Wenn Sie im Norden des Landes ein Gewächshaus haben, haben Sie das Glück, dass Sie Ihre Vegetationsperiode um ein paar Monate verlängern können. Damit Ihre Saison länger dauert, müssen Sie Ihr Gewächshaus in den kalten Frühlingsmonaten sowie später im Herbst warm halten. Es gibt verschiedene Arten von Gewächshausheizungssystemen, von kostengünstigen hausgemachten Installationen bis hin zu professionellen Heizgeräten für große gewerbliche Erzeuger. Lesen Sie weiter, um Informationen zum Heizen eines Gewächshauses zu erhalten.

Informationen zum Warmhalten eines Gewächshauses

So wie es einfacher ist, ein Haus warm zu halten, wenn Sie eine Isolierung und doppelt verglaste Fenster haben, ist es einfacher, ein Gewächshaus zu heizen, wenn Sie nachts nicht so viel Wärme verlieren. Die Dämmung von Wänden und Dach mit einem einfachen System aus Styroporplatten kann Ihren Heizbedarf um einen großen Prozentsatz senken. Die Wärme, die tagsüber gesammelt wird, bleibt länger im Raum und hält den Innenraum warm, ohne dass zusätzliche Hilfe erforderlich ist.

Erstellen Sie ein nahezu freies passives Heizsystem, indem Sie eine Wand aus wassergefüllten Milchkännchen bauen. Wenn diese Krüge schwarz gestrichen sind, hält die vom Sonnenlicht gesammelte Wärme bis zum Einbruch der Dunkelheit an. Sobald die Außentemperatur sinkt, geben die Krüge ihre Wärme an das Innere des Gewächshauses ab. In einem wärmeren Klima sind diese passiven Solarheizungen möglicherweise das einzige Heizsystem, das Ihr Gewächshaus benötigt.

Tipps zur Erwärmung von Gewächshäusern

Beginnen Sie bei der Erforschung, wie ein Gewächshaus beheizt werden kann, mit dem kleinsten und kostengünstigsten System, das Sie in Ihrem Gebäude verwenden können. Lassen Sie etwas Raum für Erweiterung und Verbesserung. Bei einfachen Gemüsekulturen, wie z. B. Frühlingsgemüse, ist wahrscheinlich nichts so aufwendig wie ein komplettes Heizsystem. Wenn Sie sich zu zarten Orchideen oder anderen Pflanzen entwickeln, die ein tropisches Klima benötigen, erweitern Sie Ihre Heizung zu einem ausgefeilteren System.

Für viele Heimgewächshäuser ist ein oder zwei kleine Gaserhitzer die meiste Ausrüstung, die sie benötigen. Diese sind ähnlich wie Raumheizgeräte für den Hausgebrauch gebaut und halten die Luft in Ihrem kleinen Gehäuse warm genug, um Pflanzen zu züchten, auch wenn es im Winter am kältesten ist.

Um die Saison einfach zu verlängern, sollte eine Kombination aus Isolierung und Raumheizgeräten für fast jeden Erzeuger ausreichend Hardware sein.

Mit Luftpolsterfolie isolieren

Das Isolieren Ihres Gewächshauses mit Luftpolsterfolie ist ein wirksamer Trick
Videostill: AndyByTheSea (YouTube)

Verwenden Sie Gartenbau, anstatt Luftpolsterfolie zu verpacken, um Ihr Gewächshaus zu isolieren, da es stärker ist und UV-Licht standhält. Achten Sie auf große Blasen, da diese eine bessere Isolierung bieten und auch das meiste Licht einlassen. Sie können Ihre Luftpolsterfolie fixieren, heften oder mit Klebeband befestigen. Reinigen Sie jedoch immer zuerst Ihre Fenster, um den Lichtverlust zu minimieren.

Verwenden Sie die Luftpolsterfolie auch zum Umwickeln von Töpfen im Freien, um die Wurzelbällchen vor Frost zu schützen und um zu verhindern, dass Ihre Lieblingstöpfe platzen.

Heizung

Die Gewächshäuser in Georgia müssen für eine ganzjährige Pflanzenproduktion beheizt werden. Ein gutes Heizsystem ist einer der wichtigsten Schritte für eine erfolgreiche Pflanzenproduktion. Jedes Heizsystem, das eine gleichmäßige Temperaturregelung ohne Freisetzung von für die Pflanzen schädlichem Material gewährleistet, ist akzeptabel. Geeignete Energiequellen sind Erdgas, Flüssiggas, Heizöl, Holz und Elektrizität. Die Kosten und die Verfügbarkeit dieser Quellen variieren von Gebiet zu Gebiet. Bequemlichkeit, Investitions- und Betriebskosten sind weitere Überlegungen. Einsparungen an Arbeitskräften könnten ein teureres Heizsystem mit automatischer Steuerung rechtfertigen.

Die Anforderungen an die Gewächshausheizung hängen vom Wärmeverlust der Struktur ab. Der Wärmeverlust aus einem Gewächshaus tritt normalerweise bei allen drei Arten der Wärmeübertragung auf: Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung. In der Regel treten viele Arten des Wärmeaustauschs gleichzeitig auf. Der Wärmebedarf für ein Gewächshaus wird normalerweise berechnet, indem alle drei Verluste als Koeffizient in einer Wärmeverlustgleichung kombiniert werden.

Wie Äpfel zu Orangen. So'ne Art

Shane Smith, Autor von The Greenhouse Gardener’s Companion, definiert ein Gewächshaus als eine Struktur, die beheizt wird. Ein Gewächshaus ermöglicht es dem Erzeuger nach seiner einfachen Definition, die Temperatur und die Umgebung innerhalb eines bestimmten Bereichs zu regeln, um die Temperaturen für ein ganzjähriges Spitzenwachstum zu optimieren.

Wenn Sie diesen anerkannten Standard einhalten, können Sie die beiden Strukturen auf einfache Weise unterscheiden, indem Sie in einem Hochtunnel eine passive Belüftung für den Luftaustausch und die Kühlung verwenden. Umgekehrt ist ein Gewächshaus in der Regel mit Strom ausgestattet und verfügt über automatisierte Heizungs- und Lüftungssysteme - mehr dazu weiter unten. Beachten Sie dies jedoch, wenn Sie versuchen, jemand anderem den Unterschied zu erklären: Hoher Tunnel = passiv. Gewächshaus = aktiv. Dies ist ein rudimentäres Verständnis, aber normalerweise ein hilfreicher Ausgangspunkt.

Der Schlüsselbegriff hier ist normalerweise. Diese beiden Optionen überschneiden sich immer mehr und entwickeln sich mit den Bedürfnissen der Erzeuger. Für den Zweck dieses Blogs gehen wir jedoch von den traditionell akzeptierten Definitionen jeder dieser Optionen aus.

Investieren Sie in eine Gewächshausheizung

Eine elektrische Ölheizung erwärmt Setzlinge, aber Sie können auch spezielle Gewächshausheizungen kaufen
Bild: Shutterstock

Elektroheizung ist am sichersten, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie keine zusätzliche Feuchtigkeit in die Luft abgibt, wie Propan- und Paraffinsysteme. Heizlüfter tragen auch dazu bei, die Wärme gleichmäßig in Ihrem Gewächshaus zu verteilen, und verringern die Möglichkeit, dass sich kalte Stellen bilden.

Wenn in Ihrem Gewächshaus kein Stromnetz vorhanden ist, können Propan- und Paraffinheizungen den Raum effektiv heizen. An sonnigen Tagen müssen Sie jedoch besonders darauf achten, Fenster und Türen zu öffnen, um die Wahrscheinlichkeit eines Schimmelbefalls Ihrer überwinternden Pflanzen zu verringern .

Struktur und Themen

Das Buch ist ein umfassendes Handbuch und gliedert sich in drei Abschnitte:

  • Einführung in die Grundkonzepte und neueste wissenschaftliche Erkenntnisse

Diesendorf argumentiert, dass:

  • Ökologisch nachhaltige Energietechnologien auf der Basis von Energieeffizienz, erneuerbarer Energie und Erdgas sind heute im Handel erhältlich und könnten durch ihre Umsetzung die Treibhausgasemissionen Australiens innerhalb weniger Jahrzehnte halbieren.
  • Um diese Technologien zu implementieren, müssen neue Richtlinien von allen drei Regierungsebenen entwickelt und implementiert werden.
  • Die Haupthindernisse sind weder die technischen noch die wirtschaftlichen, sondern unsere sozialen Institutionen und die politische Macht der großen treibhausgasemittierenden Industrien: Kohle, Öl, Aluminium, Zement und Kraftfahrzeuge.

Sonnenstrahlung und der "Treibhauseffekt"

Die globale Erwärmung ist in der Wissenschaft kein neues Konzept. Die Grundlagen des Phänomens wurden vor mehr als einem Jahrhundert von Svante Arrhenius im Jahr 1896 ausgearbeitet. Sein im Philosophical Magazine und Journal of Science veröffentlichter Aufsatz war der erste, der den Beitrag von Kohlendioxid zum heutigen "Gewächshaus" quantifizierte bewirken."

Der Treibhauseffekt tritt auf, weil die Sonne die Erde mit enormen Strahlungsmengen bombardiert, die in Form von sichtbarem Licht sowie ultravioletter (UV), infraroter (IR) und anderer für das menschliche Auge unsichtbarer Strahlung auf die Erdatmosphäre treffen. Ungefähr 30 Prozent der Strahlung, die auf die Erde trifft, wird von Wolken, Eis und anderen reflektierenden Oberflächen zurück in den Weltraum reflektiert. Die restlichen 70 Prozent werden laut NASA von den Ozeanen, dem Land und der Atmosphäre absorbiert.

Während sie Strahlung absorbieren und sich erwärmen, geben die Ozeane, das Land und die Atmosphäre Wärme in Form von IR-Wärmestrahlung ab, die aus der Atmosphäre in den Weltraum gelangt. Das Gleichgewicht zwischen einfallender und ausfallender Strahlung hält die durchschnittliche Temperatur der Erde nach Angaben der NASA bei etwa 15 Grad Celsius (59 Grad Fahrenheit).

Dieser Austausch von einfallender und ausfallender Strahlung, der die Erde erwärmt, wird als Treibhauseffekt bezeichnet, da ein Treibhaus in etwa auf die gleiche Weise funktioniert. Eingehende UV-Strahlung dringt leicht durch die Glaswände eines Gewächshauses und wird von den Pflanzen und harten Oberflächen im Inneren absorbiert. Schwächere IR-Strahlung kann jedoch nur schwer durch die Glaswände austreten und wird im Inneren eingeschlossen, wodurch das Gewächshaus erwärmt wird.

Leitung

Wärme wird entweder durch eine Substanz oder durch direkten physischen Kontakt zwischen Objekten geleitet. Die Leitungsgeschwindigkeit zwischen zwei Objekten hängt von der Fläche, der Weglänge, dem Temperaturunterschied und den physikalischen Eigenschaften der Substanz (en) (wie z. B. der Dichte) ab. Die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung lässt sich am einfachsten durch Ersetzen eines Materials, das Wärme schnell leitet, durch einen schlechten Wärmeleiter (Isolator) oder durch Platzieren eines Isolators im Wärmestrompfad reduzieren. Ein Beispiel hierfür wäre das Ersetzen des Metallgriffs einer Küchenpfanne durch einen Holzgriff oder das Isolieren des Metallgriffs durch Abdecken mit Holz. Luft ist ein sehr schlechter Wärmeleiter und daher ein guter Wärmeisolator.

Verwenden Sie den Thermostat

Sparen Sie Geld und Energie, indem Sie Ihr Gewächshaus nur dann heizen, wenn Sie es wirklich brauchen. Die meisten elektrischen Gewächshausheizungen sind mit einem eingebauten Thermostat ausgestattet, sodass Sie die Heizung nur dann einschalten können, wenn die Temperatur unter einen bestimmten Punkt fällt.

Günstiger Frost- und Frostschutz (kleine und preiswerte Gewächshäuser)

  • Bauen Sie Ihre eigenen Kühlzellen (auch als "heißes Bett" bezeichnet)
    • Über Öffnungen können Fenster, Kunststofffolien oder Polycarbonatplatten angebracht werden
    • Sammle alte Fenster, Duschtüren und Terrassentüren, um sie als Teil deines Kühlschranks zu verwenden
    • Ein Frühbeet fungiert als „Mini-Gewächshaus“
  • Ein Gewächshaus mit geringer Neigung ähnelt einem Frühbeet, ist jedoch größer und geneigt. In vielen Fällen ist es an der Südseite eines Hauses angebracht.
  • Kleines tragbares Gewächshaus

Frühbeete lassen sich leicht mit recycelten Fenstern und Holz zusammenstellen. (Weitere Informationen zu Frühbeeten finden Sie hier.) Wenn Sie bei einem Umbau gebrauchte Fenster oder Terrassentüren finden, können Sie diese für Ihr Gewächshaus verwenden. Beachten Sie jedoch, dass sie einige Einschränkungen aufweisen. (Mehr dazu weiter unten im Abschnitt Gewächshausummantelung.)

Variabilität der Windkraft

Zu Beginn seiner Karriere war Mark Diesendorf leitender Wissenschaftler am CSIRO, wo er frühzeitig an der Erforschung der Integration von Windenergie in Stromnetze arbeitete. Dieses Problem wird in ausführlicher behandelt Gewächshauslösungen mit nachhaltiger Energie.

Diesendorf erklärt, dass großflächige Windenergie nicht "intermittierend" ist, weil sie nicht sofort anläuft oder abschaltet. In der Praxis werden die Schwankungen in Tausenden von Windenergieanlagen, die auf mehrere Standorte und Windregime verteilt sind, geglättet. Mit zunehmender Entfernung zwischen den Standorten nimmt die Korrelation zwischen den an diesen Standorten gemessenen Windgeschwindigkeiten ab. Dies wurde kürzlich durch Studien von Graham Sinden von der Universität Oxford bestätigt:

Graham Sinden analysierte über 30 Jahre lang stündliche Windgeschwindigkeitsdaten von 66 Standorten im Vereinigten Königreich. Er fand heraus, dass der Korrelationskoeffizient der Windkraft von 0,6 bei 200 km auf 0,25 bei 600 km Abstand abfiel (eine perfekte Korrelation hätte einen Koeffizienten von 1,0). Der Datensatz enthielt keine Stunden, in denen die Windgeschwindigkeit unter dem Grenzwert lag. Bei der Windgeschwindigkeit einer modernen Windenergieanlage im gesamten Vereinigten Königreich und bei Ereignissen mit geringer Windgeschwindigkeit, die mehr als 90 Prozent des Vereinigten Königreichs betrafen, betrug die durchschnittliche wiederkehrende Rate nur eine Stunde pro Jahr.

Diesendorf führt weiter aus, dass jedes konventionelle Kraftwerk von Zeit zu Zeit unerwartet ausfällt und sofort seinen gesamten Strom verliert. Diesendorf zufolge ist dies eine echte Intermittenz, und es handelt sich um eine besondere Art von Variabilität, die zwischen voller Leistung und keiner Leistung umschaltet. Sobald ein konventionelles Kraftwerk ausgefallen ist, kann es wochenlang außer Betrieb sein, viel länger als bei Windstille.

Wie Treibhausgase die globale Erwärmung beeinflussen

Die Gase in der Atmosphäre, die Strahlung absorbieren, werden als "Treibhausgase" (manchmal als THG abgekürzt) bezeichnet, da sie weitgehend für den Treibhauseffekt verantwortlich sind. Der Treibhauseffekt ist wiederum eine der Hauptursachen für die globale Erwärmung. Die wichtigsten Treibhausgase sind nach Angaben der Environmental Protection Agency (EPA) Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O). "Während Sauerstoff (O2) das am zweithäufigsten vorkommende Gas in unserer Atmosphäre ist, absorbiert O2 keine thermische Infrarotstrahlung", sagte Michael Daley, Professor für Umweltwissenschaften am Lasell College in Massachusetts.

Während einige argumentieren, dass die globale Erwärmung ein natürlicher Prozess ist und dass es seit jeher Treibhausgase gab, ist die Menge der Gase in der Atmosphäre in der jüngeren Geschichte sprunghaft angestiegen. Vor der industriellen Revolution schwankte das atmosphärische CO2 während der Eiszeiten zwischen 180 ppm und 280 ppm während der Warmzeiten. Nach Angaben der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) hat sich die Menge an CO2 seit der industriellen Revolution 100-mal schneller erhöht als nach dem Ende der letzten Eiszeit.

Fluorierte Gase, dh Gase, denen das Element Fluor zugesetzt wurde, einschließlich Fluorkohlenwasserstoffe, Perfluorkohlenwasserstoffe und Schwefelhexafluorid, entstehen bei industriellen Prozessen und gelten auch als Treibhausgase. Obwohl sie in sehr geringen Konzentrationen vorhanden sind, fangen sie die Wärme sehr effektiv ein, was sie zu Gasen mit hohem "globalem Erwärmungspotential" (GWP) macht.

Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die bis zu ihrem internationalen Ausstieg als Kältemittel und Aerosoltreibmittel verwendet wurden, sind ebenfalls Treibhausgase.

Es gibt drei Faktoren, die das Ausmaß beeinflussen, in dem Treibhausgase die globale Erwärmung beeinflussen:

  • Sein Überfluss in der Atmosphäre.
  • Wie lange bleibt es in der Atmosphäre.
  • Sein globales Erwärmungspotential.

Kohlendioxid hat einen erheblichen Einfluss auf die globale Erwärmung, unter anderem aufgrund seines Überflusses in der Atmosphäre. Laut EPA beliefen sich die US-Treibhausgasemissionen im Jahr 2016 auf 6.511 Millionen Tonnen (7.177 Millionen Tonnen) Kohlendioxidäquivalente, was 81 Prozent aller vom Menschen verursachten Treibhausgase entspricht - ein Rückgang von 2,5 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Zusätzlich bleibt CO2 tausende von Jahren in der Atmosphäre.

Methan absorbiert jedoch ungefähr 21-mal effizienter Strahlung als CO2, was ihm eine höhere GWP-Bewertung verleiht, obwohl es laut EPA nur ungefähr 10 Jahre in der Atmosphäre verbleibt.

Konvektion

Konvektionswärmeübertragung ist die physikalische Bewegung eines warmen Gases oder einer warmen Flüssigkeit an einen kälteren Ort. Wärmeverluste durch Konvektion im Gewächshaus entstehen durch Belüftung und Infiltration (Ventilatoren und Luftlecks).

Die Wärmeübertragung durch Konvektion umfasst nicht nur die Bewegung von Luft, sondern auch die Bewegung von Wasserdampf. Wenn Wasser im Gewächshaus verdunstet, nimmt es Energie auf. Wenn Wasserdampf wieder zu einer Flüssigkeit kondensiert, setzt er Energie frei. Wenn Wasserdampf auf der Oberfläche eines Objekts kondensiert, gibt er Energie an die Außenumgebung ab.

Die Ähnlichkeiten

Beide Optionen werden verwendet, um die Vegetationsperioden zu verlängern. Häufig wird ein hoher Tunnel zur „Saisonverlängerung“ verwendet, während ein Gewächshaus für den Anbau in vier Jahreszeiten verwendet werden kann. Beide helfen den Anbauern, früher im Frühling zu beginnen und länger in die kühleren, dunkleren Herbsttage hineinzuwachsen.

Da in einem Hochtunnel keine automatische Heizung oder Belüftung vorhanden ist, werden sie hauptsächlich in gemäßigten Regionen verwendet, um die Temperatur im zeitigen Frühjahr, Herbst und manchmal im Winter zu erhöhen. Dies hängt wiederum von Ihrem Standort und den Kulturen ab, die Sie anbauen möchten.

Aber sowohl hohe Tunnel als auch Gewächshäuser sind auch in tropischeren Regionen von Nutzen, da sie Pflanzen vor übermäßigem Regen schützen. Reduzierte Feuchtigkeit bedeutet verringertes Risiko für zerstörerische Krankheiten wie Phytophthora-Wurzelfäule. Für jeden, der jemals eine Ernte durch diese zerstörerische Krankheit verloren hat, ist es nicht zu unterschätzen, einen Puffer zwischen Ihren Pflanzen (und dem Lebensunterhalt oder der Nahrungsquelle) und den Elementen einzuführen.

Wie schützen diese Strukturen Ihre Pflanzen? Jede Option ist auch mit einer Verglasung versehen - oder einem Material, das verwendet wird, um Ihre Ernte vor den verschiedenen zuvor diskutierten umwelt- und schädlingsbedingten Antagonisten zu schützen. Diese variieren zwischen den Optionen und werden im Folgenden näher erläutert.

Und während der akzeptierte Standard ist, dass Hochtunnel die weniger verstopfte Version wachsender Strukturen sind, können beide mit Heizungs- und Lüftungssystemen ausgestattet werden.

Verwenden Sie ein Thermometer

Investieren Sie in ein Thermometer, um Ihr Gewächshaus auf einer regelmäßigen Temperatur zu halten
Bild: V J Matthew

Wenn Sie keine thermostatisch geregelte Heizung verwenden, investieren Sie in ein gutes Thermometer mit maximalen und minimalen Messwerten. Überprüfen Sie es täglich und stellen Sie Ihr Heizgerät nach Bedarf ein, um ein konstantes Klima zu gewährleisten und die Kraftstoffeffizienz zu maximieren.

Mittelpreis (kleine bis mittelgroße Gewächshäuser)

  • Kleiner Bausatz aus Polycarbonat
  • Fenstergewächshaus (innen)
  • A-Frame oder Scheune Struktur
  • Gotischer Bogen
  • Hoop Haus
  • Machen Sie es sich Hoop House mit PVC und Kunststoff
  • Machen Sie es sich 2 × 4 Gestellgewächshaus und Kunststoff
  • In jedem Bau können Ihre eigenen Kästen, die weggeworfene Fenster und Türen haben, ein großes Gewächshaus bilden
  • Gewächshaus-Kits für geodätische Kuppeln
  • Clerestory-Gewächshaus - unter Verwendung eines nach Süden ausgerichteten Gewächshauses, das möglicherweise erdreich ist - mit dem Sellerie-Überhang, der eine erhöhte Exposition und Anbaufläche bietet, und einem „hinteren Bereich“ zum Anpflanzen von Werkzeugen, zur Materialverarbeitung und einer Loft-Fläche oder einer vollständigen 2. Etage für größere Obstbäume oder eine komplette 2. Stock Gewächshaus.

Quellen von Treibhausgasen

Einige Treibhausgase, wie Methan, werden durch landwirtschaftliche Praktiken, einschließlich Viehdung, erzeugt. Andere wie CO2 entstehen größtenteils durch natürliche Prozesse wie die Atmung und durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas.

Die zweite Ursache für die CO2-Freisetzung ist laut einer Studie der Duke University die Entwaldung. Wenn Bäume zur Erzeugung von Waren oder Wärme getötet werden, setzen sie den Kohlenstoff frei, der normalerweise für die Photosynthese gespeichert wird. Dieser Prozess setzt nach dem Global Forest Resources Assessment 2010 pro Jahr fast eine Milliarde Tonnen Kohlenstoff in der Atmosphäre frei.

Forstwirtschaft und andere Landnutzungspraktiken können laut EPA einen Teil dieser Treibhausgasemissionen ausgleichen.

"Durch das Umpflanzen wird die Kohlendioxidbildung in der Atmosphäre verringert, da wachsende Bäume Kohlendioxid durch Photosynthese binden", sagte Daley gegenüber Live Science. "Wälder können jedoch nicht das gesamte Kohlendioxid binden, das wir durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe an die Atmosphäre abgeben. Eine Reduzierung der Emissionen fossiler Brennstoffe ist weiterhin erforderlich, um eine Ansammlung von Kohlendioxid in der Atmosphäre zu vermeiden."

Weltweit gibt der Ausstoß von Treibhausgasen Anlass zu großer Sorge. Seit Beginn der industriellen Revolution bis zum Jahr 2009 sind die atmosphärischen CO2-Werte nach Angaben der NASA um fast 38 Prozent und die Methanwerte um satte 148 Prozent gestiegen. Der größte Teil dieses Anstiegs war in den letzten 50 Jahren zu verzeichnen. Aufgrund der globalen Erwärmung war 2016 das wärmste Jahr seit Bestehen und mit 2018 auf dem Weg zum viertwärmsten Jahr sind laut der World Meteorological Organization alle 20 der heißesten Jahre seit 1998 vergangen.

"Die beobachtete Erwärmung wirkt sich auf die atmosphärische Zirkulation aus, was sich weltweit auf die Niederschlagsmuster auswirkt", sagte Josef Werne, außerordentlicher Professor am Institut für Geologie und Planetologie der Universität von Pittsburgh. "Dies wird zu großen Umweltveränderungen und Herausforderungen für Menschen auf der ganzen Welt führen."

Strahlung

Die Strahlungswärmeübertragung erfolgt zwischen zwei Körpern ohne direkten Kontakt oder das Erfordernis eines Mediums wie Luft. Wärmestrahlung folgt wie Licht einer geraden Linie und wird beim Auftreffen auf ein Objekt entweder reflektiert, übertragen oder absorbiert. Strahlungsenergie muss absorbiert werden, um in Wärme umgewandelt zu werden.

Alle Objekte geben Wärme in Form von Strahlungsenergie in alle Richtungen ab. Die Strahlungswärmeübertragungsrate variiert mit der Fläche eines Objekts sowie der Temperatur und den Oberflächeneigenschaften der beiden beteiligten Körper.

Strahlungswärmeverluste eines Objekts können verringert werden, indem das Objekt mit einer hochreflektierenden, undurchsichtigen Barriere umgeben wird. Eine solche Barriere (1) reflektiert die Strahlungsenergie zurück zu ihrer Quelle, (2) absorbiert sehr wenig Strahlung, so dass sie sich nicht erwärmt und Energie zu äußeren Objekten zurückstrahlt, und (3) verhindert, dass sich Objekte "sehen", ein notwendiges Element für den Strahlungsenergieaustausch.

Die Zukunft unseres Planeten

Wenn sich die aktuellen Trends fortsetzen, befürchten Wissenschaftler, Regierungsbeamte und eine wachsende Zahl von Bürgern, dass die schlimmsten Auswirkungen der globalen Erwärmung - extremes Wetter, steigender Meeresspiegel, Aussterben von Pflanzen und Tieren, Versauerung der Ozeane, größere Klimaveränderungen und beispiellose soziale Umwälzungen - eintreten werden unvermeidlich.

Als Antwort auf die durch die globale Erwärmung durch Treibhausgase verursachten Probleme erstellte die US-Regierung 2013 einen Klimaschutzplan. Im April 2016 unterzeichneten Vertreter aus 73 Ländern das Pariser Abkommen, einen internationalen Pakt zur Bekämpfung des Klimawandels durch Investitionen in eine nachhaltige Umwelt kohlenstoffarme Zukunft gemäß dem Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC). Die USA gehörten zu den Ländern, die dem Abkommen im Jahr 2016 zugestimmt haben, haben jedoch im Juni 2017 ein Verfahren zum Rücktritt vom Pariser Abkommen eingeleitet.

Laut EPA waren die Treibhausgasemissionen im Jahr 2016 um 12 Prozent niedriger als im Jahr 2005, was zum Teil auf den starken Rückgang der Verbrennung fossiler Brennstoffe infolge der Umstellung auf Erdgas aus Kohle zurückzuführen ist. Die wärmeren Winterbedingungen in diesen Jahren verringerten auch die Notwendigkeit für viele Häuser und Geschäfte, die Hitze zu erhöhen.

Forscher auf der ganzen Welt arbeiten weiterhin daran, Wege zu finden, um die Treibhausgasemissionen zu senken und ihre Auswirkungen zu mindern. Eine mögliche Lösung, die Wissenschaftler untersuchen, besteht darin, das Kohlendioxid aus der Atmosphäre abzusaugen und unbegrenzt unter der Erde zu vergraben, sagte Dina Leech, Professorin für Biologie und Umweltwissenschaften an der Longwood University in Virginia.

"Was wir tun können, ist zu minimieren, wie viel Kohlenstoff wir dort speichern, und infolgedessen die Temperaturänderung zu minimieren", sagte Leech. "Das Aktionsfenster schließt sich jedoch schnell."

Zusätzliche Ressourcen:

Dieser Artikel wurde am 3. Januar 2019 von Live Science-Mitarbeiterin Rachel Ross aktualisiert.

Verordnungen, Genehmigungen und restriktive Auflagen

Stellen Sie sicher, dass es keine lokalen Verordnungen, Genehmigungen oder restriktiven Vereinbarungen gibt, die sich auf den Bau eines Gewächshauses auswirken könnten. In der Regel sind für eine Frühbeobachtung und andere befristete Arbeiten keine Genehmigungen erforderlich, sie können jedoch in Vereinbarungen mit Wohneigentümerverbänden geregelt werden.

Suchen Sie einen flachen Bereich, in dem wahrscheinlich keine Überschwemmungen oder starken Abflüsse auftreten. Wenn Sie direkt in den Boden Ihres Gewächshauses pflanzen, führen Sie einen Bodentest durch. Stellen Sie sicher, dass sich keine Verunreinigungen im Boden befinden. Zum Beispiel haben einige ältere Häuser eine Bleiverunreinigung durch alte Farben in der Nähe des Hauses. Einige Bäume, wie schwarze Walnüsse, hemmen das Pflanzenwachstum in der Nähe des Baumes. Wenn Sie vorhaben, eine Betonplatte abzulegen und Ihr Gewächshaus auf der Platte zu montieren, ist der Boden offensichtlich kein Problem. Wenn Sie die Platte überspringen möchten, lesen Sie „Bauen Sie eine sichere Gewächshausgrundlage, die Ihren Wachstumsraum erhält“.

Denken Sie daran, dass sich am und um das Gewächshaus Schnee ansammeln kann. Das Gewächshaus kann einen Schmelz- und Gefrierzyklus erzeugen, der schädlich sein kann, wenn Ihre Grundierung nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird. Schnee ist auch schwer, stellen Sie also sicher, dass Sie eine Lösung für die maximale Schneelast für Ihr Gebiet haben. Leichte Reifenhäuser brechen unter starker Schneelast zusammen.

Sonnenlicht

Die meisten Gewächshäuser werden in Zone 7 oder kälter gebaut. Stellen Sie sicher, dass das Gewächshaus volles Sonnenlicht hat. Berücksichtigen Sie den niedrigen Sonnenwinkel in der Mitte der kältesten Monate, damit das Gewächshaus maximales Sonnenlicht erhält und nicht im Osten, Süden oder Westen beschattet wird.

Faktoren, die den Wärmeverlust beeinflussen

Der Wärmeverlust durch Luftinfiltration hängt von Alter, Zustand und Art des Gewächshauses ab. Ältere oder in schlechtem Zustand befindliche Gewächshäuser weisen im Allgemeinen Risse an Türen oder Löchern im Abdeckmaterial auf, durch die große Mengen kalter Luft eindringen können. Gewächshäuser, die mit großen Glasscheiben, großen Glasfaserplatten oder einer einfachen oder doppelten Schicht aus starrem oder flexiblem Kunststoff bedeckt sind, weisen eine geringere Infiltration auf (Abbildung 1).

Das Belüftungssystem des Gewächshauses hat auch einen großen Einfluss auf die Infiltration. Einlass- und Auslasslüfter ermöglichen häufig einen großen Luftaustausch, wenn sie aufgrund von schlechtem Design, Schmutz, Beschädigungen oder mangelnder Schmierung nicht dicht schließen. Fensterlüfter dichten besser ab als Einlassklappen, müssen jedoch auch gewartet werden, um eine dichte Abdichtung im geschlossenen Zustand zu gewährleisten.

Sonnenstrahlung gelangt in ein Gewächshaus und wird von Pflanzen, Erde und Gewächshauseinrichtungen absorbiert. Die warmen Gegenstände strahlen diese Energie dann nach außen ab. Die Höhe des Strahlungswärmeverlusts hängt von der Art der Verglasung, der Umgebungstemperatur und der Wolkenbedeckung ab. Starre Kunststoff- und Glasmaterialien weisen den „Treibhauseffekt“ auf, weil sie weniger als 4 Prozent der Wärmestrahlung nach außen zurücklassen.

Wärmeverlustberechnungen

Der Wärmeverlust durch Wärmeleitung kann mit der folgenden Gleichung abgeschätzt werden:
Q = A (Ti - To) / R

Woher:
Q = Wärmeverlust, BTU / h
A = Fläche der Gewächshausoberfläche, m²
R = Widerstand gegen Wärmefluss (eine Eigenschaft des Materials)
(Ti-To) = Lufttemperaturunterschiede zwischen innen und außen

In Tabelle 1 sind verschiedene üblicherweise im Gewächshausbau verwendete Werkstoffe und ihre zugehörigen R-Werte aufgeführt. In Tabelle 1 sind auch die Gesamt-R-Werte für verschiedene Baugruppen aufgeführt. Beachten Sie, dass hohe R-Werte einen geringeren Wärmefluss anzeigen. Baustoffe, die Feuchtigkeit aufnehmen, leiten Wärme, sobald sie nass sind. Verwenden Sie Dampfsperren, um wasserdampfdurchlässige Materialien zu schützen. Wärme geht auch unter und neben einem Gewächshaus verloren. Der Umfangswärmeverlust kann zu anderen Verlusten unter Verwendung von Tabelle 1 und der folgenden Gleichung addiert werden:

P = Wärmeverlustkoeffizient am Umfang, BTU / ft ºF h

L = Abstand um den Umfang

Tabelle 1. Wärmefluss durch verschiedene Baumaterialien und Baugruppen.
MaterialienR-Wert
Glasfaserplatte, 1 "4.0
Expandiertes Polystyrol, 1 ", Schnittflächen4.0
Expandiertes Polystyrol, 1 ", glatte Hautoberfläche5.0
Expandiertes Polystyrol, geformte Perlen, 1 "3.6
Polyurethanschaum, 1 "6.2
Vermiculite, 1 "2.2
Glasfaserdecke, 3-3,5 "11.0
Glasfaserdecke, 5,0-6,5 "19.0
Wandmaterialien
Betonblock, 8 "2.00*
Sperrholz, ½ "1.43*
Beton, gegossen, 6 "1.25*
Betonblock oder Sperrholz, plus 1 "geschäumtes Urethan7.69*
oder plus 1 "Polystyrol5.0*
Gewächshaus mit dünnen thermischen Vorhängen1.42-3.33*
Baugruppen
MaterialGesamter R-Wert
Dach- und Wandbeläge
Glas, einschichtig0.91*
Glas, doppelte Schicht, ¼ "Raum2.00*
Polyethylen oder andere Folie, einschichtig0.83*
Polyethylen oder andere Folie, doppelschichtig getrennt1.43*
Polyethylenfolie, zweilagig, getrennt, über Glas2.00*
Glasfaserverstärkte Scheibe0.83*
Doppeltes Acryl oder Polycarbonat2.00*
UmfangBTU / linear ft ºF Std
Nicht isoliert0.8
Isoliert0.4
* Beinhaltet Effekte von Oberflächenkoeffizienten.

Fügen Sie den Leitungswärmeverlusten Infiltrationswärmeverluste hinzu. Die Gleichung für die Infiltrationswärmeübertragung lautet:

Q = 0,02 V C (Ti - To)

V = Gewächshausvolumen, cu ft

C = Anzahl der Luftwechsel pro Stunde

In Tabelle 2 sind Schätzungen des Luftaustauschs durch Gewächshaustypen aufgeführt. Die Anzahl der Luftwechsel pro Stunde hängt von der Art und dem Zustand des Gewächshauses und der Windstärke ab.

Tabelle 2. Natürlicher Luftaustausch für Gewächshäuser
KonstruktionssystemLuftaustausch pro Stunde 1
Neubau, Glas oder Fiberglas0,75 bis 1
Neubau, doppelschichtige Kunststofffolie0,5 bis 1,0
Altes Bauglas, gute Pflege1 bis 2
Altes Bauglas, schlechter Zustand2 bis 4
1 Schwacher Wind oder Windschutz verringern die Luftwechselrate.

Minimale Designtemperaturen

Eine gute Außentemperatur für die Berechnung des Heizungsdesigns (zur Auswahl der Heizungsgröße) kann durch Subtrahieren von 15 Grad F von der durchschnittlichen täglichen Mindesttemperatur im Januar ermittelt werden (siehe Tabelle 3). Eine weitere Anforderung, die die Heizung erfüllen muss, besteht darin, genügend Wärme bereitzustellen, um zu verhindern, dass Pflanzen in Zeiten extrem niedriger Temperaturen einfrieren. Die Mindesttemperaturen für verschiedene Standorte in Georgia sind ebenfalls in Tabelle 3 aufgeführt.

Tisch 3. Klimatische Bedingungen in Georgien (1948-2004)
LageMinimale Temperatur ºF und (Jahr)Durchschnittliche tägliche Mindesttemperaturen im Januar (ºF)
Atlanta-8 (1985)33.6
Athen-4 (1985)33.2
Augusta-1 (1985)33.6
Kolumbus-2 (1985)36.4
Macon-6 (1985)35.8
Rom-9 (1985)30.5
Savanne3 (1985)39.0
Tifton0 (1985)38.0
Valdosta9 (1981)38.6

Beispiel:

Halten Sie die Temperatur in einem doppelschichtigen Kunststoffgewächshaus mit den in Abbildung 3 gezeigten Abmessungen und ohne Fundamentisolierung auf 65 Grad Fahrenheit. Nehmen Sie einen Augusta-Standort an.

Oberfläche:
Wände7 x 100 x 2=1400,0 ft²
Dach16,86 · 100 · 2=3372,0 ft²
Endet(32 x 7 + 5,33 x 16) 2=618,6 ft²
5390,6 ft²
* Dieses Maß kann durch maßstabsgetreues Zeichnen des Gewächshausquerschnitts und Messen dieser Länge entlang der Sparren bestimmt werden.

Bei einem Standort in Augusta und einer durchschnittlichen täglichen Mindesttemperatur im Januar von 33,6 Grad Fahrenheit würde die Designtemperatur etwa 18,6 Grad Fahrenheit betragen. Verwenden Sie also 20 Grad Fahrenheit. Dies erfordert einen Anstieg von 45 Grad Fahrenheit über die Designtemperatur und bei zweilagigem Kunststoff wird der R-Wert 1,43 sein.

= (7 × 32 × 100) + (16 × 5,33 × 100)

= 0,02 × Volumen × C × & Dgr; T

= 0,02 · 30.928 · 1,0 · 45

= 169,647 + 27,835 + 9,504

Wärmeverlust durch Wärmeleitung, QC:
Volumen:
Luftinfiltrationsverluste, QEIN:
Umfangswärmeverlust, QP:
Gesamtwärmeverlust, QT:
Wärmebedarf = 206.986 BTU / Std

Die kälteste in Augusta gemessene Temperatur beträgt -1 Grad Fahrenheit, und bei einem Temperaturanstieg von 45 Grad Fahrenheit sollten die Pflanzen nicht vom Einfrieren bedroht sein. Eine Erhöhung des Wärmebedarfs um ca. 20 Prozent wäre notwendig, wenn sich das Haus auf einem windigen Hügel befände.

Überhitzung und Belüftung

Guter Luftstrom ist wichtig. Die Absicht eines Gewächshauses ist es, Wärme einzufangen, aber es kann zu heiß werden. Ein Gewächshaus benötigt eine manuelle oder automatische Belüftung oder Ihre Pflanzen sterben ab. Ein zu geringer Luftstrom und zu hohe Temperaturen können auch zu Schimmel und anderen Krankheiten führen, an die Sie möglicherweise nicht gewöhnt sind.

Es gibt temperaturbetriebene Kolben zum Öffnen und Schließen von Verkleidungen, manuellen Kurbeln und elektronisch gesteuerten Lüftungsöffnungen und Lüftern, die Sie je nach Temperatur und Größe des Gewächshauses benötigen. Größere Gewächshäuser halten mehr Wärme und benötigen mehr Belüftung - möglicherweise einschließlich Öffnungsblenden, Aufrollblenden und Ventilatoren.

Schädlingsbekämpfung

Ein Gewächshaus ist ein geschützter Bereich, der warm ist. Wanzen und Mäuse möchten es genauso genießen wie Ihre Pflanzen. Halten Sie Ihr Gewächshaus sauber und achten Sie auf Befall. Blattläuse, Pilze, Mücken, Schneckenwürmer und andere Raupen, Weiße Fliegen, Uferfliegen, Schnecken und Blutwürmer sind einige der häufigsten Gewächshausschädlinge. Mäuse, Spitzmäuse und Schlangen können ebenfalls eindringen. (Die Schlangen fressen die anderen Schädlinge, sind aber möglicherweise überraschend anzutreffen.) Alles, was Sie auf Ihre Pflanzen sprühen, wird nicht durch Regen abgewaschen. Wählen Sie Ihre Behandlungen daher mit Bedacht aus. Weitere Informationen zur Bekämpfung von Mäusen finden Sie im ultimativen Leitfaden zur natürlichen Schädlingsbekämpfung im Garten und unter Die besten Methoden, um Mäuse loszuwerden.

Gute Käfer, Pilze und Lebewesen

Sie werden gute Bugs fördern oder ihnen zumindest Zugriff gewähren wollen. Ob es sich um Honigbienen, Maurerbienen oder Hummeln handelt, Sie brauchen Ihre Bestäuber. Möglicherweise möchten Sie auch den Boden oder die Pflanzen mit Mykorrhizapilzen beimpfen, um ein gesundes Ökosystem aufzubauen. Begrüßen Sie Würmer und andere gesunde Bodenbewohner mit viel organischer Substanz in Ihrem Boden.

Bewässerung

Da ein Gewächshaus umschlossen ist, muss Wasser bereitgestellt werden. Whether it is a powered sprinkler system, gravity fed drip system or hand watering, think ahead about water. Where will you get the water, and how will you store it. There are many options including rain barrels, tieing to well pumps, hand pumps and simply carrying buckets.

Regularly test your soil and amend as needed. Having extra organic matter will help with moisture retention. The ideal pH range depends on what you are growing. For generic vegetable garden plants go for 6-7 pH. Adding untreated leaves, compost and other extra organic matter and working the soil can improve the quality of the soil. It’s an exchange. Remember to add what the soil needs, so you can take good veggies. If you put soil in your hand and make a fist it should hold together but not form a solid mass. It should hold together and crumble fairly easily.

Exhaust Fans in End Wall

Fans in the end wall (Figure 4) are the most common method of forced ventilation. The air enters through the motorized shutter (winter) and is pulled through the greenhouse by the exhaust fans.

The exhaust fans should be able to move small air volumes without drafts (winter) and yet provide enough fan capacity for an air exchange within the house each minute during summer. One air exchange per minute (without evaporative cooling) should keep the temperature about 8 degrees F higher than outside temperatures. One-half of this air volume will produce about a 15-degree F temperature rise, while two air exchanges per minute will cause a temperature rise of about 5 degrees F. Ideally, the length of the house should not exceed 125 feet using this method. Houses up to 250 feet long, however, have been satisfactorily ventilated using this method. Temperature variations are greater in longer houses, so higher ventilation rates are desirable. No air must be allowed to enter the house at the sides or at the fan end.

Glazing in glass houses must be well set and the houses in good repair to prevent significant quantities of air leaking into the house. If cooling pads are used during summer, disconnect the motorized shutter and close it to prevent hot air from entering through the shutter and bypassing the cooling pads. You can connect a perforated plastic tube to the same inlet shutter to provide good air distribution for cold weather ventilation.

The same principle applies for multiple ridge houses, provided each end wall is so equipped. One two-speed fan is usually used in small hobby houses.

The total inlet opening in the end wall for summer ventilation (shutter and evaporative pad vent) should provide about 1.5 square feet per 1,000 cubic feet per minute of air moving through the operating fans. The motorized shutter and one or two fans might be connected on one thermostat while the remaining fans are connected to a different thermostat, with air being supplied to these fans through the vent panel containing the evaporative pad.

Choose the right temperature

Pelargoniums don't like the temperature to fall beneath 7C
Image: Thompson & Morgan's Geranium 'Quantum Red'

Avoid wasting energy and money on maintaining higher temperatures than your plants really need. As a bare minimum, you can keep your heated greenhouse frost free at 3C (37F), but tender plants like pelargoniums, half hardy fuchsias and citrus trees are happier with a minimum temperature of 7C (45F), and safest at 10C (50F).

This is also a good temperature if you’re protecting young plants and plug plants while growing them on. If you’re lucky enough to have a conservatory, use it to overwinter your most delicate plants – those which can’t cope with temperatures lower than 13C (55F).

The Differences

Think of a high tunnel as a hybrid of a greenhouse and open field growing option. Your crops are protected from the elements and other destructive forces such as wildlife and harmful insects, but are not in an entirely closed space as with a greenhouse. For the sake of clearly defining what separates a high tunnel from a greenhouse, this section will be a bit more comprehensive than The Similarities.

Pressure Fans in End Walls

Ventilation for greenhouses that are 100 feet or shorter can be accomplished by mounting pressure fans, which blow air into the house, high in the end walls. See Figure 5.

The fans in the end wall are usually two-speed and controlled by separate thermostats. To avoid high velocity air striking plants, a baffle is placed in front of the fans to direct the air in the direction desired. The fans should have a protective hood to prevent rain from being blown into the house.

One pressurized system where evaporative cooling is possible is shown in Figure 6. This system places the pressure fans in the side wall. The pressurized system with fans in the side wall does not work well when the foliage is dense and lots of tall, growing plants are present. Notice the air outlet and inlet are on the same side of the house in this case, with a box enclosure around the fan where cooling pads are installed.

Greenhouse shelving

Greenhouse shelves should be rust and rot resistant. Metal shelving should be powder coated and allow water to fall through the shelves. Shelves could be as simple as wood planks supported by cinder blocks. Rubber coated open wire frame shelving is a simple option. If you build out of wood, consider cedar to avoid rotting. We don’t recommend using green treat in the greenhouse shelving as the chemicals can leach out of the wood, onto the plants and into your food.

Build shelves that match the 11″ by 22″ standard plant trays, or your planting containers of choice. Two or three shelves allow you to have multiple shelves giving vertical space. To optimize access consider two shelves with the bottom being 22″ deep and the top being 11″ deep.

Evaporative Cooling

The heat absorbed on a dark surface perpendicular to the sun’s rays can be as high as 300 BTU/HR per square foot of surface. So it would be possible, theoretically, for a greenhouse to absorb 300 BTUs per hour for each square foot of floor area. This excessive energy leads to heat buildup and, on warm days, can cause plants to wilt.

Excessive heat buildup can often be prevented with shading materials such as roll-up screens of wood, aluminum or vinyl plastic as well as paint-on materials (shading compounds). Roll-up screens, which work well in hobby houses, are available with pulleys and rot-resistant nylon ropes. These screen can be adjusted from outside as temperature varies. Radiation can be reduced by 50 percent with this method, which should reduce temperature rise proportionally if ventilation rate remains constant. Shading also reduces light striking the plants, which may limit their growth rate since light is essential to photosynthesis. This is a trade-off that is sometimes necessary to reduce temperatures.

If summer temperatures exceed those considered acceptable and cannot be corrected with reasonable ventilation rates and shading, the only alternative is evaporative cooling. A fan and pad system using evaporative cooling eliminates excess heat and adds humidity. This reduces plant moisture losses and, therefore, reduces plant wilting. Temperature is lowered, humidity is increased and watering needs are reduced.

An evaporative cooling system moves air through a screen or spray of water in such a manner that evaporation of water occurs. About 1,000 BTUs of heat are required to change 1 pound of water from liquid to vapor. If the heat for evaporation comes from the air, the air is cooled. Evaporation is greater when the air entering the system is dry, that is, when the relative humidity is low, allowing the air to evaporate a lot of water. The water holding ability of air is expressed in terms of relative humidity. A relative humidity of 50 percent, for example, means the air is holding one-half of the maximum water that the air could hold if saturated at a given temperature.

Theoretically air can be cooled evaporatively until it reaches 100 percent relative humidity. Practically, a good evaporative cooler can reach about 85 percent of this temperature drop. The cooling effect for 85 percent efficient evaporative coolers is shown in Table 4.

Evaporative coolers are more effective when the humidity is low (Table 4). Fortunately, relative humidities are usually low during the warmest periods of the day. Solar heat entering the house offsets some of the cooling effect. A well-designed ventilation system pro-viding one air volume change per minute is essential for a good evaporative cooling system. A solar heat gain of 8-10 degrees F can be expected using one air change per minute. If the outside air were 90 degrees F and relative humidity were 70 percent, the resulting temperature within the house would be about 93 degrees F (83 degrees F from Table 4 plus 10 degrees F).

Table 4. Cooling Capacity of 85 Percent Efficient Evaporative Coolers
Outside AirRelative Luftfeuchtigkeit
at 30%at 50%at 70%at 90%
Outside Air Temperature ºFCooled Air Temperature ºF
10079869196
9070778387
8063697477
7054606468

If a cooling efficiency of 85 percent is to be realized, at least 1 square foot of pad area (aspen fiber) mounted vertically should be provided for each 150 CFM of air circulated by the fans. Many pad materials have been used successfully, provided a complete water film does not form and block air movement through the wet pad. Table 5 gives recommended air flow through various pad type materials.

Table 5. Recommended Airflow Rate through Various Pad Materials.
Pad TypeAirflow Rate
through Pad (CFM/ft 2 )
Aspen fiber mounted vertically (2-4 in. thick)150
Aspen fiber mounted horizontally (2-4 in. thick)200
Corrugated cellulose (4 in. thick)250
Corrugated cellulose (6 in. thick)350

Aspen pads are usually confined in a welded wire mesh. A pipe with closely spaced holes allows water to run down a sheet metal spreader onto the pads (Figure 7). The flow rate of the water supplying header pipe is listed in Table 6. Water than does not evaporate in the air stream is caught in the gutter and returned to a reservoir for recycling. The reservoir should have the capacity to hold the water returning from the pad when the system is turned off. Table 6 shows recommended reservoir capacity for different type pads.

Table 6. Recommended Water Flow Rate and Reservoir Capacity for Vertically Mounted Cooling Pad Materials.
Pad TypeMindest. Flowrate per
Length of Pad (gpm/ft)
Mindest. Reservoir Capacity per
Unit Pad Area (Gal/ft 2 )
Aspen fiber (2-4 inches)0.30.5
Corrugated cellulose (4 inches)0.50.8
Corrugated cellulose (6 inches)0.81.0

A cover of some sort is needed to prevent air flow through the pads during cold weather. These can be manually operated or automated. Float control easily controls water supply. It is desirable to use an algaecide in the circulating water to prevent algae growth on the pads. You must, therefore, prevent rain water from entering the evaporative cooling water, causing dilution of the chemical mixture.

Evaporative pads in an endome on the suction side of fans that discharge air into houses (pressure fans) have not worked well, primarily due to the distribution of the cooled air. The same is true of package unit evaporative coolers where poor air distribution is concerned. These units can handle air volumes of 2,000 to 20,000 CFM. The problem with them is the difficulty providing uniform cooled air distribution. The closer the units are spaced along the walls, the better the air distribution will be. Package coolers have been used in small houses, and in houses with good air distribution, with considerable success. The pressurized system forces air, which must displace air within the house, into the greenhouse. Vents must be provided for air circulation.

Position heaters carefully

Place your electric fan heater in an open, central spot at one end of your greenhouse, away from water. Prevent foliage being desiccated by the flow of warm air by angling the heater to direct the airflow above any nearby plants.

Only heat the area that you need to

Avoid heating your entire greenhouse for the sake of a few delicate plants by creating a greenhouse within your greenhouse. Erect a solid perspex partition or create curtains of bubble wrap insulation to divide your greenhouse so that you only need to heat the part that contains your tender plants.

Use horticultural fleece

Horticultural fleece is also useful for unexpected cold snaps
Image: Thompson & Morgan's horticultural fleece

On very cold nights place a layer or two of horticultural fleece over your plants to give them several degrees more protection without having to crank up the heating. Remember to remove fleece during the day to ensure your plants get enough light and ventilation. Alternatively, use an extendable greenhouse cloche to protect border plants.

Don’t forget to ventilate

Good ventilation is essential to stop the spread of fungal diseases and maintain a healthy growing environment. Prevent moisture buildup by watering plants sparingly and early in the day. Clear condensation by opening greenhouse vents on warm sunny days, remembering to close them again before dusk to trap daytime warmth in the greenhouse.

Heated propagation

An electric windowsill propagator is a cost-effective way to germinate seeds
Image: Thompson & Morgan

Invest in a heated propagator to help your seeds germinate. If you only make a few sowings, a windowsill propagator should do the trick, otherwise, turn your greenhouse staging into a handy heated bench using heated propagation mats. These are great for rooting cuttings and keeping your seedlings warm after germination.

Keeping your greenhouse warm and ventilated is key to ensuring your tender plants survive the winter. Now you know exactly how to keep your plants safe and warm when temperatures plunge, without paying a hefty price when your electric bill hits the doormat.

Zitate

  • "The enhanced greenhouse effect is arguably the most dangerous environmental problem and the most difficult political issue to be faced by the world in the 21st century." (p. 1)
  • "The recent push for a revival of nuclear energy has been based on its claimed reduction in CO2 emissions where it substitutes for coal-fired power stations. In reality, only reactor operation is CO2-free. All other stages of the nuclear fuel chain -- mining, milling, fuel fabrication, enrichment, reactor construction, decommissioning, and waste management -- use fossil fuels and hence emit CO2. " (p. 252)
  • "Global wind-power capacity continues to expand and, apart from the blip in 2006, its costs continue to decline steadily. Wind power is one of the few energy supply technologies that are ready for w >Critical reception

Dick Nichols, in Green Left, states that Greenhouse Solutions with Sustainable Energy brings together much useful material about global warming and possible solutions:

Diesendorf's book concentrates into one volume a succinct analysis of global warming, a rebuttal of climate change scepticism, a thorough summary of the state of development of each renewable energy technology, a masterly demolition of false “solutions” to greenhouse (like carbon sequestration and nuclear power) and a presentation of strategies and policies for uprooting carbon-intensive power production in Australia. Add in chapters on saving energy and transport and urban redesign and Greenhouse Solutions with Sustainable Energy illuminates the reader about all the main features of the many-s >

Nichols suggests that if there’s one serious shortcoming in Greenhouse Solutions with Sustainable Energy it’s "a failure to consistently trace what rate of implementation of energy efficiency and uptake of renewable energy sources is necessary to confront the greenhouse emergency".

Patrick O'Neill, in Chain Reaction, suggests that Greenhouse Solutions with Sustainable Energy is a comprehensive gu >

George Wilkenfield, in Australian Review of Public Affairs, is more critical and suggests the book feels "strangely anachronistic", partly because it treats climate change as an issue that can be resolved through grassroots activism or by the opposition of protest movements to unjust regimes. Wilkenfield explains that "this rather misses the point that the continuing rise in global greenhouse gas emissions is not a byproduct of injustice or repression but of economic freedom in the West and the unrelenting economic growth by which repressive regimes such as China’s buy legitimacy. In general, very few people want to be freed from consumption—most want the freedom to consume even more". Wilkenfield goes on to say that Diesendorf misses some of the dynamics of consumption: energy use gives people comfort, speed, privacy and convenience. Many people actually enjoy driving and like their cars, and would continue to use them as long as they could afford to, even if public transport were available.

Nevertheless, in the end, Wilkenfield concedes that Greenhouse Solutions with Sustainable Energy is very suitable as a textbook, or as a handbook for activists, journalists or the more committed reader who is not afra >

Autor

Mark Diesendorf teaches and researches ecologically sustainable development and greenhouse solutions at the Institute of Environmental Studies at the University of NSW. Previously he has been a principal research scientist at CSIRO, professor of environmental science at UTS and vice-pres >

Written by: Sue Sanderson

Plants and gardens have always been a big part of my life. I can remember helping my Dad to prick out seedlings, even before I could see over the top of the potting bench. As an adult, I trained at Writtle College where I received my degree, BSc. (Hons) Horticulture. After working in a specialist plantsman's nursery, and later, as a consulting arboriculturalist, I joined Thompson & Morgan in 2008. Initially looking after the grounds and coordinating the plant trials, I now support the web team offering horticultural advice online.

Haltbarkeit

Just as a high tunnel protects your crops from elements such as dipping nighttime temperatures, excessive exposure to rain, and destructive windloads, a greenhouse will provide the same value but often with a higher level of durability. The added benefit is the ability to take on more punishment from wind and from the weight of snow, and also to keep out the cold even deep into the coldest Alaskan winters.

With the added durability and season-extending capability, comes an uptick in price. There are high tunnels that are more expensive than greenhouses, but it is safe to assume that high tunnels offer a lower cost per square foot than you can expect from a greenhouse. But with the capability to grow year round, it is possible to offset those added costs with an added season of generating revenue.

Heat Sources

Heat sources for greenhouses include: hydronic heat (in floor heating), geothermal, electric fan heaters, wood fired rocket heater or even a simple Ben Franklin stove inside the greenhouse. Fires are more complicated and create higher temperature swings. A rocket mass heater or masonry stove are better options that release heat more slowly. The simplest solution is the electric fan heaters, but they are also most expensive. You can provide an extra layer of frost protection with row covers (blankets, sheets or “horticultural fleece”) on particularly cold nights, creating a “greenhouse within a greenhouse”.

Double Walls

In colder climates, a double wall greenhouse can reduce heat loss. Basically, it’s a greenhouse inside a greenhouse. Using the air of the outer greenhouse as a thermal barrier for the inner greenhouse. This costs 2x as much and creates some summer venting challenges, but does reduce overall heat loss considerably.

Thermal Mass

Add mass to reduce heat. This can be earth, water jugs or large water drums. The mass absorbs heat during the day and releases it at night. This solution will not work in more northern zones without an additional heat source because of the numerous days without direct sunlight.

Earth Sheltering

You can use ground temperature to increase or stabilize the temperature in your greenhouse. An earth sheltered greenhouse is also known as a “walipini”. The soil below the frost line maintains a fairly steady temperature year round. In a root cellar, the soil temp is used to keep produce cool. In a greenhouse, the addition of a clear cover to allow sunlight in traps and holds heat. The soil acts as insulation, and helps keep the greenhouse from falling below freezing.

Don’t expect a magical tropical oasis from digging a hole in the ground and covering it with plastic. “Build this underground greenhouse for only $300” is not a working reality for most people. Even with the ground temperature advantage of an earth sheltered greenhouse, you may still need to add heat if there is loss through the cover, or the temperatures remain well below zero.

Near our home here in northeast Wisconsin, a friend built a fully earth sheltered greenhouse on the south side of her garage. Even with adding many 50 gallon drums filled with water for thermal mass and a makeshift climate battery and a multiwall polycarbonate cover, the temperatures in winter still drop so low that only very cold hardy plants survive.

“Underground” or earth sheltered greenhouses can also suffer from flooding and collapse. Only build this type of greenhouse after doing a lot of research.

Earth Berm

Another option is to berm or shelter one or two walls of the greenhouse. Traditionally, a greenhouse is fully bermed or earth sheltered the north side (south side in the southern hemisphere) and partially protected on the east and west sides. This normally requires a sloping south facing exposure and excavation. The earth berm provides insulation, wind protection and thermal mass, but also complicates the construction. It may not be appropriate for suburban or urban locations due to space constraints.

Mist Cooling

Evaporative cooling by spraying tiny water droplets into the greenhouse has met with limited success. The droplets must be tiny, and this requires tiny, closely spaced nozzles operated at relatively high pressures — an expensive design. Water must be well filtered to prevent nozzles from clogging. Uniform distribution of the water droplets throughout the house is difficult to accomplish.

If the mist system carries any minerals in the water, deposits will be left on plant foliage. This accumulation can reduce photosynthesis substantially and can lead to salt toxicity. The mist system can also cause wet foliage, leading to disease problems, particularly when the droplet size is too large.

Mist cooling does not cool as effectively as a conventional evaporative cooling pad system but it is less expensive. The system requires no collection pan or sump. It can cause runoff or puddling beneath the pads if all the water sprayed on the pads is not vaporized.

A system that is actually a combination of a cooling pad and misting (or fogging) system is shown in Figure 8. This is sometimes called a “fogging pad” system. Some growers have used it with success.

The system should provide approximately 20 gallons of water per minute to be sprayed on the pad (typically 20, 1-gpm spray nozzles) for each 48-inch fan in the ventilation system. This amount of water, however, will not always be needed.

Warmer air will evaporate water faster than cooler air. The amount of water added to the pads can be adjusted using a combination of valves, time clocks and thermostats. As the temperature in the greenhouse increases, so does the frequency of mist nozzle operation.

Your Options

Here at Rimol, we like to think and design for what best serves our customers. That line of thinking is what leads us to create such options as our Catamount Coldframe or Rolling Thunder. This option suits growers that want to find the sweet spot between a more robust greenhouse such as the Matterhorn and Nor’Easter, and a simple coldframe that will not provide the same level of season-extending benefits.

The benefits of both options are many and specific to your region, crops, and purpose. And the more growers that produce fresh, local produce year-round, the more local economic impact these operations will have on their surrounding community. Plus, who doesn’t love fresh, snappy produce or fresh-cut flowers grown by a neighbor just down the road? In fact, the USDA is so adamant on getting more growers to use these structures that the will subsidize the costs to make that happen.

If you’re still not quite sure about how to decide between the two options, or just have questions that were not covered here, get in touch. We’re always here to help you solve the mystery of finding the perfect greenhouse – or high tunnel – for you.

Natural Ventilation

Some greenhouses can be ventilated using side and ridge vents, which run the full length of the house and can be opened as needed to provide the desired temperature. This method uses thermal gradients, creating circulation due to warm air rising.

Houses with only side vents depend upon wind pressure for ventilation and are usually not satisfactory. The warm air must be allowed to rise through the ridge vent while cooler air enters along the sides. The vent size is important. Ridge vents should be about one-fourth the floor area and the side vents about the same size. The roof vents should open above the horizontal position to provide about a 60-degree angle to the roof. Most of these vents are manually operated.

Hydroponics

Hydroponics is growing plants without soil. The plans are grown in water that has nutrients and minerals. In many cases hydroponics are combined with fish production resulting in aquaponics. If you want to combine your greenhouse with hydroponics (and/or aquaponics) you will need electricity, heat, and water. Be sure to do research before you choose hydroponics or aquaponics.

Verweise

AMCA. Air Movement and Control Association International, Inc. 30 West University Dr., Arlington Heights, IL 60004-1893.

ASABE. Engineering Practice. 1993. Heating, Ventilating and Cooling Greenhouses. ASAE EP 406. American Society of Agricultural Engineers. St. Joseph, MI 49085.

Hellickson, M.A., and J. Walker. 1983. Ventilation of Agricultural Structures. American Society of Agricultural Engineers: St. Joseph, MI 49085.

Status and Revision History
Published on Feb 23, 2009
Published on May 14, 2009
Published with Minor Revisions on Nov 23, 2011
Published with Full Review on Dec 03, 2014

Plastics

Greenhouses can be closed in with purpose made glass, plastic panels, multiwall polycarbonate panels, and sheets of plastic. The sheets of plastic are measured in MILs. 4mil plastic is generally lighter weight and more easily torn that 12mil (mil refers to the millimeter thickness).

  • 4 mil is likely only good for 1 year
  • 6 mil plastic can last a few years
  • 12 mil is better for the large “high tunnel” hoop houses

There are custom plastic films that may provide better tear resistance, and solar resilience over time. You will need to research each film type for its durability. Also some plastic sheeting is not the best for greenhouses because it will break down in sunlight, or not allow much of the need sunlight wavelengths through. Make sure you select the right type. It should note in the product materials that it is greenhouse plastic.

Note: The USDA has a grant program to help farmers afford hoop houses for greenhouse production. You can learn more at the High Tunnel System Initiative home page.