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Moderne Landwirtschaft
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Hunderte neue Kleinbauern treten jedes Jahr in die Branche ein, jeder dient einer einzigartigen Gemeinschaft und löst einzigartige Probleme. Viele dieser Probleme haben mit Energie zu tun – der Mangel daran, die Notwendigkeit nachhaltigerer Quellen, und der Bedarf an energieeffizienteren Anbausystemen.
Einige Landwirte haben sich entschieden, diese Probleme mit Solarenergie zu lösen. Forscher wie Lindsey Schiller und Marc Plinke sind dazu da, diese Lösungen voranzutreiben. Die beiden haben kürzlich ein Buch über den Bau und die Ausstattung von solarbetriebenen Gewächshäusern veröffentlicht. Heute bekommen wir einen Einblick, wie sie eine wichtige Kennzahl für das Heizen erklären.
Eine der größten Herausforderungen, denen sich Gewächshausbauern stellen müssen, ist das Heizen. Wenn Sie an einem Ort leben, der außerhalb des idealen Temperaturbereichs für Ihre Pflanzen liegt, Dann sind Sie wahrscheinlich selbst mit diesem Problem konfrontiert. Und jeder, der sich mit der Beheizung seines Gewächshauses beschäftigt, ist auf den Begriff gestoßen:„R-Wert“.
Der R-Wert eines Gewächshauses ist der Schlüssel zur Messung des Wärmebedarfs Ihres Gewächshauses und zur Auswahl von Materialien, mit denen Sie das Gewächshaus effizient heizen können. Lesen Sie weiter für eine Erklärung der R-Werte, Hitzeverlust, und glasierende (lichtdurchlässige) Materialien, die die beiden ausgleichen.
*Dieser Text ist ein Auszug aus dem Buch, Das ganzjährige Solargewächshaus von Lindsey Schiller und Marc Plinke. Sehen Sie sich das Buch hier an, um weitere hochwertige Informationen zum Bau von Solargewächshäusern zu erhalten.
Das universelle Maß für die Bewertung von Dämmstoffen ist der R-Wert. Es misst den Widerstand eines Materials gegen Wärmeleitung, oder seine isolierende Eigenschaft. Je höher der R-Wert, desto isolierender. R-Werte dominieren jede Diskussion über Isolierung, da sie ein einfacher Wert sind, der auf jedes Material angewendet werden kann. Jedoch, weniger diskutiert wird, dass R-Werte nur ein Teil der Gleichung sind, die den Gesamtwärmeverlust durch eine Oberflächenwand misst, was definiert werden kann als:
Wärmeverlust =(1/R-Wert)(Oberfläche)(∆T)
R-Wert =Widerstand gegen Wärmeübertragung eines Materials
∆T =Differenz zwischen Innen- und Außentemperatur in Grad F
Wichtig, der Zusammenhang zwischen R-Werten und Wärmeverlust ist nicht linear, wie in der Abbildung unten gezeigt. Diese Tatsache hat große Auswirkungen auf die Wahl einer Dämmstrategie. Wir sagen „Strategie“, weil Sie natürlich die Wahl haben, wo und wie viel Sie dämmen möchten. Die Grafik zeigt, dass der Wärmeverlust sinkt, wenn Sie von R-1 zu R-2 wechseln, sich jedoch relativ wenig ändert, wenn Sie von R-20 zu R-21 steigen. Obwohl in beiden Fällen der R-Wert um 1 ansteigt, die erste Aufrüstung wird einen großen Einfluss auf den Gesamtwärmeverlust haben, die zweite vergleichsweise wenig.
Die Schlussfolgerung ist, dass das Geld viel besser ausgegeben wird, um Oberflächen mit niedrigem R-Wert wie Verglasungen, lieber viel in „supergedämmte“ Wände mit sehr hohen R-Werten investieren. Aufgrund dieser nichtlinearen Beziehung Wir empfehlen, sicherzustellen, dass alle Verglasungsmaterialien einen angemessenen R-Wert haben (mindestens R-2).
Um diesen Punkt weiter zu veranschaulichen, die nächste Grafik vergleicht verschiedene Kombinationen von R-Werten für den Verglasungsbereich (sowohl im Dach als auch an den Wänden) und für den isolierten Wandbereich. Wir verwenden ein hypothetisches Gewächshaus, und halten Sie andere Variablen gleich, nur die R-Werte jeder Oberfläche ändern.
Das erste Szenario stellt ein traditionelles ungedämmtes Gewächshaus mit Polyethylen- oder Einscheiben-Glasverglasung (R-0,83) an allen Seiten und am Dach dar. Es gibt keinen isolierten Wandbereich.
Bei der zweiten wird davon ausgegangen, dass die gleiche Struktur eine Doppelverglasung (R-2) auf allen Oberflächen hat.
Die dritte fügt R-10-Isolierung an der Nordwand hinzu, und einige im Osten und Westen. Jetzt hat das Gewächshaus ein Verhältnis von 50 % Verglasung zu Dämmung. Etwa die Hälfte der Fläche ist mit einer R-10-Wand und die andere Hälfte mit R-2-Verglasung gedämmt.
Von dort, Wir ändern die beiden Variablen leicht, Ändern des isolierten Wandbereichs auf R-40 (Lauf #4), oder nur die Verglasung auf R-3 ändern (Lauf #5). Letzteres stellt die effizienteste Struktur dar, Kombination einer R-40-Wand mit einer R-3-Verglasung.
Die Veränderung des Gesamtwärmeverlusts zeigte die Amortisation der Aufrüstung von Verglasungsmaterialien auf einen anständigen R-Wert. Das Hinzufügen der zweiten Verglasungsschicht (von R-1 zu R-2) reduziert den Wärmeverlust um über 50%. Das Hinzufügen der isolierten Wand reduziert den Gesamtwärmeverlust um weitere 35 %. Von dort, die Amortisation wird weniger einfach. Der Wechsel von einer R-10- auf eine R-40-Wand führt nur zu einer Wärmeeinsparung von 10 %.
Ob sich diese Investition lohnt, hängt von Ihren Zielen für das Gewächshaus ab, die aktuellen Heizkosten, die Kosten für das Dämmmaterial, und dein Klima. Um die Wirkung für Ihre Region zu bewerten, Wir empfehlen Ihnen, eine eigene Schnellanalyse mit einem Online-Wärmeverlustrechner durchzuführen, wie „der Home Heat Loss Calculator“ auf builditsolar.com. Handberechnungen sind ebenfalls möglich, verlieren jedoch aufgrund der Einfachheit und Funktionalität von Online-Rechnern an Bedeutung.
Wir konkretisieren dies, weil ein häufiger Fehler darin besteht, dass viel Geld und Mühe investiert wird, um superisolierte Wände (R-40 oder höher) zu erstellen und gleichzeitig sehr schlechte Verglasungsmaterialien zu verwenden. Die Begründung lautet in der Regel „Ich brauche eine Denkverglasung für die Lichtdurchlässigkeit.“ Jedoch, Das Hinzufügen einer zweiten Verglasungsschicht führt in der Regel nur zu einer Lichtreduktion von 10 %. Angesichts der enormen Energieeinsparungen durch diese zusätzliche Schicht, gemäß unserer Meinung, die erhöhten Temperaturen und Leistung sind es wert.
*Ende des Auszuges
Sobald Sie den R-Wert verstanden haben, Sie können verschiedene Gewächshausmaterialien und Isolierungen vergleichen. Jedes Gewächshaus hat einzigartige Bedürfnisse. Zum Beispiel, Die Gewächshäuser von Bright Agrotech in Laramie verwenden eine Doppelschicht aus Polyethylen in Kombination mit einem Heizkessel, um die kalten Winter zu kompensieren. 
Wie Lindsey oben erwähnt hat, Verdoppelung Ihrer Verglasung (das lichtdurchlässige Material des Gewächshauses – in unserem Fall die Polyethylenschichten) hat normalerweise höhere Vorteile bei der Isolierung als Verluste bei Licht. Anbauer können den Lichtverlust oft auf andere Weise ausgleichen; zum Beispiel, Im Gewächshaus von Bright Agrotech wurden reflektierende ZipGrow-Türme und Förderbandzuschnitt verwendet, um das Licht effizienter zu nutzen.
Der Bau eines Gewächshauses muss nicht überwältigend sein. Mit Ressourcen wie Das ganzjährige Solargewächshaus und Upstart-Universität, neue Landwirte können ihr Geschäft auf die richtige Weise starten.
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Lindsey Schiller studierte konventionelles Gewächshausdesign und -management am Controlled Environmental Agriculture Center der University of Arizona, bevor er sich eingehend mit dem solaren Gewächshausdesign befasste.
Mit Co-Autor Marc Plinke, gründete sie Ceres Greenhouse Solutions, um zu forschen, Entwurf, und bauen ganzjährig energieeffiziente Gewächshäuser. Lindsey hat entworfen, besichtigte und half beim Bau von Hunderten von energieeffizienten Gewächshäusern, die von kleinen Wohngebäuden bis hin zu kommerziellen Einrichtungen von Hektar Größe reichten.
