Antropovs Grabengewächshäuser, Ivanovs Vegetarier, Öko-Gewächshaus, Solargewächshäuser mit Wärmespeichern. In diesem Artikel werden die Merkmale des Geräts und die Vorteile dieser einzigartigen Strukturen betrachtet..
Gewächshäuser sind Strukturen, die die Wachstumszeit verschiedener Kulturen erheblich verlängern. Sie werden überall gebraucht. In den nördlichen Regionen ist es wichtig, keinen einzigen warmen Tag zu verpassen, und jeder Grad an eingesparter Wärme ist von größter Bedeutung – schließlich muss beim Anbau von Gemüse innerhalb kürzester Zeit gehalten werden. In den südlichen Regionen wird das Gewächshaus fast das ganze Jahr über zum Anbau von Pflanzen beitragen..
Leider haben die traditionellen Strukturen, die auf fast jedem persönlichen Grundstück zu finden sind, drei Hauptnachteile:
- In der Zeit des niedrigen Sonnenstandes und morgens und abends im Frühling, Herbst und Winter werden die Strahlen in scharfen Winkeln sehr stark reflektiert, wodurch nur 25 bis 30 Prozent der Sonnenenergie in das Gewächshaus eindringen können.
- In der kalten Jahreszeit ist es aufgrund großer Verluste durch die Gewächshausabdeckung ziemlich schwierig, Wärme zu speichern und zu speichern, was zu enormen Sprüngen bei Tag- und Nachttemperaturen führt – und dies wirkt sich äußerst negativ auf die Entwicklung und Fruchtbildung von Pflanzen aus.
- Traditionelle Gewächshäuser haben eine direkte Belüftung in Form von Lüftungsschlitzen, Türen und dergleichen aller Art. Und es ist alles, was für Pflanzen für normales Wachstum, Kohlendioxid, Stickstoff und fast die gesamte Feuchtigkeit, die von Pflanzen verdunstet wird, so notwendig ist. Deshalb müssen Gewächshausbetten ständig bewässert und gedüngt werden..
Die unten diskutierten einzigartigen Prinzipien des Gewächshausdesigns helfen bei der Lösung all dieser Probleme..
Grabengewächshäuser von Vladimir Antropov
Der Name spricht für sich. Die Basis einer solchen Färse ist ein Graben mit einer Tiefe von anderthalb Metern oder mehr (alles hängt davon ab, wie tief sich das Grundwasser auf dem Gelände befindet), die Länge ist beliebig, die Breite beträgt zwei Meter. An den Seiten des Grabens sind Ziegelstützmauern angeordnet, die als wunderbarer Wärmespeicher dienen. Für den Anbau von Pflanzen werden hier hohe Beete aus Ziegeln verwendet. Eine ausführliche Beschreibung ihrer Gestaltung finden Sie im Artikel „Ökologischer Landbau. Wie man intelligente Betten schafft “. Ihr Hauptvorteil in diesem Fall ist, dass sie tagsüber aktiv Wärme speichern und nachts allmählich abgeben..
Von oben ist das Grabengewächshaus mit einer einfachen Bogenstruktur aus Kunststoffrohren bedeckt, die durch einen Bogen gebogen sind. Die Rohre sind in Abständen von 1,2 Metern angeordnet und mit Querstangen miteinander verbunden. Die Plastikfolie wird folgendermaßen gespannt: Eine Kante des Streifens wird an der Schiene befestigt und mit zwei Seilen auf die andere Seite gezogen. Danach werden die Kanten der Folie mit Holzlatten mit Dübeln gegen den Boden des Gewächshauses gedrückt. Damit der Film besser hält, wird er mit Seilen, die über die Rahmenrohre geworfen und gut gespannt sind, auf die Struktur gedrückt.
Türen, die sich an beiden Enden fast unter der Decke befinden, dienen als Lüftungsschlitze in Antropovs Grabengewächshäusern. Ziegelbetten sind so hoch, dass sich ihre Oberfläche unter dem Kamm des Gewächshauses befindet – dies ist der Ort, an dem sich die warme Luft stabil ansammelt. Bei dieser Anordnung wirkt sich kalte Luft nicht negativ auf Pflanzen aus – sie fließt reibungslos auf den Boden.
Die Vorteile eines Grabengewächshauses dieses Entwurfs liegen auf der Hand. Erstens werden die Wärmeverluste in den Gewächshäusern von Antropov erheblich reduziert, und die hohe Temperatur bleibt hier lange Zeit bestehen. Dies liegt an der Tatsache, dass sich Ziegelstützen und Hochbetten schnell erwärmen und viel Wärme speichern. Darüber hinaus gibt der tiefe Bodenhorizont im Winter von selbst Wärme ab. Das relativ kleine Volumen und die minimale Windfläche tragen zur sofortigen Erwärmung der Luft bei. Infolgedessen ist die Nachttemperatur in einem solchen Gewächshaus im Winter 8-12 Grad höher als in der üblichen. Ich möchte darauf hinweisen, dass hier überhaupt keine Heizung verwendet wird. Und in den kältesten Nächten reicht es aus, die Beete nur mit Vlies zu bedecken, um die Pflanzen vor Frost zu schützen..
Ein weiterer wichtiger Vorteil von Antropovs Grabengewächshäusern ist, dass sich die Lufttemperatur hier reibungslos ändert. Die Oberfläche des Wärmeaustauschs durch die Wände der Betten ist dreimal größer als durch den Boden. Wenn man bedenkt, dass der Ziegel die Wärme perfekt speichert, wird eine Art thermisches Schwungrad erhalten, dh die überschüssige Wärme wird für eine lange Zeit absorbiert und ihr Mangel wird für eine lange Zeit ausgeglichen. Die Luft in solchen Strukturen überhitzt sich erst Mitte Juni.
Öko-Gewächshaus
Die Autorin der Idee ist die amerikanische Bauerin Anna Edei. Bei der Organisation des Öko-Gewächshauses verwendete Anna die Ideen der Gründer der Permakultur-Bewegung, die auf der gegenseitigen Anpassung aller Mitglieder eines bestimmten Ökosystems aneinander beruhten. Wir haben im Artikel „Ökologischer Landbau“ ausführlich über Permakultur gesprochen. Permakultur – Leben im Einklang mit der Natur „.
Die Fläche des von Anna Edei erbauten Öko-Gewächshauses beträgt 300 m². m. Die Struktur ist in Richtung von Ost nach West verlängert. Die vertikale Nordwand ist mit weißem Kunststoff bedeckt und reflektiert die Sonnenstrahlen. Das Dach ist flach und nach Süden geneigt. Die Seitenwände bestehen aus Glasfaser und das Dach ist mit Sagein (zuverlässiger transparenter Wärmeisolator) bedeckt. Besonderes Augenmerk wird auf die Dichtheit gelegt – all dies sorgt für minimalen Wärmeverlust.
Das Hauptaugenmerk des Öko-Gewächshauses liegt jedoch auf seiner Symbiose mit Tieren. An beiden Enden der Struktur befinden sich Räumlichkeiten für ihre Instandhaltung – auf der einen Seite ein Kaninchenstall, in dem 30 bis 40 Kaninchen leben, auf der anderen Seite ein Hühnerstall für 60 bis 70 Hühner. Diese Räume sind auch sehr hell und luftdicht. Das Öko-Gewächshaus verfügt über ein spezielles System von unterirdisch verlegten perforierten Rohren, durch die mit Hilfe eines Ventilators warme Luft aus den Menagerien in das Gewächshaus gepumpt wird. Und dazu Luft – Wärme, Ammoniak, Kohlendioxid und Feuchtigkeit. Infolgedessen ist jeder gut – die Luft im Hühnerstall und im Kaninchenstall wird gereinigt, gefüttert und dadurch die Pflanzen im Gewächshaus erhitzt.
Die Zusammensetzung des Bodens im Öko-Gewächshaus ist wie folgt: Grasland, Sand, Kompost aus Hühner- und Kaninchenkot, Asche. Ein gut organisiertes Tropfbewässerungssystem im Untergrund schafft ideale Bedingungen für Pflanzen, nachdem alle Abfälle den in der Nähe lebenden Tieren zugeführt wurden.
Anna Edei berechnete, dass jedes „Tier“ in einem Jahr so viel Wärme abgibt, wie aus 10 Litern Öl gewonnen werden kann – Einsparungen beim Heizen erreichen 7 Tausend Dollar pro Jahr.
Unter anderem wird im Wasser eine große Wärmemenge in einem Öko-Gewächshaus gespeichert. Das Gesamtvolumen der installierten Wassertanks beträgt ca. 16 Tonnen. Unter der Decke sind spezielle Ventilatoren montiert, die von Sonnenkollektoren angetrieben und bei sonnigem Wetter automatisch eingeschaltet werden. Sie treiben heiße Luft auf Wasserbehälter, die tagsüber mit Pflanzen durch einen Vorhang von den Beeten eingezäunt sind. Tagsüber nehmen diese sogenannten Heizkörper eine große Menge Wärme auf, die sie nachts abgeben. Alle Wasserreservoirs sind durch Rohre miteinander verbunden, so dass mit Hilfe einer Pumpe warmes Wasser von oben nach unten abdestilliert wird – somit wird das gesamte Volumen gleichmäßig erwärmt.
In der Sommerhitze schützt eine speziell durchdachte Belüftung die Pflanzen vor Überhitzung im Öko-Gewächshaus. Auf der Südseite befinden sich die Riegel in Bodennähe und im Norden – fast unter der Decke. Dadurch kann heiße Luft die Rampe hinaufgleiten und schnell entweichen. Tanks mit Wasser gleichen den Temperaturunterschied effektiv aus, geben nachts tagsüber Wärme ab und tagsüber und nachts kühl, sodass die Belüftung nur an sehr heißen Tagen verwendet wird.
Vegetarier Ivanov
Dieses einzigartige Prinzip des Gewächshausbaus wurde bereits in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts vom Kiewer Physiklehrer Alexander Wassiljewitsch Iwanow entwickelt und patentiert. Das Design des Vegetariers ist bis ins kleinste Detail durchdacht und beseitigt alle drei Hauptprobleme traditioneller Gewächshäuser, über die wir gleich zu Beginn gesprochen haben – Mangel an Sonnenlicht, Wärmeverlust durch die Abdeckung, Verlust von Kohlendioxid, Feuchtigkeit und Stickstoff durch direkte Belüftung. Reden wir über alles in Ordnung.
Es ist notwendig, eine Vegetation am Hang (15–20 Grad) zu bauen. Der Hang kann natürlich oder locker sein, aber notwendigerweise ein Hang nach Südosten oder Süden. Die ungefähre Größe des Gebäudes: Länge 5 m, Breite 4 m, Höhe 1,7 bis 2 m. Das Flachdach und die drei Wände bestehen aus Glas oder zellulärem Polycarbonat, wobei letzteres für diese Struktur nahezu ideal ist.
Die Rückwand ist solide. Dies kann eine geeignete Wand eines Hauses oder eines Hauswirtschaftsraums sein, die mit Kalk weiß getüncht, mit weißer Farbe gestrichen und idealerweise mit einer Spiegelfolie bedeckt ist. Es wirkt als Reflektor, der die Sonnenstrahlen auf dem Boden verdoppelt..
Eine Neigung von 15 bis 20 Grad, ein Flachdach und eine reflektierende Wand im Winter erhöhen die Sonneneinstrahlung erheblich. Je niedriger die Sonne, desto stärker ist der Effekt..
Die Probleme des Verlusts von Wärme, Kohlendioxid und Stickstoff werden dank einer interessanten Erfindung gelöst, die ein geschlossener Kreislauf von Wärme und Luftaustausch ist. Kunststoffrohre werden bis zu einer Tiefe von 35 bis 40 cm in den Boden eingegraben und befinden sich in einem Abstand von 60 bis 65 cm voneinander im gesamten Bereich des Gewächshauses. Ihre unteren (südlichen) Enden werden aus dem Boden entfernt und mit einem feinen Netz bedeckt (um keine Ablagerungen zu bekommen). Die oberen (nördlichen) sind zu einem Quersammler verbunden, von dem aus ein Steigrohr (vertikales Rohr) in der Hauptwand ausgelegt ist. Der Riser geht nicht direkt aus, sondern durch eine spezielle Kontrollkammer, die sich in einer Höhe von etwa anderthalb Metern zum Vegetarier öffnet. Sowohl oberhalb als auch unterhalb dieser Kammer ist durch Klappen begrenzt, und am Ausgang des Gewächshauses befindet sich ein gewöhnlicher Haushaltsventilator mit einer Leistung von 15 bis 20 W. Diese Leistung reicht für 3-4 Rohre mit einem Durchmesser von 7-10 cm aus. Wenn mehr Rohre vorhanden sind, muss ein weiteres Steigrohr mit einem Lüfter montiert werden.
Tagsüber beträgt die Temperatur im Gewächshaus bei sonnigem Wetter 30 bis 35 Grad (auch im Winter). Die obere Klappe der Steuerkammer schließt sich, der Lüfter schaltet sich ein, saugt warme Luft an und treibt sie durch Rohre in den Boden. In diesem Fall erwärmt sich der Boden und die abgekühlte Luft wird zurückgeblasen und erwärmt sich wieder. Infolgedessen erwärmt sich die Erde den ganzen Tag über auf eine Temperatur von 30 Grad und wird zu einem natürlichen Wärmespeicher, der die ganze Nacht anhält. Nachts treibt ein Ventilator Wärme aus dem Boden in die Luft.
Ein ähnliches System ist in vielen europäischen Ländern weit verbreitet, insbesondere in Skandinavien. Wärmespeicher sind hier nicht nur der Boden, sondern auch Steinmauern, Kollektoren in Pools, Steinböden.
Die Praxis zeigt, dass ein derart geschlossener Wärmeaustauschkreislauf im Winter ohne Heizung eine hervorragende Leistung erbringt, wenn alles in Ordnung ist. Wenn es im Winter tagsüber minus 10 ist, in der Vegetation – plus 18, bei Nachttemperatur minus 15 in der Vegetation – plus 12. Bei sehr starkem Frost wird eine gewöhnliche, nicht sehr starke Heizung (1-1,2 kW) in die Steuerkammer eingesetzt, mit deren Hilfe warme Luft wird eingetrieben.
Im Frühling und im kalten Sommer schützt ein geschlossener Kreislauf im gleichen Modus das Gewächshaus vor Überhitzung – nachts sammelt der Boden keine Wärme mehr, sondern Kühle, die die Luft tagsüber kühlt.
In heißen Sommermonaten leitet dieses Wärmeaustauschsystem überschüssige Wärme perfekt ab. Die untere Klappe der Kammer schließt sich und die obere öffnet sich – der Ventilator stößt einfach heiße Luft aus dem vegetarischen Außenbereich aus, aber auch Kohlendioxid geht verloren. Daher wird empfohlen, eine solche Belüftung nur im Notfall zu verwenden. Es ist das geschlossene System des Wärme- und Luftaustauschs, das die Menge an CO ansammelt, die für ein normales Wachstum und eine normale Entwicklung im Gewächshaus erforderlich ist.2 und Stickstoff.
Das System von perforierten Rohren, die in einem geschlossenen Kreislauf im Boden der Vegetation vergraben sind, ermöglicht es, das Problem des Verlusts von Luft und Bodenfeuchtigkeit zu lösen. Ein solches System selbst ist ein wirksamer Kondensatsammler..
Wenn warme Luft durch kühle Rohre strömt, gibt sie viel Wasser ab, das als Kondenswasser an die Wände fällt. Rohre – perforiert (Löcher mit einem Bleistiftdurchmesser werden alle 20 Zentimeter entlang ihres gesamten Bodens gestanzt), auf eine dünne Schicht aus Schotter oder Blähton gelegt, damit Wasser frei in den Boden gelangen kann.
Wenn also das geschlossene System des Wärme- und Luftaustauschs eingeschaltet wird, wird das von Pflanzen und Boden verdampfte Wasser zwangsweise zu den Wurzeln zurückgeführt. Warmer Boden wird mit warmem Wasser angefeuchtet – nichts Besseres für Pflanzen kann man sich vorstellen. In der heißen Jahreszeit, wenn eine offene Belüftung erforderlich wird und es an Feuchtigkeit mangelt, wird in der Vegetation ein Tropfbewässerungssystem verwendet.
Ein weiterer sehr wichtiger Punkt ist, dass der in der Steuerkammer montierte Lüfter mit den einfachsten Temperatursensoren ausgestattet ist. Das gesamte System schaltet sich automatisch aus, wenn die Lufttemperatur in den unterirdischen Rohren und in der allgemeinen Anordnung des Gewächshauses ausgeglichen ist.
Ivanovs Vegetarier ist nicht nur ein Gewächshaus. Diese einzigartige Kapitalstruktur gilt als Beispiel für eine Technologie zur rationellen Nutzung von Solarenergie. Wenn die Außentemperatur nicht unter -10 Grad unter Null fällt, ist außer den Sonnenstrahlen keine Heizung erforderlich. Agronomen, die die Wirksamkeit eines solchen Gewächshauses in der Praxis gelernt haben, sagen, dass die Kosten für die Aufrechterhaltung des erforderlichen Mikroklimas bei einem Vegetarier 60- bis 80-mal niedriger sind als bei einem herkömmlichen traditionellen Gewächshaus. Vegetarier zahlen sich im ersten Jahr trotz der Notwendigkeit des Kapitalaufbaus aus.
Solargewächshäuser mit Wärmespeichern
Wie wir bereits herausgefunden haben, ist eines der Hauptprobleme traditioneller Gewächshäuser der enorme Wärmeverlust durch die äußere Abdeckung. Wenn Sie in der kalten Jahreszeit Gemüse in einem normalen Gewächshaus anbauen möchten, müssen Sie daher auf die Heizung und die richtige Wärmeisolierung achten. Dies wird ausführlich im Artikel „Elektrische Heizung eines Gewächshauses – Auswahl des optimalen Heizsystems“ beschrieben..
Durch das Design des sogenannten Solargewächshauses (Solargewächshaus), das mit zuverlässigen Wärmespeichern ausgestattet ist, können Sie Heizkosten sparen. Das Design solcher Gewächshäuser ähnelt dem oben beschriebenen Vegetarier von Ivanov. Das heißt, eine feste Wand, die mit einem reflektierenden Material bedeckt ist, das Dach und die Wände bestehen aus zuverlässigem Material (zellulares Polycarbonat oder Doppelverglasung sind am besten geeignet), wodurch der Wärmeverlust effektiv reduziert wird.
Das Haupthighlight von Solargewächshäusern ist ein Wärmespeicher im Untergrund, der wie folgt organisiert ist. Basierend auf einer Gewächshausfläche von 100 qm. m, in der Mitte wird ein 1 Meter breites, 15 Meter langes und 1,2 bis 1,4 Meter tiefes Loch gegraben, das mit Granit- oder Ziegelsteinstücken mit einem Bruchteil von 150 bis 200 mm gefüllt ist. Ziegelkanäle werden über die gesamte Länge hergestellt und durch Kunststoffrohre mit einem Durchmesser von 350 mm herausgeführt. Auf einer Seite ist ein 0,1 kW Lüfter in einem Ziegelkanal installiert. Tagsüber wird der Akku mit Wärme aufgeladen, die nachts als Heizung dient.
Daher haben wir die einzigartigen Prinzipien des Gewächshausdesigns untersucht, die dazu beitragen, ein optimales Mikroklima für den Anbau von Pflanzen ohne zusätzliche Kosten aufrechtzuerhalten. Wenn Sie solche Strukturen gebaut haben, können Sie fast das ganze Jahr über Gemüse anbauen, wodurch Ihre Familie nicht nur frisches Gemüse und Kräuter erhält, sondern auch die Möglichkeit erhält, ein zusätzliches oder sehr profitables Hauptgeschäft zu organisieren, insbesondere im Winter..
Durch innovative Technologien und den Einsatz erneuerbarer Energien. Doch wie wirkt sich das auf die Kosten für den Betrieb aus? Lohnt es sich langfristig, in solche Gewächshäuser zu investieren?