Vật liệu bao che nhà kính: So sánh polycarbonate, kính và màng

Tấm bao che nhà kính là gì và có những loại nào?

Tấm bao che nhà kính là các tấm trong suốt hoặc bán trong suốt phủ mái và vách nhà kính; bốn loại chính là kính, polycarbonate, acrylic và sợi thủy tinh, còn màng polyethylene là phương án thay thế mềm dẻo, chi phí thấp. Việc lựa chọn vật liệu bao che quyết định độ truyền sáng, mức thất thoát nhiệt, tuổi thọ, tải trọng kết cấu và phần lớn chi phí xây dựng.

Không có một vật liệu duy nhất tốt nhất cho mọi tấm bao che nhà kính. Kính có độ truyền sáng cao nhất và duy trì khả năng này bền lâu nhất, polycarbonate hai lớp có khả năng cách nhiệt và chịu va đập với trọng lượng thấp hơn, còn màng là cách rẻ nhất để che phủ diện tích lớn. Lựa chọn phù hợp phụ thuộc vào cây trồng, khí hậu, kết cấu và ngân sách. Hướng dẫn này so sánh các vật liệu dựa trên số liệu điển hình từ các nguồn khuyến nông của trường đại học và giải thích trường hợp phù hợp với từng loại.

Các vật liệu bao che nhà kính khác nhau như thế nào?

Các giá trị dưới đây là mức trung bình điển hình đã được công bố. Số liệu thực tế thay đổi theo sản phẩm, độ dày, lớp phủ và thời gian sử dụng, vì vậy hãy luôn yêu cầu bảng thông số kỹ thuật.

Dữ liệu khuyến nông cho thấy màng hai lớp có bơm khí ở giữa thất thoát nhiệt bằng khoảng 60% so với màng một lớp, và nhựa cứng hai lớp cách nhiệt gần tương đương kính hai lớp. Đó là lý do tấm nhiều lớp được ưa chuộng ở vùng khí hậu lạnh.

Khi nào nhà kính bằng kính là lựa chọn phù hợp?

Nhà kính lợp kính cho lượng ánh sáng truyền qua cao nhất trong thời gian sử dụng dài nhất. Kính không ố vàng, chống trầy xước và duy trì khả năng truyền sáng trong nhiều thập kỷ. Vì vậy, nhà kính thương mại lợp kính chiếm ưu thế trong sản xuất cây trồng giá trị cao như cà chua, dưa chuột, ớt và hoa cắt cành ở các vùng phía bắc, nơi ánh sáng mùa đông hạn chế năng suất.

Các loại kính dùng cho nhà kính

• Kính nổi hoặc kính dùng cho nhà kính: lựa chọn truyền thống có chi phí thấp, nhưng khi vỡ tạo thành các mảnh sắc nhọn.
• Kính cường lực: có độ bền cao gấp khoảng bốn đến năm lần kính nổi và khi vỡ tạo thành các hạt nhỏ. Đây là lựa chọn tiêu chuẩn cho mái, nhà kính sân vườn lợp kính và mọi khu vực gần người.
• Kính khuếch tán: có bề mặt tạo vân hoặc lớp phủ để tán xạ ánh sáng vào sâu hơn trong tán cây và giảm cháy lá.
• Kính phủ chống phản xạ: tăng khả năng truyền sáng thêm vài điểm phần trăm cho cây trồng cần nhiều ánh sáng.
• Kính cách nhiệt (hai lớp): dùng trong phòng kính (sunroom), nhà kính lợp kính gắn liền với nhà ở và một số nhà kính thương mại hiện đại ở nơi có chi phí năng lượng cao.

Điểm đánh đổi là trọng lượng và chi phí. Kính cần khung chắc chắn hơn, có độ chính xác cao hơn; việc vận chuyển và thay thế các tấm kính nhà kính cũng tốn kém hơn. Với nhà kính lợp kính nhỏ hoặc bộ nhà kính lợp kính lắp ghép trong vườn, kính cường lực kết hợp khung nhôm là lựa chọn phổ biến.

Vì sao nên chọn tấm polycarbonate cho nhà kính?

Polycarbonate là vật liệu nhựa cứng truyền sáng phổ biến nhất. Vật liệu này có khả năng chịu va đập cao gấp khoảng 200 lần kính, nhẹ, dễ cắt và uốn.

Polycarbonate hai lớp và nhiều lớp

Tấm nhà kính hai lớp (còn gọi là tấm nhà kính vách đôi) có hai lớp bề mặt được ngăn cách bằng các gân. Không khí giữ bên trong giúp tấm cách nhiệt, với độ dày thường là 4, 6, 8, 10 hoặc 16 mm; tấm ba lớp và nhiều lớp được dùng cho vùng khí hậu lạnh hơn. Chúng khuếch tán ánh sáng, giúp giảm bóng râm và các điểm nóng, đồng thời được sử dụng rộng rãi làm tấm lợp mái và tấm vách cho nhà kính sân vườn và nhà kính thương mại.

Polycarbonate dạng sóng và dạng đặc

Tấm nhà kính dạng sóng là tấm một lớp được tạo hình, có độ trong cao và khả năng chịu lực tốt giữa các điểm đỡ. Chúng rẻ hơn tấm nhiều lớp nhưng cách nhiệt kém. Polycarbonate đặc phẳng có vẻ ngoài giống kính và được dùng ở nơi cần độ trong suốt.

Điểm cần kiểm tra

• Bề mặt chống UV: một mặt được đồng đùn với lớp chống UV và phải hướng ra ngoài. Tấm không có lớp bảo vệ sẽ ố vàng và trở nên giòn.
• Độ dày và trọng lượng trên mỗi m²: tấm mỏng, nhẹ có giá thấp hơn nhưng dễ bị võng và bị mưa đá làm lõm hơn.
• Lớp phủ chống ngưng tụ: giúp nước chảy đi thay vì nhỏ giọt xuống cây trồng.
• Bịt mép: dán kín đầu trên của các rãnh rỗng và dùng băng keo thoáng khí ở đầu dưới để ngăn bụi bẩn, tảo và côn trùng.

Kích thước tấm tiêu chuẩn như tấm nhà kính 4x8 ft phù hợp với công trình nhỏ, còn tấm dài có chiều rộng 2.1 m giúp lợp mái nhà kính thương mại với ít mối nối hơn. Xem nhà kính polycarbonate có hệ thống tưới kết hợp bón phân và nhà kính vòm liên hoàn bằng polycarbonate của chúng tôi để tham khảo các mẫu thương mại.

Tấm acrylic và sợi thủy tinh cho nhà kính thì sao?

Tấm nhà kính acrylic (PMMA) truyền sáng tốt hơn polycarbonate và chống ố vàng rất tốt. Chúng cứng hơn và giòn hơn nên dễ nứt hơn khi gặp mưa đá hoặc va đập, đồng thời có giá cao hơn. Đây là lựa chọn phù hợp cho nhà kính trưng bày và một số nhà kính nghiên cứu, nhưng ít phù hợp hơn ở nơi thường có mưa đá.

Tấm nhà kính bằng nhựa gia cường sợi thủy tinh (polyester gia cường sợi thủy tinh) từng được sử dụng phổ biến trong nhà kính thương mại. Tấm mới truyền nhiều ánh sáng, nhưng lão hóa do UV khiến bề mặt trở nên nhám, bám bụi bẩn và giảm khả năng truyền sáng theo thời gian nếu không có lớp phủ bảo vệ tốt. Hiện nay, đa số người trồng chọn polycarbonate thay thế.

Khi nào nên dùng màng polyethylene?

Màng phủ nhà kính là vật liệu che phủ rẻ nhất tính trên mỗi mét vuông và là lựa chọn tiêu chuẩn cho nhà màng vòm, nhà màng vòm cao và nhà kính liên hoàn phủ màng. Polyethylene chuyên dùng cho nhà kính được ổn định chống UV, thường dày khoảng 6 mil (khoảng 150 micromét) và có tuổi thọ khoảng ba đến bốn năm. Các phụ gia bổ sung tạo ra khác biệt rõ rệt:

• Phụ gia hồng ngoại (giữ nhiệt): giảm thất thoát nhiệt vào những đêm trời quang.
• Chống nhỏ giọt hoặc chống ngưng tụ: ngăn nước ngưng tụ nhỏ xuống cây và cản ánh sáng.
• Khuếch tán: phân bố ánh sáng và giảm cháy lá.

Màng hai lớp được bơm khí bằng quạt thổi nhỏ tạo ra khoảng không khí cách nhiệt. Với công trình lớn có chi phí phải chăng như nhà kính 20x40, hoặc một khu nhà kính thương mại lớn, màng giúp giữ chi phí đầu tư ban đầu ở mức thấp, dù phải thay định kỳ. Nhà kính khung thép liên hoàn phủ màng của chúng tôi áp dụng cách này. Về kết cấu, xem so sánh nhà màng vòm và nhà màng vòm cao.

Tấm mái và tấm vách nhà kính có nên cùng loại không?

Không nhất thiết. Nhiều nhà kính được thiết kế tốt kết hợp các vật liệu để cân bằng ánh sáng, khả năng cách nhiệt và chi phí:

• Mái: phần lớn ánh sáng đi vào qua mái, vì vậy mái sử dụng vật liệu có khả năng truyền sáng cao nhất trong phạm vi ngân sách, như kính khuếch tán, polycarbonate hai lớp trong suốt hoặc màng chống nhỏ giọt mới.
• Vách phía bắc (ở Bắc bán cầu): nhận ít ánh nắng trực tiếp, nên tấm cách nhiệt hoặc polycarbonate nhiều lớp dày hơn giúp giữ nhiệt mà chỉ làm giảm ít ánh sáng.
• Vách bên: thường dùng polycarbonate để chịu va đập ở độ cao có xe đẩy, dụng cụ và người qua lại.
• Vách đầu hồi và phần tam giác đầu hồi: tấm cứng giúp lắp khung cửa, quạt và cửa thông gió dễ hơn so với màng.

Tấm nhựa trong suốt cho nhà kính không phải lúc nào cũng tốt hơn tấm khuếch tán. Vật liệu che phủ trong suốt phù hợp với cây con và mùa đông ít ánh sáng; vật liệu che phủ khuếch tán phân bố ánh sáng đồng đều hơn trong tán cây trồng cao và giảm cháy lá vào mùa hè nắng mạnh.

Vật liệu nào tốt nhất cho tấm bao che nhà kính?

• Cây trồng giá trị cao ở các vùng phía bắc ít ánh sáng: dùng kính, lý tưởng nhất là kính khuếch tán, để tối đa hóa ánh sáng trong thời gian sử dụng lâu dài.
• Vùng khí hậu lạnh nơi chi phí sưởi chiếm phần lớn: dùng polycarbonate hai lớp hoặc nhiều lớp, hoặc màng hai lớp bơm khí.
• Vùng thường có mưa đá: dùng polycarbonate thay cho kính hoặc acrylic.
• Diện tích lớn với ngân sách hạn chế: dùng màng polyethylene trên khung thép.
• Nhà kính sân vườn và nhà kính trồng cây theo sở thích: dùng kính cường lực để có vẻ đẹp và tuổi thọ cao, hoặc polycarbonate hai lớp 4–6 mm để đảm bảo an toàn và cách nhiệt.
• Nhà kính gắn liền với nhà ở và phòng kính (sunroom): dùng kính cường lực hoặc kính cách nhiệt, đôi khi kết hợp mái polycarbonate.

Các bước lựa chọn tấm bao che nhà kính là gì?

1. Xác định nhu cầu ánh sáng của cây trồng. Cây lấy quả cần nhiều ánh sáng hơn hẳn rau ăn lá hoặc cây ở giai đoạn nhân giống.
2. Kiểm tra khí hậu. Ghi nhận nhiệt độ thấp nhất mùa đông, tải trọng tuyết và gió, tần suất mưa đá và mức nóng mùa hè.
3. Ước tính chi phí sưởi và làm mát. So sánh vật liệu che phủ một lớp và hai lớp dựa trên chi phí năng lượng dự kiến.
4. Chọn khung phù hợp. Kính cần khung nặng hơn và có độ chính xác cao hơn; màng cần khung được thiết kế để căng màng và bơm khí. Hướng dẫn về khung nhà kính của chúng tôi trình bày nội dung này.
5. So sánh chi phí trong suốt vòng đời. Chia chi phí lắp đặt hoàn chỉnh cho tuổi thọ dự kiến và cộng thêm chi phí nhân công thay màng.
6. Yêu cầu bảng thông số kỹ thuật. Hỏi về độ truyền sáng, hệ số truyền nhiệt U, bảo hành chống UV, độ dày và trọng lượng trên mỗi m².
7. Lập kế hoạch thông gió và che nắng. Vật liệu che phủ có độ truyền sáng cao cần hệ thống thông gió tốt và màn che nắng; xem hướng dẫn thông gió và sưởi của chúng tôi.

Nên lắp đặt và bảo trì tấm bao che nhà kính như thế nào?

Lắp polycarbonate sao cho các rãnh rỗng chạy theo chiều dọc để nước ngưng tụ thoát xuống, đồng thời chừa khe giãn nở vì nhựa giãn nở nhiều hơn nhôm. Dùng đúng loại nẹp và vít có vòng đệm EPDM, tuyệt đối không siết quá chặt. Kính nên được đặt trên gioăng cao su hoặc băng đệm kính, với kẹp cho phép kính dịch chuyển. Vệ sinh toàn bộ bề mặt che phủ truyền sáng ít nhất mỗi năm một lần, thường là trước mùa đông khi ánh sáng khan hiếm. Bụi và tảo có thể làm giảm đáng kể độ truyền sáng. Thay màng đúng lịch thay vì chờ đến khi màng bị rách trong bão.

Mars Vertical Farm cung cấp nhà kính lợp kính và polycarbonate, nhà kính liên hoàn phủ màng và phòng kính (sunroom) khung nhôm, với các tùy chọn OEM/ODM. Khám phá dòng sản phẩm nhà kính và phòng kính (sunroom), đọc hướng dẫn về nhà kính thương mại của chúng tôi, hoặc gửi dữ liệu về địa điểm, cây trồng và khí hậu để nhận tư vấn vật liệu che phủ truyền sáng cùng báo giá.

Nguồn tham khảo

• Cơ quan Khuyến nông Hợp tác Rutgers: Vật liệu che phủ truyền sáng cho nhà kính
• Đại học Arkansas: Vật liệu che phủ truyền sáng cho nhà kính
• Cơ quan Khuyến nông Đại học Bang Oklahoma: Kết cấu và vật liệu che phủ nhà kính