Как да изградим пасивна слънчева оранжерия? Собствениците на малка малка ферма в Пенсилвания споделят, че решението да построят екологично чиста оранжерия е било наистина закъсняла мисъл. Фермерът и съпругата му Шана току-що били купили първото си тежко оборудване, използван мини товарач Caterpillar. Фермерът споделя че е търсел голям проект, за да се научи как да го използва. Ето какво си споделя фермерът:
„Може би трябва да построим оранжерия, каза тя. Звучи добре, казах аз. Но оранжериите трябва да се отопляват. Пропанът е доста скъп. Да не говорим за замърсяването. Погледни това. Тя наклони своя iPad, за да ми покаже сграда, която приличаше на кръстоска между стъклена плевня и склад.“
„Какво има вътре в тези стоманени варели? Попитах. Химикали? Не. Прясна вода. Хиляди литри прясна вода. Водата загрява оранжерията през зимата и я охлажда през лятото. Няма нагревател? Или климатици? Не са необходими изкопаеми горива. Звучи добре, нали? Звучеше добре. Малко прекалено добре. Не знам… казах аз. Е, мисля, че трябва да построим такава оранжерия, каза тя. Ще бъдеш експерт с този товарач, докато свършиш проекта. И точно така ме убедиха.“
Защо оранжерия?
Зимите в Пенсилвания са дълги, студени и тъмни. Пролетните замръзвания тук са често срещани и непредвидими. Една оранжерия значително би удължила нашите вегетационни сезони и би направила възможно експериментирането с растения и дървета, които просто не са достатъчно издръжливи за нашия климат.
Умовете ни се надпреварваха с възможностите. Можем да отглеждаме портокали, лайм, нарове — може би дори авокадо! Да не говорим за градинските зеленчуци и домати. Помислете за салатите, които ще ядем през февруари. Хареса ни и идеята за създаване на топло, светло, пълно с растения пространство, което да помогне за компенсиране на зимната пауза.
Беше ли наистина тази оранжерия екологична? Имах съмнения относно отоплението на оранжерия в нашия климат с нищо повече от варели с вода. Но колкото повече четях за дизайна и неговия създател, Корд Парментър (Cord Parmenter) от Smart Greenhouses, LLC, толкова повече започвах да вярвам.
Корд строи оранжерии на висока надморска височина в Скалистите планини на Колорадо от 1992 г. насам. Той е построил десетки от тях досега, подобрявайки дизайна с всяка итерация. Той също така учи хората за работа с тях. Колорадо Колидж наскоро поръча една от неговите устойчиви оранжерии.
Как се изградим сами оранжерия като на Корд?
За да може този вид оранжерия да остане топла през зимата, тя трябва да максимизира пасивното слънчево греене и да минимизира загубата на топлина. Тези два прости принципа управляват всички избори на материали и строителни техники. Варелите с вода са в състояние да действат като гигантски топлинни батерии, но само ако оранжерията е правилно разположена, внимателно изградена и изключително добре изолирана.
Стегнатата сграда ще защити вашите растения през зимата, но през лятото оранжерията трябва да се вентилира като всяка друга. В съответствие с темата за устойчивостта, Корд е разработил начин вентилационните отвори на оранжерията да се отварят и затварят, когато температурата се покачва и пада – без да се налага да разчита на електрически двигатели.
Колкото повече научавахме за тази луда оранжерия, която се отопляваше и охлаждаше сама, без да изгори и капка гориво или да използва нито ват електричество, толкова повече се заинтригувахме.
Как да разположим оранжерията за максимално слънчево греене през зимата
Правилното разположение на оранжерията е изключително важно. За да се възползвате напълно от ъгъла на зимното слънце, стъклената стена трябва да гледа към истинския юг, за разлика от магнитния юг. Прозорците и полупрозрачният покрив на оранжерията не трябва да бъдат в сянката на сгради или дървета.
Достъпът до вода и електричество също са важни съображения за мястото, особено ако искате да можете лесно да поливате растенията си и да имате термометър с достъп до интернет например.
Вече бяхме определили място в нашия имот за новата оранжерия. Бях разчистил земята и имах изграден дренаж. Създадох голяма равнинна площадка за сградата. Също така оголих горния почвен слой и го оставих настрана, за да го използвам по-късно. След това беше време да очертая сградата. За да намеря истинския юг, изтеглих приложение за компас на телефона си, за да изчисля корекцията на деклинацията за нашата географска ширина и дължина.
Там, където живея, корекцията на деклинацията е 11˚ на запад, така че истинският юг за нас е 191˚ на компас, за разлика от 180˚ за магнитен юг. След като стъклената стена на оранжерията беше разположена така, че да гледа на 191˚, останалите стени бяха поставени под прав ъгъл една спрямо друга по обичайния начин.
Топла и здрава основа
Поставянето на правилната основа е от решаващо значение за всяка структура, но особено за този конкретен дизайн на оранжерия. Корд доставя чертежи за два различни вида основи: традиционна блокова стена, поставена върху бетонна основа; или това, което той нарича основа „кей и греда“, което включва единично, монолитно бетонно изливане, което създава основа от взаимосвързани стълбове и греди.
Защо е нужна толкова здрава основа? Един стоманен варел от 200 литра, пълен с вода, може да тежи близо 220 кг. Умножете това по шестдесет и три, броя на варелите, използвани в дизайна на оранжерията „Walden“ на Корд, и ще видите че всичко това тежи около петнадесет тона.
Това не е моментът да пестите от бетон и арматура! Независимо дали основата ви е бетонен блок или стълб и греда, ще трябва да я изолирате с твърди стиропорни панели с дебелина от 5 см или еквивалент. Предпазването от студ над и под земята е основен приоритет.
Рамкиране, боядисване и уплътняване – как да изградим пасивна слънчева оранжерия
Оранжериите обикновено са изключително влажни места. Вместо да използва обработено под налягане дърво, което може да внесе отрови в почвата, дизайнът на Корд изисква обикновен дървен материал за рамки, но грундиран и боядисан с най-малко два слоя висококачествена външна боя. Всяка рамкова фуга е уплътнена.
Дървеният перваз под долните вентилационни отвори е особено уязвим на влага, както под формата на дъжд, който духа, докато вентилационните отвори са отворени, така и от конденз, който се стича от вътрешната страна на стената на прозореца. Така че прагът се покрива с метална облицовка.
Задната стена на оранжерията; половината от страничните стени; и таванът над варелите е напълно изолиран или с фибростъкло; или с така нареченото „Ecofoil“, което по същество представлява мехурчеста обвивка, покрита с фолио; или и с двете.
Тези изолирани пространства трябва да бъдат защитени от влага, така че вашият вътрешен сайдинг материал трябва да бъде водоустойчив и всички фуги трябва да бъдат внимателно уплътнени.
Необичаен покрив и още по-странна стена от прозорци
Корд определя два различни вида поликарбонатни панели за оранжерията: един вид за полупрозрачната част на покрива, а другият вид за стените. Покривът има „дифузни панели Softlite“, които предпазват вашите растения от изгаряне. Стените имат прозрачни панели, за да увеличат максимално ефекта от зимното слънце.
Един от най-трудните технически аспекти на конструкцията се оказва ъгловата стъклена стена с южно изложение. Можете да използвате поликарбонатни листове за целия участък, но ние харесахме вида на стъклените прозорци в оранжерията на Колорадо Колидж, така че решихме да похарчим повече пари.
Самите прозоречни модули с двоен стъклопакет са доста скъпи и изискват всякакви специализирани дистанционни елементи, уплътнители и персонализирани метални ленти. Обичаме вида им, особено гледката от вътрешността на оранжерията. Но имахме проблеми с някои от модулите, които загубиха прозрачността си и се замъглиха.
Парникови отвори, които не използват електричество – как да изградим пасивна слънчева оранжерия
Няма нищо по-удивително от това да гледате как нашата оранжерия „диша“ сама в течение на горещ ден – знаейки, че вентилационните отвори се отварят и затварят без помощта на изкопаеми горива.
Това се постига по два начина: чрез изработване на два комплекта вентилационни отвори, ниски и високи, от специални материали; и чрез използване на автоматични отвори за вентилация, наречени „Gigavents“.
Отварачките Gigavent използват хидравличните свойства на восъка, за да отварят и затварят отворите на оранжерията. Когато температурата на околната среда в оранжерията се повиши, восъкът в Gigavent се топи и генерира хидравлично налягане. Това налягане е това, което отваря вентилационния отвор. Когато оранжерията се охлади, восъкът се втвърдява, хидравличното налягане се освобождава и вентилационните отвори бавно се затварят.
Определено има крива на обучение за инсталиране и използване на Gigavents. Корд е източник на знания за тези устройства. Той също така е разработил хардуер, който разширява обхвата на отваряне на Gigavents, като ви дава повече гъвкавост да контролирате вашите вентилационни отвори през различните сезони.
Изменена почва, докъдето стига погледът – как да изградим пасивна слънчева оранжерия
Една от любимите ни характеристики на този дизайн е липсата на изкуствени подови настилки. Всеки квадратен см от оранжерията е пълен с модифициран горен почвен слой, което означава, че можем да отглеждаме дървета и растения, където пожелаем.
Споменах по-рано, че бях премахнал горния почвен слой, когато подготвях мястото. С помощта на нашия товарач смесих горния почвен слой с допълнителни четиридесет кубически метра органична почва за гъби.
След като основата беше поставена, натоварих почвата обратно вътре в бетонния периметър и я изсипах цялата. Няколко от дърветата, които засадихме – по-специално цитрусовите дървета – се нуждаеха от допълнително изменение на почвата. Но комбинацията от горния почвен слой на Пенсилвания и обогатената почва за гъби се оказа отлична отправна точка.
Удобства за оранжерията: вода, ток и готов за интернет термометър
Прокарахме гъвкава PVC водопроводна тръба от тройник в тръба, която захранва близкия хамбар. Водопроводите тук трябва да са заровени под линията на замръзване, което включва изкопаване на достатъчно дълбоки ровове, за да влезем под основата на оранжерията. Прекъснахме водопровода в незамръзващ хидрант, въпреки че температурата в оранжерията никога не трябва да пада под нулата.
Докато целият смисъл на оранжерията беше да се избегне използването на изкопаеми горива, ние решихме да пуснем две вериги от 20 ампера от хамбара на стълбовете, главно за осветление. Но също така и за да ни дадат опции, ако някога трябва да включим нещо.
Цялото окабеляване, което използвахме в оранжерията, е от сорта „директно заравяне“. Това означава, че обвивката му е дебела и водоустойчива. Това направи прокарването на кабелите малко по-трудно – говоря тук като главен електротехник – но ми хареса идеята за допълнителна защита от екстремната влажност вътре в конструкцията. Избрахме екстериорни таванни тела за тежък режим на работа по същата причина.
Имахме голям интерес към дистанционното наблюдение на температурата и влажността в оранжерията. Безжичният термометър SensorPush се оказа стабилен като скала. Тъй като самият термометър трябва да комуникира с интернет, за да бъде полезен извън обхвата на Bluetooth, ние сдвоихме термометъра със SensorPush Wifi Gateway. Обхватът на Gateway е отличен. Той може да се свърже с wifi рутера в къщата ни на повече от 35 метра.
След всичко това нашата устойчива оранжерия работи ли наистина?
Започнахме да наблюдаваме температурата в оранжерията веднага след като завършихме изграждането й миналия юли. Според приложението SensorPush пиковата лятна температура в оранжерията е била 36,9˚C.
Сега, за зимния минимум… оранжерията беше най-студена в края на декември, както бихте очаквали, в един от най-кратките дни в годината. Навън температурата падна до -18˚C. Вътре температурата падна до 2,5˚ – но не по-ниска. Нашите цитрусови дървета оцеляха през зимата и растат добре.
Нашата устойчива оранжерия е всичко, което се надявахме да бъде: продуктивна, целогодишна градина и много весела противоотрова за зимата. Сега просто трябва да се справим с листните въшки, които са се настанили. Изглежда, че харесват мястото също толкова, колкото и ние.
Следете ни в нашата Фейсбук страница за още полезни неща!
Източник и снимки: ruralsprout.com / pinterest.com
