By Michelle Moore
子供の頃、ほとんどの人が一度は虫眼鏡を使って、何か悪巧みをしたことがあるのではないでしょうか？ (今でもそうしている大人を何人か知っているかもしれません)。 私たちの目的は、葉っぱに火をつけることだったかもしれませんし、誰かに「ほてり」を与えることだったのかもしれません。 当時は、自分たちが地球上で最も強力な力の一つを利用しているとは思ってもみなかっただろう。 また、その力を、快適さを提供するため、天然資源を保護するため、庭を成長させ、美味しく食べるためなど、もっと立派な目的に利用できることにも気づいていなかったでしょう。 実を言うと、もし知っていたとしても、当時はあまり気にしていなかったかもしれない。 833>
紀元前214年、アルキメデスという科学者が、侵略してきたローマの船のマストに太陽光を当てて、太陽の力を戦争に利用した。 太陽熱で帆に火がつき、侵略を食い止めたのです。 アルキメデス以来、多くの先進的な思想家が太陽の力を利用してきた。 ソクラテスは初めてソーラーハウスを作ったと言われている。 彼は、南向きの大きな窓と断熱性の高い北側の壁で、地中に家を掘った。 レオナルド・デ・ヴィンチは暖房に太陽光を利用することを提唱し、他の多くの人々も同様です。 このような偉大な思想家たちは、太陽エネルギーの力を信じていた人たちのほんの一部に過ぎない。 1970年、アメリカの平均的な電力コストは1キロワット時あたり2.2セントでした。 現在では、その平均コストは10.67セントです。 電力コストは国によって大きく異なり、2005年には最高で20.7セントにもなりました。 2005年の過去数年の間にも、終わりが見えません。 太陽熱を集めると、熱質量を高め、断熱カバーを使用するだけで、従来の暖房費を30～40％も削減することができます。
まさにその性質上、温室は太陽の構造物です。 温室は太陽の光と暖かさを利用し、その熱を構造体の中に閉じ込めて、外の世界よりも植物の成長を促す環境を作り出します（うまくいけば）。 これは、大気が太陽光を取り込み、地球を暖めるのと同じような効果である。 温室はパッシブソーラーと呼ばれるものを利用しています。 パッシブソーラーとは、簡単に言えば自然の力と南向きの日射を熱源として利用することです。 信じられないかもしれませんが、パッシブソーラー構造は、適切に設計されていれば、冷房を助けることさえあります。 パッシブソーラー暖房は、高価な機器や派手な装置を必要とせず、また、多くの知識を必要としません。 実際には、ちょうど約皆さんが経験し、2006年、全国平均価格は28％跳ね上がりました！。 夏の日に車を日向に停めたときのパッシブソーラーのために、年間11％もの上昇をコンスタントに続けているのである。 窓を開けたままにしておくと、車内温度が耐えられないほど危険な温度に達するのは、ほんのわずかな時間だ。 確かに温室環境のイメージとは異なりますが、この例からも、太陽の力がいかに強力であるかがわかります。 ここでは、太陽熱温室を改善することで利益を得るのは誰かということを説明します。 誰でもいいんです。
– 地球のフットプリントを減らしたい
– 温室を暖めるお金を節約したい エネルギー節約は30-40%まで可能
– 一年中よりおいしい食べ物を食べたい
– 温室のために南の露出を持っている
-。 実験が好きで新しいことに挑戦したい
-温室内の温度を一定に保ちたい、熱を加える必要がない
-近所の人よりおいしいトマトを食べたい
Four Easy Ways to Get Better Solar Collection Now:
1. 南向きを最大にする
あなたの庭と冬の太陽を見てください。 あなたの温室の側面が可能な限り真南に直面するように方向を定めなさい。 理想的には、できるだけ多くの表面積が太陽を吸収するようにします。 スペースの問題や交通の便などの理由で、敷地の南側に温室を設置できない方も多いと思います。 日当たりが悪い場合、冬場は太陽が地平線上に低くなり、最も強い太陽エネルギーが温室の南側に当たることを念頭に置いて、できるだけ多くの光を取り入れるようにしてください。 理想的には、温室の上部は東西方向に沿っており（例：温室の前面は東向き、背面は西向き）、毎日の集光が最大になるようにしてください。 日射量が最も多い午前10時から午後2時の間に、できるだけ多くの暖かい日射を集めることです(1)。 熱質量を増やす
熱質量を増やすためによく使われる材料には、石、コンクリート、水などがあります。 砂利は温室の床材として最適で、熱質量を増加させ、また水を排出することができます。 また、水は熱を均一に分散させ、ゆっくりと放出するため、熱の貯蔵に優れています。 温室内の大きな水槽は、夕闇が迫った後も一晩中熱を放ち続けます。 太陽熱温水器から発せられる暖かさは、ゆっくりとした微弱な熱であり、温室の温度を均一に保つのに役立ちます。 注：5ガロンのプラスチックバケツや30ガロンの樽は、温室でうまく機能します(2)。 容器は3/4まで水を入れ、蒸発と湿気を防ぐためにしっかりと蓋をする。 小さめのバケツなら棚に、大きめのバケツならプラントスタンドにと、使い勝手がいい。 保存容器は黒いプラスチックが効果的です。 黒は表面に当たる放射線をほとんど吸収し、その熱を水に伝えるからです。 ステンレスや銅の容器も有効です。 ステンレスや銅の容器は、熱の吸収が早く、水への熱の伝わり方が大きいので、より多くの熱を吸収することができます。 金属製の容器はコストがかかりすぎるし、手に入りにくいかもしれません。 私は金属製の容器を試したことはありませんが、並べてテストしてみるのも面白いかもしれませんね。
3.反射面を使って、より多くの太陽を取り込む
サーマルマスにできるだけ多くの光を当てると、暖房能力を大幅に高めることができます。 カリフォルニアの天体物理学者Samuel Pierpont Langleyは、1881年にホイットニー山（標高14,491フィート）で一連の太陽実験を実施しました。 彼は太陽エネルギーに興味を持ち、さまざまな温度で太陽エネルギーを研究したいと考えたのだ。 彼は、凍った地面を見つけるまで山に登った。 そして、地上に置かれた銅鍋の中で、ガラスの破片だけを使ってお湯を沸かしました(3)。 お湯を沸かすことが目的ではなく、水壁にできるだけ多くの光線を集中させることで、熱量が増え、その分効果が長くなるのです。 北側の壁に反射断熱材を使用すると、温室背面からの光をサーマルマスに導くことができ、また植物にとって健康的な光を作り出すことができます。 理想的には、温室内の暗い面は植栽コンテナと貯水槽だけにすることです。
最近、モンタナ州で当社の温室を所有している女性と話をしました。 彼女は、地面が雪で覆われているにもかかわらず、年間を通じて温室でレタスやその他の作物を栽培することができたと言いました。 近所の人たちは驚いていましたが、彼女の秘密は雪にあったのです。 温室は広い畑の中にあり、南向きの直射日光が当たっています。 雪が温室に光を反射させるので、彼女はその結果を目で見て（そして味わって）確認することができたのです。 このコンセプトを実現するために雪は必要ありません。 温室の外側に白い砂利やビニールを敷くと、さらに光を反射させることができます。 太陽がすでにダウンしている夜間に最も必要とされるので、熱を格納することが重要です。 断熱カバーを使うことは、必要な時に必要なだけの熱を保持するために重要です。 北側の壁をさらに断熱するのも効果的です（各種温室用カバーの詳しい断熱性については、以下のカバー情報をご覧ください）。 2、3インチ厚のグラスファイバー製中綿などの断熱材が北側の壁に効果的です。
米国では、断熱性を評価するために、R-ValueとU-Valueという2つの尺度が使われています。 R値は、しばしば「Rファクター」と呼ばれ、与えられた材料の熱保持力を測定します。 空気が閉じ込められていて、空間内を移動できない場合、空気は非常に優れた断熱材となる。 暖かい空気は自然に上昇し、冷たい空気は下降する。 空間内に密閉されていない空気は、対流を起こし、断熱性を低下させる。 空気を循環させることができない閉じ込めた空気は、最も効果的な断熱材の1つです。 U値はR値の逆数で、材料の熱損失を測定することを意味します。 R値は最も一般的に使用されていますが、私たちの目的には、おそらくU値の方がより良い尺度です。 U値が小さいほど、その素材を通過する熱量は少なくなります。 日射熱を逃がさないためには、できるだけ低いU値を目指しましょう。 材料のR値を知っていて、計算したい場合は、方程式は簡単です。 U-Value=1/R。
ここに、一般的な温室用グレージング素材とそれに対応するRおよびU値をいくつか示します。
ソレックス (3.5mm) 2.10R, 0.48U (ソレックス温室用カバーの詳細)
8mm 三層壁ポリカーボネート 2.00R, 0.50U
Double Pane Storm Windows 2.00R, 0.50U
10mm 二層壁ポリカーボネート 1.89R, 0.53U
8mm 二層壁ポリカーボネート 1.0U
3mm 三層壁ポリカーボネート 1.1R, 0.50U
10mm 三層壁ポリカーボネート 1.0R, 0.50U
8mm 三層壁ポリカーボネート 1.0R, 0.50U60R, 0.63U
6mm Double Wall Polycarbonate 1.54R, 0.65U
4mm Double Wall Polycarbonate 1.43R, 0.70U
単板ガラス、3mm 0.95R, 1.05U
ポリフィルム 0.83R, 1.20U
数種の被覆の加熱コストの差を見てみます。 温室の違いはガラスだけと仮定します。 2.1Rのグレージングで覆われている場合、希望の温度に空間を暖めるために1時間に4,000BTU強が必要です。 同じ温室を0.83Rのグレージングで覆った場合、1時間あたり10,000BTU以上必要です。 つまり、ヒーターが1時間作動するごとに、156%もの燃料が消費されることになります。 (4)
パッシブソーラーは、温室内の温度を一定に保つための最も簡単で安価な方法です。 そして、無料や安価を求めない園芸家がいるでしょうか! 太陽熱の主要な構成要素である水、太陽、断熱材は、無料か非常に安価なものです。 たとえ完璧な南向きでなくても、これまで述べてきた原則の恩恵を受けることができるのです。 一度その効果を実感すれば、子供の頃に虫眼鏡で遊んだのと同じくらい楽しくなるはずです。
注意: この記事の大部分は、既存の温室を改良するか、温室キットを改造して追加の太陽熱貯蔵庫を提供することに焦点を当てています。 もしまだ温室をお持ちでなく、一から作りたいのであれば、良い選択肢や設計がたくさんあります。
その他のリソース
Solexx Greenhouses – トマトの栽培に最適な拡散光
Solexx Greenhouse Covering – DIYで簡単に作業でき、高い断熱性を提供するカバー
温室のデザイン計画については、当社の温室エキスパート（1-800-825-1925）またはメール（ [email protected] ）でお問い合わせください。
Michelle Mooreは、The Greenhouse Catalogのゼネラル・マネージャーです。 彼女はオレゴン州立大学のマスター・ガーデナーであり、20年近く温室での仕事に携わってきた経験を有しています。 彼女は夫とオレゴン州に住んでおり、初めて温室以外の場所でガーデニングをすることになりました。 Michelleへの連絡は、[email protected]。また、同社のウェブサイトwww.greenhousecatalog.com。
Resources:
Adding Solar Heat To Your Home.をご覧ください。 Robert W. Adams. Tab Books, 1979
Going Solar. Tomm Stanley. 2004
The Passive Solar Energy Book. エドワード・マーズリア 1979
温室栽培の仲間(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) 理想的な太陽収集は、床面積1平方フィート
あたり、午前10時から午後2時まで直接露出する0.25平方フィートの素材である。 8フィート×8フィートの温室は、理想的には8フィート×2フィートの太陽面積を持つことになります。 パッシブソーラーエネルギーブック」
(2) 最適な結果を得るためには、1平方フィートの太陽熱を集めるごとに、1立方フィートの水が必要である。 (およそ7.5ガロンの水).
(3) Going Solar by Tomm Stanley.
(4) 前提条件として、次のことが挙げられます。 温室は288平方フィートの表面積で、8フィート×8フィートのフットプリントとする。 温度は
一定です。 夜間の外気温は温室内より30°F低い
。
