán thiết kế các thông số trong nhà lưới
• 1.7.12. Tính lượng nhiệt truyền qua mái do bức xạ mặt trời
• 1.7.13. Tính lượng nhiệt truyền qua thành vách do truyền nhiệt và đối lưu
• 1.7.14. Tổng lượng nhiệt cần phải khử để thông thoáng cho nhà lưới
• 1.7.15. Tính thông thoáng cho nhà lưới
• 1.7.16. Tính toán lưu lượng thông gió tự nhiên khi chỉ có nguồn nhiệt
• 1.7.17. Tính toán thông gió tự nhiên vừa có tác dụng của gió vừa có tác động của các nguồn nhiệt trong nhà
• 1.7.18. Khảo sát nhiệt độ và độ ẩm trong và ngoài nhà lưới
• 1.8. Nội dung khảo sát
• 1.8.1. Dụng cụ cần
• 1.8.2. Phương pháp tiến hành khảo sát
• 1.8.3. Chi phí cho nhà lưới thiết kế
• 1.9. Kết luận và đề nghị
• Tài liệu tham khảo
• MỞ ĐẦU

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Mô Hình Nhà Lưới Tại TP

Nghiên cứu mô hình nhà lưới tại TP. Hồ Chí Minh đang trở thành một xu hướng quan trọng trong sản xuất nông nghiệp hiện đại. Mô hình này không chỉ giúp bảo vệ cây trồng khỏi các yếu tố ngoại cảnh mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc áp dụng công nghệ vào thiết kế mô hình nhà lưới giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

1.1. Đặc Điểm Khí Hậu Vùng Sinh Thái TP. Hồ Chí Minh

Khí hậu TP. Hồ Chí Minh có đặc điểm nhiệt đới gió mùa, với nhiệt độ trung bình cao và lượng mưa lớn. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển nhà lưới. Tuy nhiên, cũng cần chú ý đến các yếu tố như độ ẩm và ánh sáng để tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.

1.2. Lợi Ích Của Mô Hình Nhà Lưới Trong Nông Nghiệp

Mô hình nhà lưới giúp giảm thiểu sâu bệnh, tiết kiệm nước tưới và phân bón. Ngoài ra, nó còn cho phép nông dân chủ động trong việc trồng trọt, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Thiết Kế Nhà Lưới

Mặc dù nhà lưới mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc thiết kế và xây dựng vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư, kỹ thuật xây dựng và bảo trì là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng. Đặc biệt, việc lựa chọn vật liệu và cấu trúc phù hợp với điều kiện khí hậu là rất quan trọng.

2.1. Chi Phí Đầu Tư và Bảo Trì Nhà Lưới

Chi phí đầu tư cho nhà lưới có thể cao, nhưng nếu được bảo trì đúng cách, nó có thể mang lại lợi nhuận lâu dài. Việc lựa chọn vật liệu bền vững và thiết kế hợp lý sẽ giúp giảm thiểu chi phí bảo trì.

2.2. Kỹ Thuật Xây Dựng và Vật Liệu Sử Dụng

Việc lựa chọn vật liệu xây dựng cho mô hình nhà lưới cần phải phù hợp với điều kiện khí hậu tại TP. Hồ Chí Minh. Các vật liệu như polyme và lưới chắn nắng cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và hiệu quả.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mô Hình Nhà Lưới Hiệu Quả

Thiết kế mô hình nhà lưới cần dựa trên các yếu tố như điều kiện khí hậu, loại cây trồng và quy trình canh tác. Việc áp dụng công nghệ hiện đại vào thiết kế sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế.

3.1. Các Yếu Tố Cần Xem Xét Trong Thiết Kế

Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và thông gió cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế nhà lưới. Điều này sẽ giúp tạo ra môi trường tối ưu cho sự phát triển của cây trồng.

3.2. Ứng Dụng Công Nghệ Trong Thiết Kế Nhà Lưới

Việc ứng dụng công nghệ như hệ thống tưới tự động và cảm biến nhiệt độ sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất trong nhà lưới. Công nghệ này không chỉ tiết kiệm nước mà còn giúp nông dân quản lý cây trồng hiệu quả hơn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nhà Lưới Tại TP

Nhiều mô hình nhà lưới đã được triển khai tại TP. Hồ Chí Minh và đạt được những kết quả khả quan. Các mô hình này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Việc áp dụng công nghệ cao vào sản xuất nông nghiệp đang dần trở thành xu hướng tất yếu.

4.1. Các Mô Hình Nhà Lưới Thành Công Tại TP. Hồ Chí Minh

Một số mô hình nhà lưới tại TP. Hồ Chí Minh đã cho thấy hiệu quả cao trong việc sản xuất rau sạch và hoa. Những mô hình này đã giúp nông dân tăng thu nhập và cải thiện chất lượng sản phẩm.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu và Đánh Giá Hiệu Quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhà lưới giúp tăng năng suất cây trồng từ 20-30% so với phương pháp truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng việc đầu tư vào nhà lưới là một hướng đi đúng đắn cho nông nghiệp hiện đại.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Mô Hình Nhà Lưới

Mô hình nhà lưới tại TP. Hồ Chí Minh đang mở ra nhiều cơ hội cho nông nghiệp công nghệ cao. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các mô hình này sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

5.1. Tương Lai Của Nhà Lưới Trong Nông Nghiệp

Tương lai của nhà lưới tại TP. Hồ Chí Minh hứa hẹn sẽ phát triển mạnh mẽ với sự hỗ trợ của công nghệ. Các mô hình mới sẽ được nghiên cứu và áp dụng để nâng cao hiệu quả sản xuất.

5.2. Đề Xuất Chính Sách Hỗ Trợ Nông Dân

Cần có các chính sách hỗ trợ nông dân trong việc đầu tư và phát triển nhà lưới. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo an ninh lương thực cho thành phố.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển chung của nông nghiệp hiện đại, nhiều quốc gia trên thế giới đã chuyển dịch mạnh mẽ từ phương thức sản xuất chú trọng sản lượng sang nông nghiệp chất lượng cao thông qua việc ứng dụng công nghệ sinh học, tự động hóa, cơ giới hóa và tin học hóa. Tại Việt Nam, sản xuất nông nghiệp truyền thống nhìn chung vẫn mang tính manh mún, quy mô nhỏ lẻ, công cụ canh tác lạc hậu và phụ thuộc lớn vào các biến động thời tiết bất lợi như mưa bão, khô hạn, cũng như áp lực sâu bệnh hại. Việc ứng dụng mô hình nhà lưới, nhà màng polyme được xem là một giải pháp kỹ thuật nhằm chủ động kiểm soát tiểu khí hậu, hạn chế tác động tiêu cực từ môi trường tự nhiên, tiết kiệm nước tưới, phân bón và giảm thiểu thuốc bảo vệ thực vật.

Thực tế tại thời điểm nghiên cứu (năm 2006), việc ứng dụng nhà màng, nhà lưới tại Việt Nam tồn tại hai thái cực rõ rệt:

• Các hệ thống công nghệ cao nhập khẩu từ nước ngoài (như của hãng Netafim - Israel tại Lâm Đồng, TP. Hồ Chí Minh) có trang bị điều khiển tự động hoàn chỉnh nhưng chi phí đầu tư rất lớn (từ 1,5 đến 3 tỷ đồng/ha), phụ thuộc vật tư ngoại nhập, khó tiếp cận đối với nông hộ cá thể.
• Các mô hình do nông dân và doanh nghiệp địa phương tự xây dựng phần lớn mang tính tự phát, chắp vá từ tre, gỗ, nứa hoặc khung sắt đơn giản, thiếu các tính toán cơ học và khí động học. Khung chịu lực yếu dễ hư hỏng khi gặp gió bão, lưới mau mục rách (chỉ dùng được 1–2 vụ), khả năng thông gió kém khiến nhiệt độ bên trong cao hơn môi trường từ 2–3°C vào mùa nắng, gây hiện tượng hầm hơi và phát sinh bệnh hại rễ.

Khảo sát thực tế 109 nhà lưới tại TP. Hồ Chí Minh cho thấy: 71 nhà lưới còn hoạt động tốt (chiếm 65,13%), 25 nhà lưới ở mức trung bình (chiếm 22,93%) và 13 nhà lưới ngừng hoạt động phải tháo dỡ (chiếm 11,92%). Để giải quyết bài toán kỹ thuật và kinh tế này, đề tài "Nghiên cứu công nghệ và thiết kế chế tạo mô hình nhà lưới, nhà màng Polyme phù hợp với vùng sinh thái tại Thành phố Hồ Chí Minh" được thực hiện.

Mục đích nghiên cứu là đề xuất một mô hình nhà lưới đơn giản, kết cấu vững chắc, chi phí hợp lý, phù hợp với năng lực tài chính của nông dân và đáp ứng yêu cầu sinh trưởng của cây trồng (rau ăn lá và hoa lan) tại khu vực TP. Hồ Chí Minh.

Các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định gồm:

1. Tìm hiểu các mô hình nhà lưới, nhà màng polyme đang được ứng dụng tại Việt Nam và TP. Hồ Chí Minh.
2. Phân tích, đánh giá các vấn đề khoa học công nghệ còn tồn tại, ưu nhược điểm của các mô hình đang hoạt động.
3. Xác định các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của nhà lưới.
4. Tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình thử nghiệm cụ thể trên cơ sở các công thức nhiệt và khí động học.
5. Khảo sát, đo đạc nhiệt độ, ẩm độ bên trong nhà lưới so với môi trường tự nhiên bên ngoài.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng: Kết cấu khung dàn, vật liệu bao che, cơ chế thông gió tự nhiên, chế độ nhiệt - ẩm trong nhà lưới và các yêu cầu nông học của cây trồng (rau họ Thập tự, hoa lan).
• Phạm vi không gian: Điều kiện sinh thái khí hậu TP. Hồ Chí Minh; địa điểm triển khai lắp đặt và khảo sát thực nghiệm tại Số 75 đường Đông Hòa, phường Hiệp Bình Chánh, quận Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh.
• Phạm vi thời gian: Số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất và các khảo sát thực tế hoàn thành vào tháng 7 năm 2006.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công thức tính toán

Đề tài dựa trên sự kết hợp giữa các nguyên lý khí tượng học, sinh lý học thực vật, truyền nhiệt và thông gió công trình nông nghiệp:

1. Khí hậu học tiểu vùng TP. Hồ Chí Minh: TP. Hồ Chí Minh nằm ở tọa độ 10°10' – 10°38' vĩ độ Bắc và 106°22' – 106°54' kinh độ Đông, thuộc vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Bức xạ dồi dào trung bình 140 Kcal/cm²/năm, số giờ nắng 160–270 giờ/tháng; nhiệt độ trung bình 27°C (tháng 4 cao nhất 28,8°C, tháng 12–1 thấp nhất 25,7°C, cực đại 40°C, cực tiểu 13,8°C); lượng mưa bình quân 1.949 mm/năm (tập trung 90% từ tháng 5 đến tháng 11); độ ẩm không khí bình quân 79,5%; hai hướng gió chủ đạo là Tây - Tây Nam (mùa mưa, vận tốc 3,6–4,5 m/s) và Bắc - Đông Bắc (mùa khô, vận tốc 2,4 m/s), cùng gió tín phong Nam - Đông Nam (3,7 m/s).

2. Nhu cầu nhiệt độ sinh học theo mô hình V.M Mac-côp: Tác giả sử dụng công thức thực nghiệm của V.M Mac-côp để xác định chế độ nhiệt cho cây rau: $$T = t + 7^\circ\text{C}$$ Trong đó $T$ là nhiệt độ thích hợp nhất cho sinh trưởng, $t$ là nhiệt độ sinh trưởng trong ngày râm (dưa hấu, bí ngô: 25°C; dưa chuột, cà chua, ớt: 22°C; hành tây, tỏi: 19°C; khoai tây, xà lách: 16°C; bắp cải, cải củ: 13°C). Ngưỡng nhiệt cực hạn được xác định là $t + 14^\circ\text{C}$.

3. Tính toán góc chiếu mặt trời định hướng công trình: Nhằm tối ưu hóa khả năng nhận quang năng và giảm bức xạ nhiệt quá mức:

   • Góc mặt trời trưa Hạ Chí (21/6): $90^\circ - (\text{vĩ độ} - 23,45^\circ) = 90^\circ - (10,20^\circ - 23,45^\circ) = 76^\circ 45'$ (hướng Bắc).
   • Góc mặt trời trưa Đông Chí (22/12): $90^\circ - (\text{vĩ độ} + 23,45^\circ) = 90^\circ - (10,20^\circ + 23,45^\circ) = 56^\circ 18'$ (hướng Nam). Mô hình chọn giải pháp mái dốc một phía quay về hướng chính Nam nhằm phản xạ bớt bức xạ trưa mùa hè và hấp thụ tối đa ánh sáng góc thấp vào mùa đông.

4. Tính toán cân bằng nhiệt và thông gió tự nhiên:

   • Lượng nhiệt bức xạ qua mái: $Q_{bx} = C_s \cdot K_s \cdot \sin(h + \alpha_s) \cdot \dots$ với hằng số bức xạ mặt trời $C_s = 1360\text{ W/m}^2$, hệ số theo mùa hè $K_s = 0,97$, hệ số tỏa nhiệt bề mặt $\alpha_n = 20\text{ W/m}^2\text{K}$, hệ số trao đổi nhiệt trong nhà $\alpha_t = 10\text{ W/m}^2\text{K}$.
   • Tổng nhiệt cần khử: $Q = Q_{bx} + Q_{tt}$ (nhiệt bức xạ cộng nhiệt truyền qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ).
   • Áp suất gió tác động lên bề mặt: $P = P_{xq} + P_{gio}$, với $P_{gio} = k \cdot \frac{\gamma \cdot V_g^2}{2g}$ ($k$ là hệ số khí động: đón gió $k = +0,6$, khuất gió $k = -0,3$ đến $-0,4$).
   • Lưu lượng thông gió tự nhiên $L$ (kG/s) xác định qua biểu đồ khí động $I$, sau đó kiểm tra cân bằng nhiệt: $$Q_{thong} = L \cdot c \cdot (t_{ra} - t_{ng})$$ Sai số cho phép: $\frac{|Q_{thong} - Q|}{Q} \le 5%$.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp khảo sát, điều tra thực tế: Khảo sát các nhà vườn, khu nông nghiệp công nghệ cao tại Hà Nội, Hải Phòng, Thái Bình, Vĩnh Phúc và các huyện ngoại thành TP. Hồ Chí Minh (Củ Chi, Bình Chánh, Hóc Môn, Thủ Đức).
• Phương pháp tính toán kỹ thuật: Sử dụng lý thuyết sức bền vật liệu và truyền nhiệt - thông gió công trình để lập kích thước hình học, tính toán ứng suất dàn khung và diện tích cửa thoát khí.
• Phương pháp thực nghiệm - đo đạc: Chế tạo mô hình thực tế, bố trí mạng lưới 5 điểm đo nhiệt độ/độ ẩm phân bố đều trong nhà lưới cùng 1 điểm đối chứng ngoài trời. Thực hiện đo liên tục các khung giờ từ 7h00 đến 17h30 (cách nhau 30 phút/lần đo) bằng nhiệt kế và nhiệt kế bầu khô - bầu ướt.

---

Thiết kế và triển khai

Thông số hình học và kết cấu khung nhà

Mô hình nhà lưới được tính toán và dựng hoàn chỉnh với các thông số kỹ thuật chi tiết:

Thông số	Giá trị thiết kế
Chiều dài tổng thể	8,4 m
Chiều rộng tổng thể	4,8 m
Diện tích mặt bằng	40,32 m²
Chiều cao cột đỡ	3,5 m (không tính phần chôn móng)
Chiều cao đỉnh mái	4,5 m
Bán kính cong thanh vòm mái	5.000 mm (5 m)
Khoảng cách giữa các vì kèo	Gồm 3 vì kèo: nhịp 4,0 m và 4,4 m
Diện tích cửa thoát khí đối lưu đỉnh	8,4 m²

Chi tiết kích thước các thanh giằng bên trong từng vì kèo:

• Thanh đứng ngắn: 560 mm
• Thanh chéo ngắn: 1.760 mm
• Thanh đứng dài: 860 mm
• Thanh chéo dài: 1.860 mm

Vật liệu và quy trình gia công chế tạo

Nhằm đảm bảo tính bền vững, chống ăn mòn trong điều kiện nhiệt đới ẩm nhưng vẫn tối ưu hóa chi phí cho nông dân, các loại vật liệu chế tạo được lập bảng dự trù cụ thể:

STT	Chủng loại vật tư	Quy cách / Kích thước	Số lượng / Khối lượng
1	Cột trụ chính	Ống thép tráng kẽm $\Phi 60$	6 cây dài 3,5 m (tổng 21 m)
2	Thanh vòm mái	Ống thép tráng kẽm $\Phi 49$	3 cây (uốn cong $R = 5\text{ m}$)
3	Xà gồ / Khung đỡ	Ống thép hộp chữ nhật $30 \times 60\text{ mm}$	6 cây (chiều dài 5 m)
4	Thanh giằng kèo	Ống thép tráng kẽm $\Phi 21$	14 cây (tổng chiều dài 80 m)
5	Màng phủ mái	Nilon trắng trong suốt	60 m²
6	Lưới che di động	Lưới xanh giảm quang	54 m²

Quy trình gia công chế tạo:

1. Cắt và hàn định hình 4 cây thép $\Phi 60$ thành 6 đoạn cột trụ chuẩn dài 3,5 m.
2. Cắt 3 cây thép hộp chữ nhật $30 \times 60\text{ mm}$ theo chiều dài chuẩn 5 m.
3. Uốn cong 3 ống thép $\Phi 49$ tạo biên dạng vòm bán kính $R = 5\text{ m}$.
4. Cắt các thanh giằng $\Phi 21$ theo kích thước thiết kế (560 mm, 860 mm, 1.760 mm, 1.860 mm).
5. Gia công đập dẹp hai đầu ống giằng để tạo mặt phẳng tiếp xúc lắp ráp.
6. Khoan lỗ bắt bu-lông liên kết và hàn các bản mã (bát vuông) cố định lên thân cột trụ $\Phi 60$.
7. Lắp đặt hệ thống ròng rọc kéo lưới che cơ học giúp chủ động đóng/mở màng lưới theo nhu cầu ánh sáng và thông thoáng.

---

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu và Mục đích luận văn

Trình bày tổng quan về vai trò của công nghệ nhà lưới trong việc hạn chế thiên tai, dịch bệnh và nâng cao năng suất, chất lượng nông sản xuất khẩu. Xác định mục tiêu đề xuất mẫu nhà lưới đơn giản, giá thành thấp, thích hợp với các nông hộ vùng Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh.

Tổng quan tình hình ứng dụng nhà lưới và nhà màng

Tổng hợp kinh nghiệm và số liệu thực tế tại các mô hình nông nghiệp công nghệ cao trong nước:

• Khu công nghệ cao Hà Nội (7,5 ha): Vốn đầu tư 24 tỷ đồng, năng suất dưa chuột 200–250 tấn/ha/năm (doanh thu 2–2,5 tỷ đồng/ha/năm), hoa hồng 250–300 bông/m²/năm.
• Khu công nghệ cao Hải Phòng (7,42 ha): Vốn đầu tư 22,5 tỷ đồng tại An Lão.
• Thái Bình (3.000 m² và 200 m² tại HTX Vũ Chính): Canh tác hoa ly, hoa phăng, đồng tiền đạt hiệu quả cao trong thời tiết bất lợi.
• TP. Hồ Chí Minh: Dự án khu nông nghiệp công nghệ cao 100 ha (vốn ngân sách 80 tỷ đồng) và hệ thống nhà lưới hiện đại 1.152 m² của Netafim tại Đại học Nông Lâm TP.HCM (vốn gần 3 tỷ đồng).
• Phân loại hai kiểu nhà lưới phổ biến:
  • Nhà lưới kín: Ngăn sâu bọ triệt để, giảm thuốc trừ sâu nhưng mùa khô nhiệt độ tăng cao 2–3°C gây hầm nóng, dễ tích tụ bệnh hại đất.
  • Nhà lưới hở: Chi phí thấp, thông thoáng tốt nhưng không ngăn được côn trùng nhỏ, phụ thuộc vào xử lý hóa chất.

Điều tra điều kiện khí hậu, kỹ thuật canh tác và yêu cầu sinh học

• Đặc điểm khí hậu TP. Hồ Chí Minh: Phân tích các chuỗi số liệu về nhiệt độ, lượng mưa, bức xạ, độ ẩm và tốc độ gió theo từng mùa.
• Quy trình canh tác địa phương: Nông dân tại Củ Chi, Bình Chánh, Hóc Môn chủ yếu canh tác rau ăn lá họ Thập tự (cải ngọt, cải xanh, cải thìa, cải bẹ trắng), rau muống, mồng tơi, dền, rau thơm theo hình thức xen canh, gối vụ (25–45 ngày/lứa).
• Yêu cầu nông học đối với hoa lan: Tổng hợp chi tiết yêu cầu môi trường của các giống lan phổ biến:

Giống lan	Nhiệt độ thích hợp	Độ ẩm tối ưu	Nhu cầu ánh sáng	Đặc tính giá thể & Chăm sóc
Dendrobium	Ưa nóng: 15–25°C	60–70%	60–70%	Chậu đất nung, than, dớn; tưới phân 1–2 lần/tuần
Cattleya	16–18°C đến 25–27°C	40–70%	50%	Chậu đất nung nhiều lỗ, than, dớn; cần thông thoáng cao
Phalaenopsis (Hồ Điệp)	22–25°C	60%	20–30%	Giá thể giữ ẩm cao; thông thoáng vừa phải
Vanda	25–30°C	Cao	Lá rộng: 50–60% Lá ống: 90–100%	Cần dinh dưỡng quanh năm; tưới 2–3 lần/tuần

Yêu cầu chất lượng nước tưới cho lan: pH thích hợp từ 5–6 (axit nhẹ); nếu pH $\ge 7$ cần hạ bằng axit photphoric, pH < 4 gây còi cọc/chết cây; tuyệt đối không nhiễm mặn (NaCl). Nhu cầu thông khí cần thay đổi không khí liên tục để duy trì nồng độ $\text{CO}_2$ quanh mặt lá ở mức 340 ppm.

Phương pháp tính toán và thiết kế kỹ thuật

Trình bày chi tiết các bước tính toán sức bền, tải trọng tĩnh và động (gió, mưa), tính toán bức xạ nhiệt qua mái dốc đơn, và giải bài toán lưu lượng thông gió tự nhiên qua hệ thống cửa đón gió - thoát gió đối lưu đỉnh mái.

Phương pháp và phương tiện thực nghiệm

Mô tả các trang thiết bị chế tạo cơ khí (máy hàn điện, hàn gió đá, panme, thước kẹp), thiết bị đo đạc nhiệt ẩm và phương pháp tổ chức đo đạc tại 5 vị trí trong nhà lưới và 1 điểm ngoài trời.

Thực hiện đề tài, Kết quả và Thảo luận

Chi tiết hóa bản vẽ thiết kế, kích thước lắp đặt thực tế tại Thủ Đức, bảng kê dự trù vật tư, quy trình gia công khung và phân tích tính năng điều hòa tiểu khí hậu của mô hình.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

• Thiết kế hoàn chỉnh mô hình nhà lưới: Xây dựng thành công bản vẽ kết cấu và chế tạo thực nghiệm mô hình nhà lưới mái vòm lệch dốc về hướng Nam với diện tích 40,32 m² ($8,4\text{ m} \times 4,8\text{ m}$), chiều cao cột 3,5 m, chiều cao đỉnh 4,5 m tại quận Thủ Đức.
• Giải pháp kiểm soát nhiệt và thông gió tự nhiên: Tính toán thành công diện tích cửa thoát gió đối lưu đỉnh mái đạt 8,4 m² kết hợp lối đón gió hở phía trước, giúp dòng khí nóng đối lưu thoát ra ngoài liên tục mà không tiêu tốn năng lượng vận hành quạt.
• Hệ thống điều tiết ánh sáng linh hoạt: Thiết kế cơ cấu kéo lưới che di động bằng ròng rọc (54 m² lưới), cho phép người trồng chủ động điều chỉnh lượng quang năng chiếu vào cây tùy theo từng giai đoạn sinh trưởng và điều kiện thời tiết từng ngày.
• Tối ưu hóa kinh tế - kỹ thuật: Ứng dụng thép mạ kẽm thông dụng ($\Phi 60, \Phi 49, \Phi 21$, hộp $30 \times 60\text{ mm}$), liên kết chủ yếu bằng khớp hàn bản mã và bu-lông, đập dẹp đầu ống giúp việc tháo lắp, vận chuyển và nhân rộng dễ dàng, giảm giá thành so với nhập khẩu.

Kiến nghị của tác giả

• Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện và tích hợp thêm hệ thống tưới phun sương tự động điều khiển theo cảm biến độ ẩm nhằm tăng cường khả năng hạ nhiệt mặt lá (giảm 6–8°C) vào các đợt nắng nóng cao điểm mùa khô.
• Chuẩn hóa các bộ chi tiết, khớp nối gia công sẵn tại xưởng cơ khí để tiến tới sản xuất hàng loạt, cung ứng cho nông dân với giá thành thấp nhất.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Do giới hạn về thời gian làm khóa luận tốt nghiệp và nguồn kinh phí thử nghiệm, mô hình thực nghiệm chưa tích hợp hoàn chỉnh hệ thống tưới phun sương/nhỏ giọt tự động và hệ thống cảm biến điện tử; chuỗi số liệu đo đạc nhiệt - ẩm mới chỉ thực hiện trong phạm vi thời gian ngắn tại một địa điểm thử nghiệm.
• Hướng mở: Tiếp tục đo đạc theo dõi sự biến thiên vi khí hậu qua các mùa khác nhau trong năm; tích hợp bộ vi điều khiển tự động đóng mở lưới che và phun ẩm; đánh giá sinh trưởng thực tế của các lứa hoa lan thương phẩm trên mô hình.

---

Giá trị tham khảo

• Đối tượng sử dụng: Sinh viên, giảng viên và kỹ sư ngành Cơ khí Nông lâm, Kỹ thuật Nông nghiệp, Công nghệ Sau thu hoạch và Nông học.
• Nội dung giá trị: Các công thức tính toán thông gió tự nhiên, bức xạ nhiệt nhà nông nghiệp, phương pháp định hướng nhà theo góc mặt trời tại vĩ độ Nam Bộ, bảng thông số kỹ thuật kích thước chi tiết và quy trình chế tạo khung vòm thép mạ kẽm.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nhà lưới được thiết kế mái dốc quay về hướng chính Nam?

Theo tính toán góc mặt trời tại vĩ độ TP. Hồ Chí Minh (10,20°): vào trưa Hạ Chí (21/6), mặt trời chiếu từ hướng Bắc với góc cao 76°45', mái dốc hướng Nam sẽ giúp phản xạ bớt bức xạ trực xạ, làm giảm nhiệt độ trong nhà; ngược lại vào trưa Đông Chí (22/12), mặt trời chiếu từ hướng Nam với góc 56°18', mái hướng Nam sẽ hứng trọn ánh sáng mặt trời để sưởi ấm cho cây trồng.

2. Mô hình này được thiết kế chuyên biệt cho loại cây trồng nào?

Mô hình kích thước $8,4\text{ m} \times 4,8\text{ m}$ được thiết kế chuyên biệt để canh tác hoa lan (như Dendrobium, Cattleya, Vanda, Hồ Điệp) tại quận Thủ Đức, đồng thời cấu trúc này hoàn toàn có thể ứng dụng để sản xuất các loại rau ăn lá cao cấp.

3. Quy cách vật liệu chính của khung nhà gồm những loại nào?

Khung sử dụng 6 cột trụ thép tráng kẽm $\Phi 60$ (cao 3,5 m), 3 thanh vòm mái $\Phi 49$ uốn cong bán kính $R = 5\text{ m}$, thanh xà gồ hộp chữ nhật $30 \times 60\text{ mm}$ dài 5 m, hệ thanh giằng $\Phi 21$ (tổng 80 m), kết hợp 60 m² màng nilon trắng lợp mái và 54 m² lưới che điều khiển di động.

4. Cơ chế thông gió giải nhiệt trong mô hình hoạt động như thế nào?

Mô hình áp dụng nguyên lý thông gió tự nhiên có tổ chức: không khí mát đi vào từ cửa đón gió phía trước, tiếp xúc với nguồn nhiệt trong nhà nhẹ dần và bốc lên cao theo dòng đối lưu, sau đó thoát ra ngoài qua cửa thoát khí đối lưu diện tích 8,4 m² bố trí ở phần đỉnh mái lệch.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Tuấn Anh và Nguyễn Đức Hiền đã giải quyết thành công bài toán thiết kế kết cấu nhà lưới đơn giản, vững chắc và phù hợp với đặc thù khí hậu nhiệt đới gió mùa tại TP. Hồ Chí Minh. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa tính toán nhiệt - khí động học và khảo sát thực tiễn nông học, đề tài đã đưa ra một thiết kế khả thi với diện tích 40,32 m² ứng dụng hiệu quả cho trồng hoa lan và rau sạch. Công trình là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích về cơ khí công thôn và công nghệ nhà nông nghiệp chi phí thấp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG THÔN s%2Eflcs NGUYEN TUẦN ANH NGUYEN ĐỨC HIEN DE TAI: NGHIEN CUU CONG NGHE VA THIET KE CHE TAO MO HINH NHA LUOI, NHA MANG POLYME PHU HOP VOI VUNG SINH THAI TAI THANH PHO HO CHÍ MINH Thanh Phố Hồ Chí Minh Tháng 7/2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CÔNG THÔN s%2Eflcs DE TAI: NGHIEN CUU CONG NGHE VA THIET KE CHE TAO MO HÌNH NHÀ LƯỚI, NHÀ MANG POLYME PHU HOP VOI VUNG SINH THAI TAI THANH PHO HO CHÍ MINH Chuyên ngành: Cơ khí nông lâm Giáo viên hướng dẫn: ; Sinh viên thực hiện: TH. NGUYEN HAI TRIEU NGUYEN TUAN ANH NGUYEN DUC HIEN KHOA 2002 - 2006 Thanh Phố Hồ Chí Minh Tháng 7/2006 MINISTRY OE EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY IN HO CHI MINH CITY FACULTY OF ARG —- ENGINEERING AND TECHNOLOGY DEPARTMENT OF soLlice SUBJECT: STUDYING TECHNOLOGY AND DESIGNING FABRICATING GREENHOUSE MODEL SUITABLE FOR HCM ECOLOGICAL AREA Speciality: Faculty of Agricultural engineering The Advisor: The students: Master.

NGUYEN HAI TRIEU NGUYEN TUAN ANH NGUYEN DUC HIEN Academic year: 2002-2006 Ho Chi Minh City July/2006 LỜI CẢM ƠN ! Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, bản thân đã luôn nhận được sự giúp đỡ ân cần tận tình của quý thầy: Th. Nguyễn Hải Triều. Cùng những lời động viên, nhắc nhở chỉ dẫn của quý thầy cô trong khoa cơ khí & công nghệ trường Đại Học Nông Lâm. Xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu, quý thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm TP.

HCM, quý thầy cô khoa Cơ Khí Công Nghệ. Đã nhiệt tình trang bị, truyền thụ kiến thức và kỹ năng nghiên cứu khoa học trong suốt thời gian học tập tại trường. Xin cảm ơn bạn bè lớp DH02CK đã luôn đoàn kết, động viên, giúp đỡ nhiệt tình trong suốt khoá học và thời gian thực hiện đề tài này. Hồ Chí Minh tháng 07 năm 2006 Sinh viên thực hiện Nguyễn Tuấn Anh Nguyễn Đức Hiền TÓM TẮT Trồng rau, hoa trong nhà lưới sẽ hạn chế được những yếu tố ngoại cảnh không thuận lợi, sâu bệnh hại, tiết kiệm nguồn nước tưới, phân bón, chủ động được thời vụ gieo trồng, có thể trồng cây được quanh năm với năng suất, chất lượng cao.

Đạt tiêu chuẩn rau, hoa quả suất khẩu, hiệu quả kinh tế lớn, thoả mản nhu cầu cho người tiêu dùng và xã hội. Việc xác định được các yếu tô nhiệt độ, âm độ và điều kiện thông thoáng trong nhà lưới, nhà màng Polyme thích hợp với điều kiện sinh trưởng và phát triển của cây trồng là vô cùng quan trọng. Nó quyết định năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của sản phẩm cây trồng trong nhà lưới, nhà màng Polyme. Qua đó thấy được việc đầu tư hệ thống nhà lưới, nhà màng Polyme cho sản suất nông nghiệp là đúng đắn.

Trong luận van này chúng tôi tiến hành nghiên cứu các yếu tố chính của nhà lưới ảnh hưởng tới cây trồng gồm: e Điều kiện thông thoáng. e Yêu cầu về nhiệt độ. e Yêu cầu về độ âm. e Tính toán thiết kế mô hình nhà lưới ứng dụng cho trồng hoa rau tại Quận Thủ Đức Thành Phố Hồ Chí Minh.

SINH VIÊN THỰC HIỆN GIÁO VIÊN HƯỚNG DÂN Nguyễn Tuấn Anh Th.s: Nguyễn Hải Triều Nguyễn Đức Hiền SUMMARY Topic: “Studying technology and designing fabricating greenhouse model suitable for HCM ecological area ” Growing vegetable, flowers in greenhouse, will limit unfavourableness weather constituent and insect, save water, manure, initiative seasonal cultivation, can plant all year with the best quality and productivity. Meet the annual vegetable, flowers export targets, high economy effect, satisfy consumer and society needs. It is very important that we have to determine every factor such as temperature, humidity and ventilated in greenhouse suitable for growing and planting conditions. It decided the productivity, quality and economy effect of the greenhouse produce.

That’s why to put money in greenhouse’s network for high tech agricultural production is complete right. In this dissertation, we research the main constituent of greenhouse affect the plant including: Z Ventilate condition. - The temperature integrated. Design greenhouse’s model apply for plant vegetable, flowers in Thu Duc district, Ho Chi Minh city.

DONE BY: ADVISER: Nguyen Tuan Anh Master. Nguyen Hai Trieu Nguyen Duc Hien 1. MỤC LUC Trang 1. MG aU: ooo.

cece ee eeecceeeeteeeeeteeeeeenteeeeentseeeenteeesentteeeentaaes 3. Mục đích luận van. A, Va CU tat HIỂU: sogtotstynQiSE Si Họ GHI gEiS8.35 ainitdle stutzatals Hồ ghiSN Mammanss RNR RENNIN 4. Tìm hiểu một số mẫu nhà lưới tại PHA DAM: ncaa aeons reece 4.

Tình hình chung ứng dụng nhà lưới va nha màng vào sản xuất nông +BW> TPHIGP, ROMO TOC.» crevasses nhang gHHRNgG šiNhiG. Tình hình thực tế sản suất nông nghiệp bằng nhà lưới, nhà màng tại The (Nội Chỉ TÍÍHht ween amen eee THISIES000E0009060008 4. Điều tra điều kiện khí hậu, quy trình canh tác tai địa phương. Đặc điểm khí hậu của Thành Phố Hồ Chí Minh.

Quy trình canh tác tai địa phương. Sơ bộ đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống nhà lưới nhà màng tại NEW TT) Chỉ BH eee phong: ee eee l1, THẾ TharseesrvdearirioESgi0E901000993940/010ỂE30PWESAIEGI/g01201HMH0mv0510E 4. Nhược điỂm. Sơ lược về yêu cầu thiết kế nhà lưới.

Các yêu cầu về nhiệt độ, âm độ, ánh sáng, thông thoáng trong nhà lưới. 427¿1: NHIỆ HỘ sex sanuey cong nút D0 Sẽ U40 S8 1À GRIESWG SHUHESS EIUER'ASS SR.RS vem 904188 ee 4. WHONS B10 x anassemacaniancrsnamnseanteniaawdsidhaaih biiGAd šià895Á8u803080030:4L8R-0 3kg Shgghi8u 4. Phương pháp tinh thông gió tự nhiên dưới tac dung tong hợp cliamhistthttarva 210) saneeoessrdetiig kg Nhi Si 80550 1lI/8H088/08n682SgkG GESïpAg N4 4.Xac định lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che từ ngoài vào nhà lưới có kê đên bức xạ mặt trời.

Tinh thông thoáng cho nhà lưới. Phương pháp và phương tiện. Phương pháp thực hiện đề tài. Từng bước tính toán thiết kế mô hình nhà lưới.

Các dụng cụ cần thiết trong quá trình thực hiện dé tài. Phương pháp tiễn hành thu nhập số liệu. Phương pháp xử lý số liệu. Thực hiện đề tai - Kết quả và thảo luận.

Tìm hiểu các mô hình và cách sử dụng nhà lưới tại Việt Nam. Các kiểu nhà lưới đang được sử dung. Quá trình sử dung và hiệu quả của nhà lưới tại Việt Nam. Dựng nhà lưới theo hướng mặt trời.

Từng bước thiết kế và lắp đặt nhà lưới. Vị trí, địa điểm bố trio. Sơ bộ vê yêu câu nông học của cây lan. Sơ bộ về mẫu nha và kích thước.

Dự trù vật tư. Tính toán sức bền cho khung nhà lưới. Tính toán thiết kế các thông số trong nhà lưới. Tính lượng nhiệt truyền qua mái do bức xạ mặt trời.

Tính lượng nhiệt truyền qua thành vách do truyền nhiệt và đối lưu. Tổng lượng nhiệt cần phải khử dé thông thoáng cho nhà lưới. Tính thông thoáng cho nhà lưới. Tính toán lưu lượng thông gió tự nhiên khi chỉ có nguồn nhiệt Tes TH seseepbnbobsuiothgtbifthuhdtotnd88916.

Tính toán thông gió tự nhiên vừa có tác dụng của gió vừa có tác động của các nguôn nhiệt trong nhà. Khảo sát nhiệt độ và độ âm trong và ngoài nhà lưới 58 6. Nội dung khảo sát_. Dụng cụ cần "TP 59 6.

Phương pháp tiễn hành khảo sát. Chi Phi cho nhà lưới thiết kế. Kết luận và đề nghị 63 7. Tài liệu tham khảo 65 9.

MỞ DAU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, nông nghiệp cũng đã có những bước tiến mới, có tính cạnh tranh cao cả về chất lượng và giá cả. Bên cạnh các nước tiên tiễn như Mỹ, Anh, Phần Lan. ° nhiều nước ở Châu Á cũng đã chuyền nền nông nghiệp theo hướng số lượng là chủ yếu sang nền nông nghiệp chất lượng, ứng dụng công nghệ sinh học, công nghệ tự động hoá, cơ giới hoá, tin học hoá. dé tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, an toàn, hiệu quả.

Ở Việt Nam khởi nguồn đi lên từ một nước nông nghiệp, nhìn chung nền nông nghiệp nước ta vẫn còn manh mún, quy mô sản xuất nhỏ, phương thức và công cụ sản xuất lạc hậu, kỹ thuật áp dụng không đồng đều dẫn đến năng suất thấp, giá thành cao, chất lượng sản pham không 6n định. Hon nữa làm nông nghiệp nên phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết. Bão lụt, hạn hán xảy ra có thé gây mat mùa làm giảm sản lượng sản phẩm. Vấn đề là tìm ra một phương pháp trồng cây có thể hạn chế được những điều kiện không thuận lợi do tự nhiên đem lại.

Trồng cây trong nhà lưới, nhà màng Polyme là một giải pháp khả quan đã và đang được thử nghiệm và ứng dụng rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Chúng ta từng bước áp dụng kỹ thuật tiên tiến vào sản suất nông nghiệp công nghệ cao. Như đưa hệ thống điều khiển tự động có ứng dụng công nghệ thông tin, điện tử vào hoạt động. Hệ thống tưới phun, hệ thống thông thoáng, hệ thong diéu 4m cũng được đưa vào hoạt động.

Hạn chế tối đa các yêu tô không thuận lợi về thời tiết, sâu bệnh hại cây trồng. Từ đó giúp cây trồng phát triển trong điều kiện thuận lợi, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phâm cây trồng. Tại Lâm Đồng đã có một số công ty liên doanh nước ngoài như công ty Hatfam (Đà Lạt và Đức Trọng), công ty Apolo (Đức Trọng). đã nhập các hệ thống nhà lưới, nhà màng Polyme hiện đại của các hang Netafim(Israel).

có ứng dụng điều khiển tự động đang từng bước sản xuất rau, hoa, dâu có hiệu quả. Ở một số địa phương trong cả nước như: Mô hình thí điểm trồng rau trong nhà lưới ở Phú Đông huyện Nhơn Trạch đạt hiệu quả cao, khi trồng rau trên cùng một diện tích thì sản lượng tăng gấp đôi, trong khi đó lượng thuốc trừ sâu và phân bón giảm 70% tiết kiệm được hơn | triệu đồng tiền chi phí thuốc trừ sâu. Khu nông nghiệp công nghệ cao Hà Nội hiệu quả đạt được cũng khá ấn tượng. Năng suất dưa chuột đạt 200 đến 250 tan/ha/nam riêng hoa hồng đạt 250 đến 300 bông/m”/năm.

Khu công nghệ cao Hải Phòng với diện tích 7,42 ha tại xã Mỹ Đức huyện An Lão đầu tư 22,5 tỷ đồng cũng đang hoạt động rất hiệu quả. Từ tháng 11-2003 đến tháng 1-2004, Trung tâm Nghiên cứu khoa học kỹ thuật và khuyến nông thành phố (TT NCKHKT&KNTP) đã xây dựng 6 nhà lưới ở một số xã của huyện Củ Chi, diện tích từ 500 m? đến 1. Gần đây khoa nông học Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã xây dựng hoàn thành hệ thong nhà lưới hiện đại và chuẩn bi đưa vào hoạt động. Ngoài ra trên địa bàn TPHCM cũng có nhiều vùng ứng dụng nhà lưới vào sản xuất rau và cây cảnh.

Tuy nhiên qua khảo sát thấy thấy hầu hết còn đơn sơ.