03/03/2024

Práce Na Zahradě

Jak – a proč – postavit pasivní solární skleník

Rozhodnutí postavit na naší malé farmě v Pensylvánii ekologický skleník byl opravdu nápad.

Slunný interiér experimentálního udržitelného skleníku s bílým rámováním, skleněnými okny, houbovou půdou a stěnou z černých ocelových sudů.

Moje žena Shana a já jsme si právě koupili první kus těžkého vybavení, použitý smykem Caterpillar, a hledal jsem velký projekt, jak se ho naučit používat.

'Možná bychom měli postavit skleník,' řekla.

'To zní dobře,' řekl jsem. „Ale skleníky je potřeba vytápět. Propan je docela drahý. O znečištění nemluvě.'

'Podívej se na to.' Naklonila svůj iPad, aby mi ukázala budovu, která vypadala jako kříženec mezi prosklenou stodolou a webem Superfund.

'Co je uvnitř těch ocelových bubnů?' Zeptal jsem se. 'Chemikálie?'

'Ani náhodou. Sladká voda. Jsou to tisíce galonů. Voda skleník v zimě ohřívá a v létě ochlazuje.“

„Není tam topení? Nebo fanoušci?'

„Žádná fosilní paliva nejsou potřeba. Zní to dobře, ne?'

Znělo to dobře. Trochu moc dobrý.

'Nevím...' řekl jsem.

'No, myslím, že bychom měli jeden postavit,' řekla. 'S tím nakladačem budeš expert, až bude hotový.'

A stejně tak jsem se nechal přesvědčit.

Proč skleník?

Zimy v Pensylvánii jsou dlouhé, chladné a tmavé. Jarní mrazy jsou zde běžné a nepředvídatelné.

Skleník by výrazně prodloužil naše vegetační období a umožnil by experimentovat s rostlinami a stromy, které prostě nejsou dostatečně odolné pro naše klima (jsme v USDA zóně 6b).

V našich myslích se to hemžilo možnostmi.

Mohli bychom pěstovat pomeranče, limetky, granátová jablka – možná i avokádo! Nemluvě o zelenině a rajčatech. Vzpomeňte si na saláty, které bychom měli v únoru.

Líbil se nám také nápad vytvořit teplý, světlý prostor plný rostlin, který pomůže vyrovnat zimní neklid.

Byl tento ekologický skleník skutečně?

Měl jsem pochybnosti o vyhřívání skleníku v našem klimatu ničím jiným než sudy s vodou, ale čím více jsem četl o návrhu a jeho tvůrci, Cord Parmenter zChytré skleníky, LLC, tím víc jsem začal věřit.

Cord staví skleníky v nadmořské výšce v Coloradských Skalistých horách od roku 1992. Dosud jich postavil desítky a s každou iterací vylepšoval design. Také o nich učí lidi. Colorado College nedávno uvedena do provozujeden z jeho udržitelných skleníků. Fotografie té krásné stavby nám uzavřely dohodu.

Jak postupujete při stavbě jednoho z Cordových skleníků?

Aby tento druh skleníku zůstal teplý přes zimu, musí maximalizovat pasivní solární zisk a minimalizovat tepelné ztráty.

Tyto dva jednoduché principy řídí všechny volby materiálů a konstrukčních technik. Sudy s vodou mohou fungovat jako obří tepelné baterie, ale pouze v případě, že je skleník správně umístěn, promyšleně postaven a mimořádně dobře izolován.

Těsná stavba ochrání vaše stromy a rostliny v zimě, ale v létě je potřeba skleník odvětrat jako každý jiný. V souladu s tématem udržitelnosti Cord vyvinul způsob, jak se ventilační otvory skleníku otevírají a zavírají, když teplota stoupá a klesá – aniž by se museli spoléhat na elektromotory.

Exteriér udržitelného skleníku se skleněnými okny, otevřenými průduchy, červeným kovovým obkladem a polykarbonátovými deskami na části střechy.

Čím více jsme se dozvěděli o tomto šíleném skleníku, který se sám vyhříval a chladil, aniž by spálil kapku paliva nebo spotřeboval watt elektřiny, tím více nás to zaujalo.

Ale vyhlídka na její vybudování byla skličující.

Jsem zarytý kutil s slušnou dávkou stavebních zkušeností, ale pokud bychom chtěli postavit tak komplikovanou stavbu od nuly, potřebovali jsme podrobný soubor plánů.Naštěstí je Cord prodává. Je také k dispozici na telefonu nebo e-mailu, pokud se během vaší stavby vyskytnou nějaké otázky.

Jak umístit skleník pro maximální solární zisk v zimě

Správné umístění skleníku je nanejvýš důležité. Aby bylo možné plně využít úhel zimního slunce, musí skleněná stěna směřovat ke skutečnému jihu, na rozdíl od magnetického jihu. Okna a průsvitná střecha skleníku nemohou být ve stínu budov nebo stromů.

Přístup k vodě a elektřině jsou také důležité aspekty místa, zvláště pokud chcete mít možnost snadno zalévat své rostliny a mít stropní světla nebo třeba teploměr s připojením k internetu.

Na našem pozemku jsme již určili místo pro nový skleník. Než přišly plány z Cordu, vyklidil jsem zemi; zavedená drenáž; a vytvořil pro budovu velkou úrovňovou podložku. Také jsem strhnul ornici a dal ji stranou, abych ji mohl použít později.

Byl to rychlokurz používání nakladače!

Vyčištěné místo pro skleník, poněkud bahnité, s červenou stodolou v pozadí a holými stromy.

Pak přišlo na řadu rozložení budovy. Abych našel pravý jih, stáhl jsem si do telefonu aplikaci kompasu a použil jsem tutowebové stránky NOAApro výpočet úpravy deklinace pro naši zeměpisnou šířku a délku.

Tam, kde žijeme, je nastavení deklinace 11˚ západně, takže skutečný jih je pro nás 191˚ podle kompasu, na rozdíl od 180˚ pro magnetický jih.

Jakmile byla skleněná stěna skleníku umístěna tak, aby čelila 191˚, byly ostatní stěny umístěny v pravém úhlu k sobě obvyklým způsobem.

Betonové bednění funguje pro udržitelný skleník s dřevěnými formami rozloženými do čtverce a červenou stodolou v pozadí.

Teplý a pevný základ

Správné založení základů je klíčové pro jakoukoli konstrukci, ale zejména pro tento konkrétní návrh skleníku. Cord dodává výkresy pro dva různé druhy základů: tradiční blokovou zeď postavenou na betonové patě; nebo to, co nazývá základ „mola a trám“, který zahrnuje jeden monolitický betonový výlev, který vytváří základ propojených pilířů a trámů.

Betonový základ, nedávno zalitý, udržitelného skleníku s holou půdou uvnitř a červenou stodolou v pozadí.

Proč tak silný základ?

Jediný 55galonový ocelový sud plný vody může vážit téměř 500 liber. Vynásobte to šedesáti třemi, což je počet sudů použitých v Cordově „Waldenově“ skleníkovém designu, a podíváte se na tři stopy vysoký stoh sudů, které dohromady váží přes 30 000 liber neboli patnáct tun.

Není čas šetřit betonem a armaturou!

Ať už je vaším základem betonový blok nebo trám, budete jej muset izolovat 2” silnými tuhými polystyrénovými panely nebo ekvivalentem. Udržení chladu nad i pod zemí je nejvyšší prioritou.

Dokončený a izolovaný základ udržitelného skleníku. Izolace je modrá. V pozadí je červená stodola s tyčemi a také žlutý smykový nakladač Caterpillar.

Rámování, malování, tmelení a blikání

Skleníky bývají extrémně vlhká místa. Namísto použití tlakově ošetřeného dřeva, které může do půdy vnášet jedy, vyžaduje Cordův design běžné rámové řezivo, ale opatřené základním nátěrem a natřeným alespoň dvěma vrstvami vysoce kvalitního venkovního nátěru. Každý spoj rámu je utěsněn.

Částečně zarámovaný udržitelný skleník. Rám je natřen bílou barvou. Je vidět část modré izolace na základu. O rám se opírá hliníkový žebřík.

Dřevěná parapetní deska pod spodními větracími otvory je obzvláště citlivá na vlhkost, a to jak ve formě deště, který fouká dovnitř, když jsou větrací otvory otevřené, tak kvůli kondenzaci, která stéká po vnitřní straně okenní stěny. Takže parapet je obložen kovovým lemováním.

Zadní stěna skleníku; polovina bočních stěn; a strop nad sudy jsou všechny plně izolované, a to buď skelnými vlákny; s takzvanou „ekofólií“, což je v podstatě bublinková fólie pokrytá fólií; nebo s oběma.

Mezi rámujícími prvky udržitelného skleníku je vidět hnědý kraftový papírový obklad izolačních plstí ze skelných vláken.

Tyto izolované prostory je třeba chránit před vlhkostí, takže materiál vašeho vnitřního obkladu musí být vodotěsný a všechny spoje by měly být pečlivě utěsněny. Použili jsmeVertikální obklad HardiePanel, což jsou desky z tenké cementové desky 4' x 8', na vnitřní stěny.

Neobvyklá střecha a ještě podivnější zeď oken

Pohled na bílé orámování jižní okenní stěny udržitelného skleníku. Na střeše jsou vidět bílé polykarbonátové panely spolu s šedou plechovou krytinou.

Cord specifikuje dva různé druhy polykarbonátových panelů pro skleník: jeden druh pro průsvitnou část střechy a druhý druh pro stěny. Střecha je vybavena difuzními panely Softlite, které chrání vaše rostliny před popálením. Stěny mají čiré panely pro maximalizaci efektu zimního slunce.

Jedním z technicky nejnáročnějších aspektů stavby se ukázala být šikmá prosklená stěna orientovaná na jih. Mohli byste použít polykarbonátové desky na celé rozpětí, ale nám se líbil vzhled skleněných oken ve skleníku Colorado College, takže jsme se rozhodli utratit peníze navíc.

Pohled na jižní okenní stěnu udržitelného skleníku se dvěma nainstalovanými skleněnými panely a viditelným červeným kovovým obkladem.

Samotné okenní jednotky s dvojitým zasklením jsou poměrně drahé a vyžadují všechny druhy specializovaných rozpěrek, tmelů a zakázkových kovových pásků. Líbí se nám pohled na ně, zejména pohled zevnitř skleníku. Ale měli jsme nějaké potíže s tím, že několik jednotek ztratilo pečeť a zamlžilo se.

Pohled na jižní stěnu udržitelného skleníku s většinou instalovaných skleněných okenních panelů. Viditelný je červený kovový obklad na západním štítu.

Když se to stalo poprvé, zavolal jsem výrobcům skla, kteří pro nás vyrobili jednotky, abych se zeptal na výměnu v rámci záruky.

Tehdy jsem se dozvěděl, že montáž jednotek pod úhlem – například na jižní stěnu našeho skleníku – ruší záruku.

Výrobci s námi na výměně trochu spolupracovali, ale možná budete chtít najít sklářskou dílnu, která by byla ochotna poskytnout záruku na své jednotky pro tuto aplikaci.

Skleníkové otvory, které nespotřebovávají elektřinu

Není nic úžasnějšího než sledovat, jak náš skleník „dýchá“ sám během horkého dne – s vědomím, že jeho průduchy se otevírají a zavírají bez pomoci fosilních paliv.

Detailní záběr na experimentální ventilační systém udržitelných skleníků. V horkém počasí jsou průduchy otevřené. Některé zelené rostliny jsou viditelné uvnitř skleníku.Pohled na zadní část udržitelného skleníku zobrazující zadní verandu s hnědými dřevěnými sloupy, experimentální průduchy poblíž hřebene střechy, které jsou červené, a červený kovový obklad na zadní straně skleníku a na východním konci štítu.

Toho je dosaženo dvěma způsoby: vyrobením dvou sad průduchů, nízké a vysoké, ze speciálních materiálů; a pomocí automatických otvíráků větracích otvorů tzv.Gigavents.“

Otvírače Gigavent využívají k otevírání a zavírání větracích otvorů skleníku hydraulické vlastnosti vosku.

Když okolní teplota ve skleníku stoupne, vosk uvnitř Gigavent taje a vytváří hydraulický tlak. Tento tlak je to, co tlačí ventil k otevření. Když se skleník ochladí, vosk ztuhne, uvolní se hydraulický tlak a ventilační otvory se pomalu uzavřou.

Detailní záběr na experimentální otvírák ventilačních otvorů nazývaný Gigavent s černým vroubkovaným válcem namontovaným v tenkých ocelových čelistech.

Instalace a používání Gigavents rozhodně vyžaduje křivku učení. Cord je font znalostí o těchto zařízeních. Vyvinul také hardware, který rozšiřuje rozsah otevírání Gigavents, což vám dává větší flexibilitu při ovládání ventilačních otvorů v různých ročních obdobích.

Pohled na bíle orámovaný strop udržitelného skleníku s řadou experimentálních otvíračů otvorů a řadou černých ocelových sudů.

Koupili jsme od něj sadu tohoto hardwaru – kterou skutečně upravil pro náš skleník – a zjistili jsme, že je docela užitečná.

Pohled na prosluněný interiér udržitelného skleníku s viditelnou hladkou hnědou houbovou půdou, stěnou černých 55galonových bubnů a několika mladými zelenými citrusovými stromy, které byly nedávno vysazeny.

Upravená půda, kam až oko dohlédne

Jednou z našich oblíbených vlastností tohoto designu je nedostatek umělé podlahy. Každý čtvereční centimetr skleníku je nabitý upravenou ornicí, což znamená, že můžeme pěstovat stromy a rostliny, kde se nám zlíbí.

Již dříve jsem se zmínil, že jsem strhnul ornici, když jsem připravoval místo. S pomocí našeho nakladače jsem promíchal ornici s dalšími čtyřiceti kubíky organické houbové zeminy.

Po založení základů jsem zeminu naložil zpět do betonového obvodu a celou ji shrabal.

Několik stromů, které jsme zasadili – zejména citrusové stromy – potřebovalo další úpravu půdy. Ale kombinace pensylvánské ornice a obohacené houbové půdy se ukázala jako vynikající výchozí bod.

Vybavení skleníku: Voda, elektřina a teploměr připravený k internetu

Vedli jsme jednopalcovou ohebnou PVC vodovodní trubku z odpaliště v potrubí, které zásobuje nedalekou stodolu. Vodovodní potrubí zde musí být zakopáno pod hranicí mrazu, což obnášelo dostatečně hluboké příkopy, abychom se dostali pod základy skleníku. Vodovod jsme ukončili v amrazuvzdorný hydrant, i když teplota ve skleníku by nikdy neměla klesnout pod bod mrazu.

Jasně červený vodní hydrant s připojenou zelenou hadicí vedle experimentálního otvíráku

Nám se líbí výška těchto hydrantů. Hodně přemýšlíme o stárnutí na místě a každá příležitost, jak se vyhnout krčení nebo hrbení, je vítána.

Zatímco smyslem celého skleníku bylo vyhnout se používání fosilních paliv, rozhodli jsme se spustit dva 20ampérové ​​okruhy ze stodoly na pólech, hlavně pro osvětlení, ale také proto, abychom měli možnosti, kdybychom někdy potřebovali něco zapojit.

Veškerá kabeláž, kterou jsme ve skleníku použili, je typ „přímého pohřbu“, což znamená, že její plášť je silný a vodotěsný. To trochu ztížilo vedení kabeláže – mluvím zde jako hlavní elektrikář – ale líbila se mi myšlenka dodatečné ochrany před extrémní vlhkostí uvnitř konstrukce. Zvolili jsme těžkotonážnívenkovní stropní svítidlaze stejného důvodu.

Dálkové teplotní čidlo ve tvaru modré kostky vedle zařízení wi-fi brány, které je také krychlové, ale poněkud větší a které má krátkou křivou anténu.

Velmi nás zajímalo dálkové sledování teploty a vlhkosti ve skleníku. TheBezdrátový teploměr SensorPushse ukázal jako pevný jako skála.

Protože teploměr samotný potřebuje komunikovat s internetem, aby byl užitečný mimo dosah Bluetooth, spárovali jsme teploměr sSensorPush Wifi brána. Dosah brány je vynikající. Je schopen se připojit k wifi routeru v našem domě vzdáleném více než 120 stop.

Po tom všem, opravdu funguje náš udržitelný skleník?

Teplotu ve skleníku jsme začali sledovat, jakmile jsme ho loni v červenci dokončili. Podle aplikace SensorPush byla nejvyšší letní teplota ve skleníku 98,5˚Fahrenheita (36,9˚C).

Zimní scéna před udržitelným skleníkem s obrovskou sněhovou závějí. Žlutý smykový nakladač Caterpillar odklidil sníh podél většiny jižní stěny skleníku. V pozadí je jasně červená stodola.

Nyní, kvůli zimnímu minimu... skleník byl nejchladnější koncem prosince, jak byste očekávali, v jednom z nejkratších dnů v roce. Venku teplota klesla na 0°F (-18°C).

Uvnitř teplota klesla na 36,5˚ – ale ne níže.

Naše citrusovníky přežily zimu a daří se jim.

Detailní záběr na některé zelené větve zdravého citroníku Meyer se třemi plně tvarovanými zelenými citrony. V pozadí je vidět stěna černých 55galonových bubnů.Před stěnou černých 55galonových bubnů visí jediný zářivě červený květ granátového jablka. Viditelná je také řada plastových květináčů na terakotu s malými zelenými množenými ovocnými stromy.Jediný jasně zelený oranžový Cara Cara, uhnízděný mezi velkými zelenými listy, před stěnou černých 55galonových bubnů. V pozadí je také vidět síť zelených rostlin a rostlina rajčete.

Náš udržitelný skleník je vším, v co jsme doufali, že bude: produktivní celoroční zahradou a velmi veselým lékem na zimu.

Nyní se musíme vypořádat s mšicemi, které se přistěhovaly.

Zdá se, že se jim to místo líbí stejně jako nám.

Photo

12 ovocných stromů, které můžete pěstovat uvnitř pro jedlý výnos

- -

DE CS BG DA EL ET FI FR HR HU ID IT JA KO LT LV MS NL NO PL PT ES RO UK SK SL SR SV TH TR VI