Hiển thị đơn giản hiển thị marc hiển thị isbd thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động diện tích 32m2 để ươm cây giống lâm nghiệp tại thừa thiên huế

i

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng
dẫn khoa học của TS. Khương Anh Sơn. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài
này là trung thực và chưa cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu
trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả
thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.

Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2018
Tác giả Luận văn

Đinh Quốc Dương


ii

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học
Nông Lâm - Đại học Huế,q thầy cơ giáo phịng Đào tạo đại học và q thầy cơ giáo
khoa Cơ khí - Công nghệ đã giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong q trình học
tập và nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Khương Anh Sơn đã dành
nhiều thời gian tâm huyết, trực tiếp hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi
cho tơi trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài và hoàn chỉnh luận văn Thạc sĩ
chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí và Cơ kỹ thuật.
Tơi xin chân thành cám ơn gia đình nội, ngoại, vợ và các con đã ln quan tâm,
khích lệ và là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi trong suốt thời gian qua.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơnbạn bè, đồng nghiệp và các bạn sinh viên

lớp Kỹ thuật cơ điện tử K48, Khoa Cơ khí – Cơng nghệđã ln đồng hành, động viên,
khích lệ, sẻ chia và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành
Luận văn.

Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2018
Tác giả Luận văn

Đinh Quốc Dương


iii

TÓM TẮT

Hiện nay, nước ta đang trên đà phát triển, xu hướng phát triển nông lâm nghiệp
công nghệ cao đang được Đảng và Nhà nước đặc biệt quan tâm.Bởi vì, nhà lưới, nhà
kính là một hệ thống thiết bị quan trọng làm tăng năng suất, giảm nhân công, sản xuất
quy mô lớn và chủ động trong mọi thời tiết.
Tuy nhiên, nhà kính, nhà lưới nhập khẩu từ nước ngồi có giá thành cịn cao,
vận hành, bảo trì, thay thế khó khăn. Do đó, làm giá thành sản phẩm nơng lâm nghiệp
tăng lên. Ở nước ta, đã có một số nghiên cứu, ứng dụng mơ hình nhà lưới ươm giống
cây lâm nghiệp. Tuy nhiên, vẫn còn gặp phải một số hạn chế nhất định như: giá thành
cịn cao, chưa có mơ đun lắp ghép hoặc lắp ghép chưa hoàn thiện, hệ thống làm việc
chưa ổn định, quá trình bảo dưỡng, thay thế cịn gặp nhiều khó khăn do chưa được đào
tạo đầy đủ về chuyên môn. Ở Thừa Thiên Huế đã có một số nhà lưới, vườn ươm giống
cây lâm nghiệp, nhưng đang còn ở mức đơn giản, nên chưa đáp ứng hết được các yêu
cầu tốt nhất cho việc chăm sóc cây con khi gặp thời tiết khơng thuận lợi.Đồng thời,
việc xây dựng nhà lưới ươm giống cây lâm nghiệp còn phục vụ cho việc học tập, thực
hành và nghiên cứu của sinh viên và cán bộ giáo viên của nhà trường.
Đồng thời, theo nghị quyết của Đảng ủy trường Đại học Nông Lâm Huế số 200NQ/ĐU ngày 14/5/2018 về việc tổ chức lại sản xuất, nâng cao hiệu quả phục vụ đào

tạo và nghiên cứu của Viện nghiên cứu phát triển. Khuyến khích giáo viên và sinh viên
tham gia nghiên cứu khoa học bằng các chương trình cụ thể tại Viện. Hiện nay, tại
Trung tâm thực hành lâm nghiệp Hương Vân, phường Hương Vân, thị xã Hương Trà,
tỉnh Thừa Thiên Huế là bộ phận trực thuộc Viện nghiên cứu phát triển đang rất cần có
hệ thống nhà lưới để ươm giống cây lâm nghiệp nhằm phục vụ cho việc học tập, thực
hành và nghiên cứu của sinh viên và cán bộ giáo viên của nhà trường.
Từ những vấn đề cần thiết nêu trên, nên tôi đã lựa chọn đề tài“Thiết kế, chế tạo
nhà lưới bán tự động có diện tích 32m2 để ươm cây giống lâm nghiệp tại Thừa
Thiên Huế” để tiến hành nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ của mình.
Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá tình hình ươm cây lâm nghiệp tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp
Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường Đại học Nơng lâm – Đại học Huế.
- Tính tốn, thiết kế và chế tạo nhà lưới có khả năng tháo lắp được với kích
thước 32 m2.
- Tính tốn, thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển tự động tưới phun sương.


iv
Đối tượng nghiên cứu
- Các yếu tố ảnh hưởng đến cây Keo lai được nhân giống theo hình thức
giâm hom.
- Kết cấu, vật liệu, cấu trúc của nhà lưới.
- Nhà lưới bán tự động với quy mơ diện tích 32 m2.
Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động diện tích 32 m2.
- Địa điểm nghiên cứu: Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân,Viện
nghiên cứu phát triển của Trường Đại học Nông lâm – Đại học Huế, phường Hương
Vân, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế.
Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu, phân tích tài liệu
- Phương pháp tính tốn lý thuyết
- Phương pháp chuyên gia
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Nội dung nghiên cứu và kết quả
- Đánh giá sơ bộ thực trạng ươm cây giống tại Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp
Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển, trường Đại học Nơng lâm – Đại học Huế.
- Tính tốn, thiết kế và chế tạo nhà lưới.
- Thiết kế hệ thống điều khiển tự động tưới phun sương trong nhà lưới.
- Tính tốn, đánh giá sơ bộ giá thành của nhà lưới.
- Kiểm tra hoạt động của nhà lưới.


v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
TÓM TẮT ................................................................................................................. iii
MỤC LỤC ................................................................................................................... v
DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT ..........................................................viii
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... ix
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ................................................................................ x
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài................................................................................................... 1
2.1. Mục tiêu chung ..................................................................................................... 1
2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................................... 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................. 2

3.1.Ý nghĩa khoa học ................................................................................................... 2
3.2.Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................... 3
1.1. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG NHÀ LƯỚI Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI ................ 3
1.1.1. Tình hình ứng dụng nhà lưới trên thế giới .......................................................... 3
1.1.2. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng nhà lưới, nhà màngở Việt Nam........................ 4
1.2. PHÂN TÍCH MỘT SỐ CẤU TRÚC NHÀ LƯỚI, NHÀ MÀNG ........................ 11
1.3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ LƯỚI ............................................................. 14
1.3.1. Một số hệ thống điều khiển hệ thống tưới ........................................................ 14
1.3.2. Hệ thống điều khiển q trình phục vụ cơng nghệ ............................................ 15
1.4. NHẬN XÉT CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .. 16
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU .......................................................................................................................... 18
2.1. ĐỐI TƯỢNG VA PHẠM VI NGHIEN CỨU .................................................... 18


vi
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 18
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 18
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 18
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 18
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu, phân tích tài liệu ...................................................... 18
2.3.2. Phương pháp tính tốn lý thuyết ....................................................................... 19
2.3.3. Phương pháp chuyên gia .................................................................................. 19
2.3.4. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ............................................................. 19
CHƯƠNG3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN HỆ THỐNG NHÀ LƯỚI ............. 20
3.1. ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ CỦA CÂY KEO LAI ...................................................... 20
3.1.1. Đặc điểm cây Keo lai ....................................................................................... 20
3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ................................................................................... 21
3.1.3. Ảnh hưởng của ánh sáng .................................................................................. 22

3.1.4. Ảnh hưởng của nước ........................................................................................ 22
3.2. CƠ SỞ THIẾT KẾ NHÀ LƯỚI .......................................................................... 23
3.2.1. Yêu cầu về thiết kế........................................................................................... 23
3.2.2. Yêu cầu về kết cấu ........................................................................................... 23
3.2.3. Yêu cầu về vật liệu ........................................................................................... 23
3.2.4 .Yêu cầu về thiết bị ........................................................................................... 24
3.3. TÍNH TỐN HỆ THỐNG TƯỚI CHO NHÀ LƯỚI........................................... 25
3.3.1. Ngun tắc, yêu cầu và phân loại của hệ thống tưới ......................................... 25
3.3.2. Lựa chọn phương pháp tưới cho nhà lưới ......................................................... 26
3.3.3. Tính tốn chế độ tưới cho nhà lưới ................................................................... 28
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 42
4.1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU .............................................................. 42
4.1.1. Vị trí địa lý địa lý tỉnh Thừa Thiên Huế............................................................ 42
4.1.2. Đặc điểm khí hậu tỉnh Thừa Thiên Huế............................................................ 42
4.2. ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VƯỜN ƯƠM CÂY LÂM NGHIỆP CỦA TRUNG
TÂM THỰC HÀNH LÂM NGHIỆP HƯƠNG VÂN THUỘC VNCPT ..................... 44


vii
4.2.1. Giới thiệu về Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân ........................... 44
4.2.2. Thực trạng vườn ươm cây lâm nghiệp của Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp
Hương Vân ................................................................................................................ 44
4.3. THIẾT KẾ NHÀ LƯỚI ...................................................................................... 46
4.3.1. Thiết kế khung nhà lưới ................................................................................... 46
4.3.2. Thiết kế hệ thống màng và lưới che.................................................................. 59
4.4. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM VÀO THIẾT KẾ, MƠ PHỎNG LẮP GHÉP VÀ
PHÂN TÍCH LỰC CHO KHUNG NHÀ LƯỚI ......................................................... 62
4.4.1. Dùng phần mềm Solidworks để thiết kế và mô phỏng lắp ghép khung nhà lưới ...... 62
4.4.2. Ứng dụng phần mềm Sap2000 v14 để phân tích lực cho kết cấu ...................... 64
4.5. TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TƯỚI .................................................... 71

4.5.1. Lựa chọn vòi phun .......................................................................................... 72
4.5.2. Tính tốn đường ống dẫn và bơm nước ............................................................ 73
4.6 . HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN................................................................................ 80
4.6.1. Lựa chọn hệ thống điều khiển cho hệ thống tưới .............................................. 80
4.6.2. Sơ đồ mạch điều khiển bơm nước .................................................................... 83
4.6.3. Lưu đồ thuật toán và nguyên lý làm việc của hệ thống tưới phun sương ........... 83
4.7. CHẾ TẠO NHÀ LƯỚI ....................................................................................... 85
4.8. KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ................................................. 86
4.8.1. Dụng cụ đo....................................................................................................... 86
4.8.2. Kiểm tra sự làm việc của hệ thống nhà lưới...................................................... 87
4.9. TÍNH TỐN SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA NHÀ LƯỚI ....................................... 90
4.10. NHẬN XÉT VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 92
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 93
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 93
KIẾN NGHỊ .............................................................................................................. 93
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 96


viii

DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĐHNL

- Đại học Nơng Lâm

EC

- Electro-conductivity

MH

- Mơ hình

MTGH

- Mơi trường giâm hom

NGH

- Nhà giâm hom

PC

- Polycarbonate

PE

- Polyethylene

pH

- Chỉ số đo độ hoạt độngcủa các ion hiđrô (H+) trong dung dịch

PVC

- Polyvinylclorua

TP

- Thành phố

VNCPT

- Viện nghiên cứu phát triển


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Quan hệ giữa độ dốc và mức tưới............................................................... 26
Bảng 3.2. Thơng số kỹ thuật chính của các loại vòi phun mưa thường được sử dụng để
tưới cho cây trồng cạn ................................................................................................ 30
Bảng 3.3. Trị số H/d thích hợp đối với các loại cây trồng........................................... 30
Bảng 3.4. Đặc tính kỹ thuật của 4 loại vịi phun đang được dùng phổ biến trong sản
xuất............................................................................................................................ 32
Bảng 3.5. Mức độ giảm tốc độ thấm theo độ dốc bề mặt khu tưới .............................. 33
Bảng 3.6. Mối quan hệ giữa lưu lương, kích thước và tổn thất áp suất trên đường
ống ................................................................................................................... 37
Bảng 3.7. Quan hệ giữa vật liệu làm đường ống với các giá trị f, m và b .................... 39
Bảng 4.1. Một số thông số về vật liệu xây dựng 1 khối nhà lưới ................................ 47
Bảng 4.2. Quan hệ giữa vật liệu làm đường ống với các giá trị f, m và b .................... 76
Bảng 4.3.Giá trị hệ số tổn thất ξ1-3 đối với chạc 3 phân nhánh .................................... 77
Bảng 4.4. Kết quả thiết kế và lựa chọn cho hệ thống tưới........................................... 78
Bảng 4.5. Các loại khí cụ điện được lựa chọn ............................................................ 80
Bảng 4.6.Thông số kỹ thuật của timer TF 62N ........................................................... 82
Bảng 4.7. Nhiệt độ và độ ẩm của môi trường trong nhà lưới giâm hom và ngồi nhà
lưới ............................................................................................................................ 88
Bảng 4.8. Tính sơ bộgiá thành nhà lưới...................................................................... 90

x

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Hệ thống tưới phun sương được điều khiển bằng máy tính trong nhà kính ở
Israel ............................................................................................................................ 3
Hình 1.2. Mơ hình nhà lưới tại Nhật Bản ..................................................................... 4
Hình 1.3. NGH giâm hom Keo lai, Bách xanh, Chiêu liêu ........................................... 5
Hình 1.4. Vườn giâm hom cây lâm nghiệp quy mô thôn bản xây dựng tại huyện
K’bang, tỉnh Gia Lai .................................................................................................... 6
Hình 1.5. Mơ hình Keo lai giâm hom tại xã Phong Hóa, huyện Hướng Hóa................ 6
Hình 1.6. Vườn ươm sử dụng cọc gỗ và 1 lớp lưới đen che nắng ................................. 7
Hình 1.7. Vườn giâm hom quy mơ nhỏ cho các hộ gia đình tại tỉnh Kontum ............... 7
Hình 1.8. Nhà lưới ươm cây Keo loại hở tại tỉnh Nghệ An ........................................... 8
Hình 1.9. Nhà giâm hom có khung mái che tại tỉnh Gia Lai ......................................... 8
Hình 1.10. Vườn ươm cây Keo lai tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân,
trường ĐHNL Huế ....................................................................................................... 8
Hình 1.11. Vườn ươm tại khoa Nơng học, trường ĐHNL Huế ..................................... 9
Hình 1.12. Nhà màng trồng thuỷ canh tại Trung tâm Nghiên cứu cây trồng Tứ Hạ TP. Huế ....................................................................................................................... 9
Hình 1.13. Nhà lưới trồng câyVanilla tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương
Vân, trường ĐHNL Huế ............................................................................................ 10
Hình 1.14. Nhà màng trồng dưa lưới ở đường Bùi Thị Xuân, TP. Huế....................... 10
Hình 1.15. Một số dạng cấu trúc nhà lưới, nhà màng .................................................. 12
Hình 1.16. Rơ le thời gian .......................................................................................... 14
Hình 1.17. Ổ cắm hẹn giờ .......................................................................................... 14
Hình 1.18. Van nước điện từ ...................................................................................... 14
Hình 1.19. Cảm biến nhiệt độ ................................................................................... 14
Hình 1.20. Cảm biến độ ẩm ...................................................................................... 14

Hình 1.21. Cảm biến ánh sáng .................................................................................. 14
Hình 1.22. Bộ điện tử điều khiển các hệ thống nhiệt độ, độ ẩm, che sáng trong các
vườn ươm công nghệ cao ........................................................................................... 15
Hình 1.23. Hệ thống điều khiển quá trình của Jack Ross,2001 ................................... 15


xi
Hình 3.1. Cây Keo lai ................................................................................................ 20
Hình 3.2. Sơ đồ bố trí vịi phun .................................................................................. 31
Hình 3.3. Sơ đồ bố trí vịi phun, đường kính phun là 1,5m ......................................... 35
Hình 3.4. Sơ đồ mặt cắt ngang trong một luống giâm hom......................................... 36
Hình 4.1. Nhiệt độ trung bình hàng tháng của TP. Huế năm 2013 .............................. 42
Hình 4.2. Nhiệt độ trung bình hàng tháng của TP. Huế năm 2014 .............................. 43
Hình 4.3. Nhiệt độ trung bình hàng tháng của TP. Huế năm 2015 .............................. 43
Hình 4.4. Hình dạng và hướng đặt của nhà lưới ......................................................... 48
Hình 4.5. Thơng số kích thước mặt trước của khung thép .......................................... 48
Hình 4.6. Thơng số kích thước mặt sau của khung thép ............................................. 49
Hình 4.7. Hình chiếu cạnh của khung nhà lưới........................................................... 49
Hình 4.8. Mặt bằng vị trí cột ..................................................................................... 50
Hình 4.9. Sơ đồ bố trí móng giằng cột ....................................................................... 50
Hình 4.10. Hình cắt một móng đơn của cột ................................................................ 50
Hình 4.11. Hình cắt một móng đơn giằng cột ............................................................. 51
Hình 4.12. Thanh xà dưới mái vịm............................................................................ 51
Hình 4.13. Kích thước thanh xà dưới mái vịm ........................................................... 51
Hình 4.14. Thanh xà cong mái vịm .......................................................................... 52
Hình 4.15. Kích thước thanh xà cong dưới mái vịm .................................................. 52
Hình 4.16. Kích thước thanh xà cong trên mái vịm .................................................. 52
Hình 4.17. Thanh cột giữa và đầu hồi ........................................................................ 53
Hình 4.18. Kích thước cột giữa và đầu hồi ................................................................. 53
Hình 4.19. Kích thước bát trái liên kết cột và khung mái vịm.................................... 54

Hình 4.20. Kích thước bát phải liên kết cột và khung mái vịm .................................. 54
Hình 4.21. Kích thước bát liên kết khung mái vịm .................................................... 54
Hình 4.22. Kích thước thanh trụ giữa mái vịm ......................................................... 54
Hình 4.23. Kích thước thanh trụ ngồi của khung diềm ............................................. 54
Hình 4.24. Kích thước khung diềm ............................................................................ 55
Hình 4.25. Kích thước cửa nhà lưới ........................................................................... 55


xii
Hình 4.26. Cách lắp các thanh mái vịm ..................................................................... 56
Hình 4.27. Cách lắp bát liên kết mái vịm .................................................................. 56
Hình 4.28. Cách lắp chân nhà lưới ............................................................................. 57
Hình 4.29. Cách lắp thanh liên kết nhà lưới .............................................................. 58
Hình 4.30. Cách lắp liên kết mở rộng nhà lưới .......................................................... 59
Hình 4.31. Cách bố trí màng và lưới che .................................................................... 60
Hình 4.32. Giao diện khi bắt đầu quá trình làm việc vớiphần mềm Solidworks.......... 62
Hình 4.33. Mơi trường Part trong phần mềm Solidworks để tạo khung nhà lưới ........ 63
Hình 4.34. Mơi trường assembly dùng để lắp ghép các chi tiết trong phần mềm
Solidworks................................................................................................................. 63
Hình 4.35. Mơ phỏng lắp ghép mơ hình 3D trên Solidworks...................................... 64
Hình 4.36. Nhập mơ hình vào phần mềm Sap2000 .................................................... 64
Hình 4.37. Cửa sổ khai báo vật liệu ........................................................................... 65
Hình 4.38. Cửa sổ lựa chọn hình dạng của chi tiết ..................................................... 65
Hình 4.39. Cửa sổ khai báo tiết diện thép trụ vuông 50x50 dày 1.5 mm ..................... 66
Hình 4.40. Cửa sổ khai báo tiết diện thép hộp 25 x 50, 1.5 mm .................................. 66
Hình 4.41. Gán tiết diện cho đối tượng ...................................................................... 67
Hình 4.42. Cửa sổ lựa chọn liên kết ........................................................................... 67
Hình 4.43. Cửa sổ khai báo các loại tải trọng ............................................................. 68
Hình 4.44. Cửa sổ tổ hợp các loại tải trọng ................................................................ 68
Hình 4.45. Cửa sổ gán tải trọng tập trung cho mơ hình .............................................. 69

Hình 4.46. Gán tải trọng cho mơ hình ........................................................................ 69
Hình 4.47. Biểu diễn chuyển vị của các thanh trong MH ........................................... 70
Hình 4.48. Biểu diễn lực cắt trong các thanh của MH ................................................ 70
Hình 4.49. Biểu diễn mơmen trong các thanh của MH ............................................... 70
Hình 4.50. Bố trí sơ đồ luống trên diện tích 32 m2 ..................................................... 72
Hình 4.51. Phương pháp xác định khoảng cách vòi phun lý thuyết trên nhánh tưới .... 73
Hình 4.52. Sơ đồ bố trí ống và vịi phun..................................................................... 74
Hình 4.53. Đoạn ống T phân nhánh ........................................................................... 76


xiii
Hình 4.54. Rơle thời gian thực TB118KE7 ................................................................ 81
Hình 4.55. Timer TF 62N và đế ................................................................................. 81
Hình 4.56. Khởi động từ và sơ đồ đấu dây ................................................................. 82
Hình 4.57. Module relay12V điều khiển đóng cắt bằng cảm biến nhiệt độ ................. 82
Hình 4.58. Sơ đồ đấu dây của mạch điều khiển hệ thống tưới .................................... 83
Hình 4.59. Lưu đồ thuật toán của hệ thống tưới tự động trong nhà lưới...................... 84
Hình 4.60. Sơ đồ mạch bảo vệ động cơ khi mức nước thấp dưới mức cho phép ......... 85
Hình 4.61. Khoanthanh cong mái vịm ....................................................................... 85
Hình 4.62. Bộ điều khiển hệ thống tưới phung sương ................................................ 86
Hình 4.63. Chế tạo hệ thống phun sương ................................................................... 86
Hình 4.64. Thiết bị đo vi khí hậu EN150.................................................................... 87
Hình 4.65. Đồ thị so sánh nhiệt độ trong và ngồi nhà lưới ........................................ 89
Hình 4.66. Đồ thị so sánh độ ẩm trong và ngoài nhà lưới ........................................... 89


1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, nước ta đang trên đà phát triển, xu hướng phát triển nông lâm nghiệp
công nghệ cao đang được Đảng và Nhà nước đặc biệt quan tâm.Bởi vì, nhà lưới, nhà
kính là một hệ thống thiết bị quan trọnglàm tăng năng suất, giảm nhân công, sản xuất
quy mô lớn và chủ động trong mọi thời tiết.
Tuy nhiên, nhà kính, nhà lưới nhập khẩu từ nước ngồi có giá thành cịn cao,
vận hành, bảo trì, thay thế khó khăn.Do đó, làm giá thành sản phẩm nông lâm nghiệp
tăng lên. Ở nước ta, đã có một số nghiên cứu, ứng dụng mơ hình nhà lưới ươm giống
cây lâm nghiệp. Tuy nhiên, vẫn còn gặp phải một số hạn chế nhất định như: giá thành
còn cao, chưa có mơ đun lắp ghép hoặc lắp ghép chưa hoàn thiện, hệ thống làm việc
chưa ổn định, quá trình bảo dưỡng, thay thế cịn gặp nhiều khó khăn do chưa được đào
tạo đầy đủ về chuyên môn. Ở Thừa Thiên Huế đã có một số nhà lưới, vườn ươm giống
cây lâm nghiệp, nhưng đang còn ở mức đơn giản, nên chưa đáp ứng hết được các yêu
cầu tốt nhất cho việc chăm sóc cây con khi gặp thời tiết không thuận lợi.
Đồng thời, theo nghị quyết của Đảng ủy trường Đại học Nông Lâm Huế số 200NQ/ĐU ngày 14/5/2018 về việc tổ chức lại sản xuất, nâng cao hiệu quả phục vụ đào
tạo và nghiên cứu của Viện nghiên cứu phát triển. Khuyến khích giáo viên và sinh viên
tham gia nghiên cứu khoa học bằng các chương trình cụ thể tại Viện. Hiện nay, tại
Trung tâm thực hành lâm nghiệp Hương Vân, phường Hương Vân, thị xã Hương Trà,
tỉnh Thừa Thiên Huế là bộ phận trực thuộc Viện nghiên cứu phát triển đang rất cần có
hệ thống nhà lưới để ươm giống cây lâm nghiệp nhằm phục vụ cho việc học tập, thực
hành và nghiên cứu cho sinh viên và cán bộ giáo viên của nhà trường.
Từ những vấn đề cần thiết nêu trên, nên tôi đã lựa chọn đề tài“Thiết kế, chế tạo
nhà lưới bán tự động có diện tích 32m2để ươm cây giống lâm nghiệp tại Thừa
Thiên Huế”để tiến hành nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ của mình.
2. Mục tiêucủa đề tài
2.1. Mục tiêu chung
Thiết kế, chế tạo nhà lưới bán tự động có diện tích 32m 2để ươm giống cây lâm
nghiệp với giá thành phù hợp, khả năng làm việc ổn định để phục vụ thực hành, thực
tập và nghiên cứu cho sinh viên và cán bộ giáo viên tại Trung tâm thực hành Lâm
nghiệp Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường Đại học Nông Lâm– Đại

hoc Huế.


2
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá tình hình ươm cây lâm nghiệp tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp
Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường trường Đại học Nơng lâm – Đại
học Huế.
- Tính tốn, thiết kế và chế tạo nhà lưới có khả năng tháo lắp được với diện
tích 32 m 2.
- Tính tốn, thiết kế và chế tạo hệ thống tưới phun sương trong nhà lưới.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1.Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần chung cho lý luận về thiết kế, chế tạo
và điều khiển hệ thống nhà lướiươm cây giống lâm nghiệp quy mô nhỏ.
3.2.Ý nghĩa thực tiễn
- Xây dựng cơ sở lý thuyết trong việc lựa chọn kết cấu, kích thước và vật liệu
phù hợp với sự thay đổi về diện tích, mục đích của khung nhà lưới với yêu cầu thực tế
đặt ra.
- Kết quả của đề tài là hệ thống nhà lưới có thể phục vụ thực hành, thực tập và
nghiên cứu cho sinh viên và cán bộ giáo viên tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp
Hương Vân, Viện nghiên cứu phát triển của trường Đại học Nông Lâm Huế.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG NHÀ LƯỚI Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI
1.1.1. Tình hình ứng dụng nhà lưới trên thế giới

- Israel là quốc gia có hệ thống nhà lưới, nhà kính, nhà màng đa dạng và tiên
tiến hàng đầu thế giới. Các giải pháp công nghệ được nghiên cứu tỉ mỉ để đáp ứng yêu
cầu từng loại cây trồng ở các khu vực khác nhau. Các khung nhà lưới được chế tạo
dạng mơ đun có thể thay đổi được kích thước theo yêu cầu và chịu được sức gió cấp
10; màng che có độ bền cao nên người lắp đặt có thể di chuyển phía trên được (hình
1.1). Hệ thống tưới, bón phân và điều khiển các thơng số trong nhà lưới được máy tính
giám sát và điều khiển tự động.

Hình 1.1. Hệ thống tưới phun sương được điều khiển bằng máy tính trong nhà kính
ở Israel
- Hệ thống nhà lưới, nhà kính của Nhật Bản cũng chế tạo dạng mơ đun với các
khung thép có thể lắp ghép nhanh (hình 1.2). Mơ hình (MH) này rất phù hợp với quy
mô sản xuất nhỏ ở Việt Nam.


4

Hình 1.2. Mơ hìnhnhà lưới tại Nhật Bản
- Ở các nước như Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan đã có nghiên cứu, sản xuất
và xuất khẩu các loại vật liệu dùng cho nhà lưới, nhà kính như lưới che sáng, lưới chắn
côn trùng, ni lông chuyên dùng nhưng độ bền khơng cao so với Israel sản xuất.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng nhà lưới, nhà màngở Việt Nam
1.1.2.1. Tình hìnhnghiên cứu mơ hình nhà lưới, nhà màng cho việc ươm giống cây
lâm nghiệp
Ở nước ta đã có một số nhà khoa học nghiên cứu các MH nhà lưới để ươm cây
lâm nghiệp thông qua một số đề tài, dự án như sau:
Trong nghiên cứu của Lê Xuân Phúc và các cộng sự (2006-2008) đã đề cập đến
việc cải tiến nhà giâm hom (NGH) cây lâm nghiệp thông qua đề tài: “Nghiên cứu một
số giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện môi trường nhân giống cây rừng bằng hom cành
trong vùng chịu ảnh hưởng của gió Lào và gió mùa Đông Bắc”.Kết quả đề tài đã xây

dựng NGH cải tiến các hệ thống che sáng, tưới phun, luống giâm hom,…và một số
thông số của môi trường giâm hom(MTGH) được cải thiện.Vì vậy, tỷ lệ hom ra rễ ở
các tầng luống giâm hom cao (xem hình 1.3) [12].


5

Hình 1.3. NGH giâm hom Keo lai, Bách xanh, Chiêu liêu
Trong đề tài này, trụ và khung nhà lưới làm bằng thép nên kết cấu vững
chắc.Kết cấu của hệ thống che sáng phía trên nhà lưới gồm 2 tầng che di động sử dụng
lưới đen và có cơ cấu dây kéo thủ cơng có thể điều chỉnh được 3 – 4 mức che sáng. Hệ
thống che sáng xung quanh cũng bằng lưới che chuyên dụng, gồm 1 lớp, có thể thả
xuống để che nắng hoặc cuộn lên được bằng ống cuộn Polyvinylclorua (PVC).
Theo kết quả nghiên cứu của Tô Quốc Huy trong đề tài “Nghiên cứu xây dựng
vườn ươm giâm hom cây trồng lâm nghiệp quy mô thôn/ bản tại Tây Nguyên” đã sử
dụng cột bê tông, cột gỗ, tre làm trụ của NGH. Phía trên dùng dây kẽm giăng các trụ
làm khung đỡ cho một lớp lưới đen che trên và xung quanh nhà lưới. Ngồi ra,lớp
phên tre có thể được bao bọc xung quanh nhà lưới khi cần chắn gió lùa. Kết quả cho
thấy rằng NGH có kết cấu đơn giản, tận dụng được các vật liệu có sẵn tại địa phương
nên giá thành đầu tư thấp và phù hợp với điều kiện Tây Nguyên (xem hình 1.4) [6].


6

Hình 1.4. Vườn giâm hom cây lâm nghiệp quy mơ thôn bản xây dựng
tại huyện K’bang, tỉnh Gia Lai
Trong đề tài của Phạm Thanh Namvào năm 2015 “Xây dựng mô hình vườn
ươm giống cây Keo lai giâm hom tại xã Phong Hóa, huyện Tuyên Hóa”, dự án đã cải
tạo khu vườn ươm giống cây lâm nghiệp với quy mô hơn 700 m2 (xem hình1.5). Trong
đó, diện tích vườn ươm là 140 m2, diện tích huấn luyện cây là 580 m2 [11]. Tuy nhiên,

vườn ươm cây giống được làm đơn giản với bạt che xung quanh, phía trên khơng sử
dụng lưới cắt nắng và ni lơng che mưa. Vì vậy, MH vườn ươm này chỉ phù hợp để
giâm hom cây Keo lai vào thời điểm tháng 3 – 5 hàng năm.

Hình 1.5. Mơ hình Keo lai giâm hom tại xã Phong Hóa, huyện Hướng Hóa
Nhìn chung, các nghiên cứu trên tập trung vào việc cải tiến nhà giâm hom cây
Keo lai. Tuy nhiên, việc xây dựng khung nhà lưới là đơn giản; mái che dạng mái
phẳng bằng lưới di động để thay đổi cường độ ánh sáng.Việc sử dụng lưới đen phía


7
trên nhà lưới để cắt nắng chỉ phù hợp với khu vực ít gió, đối với khu vực gió lớn thì
lưới che dễ bị tốc mái. Kết cấu khung NGH có thiết kế dạng cố định nên việc tháo lắp,
di chuyển hoặc mở rộng gặp nhiều khó khăn.
1.1.2.2. Tình hình ứng dụng mơ hình nhà lưới cho việc ươm cây giống lâm nghiệp
và cây trồng khác
Để nhân giống cây lâm nghiệp, nhiều địa phương đã thực hiện với quy mô và
hình thức đầu tư khác nhau.Người ta có thể xây dựng hệ thống nhà lưới hởtrụ đỡ được
làm bằng cọc gỗ hoặc tre phía trên được che bằng lưới đen, xung quanh để hở, việc
tưới nước vẫn dừng ở mức thủ công hoặc tưới phun sương bán tự động (xem hình 1.6 1.8) [19, 6, 21].
Mơ hình NGH ở Gia Lai (xem hình 1.9) [6] cho thấy rằng, kết cấu khung thép
là cố định, chắc chắn; luống giâm hom được xây kiên cố bằng gạch và sử dụng hệ
thống tưới phun ngay tại luống.Tuy nhiên, MH này hệ thống khung NGH được hàn
chặt, khơng có liên kết lắp ghép.

Hình 1.6. Vườn ươm sử dụng cọc gỗ và 1 lớp lưới đen che nắng

Hình 1.7. Vườn giâm hom quy mơ nhỏ cho các hộ gia đình tại tỉnh Kontum

8

Hình 1.8. Nhà lưới ươm cây Keo loại hở tại tỉnh Nghệ An

Hình 1.9.Nhà giâm hom có khung mái che tại tỉnh Gia Lai
Hiện nay tại Trung tâm Thực hành Lâm nghiệp Hương Vân thuộc Viện nghiên
cứu phát triển (VNCPT), trường Đại học Nơng Lâm (ĐHNL)Huế chưa có nhà lưới
phục vụ ươm giống cây Keo lai. Hom giống được giâm vào bầu ni lơng để trực tiếp
ngồi trời, với hệ thống tưới phun sương sử dụng rơ le phao (xem hình 1.10). Với
vườn ươm này thì tỉ lệ cây Keo sống phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết và kinh nghiệm
của người lao động.

Hình 1.10.Vườn ươm cây Keo lai tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương
Vân,trường ĐHNL Huế


9
1.1.2.3. Tình hình ứng dụng nhà lưới, nhà màng cho việc trồng rau, hoa, quả
Nhận thức rõ về tác hại của rau bị ô nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe của người
sản xuất và tiêu dùng cũng như ảnh hưởng đến mơi trường, nhiều tỉnh, thành phố (TP)
đã có giải pháp, chính sách trong việc đầu tư, phát triển rau an tồn đặc biệt là trồng
rau trong nhà lưới.
Nhà kính - nhà màng tại khoa Nông học trường ĐHNL Huế có kết cấu dạng
vịm đối xứng, sử dụng lưới đen phía trên để cắt nắng. Phía dưới là mái vịm được phủ
bằng lớp ni lông. Bao bọc xung quanh nhà kính là lớp lưới chống cơn trùng, bên ngồi
lớp lưới là lớp ni lơng có thể kéo lên hoặc thả xuống theo yêu cầu của người sử dụng
(xem hình 1.11). Nhược điểm của hệ thống nhà này là khi trời nắng thì nhiệt độ bên
trong nhà nóng, hệ thống thơng gió chưa tốt nên ảnh hưởng đến sự phát triển của cây
trồng. Hệ thống này được nhập khẩu nên giá thành đầu tư tương đối cao.

Hình 1.11.Vườn ươm tại khoa Nông học, trường ĐHNL Huế
Vào tháng 1 năm 2018, trường ĐHNL Huế đã đầu tư và xây dựng tại Trung tâm
Nghiên cứu cây trồng Tứ Hạ để trồng rau thủy canh với quy mơ 1000m 2 (hình 1.12).
Kết cấu dạng mái lệch và khung thép dạng tháo lắp nên phù hợp điều kiện tại Thừa
Thiên Huế. Việc chế tạo phần khung và thi công nhà màng do công ty ở Việt Nam
đảm nhiệm. Vì vậy, giá thành đầu tư và chi phí vận chuyển giảm xuống; cịn một số
vật liệu như màng ni lông, lưới chắn côn trùng được nhập từ Nhật Bản với độ bền cao.
Hiện nay, nhà màng đã đi vào sản xuất rau an toàn và hoạt động tốt.

Hình 1.12. Nhà màng trồng thuỷ canh tại Trung tâm Nghiên cứu cây trồng
Tứ Hạ - TP. Huế


10
Tại Trung tâm thực hành Lâm nghiệp Hương Vân có xây dựng nhà lưới hở sử
dụng khung thép cố định với lưới đen cắt nắng phía trên, hệ thống tưới nhỏ giọt và
phun sương. Xung quanh nhà lưới có hàng cây lớn để che gió (xem hình 1.13). Nhà
lưới dùng để nghiên cứu, sản xuất cây Vanilla để lấy quả chiết xuất dầu ăn.

Hình 1.13. Nhà lưới trồng câyVanilla tại Trung tâm thực hành
Lâm nghiệp Hương Vân, trường ĐHNL Huế
Doanh nghiệp Hải Farm ở kiệt 465, đường Bùi Thị Xuân, phường Thủy Biều,
TP. Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế đã đầu tư nhà màng công nghệ cao để trồng cây dưa
lưới (xem hình1.14). Nhà màng có kết cấu mái lệch với phần khung thép có thể lắp
ghép được, hệ thống tưới nhỏ giọt và phun sương nên phù hợp với điều kiện khí hậu
tại Thừa Thiên Huế và có thể canh tác trái vụ. Phần khung, màng che và lưới chắn cơn
trùng được nhập hồn tồn từ Nhật Bản có thể chống chịu được bão cấp 9. Tuy nhiên,
giá thành nhà màng cao khơng phù hợp để ươm cây lâm nghiệp.

Hình 1.14. Nhà màng trồng dưa lưới ở đường Bùi Thị Xuân, TP. Huế

11
- TạiTP. Hồ Chí Minh: vào năm 2016, diện tích rau sản xuất trong nhà lưới đạt
238,7 ha với 1.240 nhà lưới [18].
- Tại tỉnh Lâm Đồng: là một trong những địa phương đi đầu cả nước về phát
triển nông nghiệp theo hướng cơng nghệ cao. Với điều kiện khí hậu, đất đai thuận lợi
đã tạo điều kiện cho nghề trồng rau, hoa trên địa bàn tỉnh phát triển thành những vùng
chun canh, sản xuất hàng hóa có quy mơ lớn, chất lượng cao.
Với MH ứng dụng hệ thống nhà màng trong sản xuất rau hoa, hiện nay diện tích
nhà màng, nhà lưới của tỉnh Lâm Đồng khoảng 3.148 ha áp dụng trên rau, hoa các
loại. MH nhà màng trong sản xuất rau, hoa công nghệ cao được bà con nông dân áp
dụng phổ biến, đáp ứng yêu cầu tránh được mưa, gió, hạn chế sâu bệnh. Tuy nhiên,
cũng có khá nhiều MH nhà màng hiện đại theo tiêu chuẩn châu Âu, theo công nghệ
Isarel đã được các công ty như Đà Lạt Hasfarm, công ty cổ phần công nghệ sinh học
Rừng Hoa,… lắp đặt.
- Ở Phú Quốc: do điều kiện ở huyện đảo này của tỉnh Kiên Giang luôn thiếu
nước vào mùa khô, thừa nước vào mùa mưa. Để khắc phục tình trạng này một nơng
trại sinh thái ở đây đầu tư hệ thống nhà lưới và thiết bị tưới nhỏ giọt giúp việc sản xuất
rau diễn ra quanh năm, nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng.Khu Nông trại sinh thái
có tổng diện tích trên 10.000 m 2 bố trí 5 khu nhà lưới, trồng đa dạng các loại, từ rau
muống, cải xanh, cà chua, ớt, cho đến khổ qua, dưa leo, dưa lê… Nhờ có mái che, thiết
bị tưới nhỏ giọt, đảm bảo độ ẩm tốt cho rau phát triển, tiết kiệm chi phí, nên lượng rau
được trồng luân canh quanh năm để cung cấp ra thị trường huyện đảo, đáp ứng nhu
cầu người tiêu dùng. Nhờ đó, trung bình mỗi ngày Nơng trại sinh thái Phú Quốc cung
ứng từ 600 - 700 kg rau sạch các loại ra thị trường, chủ yếu là cung cấp cho các nhà
hàng, khách sạn trên đảo [20].
1.2. PHÂN TÍCH MỘT SỐ CẤU TRÚC NHÀ LƯỚI, NHÀ MÀNG
Trong thiết kế nhà lưới, nhà màng vấn đề lựa chọn cấu trúc là một trong những
phần quan trọng. Bởi việc lựa chọn, thiết kế cấu trúc nhà lưới, nhà màng sao cho phù

hợp với quy mơ, điều kiện khí hậu,điều kiện kinh tế và đảm bảo sự sinh trưởng và phát
triển của cây trồng [5]. So sánh một số dạng cấu trúc nhà lưới, nhà màng thường dùng
(xem bảng 1.1 và hình 1.15).


12

Hình 1.15. Một số dạng cấu trúc nhà lưới, nhà màng
Bảng 1.1.Một số dạng cấu trúc nhà lưới,nhà màng đang sử dụng phổ biến hiện nay
TT

Cấu trúc

Đặc điểm
- Phù hợp điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng và độ ẩm cao.
- Vật liệu che phủ mái bằng Polyethylen, xung quanh nhà
được che phủ bằng lưới chống côn trùng.

1

Dạng
chữ A

- Điểm nổi bật của nó là vị trí bố trí cửa thơng gió trên mái
đảm bảo tối ưu nhất, khả năng thơng gió tự nhiên ở trên mái
hiệu quả đạt cao nhất so với các dạng nhà khác. Xung quanh
sử dụng hệ thống lưới chống côn trùng rất phù hợp với điều
kiện khí hậu ở nước ta.
- Bố trí thơng gió phía trên nên giảm chi phí năng lượng
vận hành.

- Bố trí cửa thơng gió 2 bên nên phần mái trên dễ bị gió lùa
làm tốc mái.
- Kết cấu phức hơn các dạng mái khác.
- Chế tạo và lắp ghép khó phức tạp hơn.
- Giá thành cao với loại khẩu độ lớn.