Tässä perinteiset kasvihuoneet yleensä epäonnistuvat: ne keräävät yhtä paljon energiaa kuin aurinkokasvihuoneet (usein jopa liikaa), mutta eivät pysty säilyttämään lämpöä lämpötilan laskiessa. Aurinkokasvihuoneiden suunnittelussa on lisättävä eristystä kaikille pinnoille, joita ei tarvita valon keräämiseen. Tämä tarkoittaa, että koko pohjoisseinän on oltava täysin eristetty. Lisäksi voidaan/pitää eristää osa itä- ja länsisivuseinistä. Nämä saavat suoraa aurinkoa vain muutaman tunnin päivässä ja voivat siten menettää enemmän lämpöä kuin saada, riippuen sijainnista ja ilmastosta.
Miten paljon eristystä on oikein? Kaikki riippuu ilmastosta ja sijainnista. Katso muita aurinkokasvihuoneita tai ota yhteyttä aurinkokasvihuoneen suunnittelijaan, joka voi antaa ilmastoanalyysin tai ehdotuksia, saadaksesi käsityksen.
Isoleeraa maan alla
Vähemmistö ajattelee kasvihuoneen koostuvan neljästä seinästä ja katosta, mutta heiltä jää huomaamatta hyvin kriittinen viides taso: maa. Aivan kuten kasvihuone menettää lämpöä ulkoilmaan, kun on kylmä, se menettää lämpöä myös alapuolella olevaan maahan. Pintamaa jäätyy aivan kuten ilma, ja ilman eristyssulkua nämä pakkaslämpötilat pääsevät kasvihuoneeseen lattian kautta.
Lisäksi eristämällä kasvihuoneen ympärillä estät lämpöhäviön lattian kautta, mutta myös yhdistät kasvihuoneen suureen maanalaiseen lämpömassavarastoon. Kuten muutkin materiaalit – vesi, betoni ja kivi – maaperä toimii lämpömassana, joka varastoi energiaa ja luovuttaa sitä hitaasti, kuten akku. Kasvihuoneen liittäminen tähän eristettyyn massaan auttaa luonnollisesti tasoittamaan lämpötilan vaihteluita.
Maan alla eristämiseen on muutamia erilaisia menetelmiä. Tärkeintä on asentaa eristys kasvihuoneen kehän ympärille, jotta kasvihuoneen alle syntyy eristetty maaperätasku. Tämä tasku on yhteydessä syvällä maan alla olevaan maaperään, joka ylläpitää tasaista lämpötilaa ympäri vuoden (usein välillä 40-60 F useimmissa Yhdysvaltojen ilmastoissa). Eristämällä kasvihuoneesi ympärysmitta on juuri hyödyntänyt tätä ympärivuotisen tasaisen lämpötilan lähdettä ja suurta lämpömassavarastoa. Tämä on myös syy siihen, miksi jotkut ihmiset hautaavat kasvihuoneensa osittain maan alle. Katso lisää maanalaisista tai maalla suojatuista kasvihuoneista täältä.
Maksimoi valoa ja lämpöä talvella
Aurinkokasvihuoneiden suunnittelu – ja passiivinen aurinkokennosuunnittelu ylipäätään – perustuu valon- ja lämmöntuonnin strategiseen hallintaan. Nimittäin valoa halutaan maksimoida silloin, kun sitä ehdottomasti tarvitaan (talvi), ja vähentää valoa silloin, kun sitä on runsaasti ja se tuottaa liikaa lämpöä (kesä).
On tärkeää pitää mielessä auringon kulma eri vuodenaikoina, kuten yllä olevasta grafiikasta näkyy. Talvella valo tulee matalasta kulmasta ja kesällä se on paljon korkeammalla taivaalla (huomaa, että nämä kulmat vaihtelevat leveysasteen mukaan). Näin ollen etelän pystysuorilla pinnoilla kannattaa käyttää hyvin valoa läpäisevää materiaalia, kuten lasia, joka imee mahdollisimman suuren osan tästä valosta ja lämmöstä. Uhraat eristeen yöllä, mutta tähän aikaan vuodesta valon ja lämmön saanti ovat etusijalla. Lämpömassaa olisi käytettävä varastoimaan osa tästä lämmöstä lämpötilan säätelyä varten. Voit myös kallistaa kasvihuoneen etelänpuoleisen sivun niin, että se imee enemmän valoa (ja vähemmän valoa taittuu pois), kuten alla olevassa kaupallisessa aurinkokasvihuoneessa on esitetty. Lisää kasvihuoneen lasien parhaan kulman valinnasta tässä blogissa.
Vähennä valoa ja lämpöä kesällä
Kesällä on juuri päinvastainen ongelma: useimmissa ilmastoissa, joissa kesät ovat kuumia, valoa voi olla liikaa, mikä aiheuttaa liiallista lämpöä. Koska päivät ovat pidempiä, valo on vähemmän välttämätöntä tähän vuodenaikaan. Useimmat kasvit pärjäävät paremmin valoa hajottavalla lasituksella, jonka valonläpäisykerroin on alhaisempi, erityisesti katolla (jonne tulee kesävaloa). Me Ceresissä suosittelemme polykarbonaattimuovia, jossa on vähintään 2 ilmataskuja hyvän eristyksen varmistamiseksi. Voit nähdä videon tästä asuinkasvihuoneeseen asennetusta lasista täällä. Katto on aurinkokasvihuoneen suurin lämpöhäviöalue, joten paksumman ja paremmin eristetyn materiaalin käyttö auttaa vähentämään lämpöhäviötä katon kautta talvella.
Lisätietoja parhaan lasitusmateriaalin löytämisestä kasvihuoneeseesi, mukaan lukien hankinta- ja kustannustietoja, on kirjassa The Year-Round Solar Greenhouse.
Käytä lämpömassaa
Lämpömassaa on mikä tahansa materiaali, jolla on kyky varastoida suuria määriä lämpöenergiaa. Kaikilla materiaaleilla on jonkinlainen kyky varastoida energiaa, mutta joillakin materiaaleilla on paljon enemmän kuin toisilla. Esimerkiksi vesi voi varastoida noin neljä kertaa enemmän lämpöä kuin ilma, minkä vuoksi se on yksi suosituimmista kasvihuoneissa käytettävistä lämpömassamateriaaleista (tai lämpönieluista). Muita materiaaleja ovat betoni, kivi tai maanalainen maaperä.
Yleisin tapa lisätä lämpömassaa on käyttää suuria määriä vettä, koska sen lämpökapasiteetti on niin suuri ja sitä on helppo saada. Kasvattaja voi halvalla lisätä paljon lämpömassaa kasaamalla kasvihuoneeseen useita 55 gallonan vesitynnyreitä. Tynnyrit on pinottava siten, että ne ovat talvella suorassa auringonvalossa, ja ne on vakautettava kaatumisen estämiseksi. Muita menetelmiä ovat betonin tai kiven rakentaminen kasvihuoneeseen, kuten betonisen pohjoisseinän tai kivilattian käyttö. Tässä blogissa on vinkkejä veden käyttämisestä lämpömassana kasvihuoneessa.
Massan tekeminen älykkäämmäksi
Standardi eli passiiviset lämpömassamenetelmät ovat yleisimpiä, mutta niillä on pari rajoitusta. Ensinnäkin voi syntyä mikroilmastoja: massa vaikuttaa ilmaan suoraan ympärillään, mutta lämmittävä/jäähdyttävä vaikutus voi rajoittua ympäröivään alueeseen. Toiseksi massa voi viedä kasvihuoneessa paljon tilaa, jota voitaisiin muuten käyttää kasvattamiseen.
Näiden ongelmien voittamiseksi ja lisäkapasiteetin lisäämiseksi lämpömassalle on olemassa kehittyneempiä järjestelmiä, joilla massasta saadaan tehokkaampaa. Yleisin on varastoida lämpöä maaperään maan alle GAHT-järjestelmän (Ground to Air Heat Transfer) tai ilmastopatterin avulla. Tässä järjestelmässä käytetään puhaltimia, jotka kierrättävät ilmaa maan alla ja varastoivat lämpöä kasvihuoneen alla olevaan maaperään. Siinä hyödynnetään myös maanalaisen maaperän vakaita lämpötiloja ympärivuotisen lämmityksen, jäähdytyksen ja jonkin verran lisätyn ilmankierron / kosteudenpoiston aikaansaamiseksi. Puhaltimien pyörittäminen vie kyllä sähköä, mutta järjestelmä kokonaisuutena voi antaa paljon suuremman vaikutuksen lämmitykseen ja jäähdytykseen kuin pelkkä passiivinen lämpömassa.
Maksimoi luonnollinen ilmanvaihto
Olemme puhuneet kasvihuoneen passiivisesta aurinkolämmityksestä, mutta se on vain toinen puoli yhtälöstä. Ilmanvaihto on välttämätöntä kasvihuoneen jäähdyttämiseksi ja kasvien pitämiseksi terveinä. Liikkuva ilma pakottaa kasvit kasvamaan voimakkaammin ja vähentää ongelmia homeiden, hyönteisten ja taudinaiheuttajien riskiä.
Luonnollisen ilmanvaihdon maksimoimiseksi haluat luoda ilman liikkumiselle pienimmän vastuksen reitin. Sijoita tuloilmaventtiilit alemmas ja poistoilmaventtiilit ylemmäs, jotta voit hyödyntää luonnollista konvektiota. Tuloilmaventtiili imee viileämpää ulkoilmaa, joka nousee luonnollisesti ylöspäin ja poistuu korkeammalta. Tuloksena on lisäilmavirta ilman lisäenergiaa.
Tuuletusta on tarpeen säätää (joko manuaalisesti tai automaattisesti), jotta saat oikean määrän jäähdytystä mutta et liikaa. Tästä syystä suosittelen automatisoituja tuuletusaukkoja, joko automatisoituja aurinkoenergialla toimivia tuuletusaukkoja (jotka avautuvat ja sulkeutuvat vahasylintereiden avulla ilman sähköä) tai poistoilmapuhaltimia. Lisää erilaisista ilmanvaihtostrategioista täällä. Suosittelen käyttämään useampaa kuin yhtä menetelmää, jotta sinulla on varajärjestelmä, ja varmistamaan, että tuuletusaukot ovat hyvin suljettuja ja eristettyjä, kun niitä ei käytetä.
Miten paljon ilmanvaihtoa tarvitset? Tämä on toinen alue, joka riippuu ilmastostasi ja kasvihuoneesi suunnittelusta. Esitämme joitakin nyrkkisääntöjä kirjassa The Year-Round Solar Greenhouse.
Yllä olevat ovat passiivisen aurinkokasvihuoneen suunnittelun yleisiä periaatteita. On kuitenkin tärkeää ymmärtää, että aurinkokasvihuone on räätälöitävä paikalliseen ilmastoon sopivaksi. Mainen kasvihuone vaatii enemmän eristystä ja erilaisia lasitusmateriaaleja kuin Teksasissa sijaitseva kasvihuone. Tästä syystä suosittelemme, että suunnittelua luodessasi saat suosituksia alueesi ammattilaisilta tai kokeneilta kasvattajilta. Facebook-ryhmä Year-Round Greenhouse Growers on hyvä paikka aloittaa.
Lindsey Schiller on kasvihuonesuunnittelija ja Ceres Greenhouse Solutionsin perustaja, joka tutkii, suunnittelee ja rakentaa energiatehokkaita ympärivuotisia kasvihuoneita. Hän on myös yhdessä Marc Plinken kanssa kirjoittanut teoksen The Year-Round Solar Greenhouse: How to Design and Build a Net-Zero Energy Greenhouse.
Kaikki MOTHER EARTH NEWS -yhteisön bloggaajat ovat suostuneet noudattamaan parhaita blogikäytäntöjämme, ja he ovat vastuussa julkaisujensa oikeellisuudesta. Jos haluat lisätietoja tämän postauksen kirjoittajasta, klikkaa sivun yläosassa olevaa byline-linkkiä.