Michelle Moore
Molemmat meistä joskus lapsina käyttivät suurennuslasia joihinkin juonellisiin keinoihin. (Saatan tietää muutaman aikuisen, jotka yhä käyttävät). Tavoitteenamme on saattanut olla sytyttää lehtiä tuleen tai jopa antaa jollekin ”kuuma välähdys”. Tuolloin emme luultavasti tajunneet, että valjastimme käyttöön yhden planeettamme voimakkaimmista voimista. Emme luultavasti myöskään tajunneet, että voisimme käyttää tuota voimaa paljon kunniallisempiin keinoihin tarjota mukavuutta, säästää luonnonvarojamme tai auttaa puutarhaamme kasvamaan ja syömään paremmin. Totta puhuen, jos tiesimme sen, emme todennäköisesti välittäneet siitä tuolloin. Asioiden sytyttäminen tuleen oli hauskempaa.
Vuonna 214 eaa. eräs tiedemies, Arkhimedes, valjasti auringon voiman sodankäyntiin, kun hän ohjasi aurinkovoimaa hyökkäävien roomalaisten laivojen mastoihin. Voimakkaat säteet sytyttivät purjeet tuleen ja estivät hyökkäyksen. Arkhimedeen jälkeen monet edistyksellisimmät ajattelijat ovat hyödyntäneet auringon voimaa. Sokrates rakensi ensimmäisen tunnetun aurinkokodin. Hän kaivoi kotinsa maan sisään, ja siinä oli suuret etelään suuntautuvat ikkunat ja vahvasti eristetty pohjoisseinä. Leonardo De Vinci kannatti aurinkoenergian käyttöä lämmitykseen, kuten monet muutkin. Nämä suuret ajattelijat olivat vain muutamia niistä, jotka uskoivat aurinkoenergian voimaan. Potentiaalia ei ole vielä hyödynnetty, mutta aurinkoenergiasta hyötyminen on yllättävän helppoa ja edullista.
Vuonna 1970 sähkön keskihinta Yhdysvalloissa oli 2,2 senttiä kilowattitunnilta (kWh). Nykyään tämä keskimääräinen kustannus on 10,67 senttiä. Sähkön hinta vaihtelee rajusti eri puolilla maata, ja korkeimmillaan se oli jopa 20,7 senttiä vuonna 2005. Vuodesta 2005 vuoteen 2005, eikä loppua näy. Aurinkolämmön kerääminen voi vähentää perinteisiä lämmityskustannuksia jopa 30-40 prosenttia pelkästään lisäämällä lämpömassaa ja käyttämällä eristettyä päällystettä.
Kasvihuoneet ovat luonteeltaan aurinkorakenteita. Kasvihuoneet valjastavat auringon valon ja lämmön ja sitovat lämmön rakenteen sisälle luodakseen (toivottavasti) kasvien kasvulle suotuisamman ympäristön kuin ulkomaailma. Vaikutus on samanlainen kuin ilmakehässä, joka vangitsee auringonvaloa ja lämmittää maapalloa. Kasvihuoneissa käytetään niin sanottua passiivista aurinkoenergiaa. Passiivinen aurinkoenergia tarkoittaa yksinkertaisesti luonnonvoimien ja eteläisen altistumisen hyödyntämistä lämmitykseen. Usko tai älä, passiiviset aurinkorakenteet voivat jopa auttaa jäähdytyksessä, jos ne suunnitellaan oikein. Passiivinen aurinkolämmitys ei vaadi kalliita tai hienoja laitteita eikä se vaadi paljon tietoa. Itse asiassa lähes kaikki kokevat, ja vuonna 2006 kansallinen keskihinta nousi 28 prosenttia! Se on jatkuvasti noussut jopa 11 % vuodessa passiivisen auringonsäteilyn kesäpäivänä, kun he pysäköivät autonsa aurinkoon. Jos ikkunat jätetään ylös, kestää vain vähän aikaa, ennen kuin auton sisälämpötila nousee sietämättömiin ja jopa vaarallisiin lämpötiloihin. Tämä ei varmasti ole mielikuva, jonka haluat kasvihuoneympäristöstä, mutta esimerkki havainnollistaa varmasti, kuinka voimakas aurinko voi olla.
Aurinkokasvihuoneen luominen ei onnistu ilman pientä työtä ja suunnittelua, mutta se ei ole vaikeaa. Tässä on kuka hyötyy aurinkokasvihuoneensa parantamisesta. Kuka tahansa, joka:
– Haluaa pienentää jalanjälkeään maapallolla
– Haluaa säästää rahaa lämmittämällä kasvihuoneensa energiansäästö voi olla jopa 30-40 %
– Haluaa saada paremmin maistuvaa ruokaa useamman vuoden ajan
– On kasvihuoneensa eteläinen altistuminen
. Tykkää kokeilla ja kokeilla jotain uutta
– Haluaa ylläpitää tasaisempaa lämpötilaa kasvihuoneessaan eikä hänellä ole lisälämpöä
– Haluaa saada parempia tomaatteja kuin naapurinsa
Neljä helppoa tapaa saada parempi aurinkokeräys nyt:
1. Maksimoi eteläsuuntautuneisuus
Katsele pihaasi ja talviaurinkoa. Suuntaa kasvihuoneesi puoli mahdollisimman paljon etelään päin. Ihannetapauksessa mahdollisimman suuri osa kasvihuoneen pinta-alasta imee aurinkoa. Monet ihmiset eivät voi sijoittaa kasvihuonetta kiinteistönsä eteläpuolelle tilanpuutteen, esteettömyyden tai muiden tekijöiden vuoksi. Jos sinulla ei ole täyttä auringonvaloa, yritä maksimoida mahdollisimman paljon valoa pitäen mielessä, että aurinko on talvikuukausina alempana horisontissa ja voimakkain aurinkoenergia osuu kasvihuoneen eteläpuolelle. Ihannetapauksessa kasvihuoneen yläosa kulkee itä-länsi-akselia pitkin (esimerkki: kasvihuoneen etuosa on itään ja takaosa länteen päin) päivittäisen keräyksen maksimoimiseksi. Ajatuksena on kerätä mahdollisimman paljon lämpimiä säteitä kello 10.00-14.00 välisenä aikana, jolloin auringon säteilyä saadaan eniten (1).
2. Lisää lämpömassaa
Lämpömassan lisääminen
Lämpömassan lisäämiseksi käytetään useita yleisesti käytettyjä materiaaleja: kiveä, betonia ja vettä. Sorasta saa erinomaisen kasvihuoneen lattian, joka lisää lämpömassaa ja mahdollistaa myös veden valumisen. Lämpömassan lisäämiseksi vesi on erinomainen lämmönvarastointitapa, koska se jakaa lämmön hyvin tasaisesti ja luovuttaa sen hitaasti. Kasvihuoneessa olevat suuret vesiastiat säteilevät lämpöä koko yön, vielä pitkään sen jälkeen, kun iltavalon viimeisetkin häivähdykset ovat haihtuneet. Aurinkovesisäiliöiden luovuttama lämpö on hidasta, hienovaraista ja tasaista lämpöä, joka auttaa pitämään kasvihuoneen lämpötilan tasaisena. Huomautus: viiden gallonan muoviämpärit tai 30 gallonan tynnyrit sopivat hyvin kasvihuoneeseen (2). Astioita täytetään ¾ vedellä ja suljetaan tiiviisti haihtumisen ja kosteuden estämiseksi. Pienemmät ämpärit on helppo järjestää hienoksi hyllyksi, ja suurista tynnyreistä saa myös hienoja kasvitelineitä. Musta muovi sopii hyvin säilytysastioihin. Musta imee suurimman osan pinnalleen osuvasta säteilystä ja siirtää lämmön veteen. Ruostumattomat ja kupariset astiat toimivat myös. Ne lämpenevät paljon nopeammin ja siirtävät enemmän lämpöä veteen, joka imee enemmän lämpöä. Metallisäiliöt voivat lisätä kohtuuttomia kustannuksia ja niitä voi olla vaikea löytää. En ole kokeillut metalliastioita, mutta mielestäni olisi mielenkiintoista nähdä rinnakkaistesti.
3. Käytä heijastavaa pintaa vangitakseen enemmän aurinkoa
Ohjaamalla mahdollisimman paljon valoa lämpömassaan voidaan merkittävästi lisätä lämmitystehoa. Astrofyysikko Samuel Pierpont Langley suoritti Kaliforniassa vuonna 1881 sarjan aurinkokokeita Mount Whitneylla (14 491 ft.). Hän oli kiinnostunut aurinkoenergiasta ja halusi tutkia sitä eri lämpötiloissa. Hän kiipesi vuorelle, kunnes löysi jäätyneen maan. Hän jatkoi veden keittämistä maahan asetetussa kuparipadassa käyttäen vain lasinpaloja (3). Veden kiehuminen ei ole tavoite, vaan mahdollisimman monen säteen keskittäminen vesiseinään lisää lämpöä ja siten tehon pituutta. Pohjoisseinän heijastava eristys auttaa ohjaamaan valon kasvihuoneen takaosasta lämpömassaan sekä luomaan terveellisempää valoa kasveille. Ihannetapauksessa kasvihuoneen ainoat tummat pinnat ovat istutusastiat ja vesivarasto. Alumiinifolio soveltuu erinomaisesti pimeiden rakenteiden peittämiseen tai valon ohjaamiseen sinne, missä sitä tarvitaan kasvihuoneessa.
Juuri äskettäin puhuin naisen kanssa, joka omisti yhden kasvihuoneistamme Montanassa. Hän kertoi minulle, että hän pystyi kasvattamaan salaattia ja muita kasveja kasvihuoneessaan ympäri vuoden, vaikka maa oli lumen peitossa. Hän sanoi, että hänen naapurinsa olivat hämmästyneitä, mutta hänen salaisuutensa oli lumi. Kasvihuone oli sijoitettu suurelle pellolle, joka oli suoraan etelään päin. Lumi heijasti niin paljon lisävaloa kasvihuoneeseen, että hän pystyi kirjaimellisesti näkemään (ja maistamaan) tulokset. Et tarvitse lunta saadaksesi tämän konseptin toimimaan. Valkoisen soran tai muovin lisääminen kasvihuoneen ulkopuolelle heijastaa myös lisävaloa rakenteeseen.
4. Lisää eristystä
Lämmön kerääminen on vain ensimmäinen askel. Lämmön varastointi on tärkeää, sillä sitä tarvitaan eniten yöllä, kun aurinko on jo laskenut. Eristetyn päällysteen käyttäminen on ratkaisevan tärkeää lämmön säilyttämiseksi silloin, kun sitä tarvitaan. Pohjoisseinän lisäeristäminen voi olla erittäin tehokasta (ks. eri kasvihuonepäällysteiden yksityiskohtaiset eristysominaisuudet alla olevista päällystetiedoista). Eristysmateriaalit, kuten kahden tai kolmen tuuman paksuinen lasikuitulevy, ovat tehokkaita pohjoisseinällä. Pohjoisseinä läpäisee hyvin vähän valoa, joten lämpöhäviön minimointi on tässä tapauksessa valon vastine.
Yhdysvalloissa käytetään eristyksen arvioinnissa kahta mittaria, R-arvoa ja U-arvoa. R-arvo, jota usein kutsutaan ”R-kertoimeksi”, mittaa tietyn materiaalin lämmönpidätyskykyä. Ilma on erittäin hyvä eriste edellyttäen, että ilma on vangittuna eikä pääse liikkumaan tilassa. Lämpenevä ilma nousee luonnollisesti ylöspäin ja viileä ilma laskee alaspäin. Ilma, jota ei ole suljettu tiiviisti tilaan, aiheuttaa konvektiota, joka heikentää eristysominaisuuksia. Suljettu ilma, joka ei pääse kiertämään, on yksi tehokkaimmista eristysmuodoista. U-arvo on R-arvon käänteisluku eli se mittaa materiaalin lämpöhäviötä. R-arvoa käytetään yleisimmin, mutta U-arvo on kuitenkin ehkä parempi mittari meidän tarkoituksiimme. Mitä pienempi U-arvo on, sitä pienempi määrä lämpöä kulkee materiaalin läpi. Aurinkolämpöä pidättäessä kannattaa pyrkiä pienimpään U-arvoon, johon sinulla on varaa. Jos tiedät materiaalin R-arvon ja haluat laskea sen, yhtälö on yksinkertainen:
Tässä on joitakin yleisiä kasvihuoneiden lasitusmateriaaleja ja niiden vastaavat R- ja U-arvot:
Solexx (3,5 mm) 2,10R, 0,48U (Lisätietoja Solexx-kasvihuonepeitteistä)
8 mm kolmiseinäinen polykarbonaatti 2,00R, 0,50U
Kaksinkertaiset myrskyikkunat 2,00R, 0,50U
10 mm kaksiseinäinen polykarbonaatti 1,89R, 0,53U
8 mm kaksiseinäinen polykarbonaatti 1.60R, 0.63U
6 mm Kaksoisseinäinen polykarbonaatti 1.54R, 0.65U
4 mm Kaksoisseinäinen polykarbonaatti 1.43R, 0.70U
Yksittäislasi, 3 mm 0.95R, 1.05U
Polykalvo 0.83R, 1.20U
Katsotaanpa useiden päällystetyyppien lämmityskustannusten eroja. Oletetaan, että ainoa ero kasvihuoneiden välillä on lasitus. Jos katteena on lasitus 2,1R, tarvitaan hieman yli 4 000 BTU:ta tunnissa tilan lämmittämiseen haluttuun lämpötilaan. Sama kasvihuone, joka on peitetty lasituksella .83R, vaatii yli 10 000 BTU:ta tunnissa. Se tarkoittaa 156 prosenttia enemmän polttoaineen kulutusta jokaista lämmittimen käyttötuntia kohden! (4)
Passiivinen aurinkoenergia on helpoin ja halvin tapa ylläpitää tasainen lämpötila kasvihuoneessa. Ja kuka puutarhuri ei etsi ilmaista tai halpaa! Aurinkolämmön avainkomponentit: vesi, aurinko ja eristys, ovat joko ilmaisia tai erittäin edullisia. Vaikka sinulla ei olisikaan täydellistä eteläistä altistusta, voit silti hyötyä käsittelemistämme periaatteista. Kun alat nähdä hyödyt itse, sinulla on melkein yhtä hauskaa kuin silloin, kun leikit lapsena suurennuslasin kanssa.
Huomautus: Suurin osa tästä artikkelista keskittyy olemassa olevan kasvihuoneen parantamiseen tai kasvihuonepaketin muokkaamiseen niin, että siihen saadaan lisää aurinkovarastoa. Jos sinulla ei vielä ole kasvihuonetta ja haluat rakentaa sellaisen tyhjästä, on monia hyviä vaihtoehtoja ja malleja. Ohjaan sinut mielelläni lisäresurssien pariin.
Lisäresurssit
Solexx-kasvihuoneet – täydellinen hajavalo tomaatinviljelyyn
Solexx-kasvihuoneen verhous – tee se itse (DIY) -verhous, jota on helppo työstää ja joka tarjoaa hyvän eristyksen.
Ota yhteyttä kasvihuoneasiantuntijoihimme numerossa 1-800-825-1925 tai lähetä sähköpostia osoitteeseen [email protected], jos haluat apua kasvihuoneen suunnittelussa.
Michelle Moore on The Greenhouse Catalogin toimitusjohtaja. Hän on Oregonin osavaltionyliopiston Master Gardener ja hänellä on lähes 20 vuoden kokemus kasvihuoneiden parissa työskentelystä. Hän asuu Oregonissa miehensä kanssa, jossa he viljelevät ensimmäistä kertaa puutarhaa kasvihuoneen ulkopuolella. Voit ottaa yhteyttä Michelleen osoitteessa [email protected] tai vierailla heidän verkkosivuillaan osoitteessa www.greenhousecatalog.com.
Lähteet:
Adding Solar Heat To Your Home. Robert W. Adams. Tab Books, 1979
Going Solar. Tomm Stanley. 2004
The Passive Solar Energy Book. Edward Marzria. 1979
The Greenhouse Gardener’s Companion. Shane Smith
National Sustainable Agricultural Information Service. http://attra.ncat.org/attra-pub/solar-gh.html
US Electric statistics
(1) Ihanteellinen aurinkokeräys on 0,25 neliöjalkaa materiaalia, joka on suorassa valossa kello 10:00 – 14:00 jokaista neliöjalkaa
lattiapinta-alaa kohti. 8′ x 8′ kasvihuoneessa olisi ihanteellisesti 8′ x 2′ aurinkopinta-ala. The Passive Solar Energy Book.
(2) Optimaalisen tuloksen saavuttamiseksi jokaista neliöjalkaa kohti tarvitaan 1 kuutiojalka vettä. (noin 7,5 gallonaa vettä).
(3) Going Solar by Tomm Stanley.
(4) Oletukset: Kasvihuone 288 neliöjalkaa pinta-alana, jonka jalanjälki on 8’x 8′. Lämpötilat
ovat vakiot. Yöajan ulkolämpötila on 30° F alhaisempi kuin kasvihuoneessa.
