Welkom bij
Moderne landbouw
!
Elk jaar komen er honderden nieuwe kleine boeren in de industrie, elk ten dienste van een unieke gemeenschap en het oplossen van unieke problemen. Veel van die problemen hebben te maken met energie – het gebrek daaraan, de behoefte aan duurzamere bronnen, en de behoefte aan energie-efficiëntere kweeksystemen.
Sommige boeren hebben ervoor gekozen om die problemen op te lossen met zonne-energie. Onderzoekers zoals Lindsey Schiller en Marc Plinke zijn er om die oplossingen te voeden. De twee brachten onlangs een boek uit over het bouwen en inrichten van kassen op zonne-energie. Vandaag krijgen we een kijkje terwijl ze een belangrijke maatstaf voor verwarming uitleggen.
Een van de grootste uitdagingen waar glastuinders mee te maken hebben, is verwarming. Als u op een plaats woont die buiten het ideale temperatuurbereik voor uw gewassen valt, dan heb je waarschijnlijk zelf met dit probleem te maken gehad. En iedereen die is begonnen met het verwarmen van hun kas, is de term tegengekomen, "R-waarde".
De R-waarde van een kas is de sleutel tot het meten van de warmtebehoefte van je kas en het kiezen van materialen waarmee je de kas efficiënt kunt verwarmen. Lees verder voor uitleg van R-waarden, warmteverlies, en beglazing (lichtdoorlatende) materialen die de twee in evenwicht houden.
*Deze tekst is een fragment uit het boek, Het hele jaar door zonnekas door Lindsey Schiller en Marc Plinke. Bekijk hier het boek voor meer hoogwaardige informatie over het bouwen van zonnekassen.
De universele maatstaf voor het beoordelen van isolatiematerialen is de R-waarde. Het meet de weerstand van een materiaal tegen thermische geleiding, of de isolerende kwaliteit ervan. Hoe hoger de R-waarde, hoe meer isolerend. R-waarden domineren elke discussie over isolatie omdat ze een eenvoudige waarde zijn die op elk materiaal kan worden toegepast. Echter, wat minder wordt besproken, is dat R-waarden slechts een deel zijn van de vergelijking die het totale warmteverlies door een wand van het oppervlak meten, die kan worden gedefinieerd als:
Warmteverlies =(1/R-waarde)(oppervlak)(∆T)
R-waarde =weerstand tegen warmteoverdracht van een materiaal
∆T =het verschil tussen binnen- en buitentemperatuur in graden F
belangrijk, de relatie tussen R-waarden en warmteverlies is niet lineair, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Dat gegeven heeft grote implicaties bij het kiezen van een isolatiestrategie. We zeggen 'strategie' omdat je natuurlijk keuzes hebt over waar en hoeveel je wilt isoleren. De grafiek laat zien dat het warmteverlies sterk daalt als je van een R-1 naar een R-2 gaat, maar relatief weinig verandert als je toeneemt van R-20 naar en R-21. Hoewel in beide gevallen de R-waarde met 1 toeneemt, de eerste upgrade zal een enorme impact hebben op het totale warmteverlies, de tweede relatief weinig.
De implicatie is dat geld veel beter kan worden besteed aan het toevoegen van wat isolatie aan oppervlakken met een lage R-waarde zoals beglazing, liever veel investeren in "supergeïsoleerde" muren met zeer hoge R-waarden. Door deze niet-lineaire relatie, we raden aan ervoor te zorgen dat alle beglazingsmaterialen een behoorlijke R-waarde hebben (minimaal R-2).
Om dit punt verder te illustreren, de volgende grafiek vergelijkt verschillende combinaties van R-waarden voor het beglazingsoppervlak (zowel in het dak als op de muren) en voor het geïsoleerde muuroppervlak. We gebruiken een hypothetische kas, en houd andere variabelen hetzelfde, alleen de R-waarden van elk oppervlak veranderen.
Het eerste scenario is een traditionele ongeïsoleerde kas met aan alle zijden en het dak polyethyleen of enkel glas (R-0,83). Er is geen geïsoleerde wand.
De tweede gaat ervan uit dat dezelfde structuur op alle oppervlakken een dubbele beglazing (R-2) heeft.
De derde voegt R-10-isolatie toe aan de noordmuur, en sommige in het oosten en westen. Nu heeft de kas wat we een verhouding van 50% beglazing tot isolatie zouden noemen, ongeveer de helft van de ruimte is geïsoleerd met een R-10-muur en de andere helft met R-2-beglazing.
Vanaf daar, we veranderen de twee variabelen enigszins, het gebied van de geïsoleerde wand veranderen in R-40 (run #4), of alleen de beglazing veranderen in R-3 (run #5). De laatste vertegenwoordigt de meest efficiënte structuur, combinatie van een R-40 wand met R-3 beglazing.
De verandering in het totale warmteverlies toonde de terugverdientijd aan van het upgraden van beglazingsmaterialen tot een behoorlijke R-waarde. Door de tweede laag beglazing toe te voegen (van R-1 naar R-2) wordt het warmteverlies met meer dan 50% verminderd. Het toevoegen van de geïsoleerde muur vermindert het totale warmteverlies met nog eens 35%. Vanaf daar, de terugverdientijd wordt minder eenvoudig. Door van een R-10 naar een R-40 wand te gaan, wordt slechts 10% warmte bespaard.
Of deze investering het waard is, hangt af van uw doelstellingen voor de kas, de huidige kosten van verwarming, de kosten van het isolatiemateriaal, en uw klimaat. Om het effect voor uw gebied te evalueren, we raden aan om uw eigen snelle analyse uit te voeren met behulp van een online warmteverliescalculator, zoals "the Home Heat Loss Calculator" op builditsolar.com. Handberekeningen zijn ook mogelijk, maar worden minder relevant gezien het gemak en de functionaliteit van online rekenmachines.
We werken dit uit omdat een veelgemaakte fout die we zien, is dat er veel geld en moeite wordt besteed aan het maken van supergeïsoleerde muren (R-40 of hoger), terwijl we tegelijkertijd zeer slechte beglazingsmaterialen gebruiken. De rechtvaardiging is meestal "Ik heb een denkbeglazing nodig voor lichttransmissie." Echter, het toevoegen van een tweede laag beglazing is meestal slechts 10% minder licht. Gezien de enorme energiebesparing uit die extra laag, naar onze mening, de verhoogde temperaturen en prestaties zijn het waard.
*Einde fragment
Zodra u de R-waarde begrijpt, je kunt verschillende kasmaterialen en isolatie gaan vergelijken. Elke kas zal unieke behoeften hebben. Bijvoorbeeld, De kassen van Bright Agrotech in Laramie maken gebruik van een dubbele laag polyethyleen in combinatie met een boiler om de koude winters te compenseren. 
Zoals Lindsey hierboven vermeldde, verdubbeling van uw beglazing (het lichtdoorlatende materiaal van de kas – in ons geval, de polyethyleenlagen) heeft meestal hogere voordelen in isolatie dan verliezen in licht. Kwekers kunnen lichtverlies vaak op andere manieren compenseren; bijvoorbeeld, De kas van Bright Agrotech maakte gebruik van reflecterende ZipGrow-torens en bijsnijden op een transportband om het licht efficiënter te gebruiken.
Een kas bouwen hoeft niet overweldigend te zijn. Met bronnen zoals Het hele jaar door zonnekas en Upstart University, nieuwe boeren kunnen hun bedrijf op de juiste manier starten.
Haal het boek hier.
Lindsey Schiller studeerde conventioneel kasontwerp en -beheer aan het Controlled Environmental Agriculture Center van de Universiteit van Arizona voordat hij zich verdiept in het ontwerp van zonnekas.
Met co-auteur Marc Plinke, ze richtte Ceres Greenhouse Solutions op voor onderzoek, ontwerp, en bouw jaarrond energiezuinige kassen. Lindsey heeft ontworpen, toerde en hielp bij de bouw van honderden energiezuinige kassen, van kleine woongebouwen tot commerciële voorzieningen van hectare.
