Serre insolite. Aumentiamo l’efficienza energetica

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Serre della trincea di Antropov, serra vegetariana di Ivanov, serra ecologica, serre solari con accumulatori di calore. In questo articolo considereremo le caratteristiche del dispositivo e i vantaggi di queste strutture uniche..

Serre insolite

Le serre sono strutture che prolungano significativamente il tempo di crescita di varie colture. Sono necessari ovunque. Nelle regioni settentrionali, è importante non perdere una sola giornata calda e ogni grado di calore risparmiato è della massima importanza – dopo tutto, quando si coltivano ortaggi, è necessario mantenerlo in un tempo molto breve. Nelle regioni meridionali, la serra aiuterà a coltivare piante quasi tutto l’anno..

Sfortunatamente, le strutture tradizionali che possono essere trovate su quasi ogni trama personale hanno tre principali inconvenienti:

  1. Al momento del basso standing del sole, e accade al mattino e alla sera in primavera, autunno e inverno, i suoi raggi si riflettono molto fortemente ad angoli acuti, per cui solo il 25-30 percento dell’energia solare può penetrare nella serra.
  2. Nella stagione fredda, è abbastanza difficile immagazzinare e risparmiare calore a causa delle grandi perdite attraverso la copertura della serra, che porta a enormi salti nelle temperature diurne e notturne – e questo ha un effetto estremamente negativo sullo sviluppo e sulla fruttificazione delle colture.
  3. Le serre tradizionali hanno la ventilazione diretta sotto forma di tutti i tipi di prese d’aria, porte e simili. Ed è attraverso di esso che tutto ciò che è così necessario per le piante per la normale crescita, anidride carbonica, azoto e quasi tutta l’umidità evaporata dalle colture. Ecco perché i letti delle serre necessitano di annaffiature e concimazioni costanti..

I principi unici di progettazione delle serre discussi di seguito aiutano a risolvere tutti questi problemi..

Serre di fossa di Vladimir Antropov

Il nome parla da solo. La base di una tale giovenca è una trincea con una profondità di un metro e mezzo o più (tutto dipende da quanto è profonda la falda freatica sul sito), la lunghezza è arbitraria, la larghezza è di due metri. Ai lati della trincea sono disposti muri di sostegno in mattoni che fungono da meraviglioso accumulatore di calore. Per le piante in crescita, qui vengono utilizzati letti alti in mattoni – per una descrizione dettagliata del loro design, vedere l’articolo “Agricoltura biologica. Come creare letti intelligenti ”. Il loro principale vantaggio in questo caso è che accumulano attivamente calore durante il giorno e lo rilasciano gradualmente di notte..

Serre insolite

Dall’alto, la serra della trincea è coperta da una semplice struttura ad arco di tubi di plastica piegati da un arco. I tubi sono posizionati ad intervalli di 1,2 metri e sono fissati insieme con traverse. L’involucro di plastica viene allungato nel modo seguente: un bordo della striscia è attaccato al binario e trascinato con due corde sull’altro lato. Successivamente, i bordi del film vengono premuti contro la base della serra con doghe di legno usando tasselli. Affinché il film si mantenga meglio, viene premuto sulla struttura con le corde gettate e ben distese tra i tubi del telaio.

Le porte situate quasi sotto il soffitto da entrambe le estremità fungono da prese d’aria nelle serre della trincea di Antropov. I letti di mattoni sono così alti che la loro superficie si trova sotto la cresta della serra – questo è il luogo che è una zona di accumulo stabile di aria calda. Con questa disposizione, non vi è alcun effetto negativo dell’aria fredda sulle piante: scorre uniformemente verso il pavimento.

Serre insolite

I vantaggi di una serra per trincea di questo design sono evidenti. In primo luogo, le perdite di calore sono notevolmente ridotte nelle serre di Antropov e l’alta temperatura rimane qui per molto tempo. Ciò è dovuto al fatto che oggetti di scena in mattoni e letti alti riscaldano rapidamente e accumulano una grande quantità di calore. Inoltre, in inverno, l’orizzonte del suolo profondo emana calore da solo. Il volume relativamente piccolo e l’area minima del vento contribuiscono al riscaldamento istantaneo dell’aria. Di conseguenza, la temperatura notturna in una serra del genere in inverno è di 8-12 gradi superiore a quella normale. Vorrei sottolineare che qui il riscaldamento non viene utilizzato affatto. E nelle notti più fredde, al fine di proteggere le piante dal gelo, è sufficiente coprire i letti con materiale di rivestimento non tessuto..

Un altro importante vantaggio delle serre di trincea di Antropov è che la temperatura dell’aria qui cambia senza intoppi. La superficie di scambio termico attraverso le pareti dei letti è tre volte più grande rispetto al suolo. Considerando che il mattone trattiene perfettamente il calore, si ottiene una sorta di volano termico, ovvero il calore in eccesso viene assorbito a lungo e la sua carenza viene compensata a lungo. L’aria in tali strutture non si surriscalda fino a metà giugno.

Serra ecologica

L’autore dell’idea è la contadina americana Anna Edei. Nell’organizzazione dell’eco-serra, Anna ha utilizzato le idee dei fondatori del movimento per la permacultura, basate sull’adattamento reciproco di tutti i membri di un determinato ecosistema. Abbiamo parlato in dettaglio della permacultura nell’articolo “Agricoltura biologica. Permacultura – vita in armonia con la natura “.

L’area della serra ecologica costruita da Anna Edei è di 300 mq. La struttura è allungata nella direzione da est a ovest. La parete nord verticale è coperta di plastica bianca e funge da riflettore dei raggi del sole. Il tetto è piano, inclinato a sud. Le pareti laterali sono realizzate in fibra di vetro e il tetto è ricoperto di salvia (affidabile isolante termico trasparente), un’attenzione particolare è prestata alla tenuta – tutto ciò garantisce una perdita di calore minima.

Ma il punto forte dell’eco-serra è la sua simbiosi con gli animali. Ad entrambe le estremità della struttura ci sono i locali per la loro manutenzione: da un lato una casa dei conigli, in cui 30-40 conigli vivono, dall’altra una casa di gallina per 60-70 polli. Queste camere sono anche molto luminose e ermetiche. La serra ecologica ha un sistema speciale di tubi perforati posati sottoterra, attraverso i quali l’aria calda proveniente dagli serramenti viene pompata nella serra con l’aiuto di un ventilatore. E insieme a questa aria – calore, ammoniaca, anidride carbonica e umidità. Di conseguenza, tutti sono buoni: l’aria nella pollaio e nella casa dei conigli viene pulita, alimentando e quindi riscaldando le piante nella serra.

Serre insolite

La composizione del terreno nella serra ecologica è la seguente: terra di zolle, sabbia, terriccio di pollo e escrementi di coniglio, cenere. Un sistema di irrigazione a goccia ben organizzato del sottosuolo crea le condizioni ideali per le piante, dopo che la raccolta di tutti i rifiuti va agli animali nelle vicinanze.

Anna Edei ha calcolato che ogni “animale” fornisce la quantità di calore annuale che si può ottenere da 10 litri di petrolio – i risparmi sul riscaldamento raggiungono i 7 mila dollari all’anno.

Serre insolite

Tra l’altro, nell’acqua si accumula una grande quantità di calore in una serra ecologica. Il volume totale dei serbatoi d’acqua installati è di circa 16 tonnellate e sotto il soffitto sono montati speciali ventilatori, alimentati da pannelli solari e accesi automaticamente in caso di sole. Scivolano aria calda su contenitori d’acqua, recintati dai letti con piante da una tenda durante il giorno. Durante il giorno, questi cosiddetti radiatori assorbono un’enorme quantità di calore, che emettono di notte. Tutti i serbatoi d’acqua sono interconnessi da tubi in modo che con l’aiuto di una pompa l’acqua calda dall’alto sia distillata verso il basso, quindi l’intero volume viene riscaldato uniformemente.

Nella calura estiva, una ventilazione appositamente studiata evita il surriscaldamento delle piante nella serra ecologica. Sul lato sud, i traversi si trovano proprio accanto al terreno e a nord – quasi sotto il soffitto. Ciò consente all’aria calda di risalire la rampa e fuggire rapidamente. I serbatoi con acqua levigano efficacemente la differenza di temperatura, di notte emettono calore diurno e durante il giorno – il fresco notturno, quindi la ventilazione viene utilizzata solo in giorni molto caldi.

Vegetariano Ivanov

Questo principio unico di serra è stato sviluppato e brevettato dall’insegnante di fisica di Kiev Alexander Vasilyevich Ivanov negli anni ’50 del secolo scorso. Il design del vegetariano è studiato nei minimi dettagli ed elimina tutti e tre i problemi principali delle serre tradizionali, di cui abbiamo parlato all’inizio: mancanza di luce solare, perdita di calore attraverso la copertura, perdita di anidride carbonica, umidità e azoto a seguito della ventilazione diretta. Parliamo di tutto in ordine.

È necessario costruire una vegetazione su un pendio (15-20 gradi). La pendenza può essere naturale o sciolta, ma necessariamente una pendenza verso i lati sud-est o sud. Le dimensioni approssimative dell’edificio: lunghezza 5 m, larghezza 4 m, altezza 1,7-2 m Il tetto piano e tre pareti sono realizzati in vetro o policarbonato cellulare, quest’ultimo essendo quasi ideale per questa struttura.

Serre insolite

La parete di fondo è solida. Questo può essere un muro adatto di una casa o di qualsiasi ripostiglio, imbiancato a calce, dipinto con vernice bianca e idealmente coperto con una pellicola a specchio. Funge da riflettore, raddoppiando i raggi del sole sul terreno..

Pertanto, una pendenza di 15-20 gradi, un tetto piano e una parete riflettente in inverno aumentano significativamente la penetrazione della luce solare e più basso è il sole, più potente è l’effetto..

I problemi di calore, anidride carbonica e perdita di azoto sono risolti grazie a un’invenzione interessante, che è un ciclo chiuso di scambio di calore e aria. I tubi di plastica sono sepolti nel terreno ad una profondità di 35-40 cm, situati a una distanza di 60-65 cm l’uno dall’altro attraverso l’intera area della serra. Le loro estremità inferiori (meridionali) vengono rimosse dal terreno e coperte da una maglia sottile (in modo da non ottenere detriti). Quelle superiori (a nord) sono collegate in un collettore trasversale, da cui è disposto un riser (tubo verticale) nella parete principale. Il riser non esce direttamente, ma attraverso una speciale camera di controllo, che si apre nel vegetariano ad un’altezza di circa un metro e mezzo. Sia sopra che sotto questa camera è limitata da serrande, e all’uscita della serra c’è un normale ventilatore domestico con una potenza di 15-20 W. Questa potenza è sufficiente per 3-4 tubi, il cui diametro è 7-10 cm. Se ci sono più tubi, è necessario montare un altro riser con una ventola.

Serre insolite

Durante il giorno, con tempo soleggiato, la temperatura all’interno della serra è di 30–35 gradi (anche in inverno). La serranda superiore della camera di controllo si chiude, la ventola si accende e aspira aria calda, spingendola attraverso i tubi nel terreno. In questo caso, il terreno si riscalda e l’aria raffreddata viene espulsa e si riscalda di nuovo. Di conseguenza, la terra si riscalda a una temperatura di 30 gradi per l’intera giornata e diventa un accumulatore naturale di calore, che dura tutta la notte. Di notte, un ventilatore spinge il calore dal suolo all’aria.

Un sistema simile è ampiamente usato in molti paesi europei, specialmente in Scandinavia, qui gli accumulatori di calore non sono solo il suolo, ma anche muri di pietra, collezionisti all’interno di piscine, pavimenti in pietra.

La pratica dimostra che se tutto è in ordine con la tenuta, un ciclo di scambio di calore così chiuso offre prestazioni eccellenti in inverno senza riscaldamento. Se in inverno è meno 10 di giorno, in vegetazione – più 18, di notte temperature di meno 15 in vegetazione – più 12. In caso di gelate molto gravi, un normale riscaldatore non molto potente (1–1,2 kW) viene inserito nella camera di controllo, con l’aiuto del quale l’aria calda viene immessa.

In primavera e in estate fredda, un ciclo chiuso nella stessa modalità protegge la serra dal surriscaldamento: di notte, il terreno non accumula più calore, ma freschezza, che raffredda l’aria durante il giorno.

In estate calda, questo sistema di scambio termico rimuove perfettamente il calore in eccesso all’esterno. Il lembo inferiore della camera si chiude e quello superiore si apre: il ventilatore espelle semplicemente l’aria calda dall’esterno vegetariano, ma si perde anche l’anidride carbonica, quindi si consiglia di utilizzare tale ventilazione solo in caso di emergenza. È il sistema chiuso di scambio di calore e aria che accumula la quantità di CO necessaria per la normale crescita e sviluppo all’interno della serra.2 e azoto.

Il sistema di tubi perforati, sepolto nel terreno della vegetazione, a ciclo chiuso, consente di risolvere il problema della perdita di aria e umidità del suolo. Un tale sistema stesso è un efficace collettore di condensa..

Serre insolite

Quando l’aria calda passa attraverso tubi freddi, emette molta acqua, che cade come condensa sulle pareti. Tubi – perforati (i fori con un diametro di una matita vengono praticati ogni 20 centimetri lungo tutto il loro fondo), posati su un sottile strato di pietrisco o argilla espansa, che consente all’acqua di passare liberamente nel terreno.

Quindi, quando viene attivato il sistema chiuso di scambio di calore e aria, l’acqua che evapora dalle piante e dal suolo viene costretta a ritornare alle radici. Il terreno caldo viene inumidito con acqua calda – non si può pensare a niente di meglio per le piante. Nella stagione calda, quando diventa necessario utilizzare la ventilazione aperta e manca l’umidità, nella vegetazione viene utilizzato un sistema di irrigazione a goccia.

Un altro punto molto importante è che la ventola montata nella camera di controllo è dotata dei più semplici sensori di temperatura. L’intero sistema si spegne automaticamente quando la temperatura dell’aria nei tubi sotterranei e nella matrice generale della serra si equalizza.

Il vegetariano di Ivanov non è solo una serra. Questa struttura unica di capitale è considerata un esempio di tecnologia per l’uso razionale dell’energia solare. Se la temperatura esterna non scende al di sotto di 10 gradi sotto lo zero, non è necessario alcun riscaldamento tranne i raggi del sole. Gli agronomi, che in pratica hanno imparato l’efficacia di una simile serra, affermano che i costi di mantenimento del microclima richiesto in un vegetariano sono 60-80 volte inferiori rispetto a una serra tradizionale convenzionale. Vegetariano paga nel primo anno, nonostante la necessità di costruire capitali.

Serre solari con accumulatori di calore

Come abbiamo già scoperto, uno dei principali problemi delle serre tradizionali è l’enorme perdita di calore attraverso la copertura esterna. Pertanto, se si desidera coltivare ortaggi in una serra normale durante la stagione fredda, è necessario prendersi cura del riscaldamento e del corretto isolamento termico. Questo è descritto in dettaglio nell’articolo “Riscaldamento elettrico di una serra – scelta del sistema di riscaldamento ottimale”.

Puoi risparmiare sul riscaldamento utilizzando il design della cosiddetta serra solare (serra solare), dotata di accumulatori di calore affidabili. Il design di tali serre ricorda il vegetariano Ivanov sopra descritto. Cioè, una parete solida, coperta con un materiale riflettente, il tetto e le pareti sono realizzati in materiale affidabile (il policarbonato cellulare o il doppio vetro è il più adatto), che riduce efficacemente la perdita di calore.

Serre insolite

Il clou principale delle serre solari è un accumulatore di calore del sottosuolo, organizzato come segue. Basato su un’area serra di 100 mq. m, viene scavato un buco nel mezzo, largo 1 metro, lungo 15 metri e profondo 1,2-1,4 metri, che viene riempito con pezzi di granito o mattoni rotti con una frazione di 150-200 mm. I canali in mattoni sono realizzati su tutta la lunghezza, uscendo attraverso tubi di plastica con un diametro di 350 mm. Da un lato, un ventilatore da 0,1 kW è installato in un canale di mattoni. Durante il giorno, la batteria è carica di calore, che funge da riscaldamento durante la notte.

Pertanto, abbiamo esaminato i principi unici della progettazione delle serre, che aiutano a mantenere un microclima ottimale per le piante in crescita senza costi aggiuntivi. Avendo costruito tali strutture, sarai in grado di coltivare ortaggi quasi tutto l’anno, il che fornirà alla tua famiglia non solo verdure ed erbe fresche, ma anche l’opportunità di organizzare un’attività aggiuntiva o molto redditizia, soprattutto in inverno..

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