02/26/2024

Kertészkedés

Hogyan – és miért – építsünk passzív napelemes üvegházat

Az a döntés, hogy egy környezetbarát üvegházat építünk a pennsylvaniai kis farmunkon, valóban utólagos gondolat volt.

Kísérleti, fenntartható üvegház napfényes belseje fehér kerettel, üvegablakokkal, gombafölddel és fekete acélhordók falával.

A feleségemmel, Shana-val éppen most vettük az első nehéz felszerelésünket, egy használt Caterpillar csúszókormányt, és egy nagy projektet kerestem, hogy megtanítsam magam a használatára.

„Talán üvegházat kellene építenünk” – mondta.

– Jól hangzik – mondtam. „De az üvegházakat fűteni kell. A propán elég drága. A környezetszennyezésről nem is beszélve.'

'Ezt nézd meg.' Megdöntötte az iPadjét, hogy megmutasson egy épületet, amely úgy nézett ki, mint egy üvegpajta és egy Superfund telephely keresztezése.

– Mi van azokban az acéldobokban? Megkérdeztem. 'Vegyszerek?'

'Dehogy. Friss víz. Több ezer gallon belőle. A víz télen felfűti az üvegházat, nyáron pedig lehűti.”

'Nincs fűtés? Vagy rajongók?”

„Nincs szükség fosszilis tüzelőanyagokra. Jól hangzik, nem?'

Jól hangzott. Egy kicsit túl jó.

– Nem tudom… – mondtam.

„Nos, azt hiszem, építenünk kellene egyet” – mondta. – Szakértő leszel a rakodógépben, mire elkészül.

És pont így, engem is meggyőztek.

Miért üvegház?

A pennsylvaniai tél hosszú, hideg és sötét. A tavaszi fagyok itt gyakoriak és kiszámíthatatlanok.

Egy üvegház nagymértékben meghosszabbítaná a tenyészidőszakunkat, és lehetővé tenné a kísérletezést olyan növényekkel és fákkal, amelyek egyszerűen nem elég szívósak a mi éghajlatunkhoz (az USDA 6b zónájában vagyunk).

Az elménk versenyt futott a lehetőségekkel.

Narancsot, lime-ot, gránátalmát termeszthetünk – talán még avokádót is! A kerti fajta zöldekről és a paradicsomról nem is beszélve. Gondoljunk csak a februári salátákra.

Tetszett nekünk az az ötlet is, hogy meleg, világos, növényekkel teli teret hozzunk létre, hogy ellensúlyozzuk a téli zűrzavart.

Valódi környezetbarát üvegház volt ez?

Kétségeim voltak azzal kapcsolatban, hogy a mi éghajlatunkon egy üvegházat csak hordó vízzel kell felfűteni, de minél többet olvasok a dizájnról és annak megalkotójáról, Cord Parmenterről.Intelligens üvegházak, LLC, annál inkább kezdtem hinni.

Cord 1992 óta épít üvegházakat a Colorado Rockies magaslatán. Mára rengeteget épített belőlük, és minden iterációval javította a tervezést. Ezekre is tanítja az embereket. A Colorado College nemrég kapott megbízástegyik fenntartható üvegháza. A szép szerkezetről készült fényképek megpecsételték az üzletet.

Hogyan készül az egyik Cord üvegháza?

Ahhoz, hogy egy ilyen üvegház télen át meleg maradjon, maximalizálnia kell a passzív napenergia-nyereséget és minimálisra kell csökkentenie a hőveszteséget.

Ez a két egyszerű elv határozza meg az összes anyagválasztást és építési technikát. A vízhordók képesek óriási hőelemként működni, de csak akkor, ha az üvegház megfelelően van elhelyezve, átgondolt építésű és rendkívül jól szigetelt.

Egy szűk épület télen megvédi fáit és növényeit, de nyáron az üvegházat is szellőztetni kell, mint bármely mást. A fenntarthatóság témájával összhangban a Cord kifejlesztett egy módot az üvegház szellőzőinek nyitására és zárására, ahogy a hőmérséklet emelkedik és csökken – anélkül, hogy elektromos motorokra kellene hagyatkoznia.

Fenntartható üvegház külseje üvegablakokkal, nyitott szellőzőkkel, vörös fémburkolattal és polikarbonát lemezekkel a tető egy részének.

Minél többet tudtunk meg erről az őrült üvegházról, amely egy csepp üzemanyag elégetése vagy egy wattnyi áram felhasználása nélkül fűt és hűt le, annál jobban felkeltett az érdeklődésünk.

De az építkezés lehetősége ijesztő volt.

Megrögzött barkácsoló vagyok, elég nagy építési tapasztalattal, de ha egy ilyen bonyolult szerkezetet a semmiből akartunk megépíteni, akkor részletes tervekre volt szükségünk.Szerencsére a Cord eladja őket. Telefonon vagy e-mailben is elérhető, ha bármilyen kérdése merülne fel az építés során.

Hogyan helyezzünk el üvegházat a maximális napenergia-nyereség érdekében télen

Az üvegház megfelelő elhelyezése rendkívül fontos. A téli nap szögének teljes kihasználásához az üvegfalnak valódi dél felé kell néznie, nem pedig a mágneses dél felé. Az üvegház ablakai és áttetsző teteje nem lehet épületek vagy fák árnyékában.

A vízhez és az elektromos áramhoz való hozzáférés szintén fontos szempont a helyszínen, különösen akkor, ha szeretné, hogy növényeit könnyen öntözhesse, és legyen mennyezeti lámpája vagy esetleg internetkapcsolatra alkalmas hőmérő.

Már azonosítottunk egy helyet az ingatlanunkon az új üvegház számára. Mire Cordból megérkeztek a tervek, már megtisztítottam a földet; kialakított vízelvezetés; és kialakított egy nagy vízszintes alátétet az épülethez. A termőtalajt is megtisztítottam, és félretettem későbbi felhasználásra.

Gyorstanfolyam volt a rakodógép használatában!

Az üvegháznak megtisztított telek, kissé sáros, háttérben piros pajtával, csupasz fákkal.

Aztán elérkezett az épület elrendezésének ideje. Az igazi dél megtalálásához letöltöttem egy iránytű alkalmazást a telefonomra, majd ezt használtamNOAA weboldalhogy kiszámítsuk a szélességi és hosszúsági fokunkra vonatkozó deklinációs korrekciót.

Ott, ahol élünk, a deklináció-korrekció 11˚ nyugat, tehát a déli irány számunkra 191˚ az iránytűn, szemben a mágneses déli 180˚-kal.

Miután az üvegház üvegfalát 191°-os szögben lefektették, a többi falat a szokásos módon derékszögben helyezték el egymáshoz képest.

A betonformák egy fenntartható üvegházat alkotnak, négyzet alakú faformákkal, a háttérben egy piros oszlopos pajtával.

Meleg és szilárd alapozó

A megfelelő alapozás létfontosságú minden szerkezetnél, de különösen ennél az üvegházi kialakításnál. A zsinór kétféle alapozáshoz nyújt rajzokat: hagyományos blokkfal, amely beton lábra van állítva; vagy amit ő „móló és gerenda” alapozásnak nevez, amely egyetlen, monolit betonöntést foglal magában, amely összekapcsolt pillérekből és gerendákból hoz létre alapot.

Fenntartható üvegház betonalapja, nemrég öntött, belül csupasz talajjal, háttérben egy piros pajta.

Miért ilyen erős alap?

Egyetlen ötvenöt gallonos vízzel teli acéldob közel 500 fontot nyomhat. Szorozza meg ezt hatvanhárommal a Cord „Walden” üvegházi kialakításában használt hordók számával, és egy tíz láb magas hordóköteget néz, amelyek együttesen több mint 30 000 fontot vagy tizenöt tonnát nyomnak.

Nem itt az ideje spórolni a betonon és a betonacélon!

Függetlenül attól, hogy az alapozás betontömb vagy pillér-gerenda, 2” vastag, merev hungarocell panelekkel vagy ezzel egyenértékű anyaggal kell szigetelnie. A föld feletti és alatti hideg megőrzése elsődleges prioritás.

Fenntartható üvegház elkészült és szigetelt alapja. A szigetelés kék színű. A háttérben egy piros oszlopos pajta látható, valamint egy sárga Caterpillar csúszórakodó.

Keretezés, festés, tömítés és vakolás

Az üvegházak általában rendkívül párás helyek. Ahelyett, hogy nyomással kezelt fát használnánk, amely mérgeket juttathat a talajba, a Cord kialakítása hagyományos keretező fűrészárut igényel, de legalább két réteg kiváló minőségű külső festékkel alapozott és festett. Minden keretkötés tömített.

Részben keretezett, fenntartható üvegház. A keret fehérre festett. Az alapon a kék szigetelés egy része látható. Egy alumínium létra támaszkodik a kerethez.

Az alsó szellőzőnyílások alatti fa párkánylemez különösen érzékeny a nedvességre, mind a szellőzőnyílások nyitva tartása mellett befújó eső, mind az ablakfal belsejében lefolyó páralecsapódás formájában. Így a küszöböt fémbevonat borítja.

Az üvegház hátsó fala; az oldalfalak fele; és a hordók feletti mennyezet teljesen szigetelt, akár üvegszálas lécekkel; úgynevezett „Ecofoil”-al, amely lényegében fóliával borított buborékfólia; vagy mindkettővel.

Az üvegszálas szigetelőlécek barna nátronpapír burkolata látható a fenntartható üvegház keretelemei között.

Ezeket a szigetelt tereket védeni kell a nedvességtől, ezért a belső burkolóanyagnak vízállónak kell lennie, és minden illesztést gondosan tömíteni kell. HasználtukHardiePanel függőleges burkolat, amelyek 4’ x 8’ méretű vékony cementkötésű lapok, a belső falakon.

Egy szokatlan tető és egy még idegen ablakfal

Kilátás a fenntartható üvegház déli ablakfalának fehér keretére. A tetőn fehér polikarbonát panelek láthatók, valamint szürke fém tetőfedés.

A Cord kétféle polikarbonát panelt ír elő az üvegházakhoz: az egyiket a tető áttetsző részéhez, a másikat a falakhoz. A tető „Softlite diffúz paneleket” kapott, amelyek megvédik a növényeket a leégéstől. A falak átlátszó paneleket kapnak, hogy maximalizálják a téli napsütés hatását.

A kivitelezés egyik műszakilag legnagyobb kihívását a szögletes, déli fekvésű üvegfal jelentette. Használhat polikarbonát lemezeket a teljes fesztávra, de tetszettek a Colorado College üvegházának üvegablakai, ezért úgy döntöttünk, hogy elköltjük az extra pénzt.

Kilátás a fenntartható üvegház déli ablakfalára, két beépített üvegpanel egységgel, néhány piros fém burkolattal.

Maguk a dupla üvegezésű ablakok meglehetősen drágák, és mindenféle speciális távtartót, tömítőanyagot és egyedi fémszíjazást igényelnek. Imádjuk a megjelenésüket, különösen a kilátást az üvegház belsejéből. De volt némi gondunk azzal, hogy néhány egység elvesztette a pecsétjét és bepárásodott.

Kilátás a fenntartható üvegház déli falára a legtöbb beépített üvegablak panellel. A nyugati oromzat végén a piros fém burkolat látható.

Az első alkalommal, amikor ez történt, felhívtam az üveggyártókat, akik az egységeket készítették nekünk, hogy megnézzék a garanciális cserét.

Ekkor tudtam meg, hogy az egységek szögben történő felszerelése – például üvegházunk déli falára – a garancia érvényét vesztette.

A gyártók dolgoztak velünk egy kicsit a cserén, de érdemes lehet találni egy üvegüzletet, amely hajlandó garanciát vállalni az egységeire erre az alkalmazásra.

Üvegházi szellőzők, amelyek nem használnak áramot

Nincs annál csodálatosabb, mint nézni, ahogy az üvegházunk magától „lélegzik” egy forró napon – tudva, hogy a szellőzőnyílásai fosszilis tüzelőanyagok nélkül nyílnak és záródnak.

Közelkép a fenntartható üvegházak kísérleti szellőzőrendszeréről. A szellőzők nyitva vannak a melegben. Néhány zöld növény látható az üvegházban.A fenntartható üvegház hátsó részének képe, amelyen egy hátsó tornác látható barna faoszlopokkal, a tetőgerinc közelében lévő, vörös színű kísérleti szellőzőnyílások, valamint az üvegház hátulján és a keleti oromzat végén lévő vörös fémburkolat.

Ez kétféleképpen valósítható meg: a két szellőzőkészlet, alacsony és magas, speciális anyagokból történő elkészítésével; és a „Gigavents.”

A Gigavent nyitók a viasz hidraulikus tulajdonságait használják fel az üvegház szellőzőnyílásainak kinyitására és zárására.

Amikor az üvegházban a környezeti hőmérséklet emelkedik, a Gigavent belsejében lévő viasz megolvad és hidraulikus nyomást hoz létre. Ez a nyomás az, ami kinyitja a szellőzőnyílást. Amikor az üvegház lehűl, a viasz megkeményedik, a hidraulikus nyomás csökken, és a szellőzőnyílások lassan bezáródnak.

Közeli kép a Gigavent nevű kísérleti szellőzőnyílásról, vékony acélpofákba szerelt fekete bordás hengerrel.

A Gigavents telepítésében és használatában mindenképpen van egy tanulási görbe. A vezeték az ezekről az eszközökről szóló tudás forrása. Olyan hardvert is kifejlesztett, amely kiterjeszti a Gigavents nyitási tartományát, így nagyobb rugalmasságot biztosít a szellőzők vezérléséhez a különböző évszakokban.

Kilátás a fenntartható üvegház fehér keretes mennyezetére, egy sor kísérleti szellőzőnyílással és egy sor fekete acél hordóval.

Vásároltunk tőle egy készletet ebből a hardverből – amit tulajdonképpen a mi üvegházunkra szabott –, és nagyon hasznosnak találtuk.

Kilátás a fenntartható üvegház napsütötte belsejére, látható sima barna gombafölddel, fekete 55 gallonos hordók falával és számos fiatal zöld citrusfával, amelyeket nemrégiben ültettek el.

Módosított talaj, ameddig a szem ellát

Ennek a kialakításnak az egyik kedvenc jellemzője az ember alkotta padlózat hiánya. Az üvegház minden négyzetcentimétere tele van módosított termőtalajjal, ami azt jelenti, hogy bárhol nevelhetünk fákat és növényeket.

Korábban említettem, hogy a termőtalajt leszedtem a helyszín előkészítésekor. Rakodónk segítségével a termőtalajt további negyven köbméter bio gombafölddel kevertem össze.

Az alapozás után visszaraktam a talajt a beton kerületébe, és teljesen vízszintesen gereblyéztem.

Néhány általunk ültetett fa – különösen a citrusfélék – további talajmódosítást igényel. De a pennsylvaniai termőtalaj és a dúsított gombaföld kombinációja kiváló kiindulópontnak bizonyult.

Az üvegház felszereltsége: víz, áram és egy internetkapcsolatra alkalmas hőmérő

Egy hüvelykes flexibilis PVC vízcsövet vezettünk egy pólóból, amely egy közeli oszlopos istállót lát el. A vízvezetékeket itt a fagyhatár alá kell temetni, ami elég mély árkot jelentett ahhoz, hogy az üvegház alapja alá kerüljünk. A vízvezetéket megszüntettük afagymentes tűzcsap, annak ellenére, hogy az üvegházban a hőmérséklet soha nem süllyedhet fagypont alá.

Egy élénkpiros vízcsap zöld tömlővel, egy kísérleti szellőzőnyílás mellett

Véletlenül szeretjük ezeknek a tűzcsapoknak a magasságát. Sokat gondolunk a helyben való öregedésre, és szívesen fogadunk minden lehetőséget, hogy elkerüljük a görnyedt vagy hajlongást.

Míg az üvegház lényege az volt, hogy elkerüljük a fosszilis tüzelőanyagok használatát, úgy döntöttünk, hogy két 20 amperes áramkört működtetünk az oszlopos pajtából, főleg világítás céljából, de azért is, hogy lehetőséget adjunk nekünk, ha valaha is csatlakoztatnunk kell valamit.

Az üvegházban használt összes vezeték „közvetlen temetés” típusú, ami azt jelenti, hogy a burkolata vastag és vízálló. Ez némileg megnehezítette a vezetékezést – itt mint fővillanyszerelő beszélek –, de tetszett az ötlet, hogy extra védelmet nyújtsunk a szerkezeten belüli rendkívüli nedvesség ellen. A nehéz teherbírást választottukkülső minőségű mennyezeti szerelvényekugyan azért az okért.

Kék kocka alakú távoli hőmérséklet-érzékelő egy szintén köbös, de valamivel nagyobb wi-fi átjáró mellett, amelynek rövid, görbe antennája van.

Nagyon érdekelt bennünket az üvegház hőmérsékletének és páratartalmának távfelügyelete. ASensorPush vezeték nélküli hőmérősziklaszilárdnak bizonyult.

Mivel magának a hőmérőnek kommunikálnia kell az internettel ahhoz, hogy a Bluetooth hatótávolságán kívül is hasznos legyen, párosítottuk a hőmérőt egySensorPush Wifi Gateway. A Gateway kínálata kiváló. Képes csatlakozni a több mint 120 méterre lévő házunkban lévő wifi routerhez.

Mindezek után valóban működik a fenntartható üvegházunk?

Amint tavaly júliusban befejeztük az építkezést, elkezdtük figyelni az üvegház hőmérsékletét. A SensorPush alkalmazás szerint a nyári csúcshőmérséklet az üvegházban 98,5° Fahrenheit (36,9°C) volt.

Téli jelenet a fenntartható üvegház előtt hatalmas hószállingóval. Egy sárga Caterpillar csúszós rakodó takarította el a havat az üvegház déli falának nagy részén. A háttérben egy élénkpiros oszloppajta látható.

Nos, a téli mélypontra… az üvegházban december végén volt a leghidegebb, ahogy az várható volt, az év egyik legrövidebb napján. Odakint a hőmérséklet 0˚F (-18˚C) alá süllyedt.

Belül a hőmérséklet 36,5°-ra csökkent – ​​de nem lejjebb.

Citrusfáink túlélték a telet és virágoznak.

Közelkép egy egészséges Meyer citromfa néhány zöld ágáról, három teljesen kialakult zöld citrommal. A háttérben fekete 55 gallonos dobok fala látható.Egyetlen ragyogó vörös gránátalmavirág lóg a fekete 55 gallonos dobok fala előtt. Szintén látható egy sor műanyag terrakotta ültetőgép kis zöld szaporított gyümölcsfákkal.Egyetlen élénkzöld Cara Cara narancs, nagy zöld levelek között fészkelve, a fekete 55 gallonos dobok fala előtt. A háttérben zöld növényháló és egy paradicsomnövény is látható.

Fenntartható üvegházunk minden, amit reméltünk: termékeny, egész évben működő kert és nagyon vidám ellenszere a télnek.

Most már csak a beköltözött levéltetvekkel kell megküzdenünk.

Úgy tűnik, nekik is ugyanúgy tetszik a hely, mint nekünk.

Photo

Nem érik a paradicsom? Különös kapcsolat a hőhullámok és a paradicsom között

- -

DE CS BG DA EL ET FI FR HR HU ID IT JA KO LT LV MS NL NO PL PT ES RO UK SK SL SR SV TH TR VI