De obicei, acesta este punctul în care serele tradiționale eșuează: colectează la fel de multă energie ca și serele solare (și adesea mult prea multă), dar nu pot reține căldura atunci când temperaturile scad. Proiectarea serelor solare depinde de adăugarea de izolație pe fiecare suprafață care nu este necesară pentru colectarea luminii. Acest lucru înseamnă că întregul perete nordic ar trebui să fie complet izolat. În plus, puteți / ar trebui să izolați o parte din pereții laterali de est și de vest. Acestea primesc soare direct doar câteva ore pe zi și, prin urmare, pot pierde mai multă căldură decât câștigă, în funcție de locația și climatul dumneavoastră.
Cât de multă izolație este corectă? Totul depinde de climă și de locul în care vă aflați. Uitați-vă la alte sere solare sau contactați un proiectant de sere solare care vă poate oferi o analiză climatică sau sugestii, pentru a vă face o idee.
Insolați sub pământ
Majoritatea oamenilor se gândesc la o seră ca la patru pereți și un acoperiș, dar le scapă un al cincilea plan foarte critic: pământul. La fel cum sera va pierde căldură către aerul exterior atunci când este frig, aceasta va pierde, de asemenea, căldură către solul de sub ea. Pământul de la suprafață îngheață la fel ca și aerul și, fără o barieră izolatoare, acele temperaturi de îngheț vor pătrunde în seră prin podea.
Mai mult, prin izolarea în jurul perimetrului serei, nu numai că împiedicați pierderea de căldură prin podea, dar cuplați sera la un mare depozit de masă termică din subteran. Ca și alte materiale – apa, betonul și piatra – solul acționează ca o masă termică, înmagazinând energie și eliberând-o încet, ca o baterie. Conectarea serei la această masă izolată ajută la echilibrarea naturală a oscilațiilor de temperatură.
Există câteva metode diferite pentru izolarea subterană. Esența este de a instala izolația în jurul perimetrului serei pentru a crea un buzunar de sol izolat dedesubt. Acest buzunar este conectat la solul din adâncime, care menține o temperatură constantă pe tot parcursul anului (adesea între 40-60 F în majoritatea climatelor din SUA). Prin izolarea în jurul perimetrului, sera dvs. tocmai a exploatat această sursă de temperaturi constante pe tot parcursul anului și un mare depozit de masă termică. Acesta este, de asemenea, motivul pentru care unii oameni își îngroapă parțial sera sub pământ. Vedeți mai multe despre serele subterane, sau adăpostite în pământ, aici.
Maximizați lumina și căldura în timpul iernii
Proiectarea serelor solare – și proiectarea solară pasivă în general – se bazează pe premisa de a controla strategic lumina și câștigul de căldură. Și anume, doriți să maximizați lumina atunci când este absolut necesară (iarna) și să reduceți lumina atunci când aceasta este abundentă și creează prea multă căldură (vara).
Este important să țineți cont de unghiul soarelui în timpul diferitelor anotimpuri, așa cum se arată în graficul de mai sus. În timpul iernii, lumina intră la un unghi mic, iar vara este mult mai sus pe cer (rețineți că aceste unghiuri variază în funcție de latitudinea dumneavoastră). Astfel, pe suprafețele verticale sudice, doriți să folosiți un material cu grad ridicat de transmisie a luminii, cum ar fi sticla, pentru a absorbi cât mai mult posibil din această lumină și căldură. Sacrificați izolația pe timp de noapte, dar în această perioadă a anului lumina și câștigul de căldură sunt prioritare. Masa termică ar trebui să fie utilizată pentru a stoca o parte din această căldură pentru reglarea temperaturii. Puteți, de asemenea, să înclinați fața sudică a serei dvs. astfel încât să absoarbă mai multă lumină (și mai puțină să fie refractată), așa cum se arată în sera solară comercială de mai jos. Mai multe despre alegerea celui mai bun unghi pentru geamul serei dvs. în acest blog.
Reduceți lumina și căldura în timpul verii
În timpul verii, aveți exact problema opusă: pentru cele mai multe climate cu veri fierbinți poate fi prea multă lumină, ceea ce creează căldură excesivă. Pentru că zilele sunt mai lungi, lumina este mai puțin imperativă în această perioadă a anului. Majoritatea plantelor se vor descurca mai bine cu un geam care să difuzeze lumina și care să aibă o transmisie luminoasă mai mică, în special pe acoperiș (unde va intra lumina de vară). La Ceres, recomandăm un plastic din policarbonat cu cel puțin 2 goluri de aer pentru o bună izolare. Puteți vedea un video cu acest lucru instalat pe o seră rezidențială aici. Acoperișul este cea mai mare zonă de pierdere de căldură într-o seră solară, așa că utilizarea unui material mai gros și mai izolat ajută la reducerea pierderilor de căldură prin acoperiș în timpul iernii.
Mai multe informații despre găsirea celui mai bun material de geamuri pentru sera dumneavoastră, inclusiv informații despre surse și costuri, sunt oferite în The Year-Round Solar Greenhouse.
Utilizați masa termică
Masa termică este orice material care are capacitatea de a stoca cantități mari de energie termică. Toate materialele au o anumită capacitate de a stoca energie, dar unele au mult mai multă decât altele. Apa, de exemplu, poate stoca de aproximativ 4 ori mai multă căldură decât aerul, ceea ce o face unul dintre cele mai populare materiale de masă termică (sau radiator) utilizate în sere. Alte materiale sunt betonul, piatra sau solul din subteran.
Cea mai comună metodă de adăugare a masei termice este folosirea unor cantități mari de apă, deoarece aceasta are o capacitate termică atât de mare și este ușor de procurat. Prin stivuirea mai multor butoaie de 55 de galoane de apă într-o seră, cultivatorul poate adăuga ieftin o cantitate mare de masă termică. Butoaiele ar trebui să fie stivuite acolo unde sunt în lumina directă a soarelui în timpul iernii și trebuie să fie stabilizate pentru a preveni căderea. Alte metode includ construirea de beton sau piatră în seră, cum ar fi utilizarea unui perete nordic din beton sau a unei podele din dale de piatră. Câteva sfaturi privind utilizarea apei ca masă termică într-o seră se găsesc în acest blog.
Făcând masa mai inteligentă
Metodele standard, sau pasive de masă termică sunt cele mai comune, dar au câteva limitări. În primul rând, puteți obține microclimate: masa va afecta aerul direct în jurul ei, dar efectul de încălzire/răcire poate fi limitat la zona înconjurătoare. În al doilea rând, masa poate ocupa mult spațiu în seră care altfel ar putea fi folosit pentru cultivare.
Pentru a depăși aceste probleme și pentru a adăuga o capacitate suplimentară la masa termică, există sisteme mai avansate pentru a face masa mai eficientă. Cel mai comun este stocarea căldurii în sol, în subteran, folosind un sistem de transfer de căldură de la sol la aer (GAHT) sau o baterie climatică. Acest sistem utilizează ventilatoare pentru a face să circule aerul în subteran și pentru a stoca căldura în solul de sub seră. De asemenea, acesta profită de temperaturile stabile ale solului subteran pentru a asigura încălzirea și răcirea pe tot parcursul anului și un plus de circulație / dezumidificare a aerului. Rularea ventilatoarelor necesită energie electrică, dar sistemul în ansamblu vă poate oferi un efect mult mai mare pentru încălzire și răcire decât masa termică pasivă singură.
Maximizați ventilația naturală
Am vorbit despre încălzirea solară pasivă în seră, dar aceasta este doar o jumătate din ecuație. Ventilația este esențială pentru a răci sera și pentru a menține plantele sănătoase. Aerul în mișcare forțează plantele să crească mai puternice și reduce problemele riscul de mucegaiuri, insecte și agenți patogeni.
Pentru a maximiza ventilația naturală, doriți să creați o cale de minimă rezistență pentru ca aerul să se miște. Așezați orificiile de admisie mai jos și cele de evacuare mai sus pentru a profita de convecția naturală. Gura de aerisire de admisie va atrage aerul exterior mai rece, iar acesta se va ridica în mod natural și va fi evacuat mai sus. Rezultatul este un flux de aer suplimentar, fără adaos de energie.
Este necesar să controlați ventilația (fie manual, fie automat) astfel încât să obțineți cantitatea potrivită de răcire, dar nu prea multă. Din acest motiv, recomand ventilațiile automatizate, fie deschizătoare automate de ventilație cu energie solară (care folosesc cilindri de ceară pentru a se deschide și închide fără electricitate), fie ventilatoare de evacuare. Mai multe despre diferitele strategii de ventilație aici. Vă recomand să folosiți mai multe metode, astfel încât să aveți o rezervă, și să vă asigurați că orificiile de aerisire sunt bine sigilate și izolate atunci când nu sunt folosite.
Cât de multă ventilație aveți nevoie? Acesta este un alt domeniu care depinde de climatul dvs. și de designul serei. Oferim câteva reguli empirice în The Year-Round Solar Greenhouse.
Cele de mai sus sunt principiile generale de proiectare a serelor solare pasive. Cu toate acestea, este important să vă dați seama că o seră solară trebuie să fie adaptată la climatul local. O seră din Maine va necesita mai multă izolație și materiale de geamuri diferite decât una din Texas. Din acest motiv, vă recomandăm și obținerea de recomandări de la profesioniști sau cultivatori experimentați din zona dvs. atunci când vă creați proiectul. Grupul de pe Facebook Year-Round Greenhouse Growers este un bun punct de plecare.
Lindsey Schiller este designer de sere și cofondator al Ceres Greenhouse Solutions, care cercetează, proiectează și construiește sere eficiente din punct de vedere energetic pe tot parcursul anului. Ea este, de asemenea, coautoare, împreună cu Marc Plinke, a cărții The Year-Round Solar Greenhouse: How to Design and Build a Net-Zero Energy Greenhouse.
Toți bloggerii comunității MOTHER EARTH NEWS au fost de acord să urmeze cele mai bune practici de blogging și sunt responsabili pentru acuratețea postărilor lor. Pentru a afla mai multe despre autorul acestei postări, faceți clic pe linkul byline din partea de sus a paginii.
.