04/21/2024

Havearbejde

Hvordan – og hvorfor – bygger man et passivt soldrivhus

Beslutningen om at bygge et miljøvenligt drivhus på vores lille gård i Pennsylvania var virkelig en eftertanke.

Det solrige interiør af et eksperimentelt bæredygtigt drivhus med hvide rammer, glasvinduer, svampejord og en væg af sorte ståltønder.

Min kone Shana og jeg havde lige købt vores første stykke tungt udstyr, en brugt Caterpillar minilæsser, og jeg ledte efter et stort projekt for at lære mig selv at bruge det.

'Måske skulle vi bygge et drivhus,' sagde hun.

'Lyder godt,' sagde jeg. »Men drivhuse skal opvarmes. Propan er ret dyrt. For ikke at tale om forureningen.'

'Tag et kig på det her.' Hun vippede sin iPad for at vise mig en bygning, der lignede en krydsning mellem en glaslade og en Superfund-plads.

'Hvad er der inde i de ståltromler?' Jeg spurgte. 'Kemikalier?'

'Nix. Frisk vand. Tusindvis af liter af det. Vandet opvarmer drivhuset om vinteren og køler det om sommeren.”

'Er der ingen varmelegeme? Eller fans?”

'Ingen fossile brændstoffer påkrævet. Det lyder godt, ikke?”

Det lød godt. Lidt for godt.

'Jeg ved det ikke...' sagde jeg.

'Nå, jeg synes, vi skal bygge en,' sagde hun. 'Du vil være ekspert med den læsser, når den er færdig.'

Og bare sådan blev jeg overtalt.

Hvorfor et drivhus?

Pennsylvania vintre er lange, kolde og mørke. Forårsfrysninger her er almindelige og uforudsigelige.

Et drivhus ville i høj grad forlænge vores vækstsæsoner og gøre det muligt at eksperimentere med planter og træer, der simpelthen ikke er hårdføre nok til vores klima (vi er i USDA Zone 6b).

Vores sind løb med muligheder.

Vi kunne dyrke appelsiner, limefrugter, granatæbler - måske endda avocadoer! For ikke at nævne grønt og tomater i haven. Tænk på de salater, vi ville have i februar.

Vi kunne også godt lide ideen om at skabe et varmt, lyst, plantefyldt rum for at hjælpe med at udligne vintersvalen.

Var dette miljøvenlige drivhus i virkeligheden?

Jeg var i tvivl om at opvarme et drivhus i vores klima med intet andet end tønder vand, men jo mere jeg læste om designet og dets skaber, Cord Parmenter afSmart Greenhouses, LLC, jo mere begyndte jeg at tro.

Cord har bygget drivhuse i højden i Colorado Rockies siden 1992. Han har bygget snesevis af dem efterhånden og forbedret designet med hver iteration. Han lærer også folk om dem. Colorado College for nylig bestiltet af hans bæredygtige drivhuse. Billederne af den smukke struktur forseglede aftalen for os.

Hvordan kommer du til at bygge et af Cords drivhuse?

For at denne form for drivhus kan holde sig varm gennem vinteren, skal den maksimere den passive solvinding og minimere varmetabet.

Disse to enkle principper driver alle materialevalg og byggeteknikker. Vandtønderne er i stand til at fungere som gigantiske termiske batterier, men kun hvis drivhuset er korrekt placeret, gennemtænkt bygget og ekstremt godt isoleret.

En tæt bygning vil beskytte dine træer og planter om vinteren, men om sommeren skal drivhuset udluftes som alle andre. I tråd med temaet bæredygtighed har Cord udviklet en måde, hvorpå drivhusets ventilationsåbninger åbner og lukker, når temperaturen stiger og falder - uden at skulle stole på elektriske motorer.

Ydersiden af ​​et bæredygtigt drivhus med glasvinduer, åbne ventilationsåbninger, rød metalbeklædning og polycarbonatplader til en del af taget.

Jo mere vi lærte om dette skøre drivhus, der opvarmede og afkølede sig selv uden at brænde en dråbe brændstof eller bruge en watt elektricitet, jo mere fascinerede var vi.

Men udsigten til at bygge det var skræmmende.

Jeg er en inkarneret gør-det-selv-mand med en god del byggeerfaring, men hvis vi skulle bygge en så kompliceret struktur fra bunden, havde vi brug for et detaljeret sæt planer.Heldigvis sælger Cord dem. Han er også tilgængelig på telefon eller e-mail, hvis der skulle opstå spørgsmål under dit byggeri.

Sådan placeres et drivhus for maksimal solindvinding om vinteren

Korrekt placering af drivhuset er yderst vigtigt. For at udnytte vinklen på vintersolen fuldt ud, skal glasvæggen vende rigtigt mod syd, i modsætning til magnetisk syd. Vinduerne og det gennemsigtige tag på drivhuset må ikke være i skyggen af ​​bygninger eller træer.

Adgang til vand og elektricitet er også vigtige overvejelser på stedet, især hvis du vil være i stand til at vande dine planter nemt og have ovenlys, eller måske et internetaktiveret termometer.

Vi havde allerede identificeret et sted på vores ejendom til det nye drivhus. Da planerne ankom fra Cord, havde jeg ryddet jorden; etableret dræning; og skabte en stor niveauplade til bygningen. Jeg havde også fjernet muldjorden og lagt den til side til senere brug.

Det var et lynkursus i at bruge en læsser!

Den ryddede plads til et drivhus, noget mudret, med en rød lade i baggrunden og nøgne træer.

Så var det tid til at anlægge bygningen. For at finde ægte syd downloadede jeg en kompas-app på min telefon og brugte derefter denneNOAA hjemmesideat beregne deklinationsjusteringen for vores bredde- og længdegrad.

Hvor vi bor, er deklinationsjusteringen 11˚ vest, så sand syd for os er på 191˚ på et kompas, i modsætning til 180˚ for magnetisk syd.

Da drivhusets glasvæg var lagt ud mod 191˚, blev resten af ​​væggene sat vinkelret på hinanden på sædvanlig vis.

Betonformen arbejder for et bæredygtigt drivhus med tømmerformer udlagt i en firkant og en rød pælestald i baggrunden.

Et varmt og solidt fundament

At få fundamentet rigtigt er afgørende for enhver struktur, men især for netop dette drivhusdesign. Cord leverer tegninger til to forskellige slags fundamenter: en traditionel blokvæg sat på en betonfod; eller hvad han kalder et 'mole og bjælke' fundament, som involverer en enkelt, monolitisk betonstøbning, der skaber et fundament af indbyrdes forbundne moler og bjælker.

Betonfundamentet, der for nylig er støbt, af et bæredygtigt drivhus med bar jord indeni og en rød lade i baggrunden.

Hvorfor et så stærkt fundament?

En enkelt femoghalvtreds gallon ståltromle fuld af vand kan veje næsten 500 pund. Gang det med treogtres, antallet af tønder brugt i Cords 'Walden' drivhusdesign, og du ser på en ti fod høj stabel tønder, der tilsammen vejer over 30.000 pund eller femten tons.

Dette er ikke tiden til at spare på beton og armeringsjern!

Uanset om dit fundament er betonklods eller mole-og-bjælke, skal du isolere det med 2' tykke stive styrofoampaneler eller tilsvarende. At holde kulden ude over og under jorden er en topprioritet.

Det færdige og isolerede fundament til et bæredygtigt drivhus. Isoleringen er blå. Der er en rød stanglade i baggrunden, samt en gul Caterpillar minilæsser.

Indramning, maling, fugning og blinkning

Drivhuse har en tendens til at være ekstremt fugtige steder. I stedet for at bruge trykbehandlet træ, som kan indføre giftstoffer i jorden, kræver Cords design almindeligt indramningstømmer, men grundet og malet med mindst to lag udvendig maling af høj kvalitet. Hver rammesamling er tætnet.

Et delvist indrammet bæredygtigt drivhus. Rammen er malet hvid. En del af den blå isolering på fundamentet er synlig. En aluminiumsstige læner sig op ad rammen.

Trætærskelpladen under de nederste ventiler er særligt sårbare over for fugt, både i form af regn, der blæser ind, mens ventilerne er åbne, og fra kondens, der løber ned ad indersiden af ​​vinduesvæggen. Så karmen bliver beklædt med metalinddækning.

Drivhusets bagvæg; halvdelen af ​​sidevæggene; og loftet over tønderne er alle fuldt isolerede, enten med glasfiberbats; med såkaldt 'Ecofoil', som i det væsentlige er bobleplast beklædt med folie; eller med begge.

Den brune kraftpapirbeklædning af glasfiberisoleringsbatts er synlig mellem rammeelementerne i det bæredygtige drivhus.

Disse isolerede rum skal beskyttes mod fugt, så dit indvendige sidebeklædningsmateriale skal være vandtæt, og alle samlinger skal omhyggeligt tætnes. Vi brugteHardiePanel lodret sidebeklædning, som er 4' x 8' plader af tynd cementplade, på de indvendige vægge.

Et usædvanligt tag og en endnu fremmed væg af vinduer

En udsigt over den hvide indramning af den sydlige vinduesvæg i det bæredygtige drivhus. Hvide polycarbonatpaneler er synlige på taget, sammen med grå metaltagbeklædning.

Cord specificerer to forskellige slags polycarbonatpaneler til drivhuset: den ene til den gennemskinnelige del af taget og den anden til væggene. Taget får 'Softlite diffused panels', som beskytter dine planter mod at blive brændt. Væggene får klare paneler for at maksimere effekten af ​​vintersolen.

Et af de mest teknisk udfordrende aspekter af bygningen viste sig at være den vinklede glas, sydvendte væg. Du kunne bruge polycarbonatplader til hele spændet, men vi kunne godt lide udseendet af glasvinduerne i Colorado Colleges drivhus, så vi valgte at bruge de ekstra penge.

En udsigt over den sydlige vinduesvæg i det bæredygtige drivhus, med to glaspanelenheder installeret og med noget rødt metalbeklædning synligt.

De termoruder i sig selv er ret dyre og kræver alle slags specialiserede afstandsstykker, tætningsmidler og tilpasset metalbånd. Vi elsker udseendet af dem, især udsigten inde fra drivhuset. Men vi har haft nogle problemer med, at nogle få af enhederne har mistet deres forsegling og dugget til.

Udsigt til sydvæggen af ​​det bæredygtige drivhus med de fleste glasvinduer installeret. Den røde metalbeklædning på vestgavlen ses.

Første gang det skete, ringede jeg til glasfabrikanterne, som havde lavet enhederne for os, for at se om en erstatning under garantien.

Det var da, jeg lærte, at montering af enhederne på en vinkel - for eksempel på sydvæggen af ​​vores drivhus - gjorde garantien ugyldig.

Producenterne arbejdede lidt sammen med os om udskiftningen, men du vil måske finde en glasforretning, der vil være villig til at garantere sine enheder til denne applikation.

Drivhusventiler, der ikke bruger elektricitet

Der er ikke noget mere fantastisk end at se vores drivhus 'ånde' af sig selv i løbet af en varm dag - vel vidende, at dets ventilationsåbninger åbner og lukker uden hjælp fra fossile brændstoffer.

Et nærbillede af det bæredygtige drivhuses eksperimentelle udluftningssystem. Ventilationerne er åbne i dagens varme. Nogle grønne planter er synlige inde i drivhuset.En visning af bagsiden af ​​det bæredygtige drivhus, der viser en bagveranda med brune træsøjler, de eksperimentelle åbninger nær tagryggen, som er røde, og rød metalbeklædning på bagsiden af ​​drivhuset og på den østlige gavl.

Dette opnås på to måder: ved at fremstille de to sæt ventilationsåbninger, lav og høj, af specielle materialer; og ved at bruge automatiske udluftningsåbnere kaldet 'Gigavents.'

Gigavent-åbnere bruger voksens hydrauliske egenskaber til at åbne og lukke drivhusets ventilationsåbninger.

Når den omgivende temperatur i drivhuset stiger, smelter voksen inde i Gigavent og genererer hydraulisk tryk. Det tryk er det, der skubber udluftningen op. Når drivhuset afkøles, hærder voksen, det hydrauliske tryk aflastes, og ventilationsåbningerne lukker langsomt.

Et nærbillede af den eksperimentelle udluftningsåbning kaldet en Gigavent, med en sort rillet cylinder monteret i tynde stålkæber.

Der er helt sikkert en læringskurve til at installere og bruge Gigavents. Ledning er en skrifttype for viden om disse enheder. Han har også udviklet hardware, der udvider åbningsområdet for Gigavents, hvilket giver dig mere fleksibilitet til at kontrollere dine ventilationsåbninger på forskellige årstider.

En visning af det hvide indrammede loft i det bæredygtige drivhus med en række eksperimentelle udluftningsåbninger og en række af sorte ståltønder synlige.

Vi købte et sæt af denne hardware af ham – som han faktisk skræddersyede til vores drivhus – og har fundet det ret nyttigt.

En udsigt over det solrige indre af det bæredygtige drivhus, med glat brun svampejord synlig, en mur af sorte 55-liters tromler og flere unge grønne citrustræer, der for nylig er blevet plantet.

Ændret jord så langt øjet rækker

Et af vores yndlingstræk ved dette design er manglen på menneskeskabte gulve. Hver kvadratcentimeter af drivhuset er fyldt med ændret muldjord, hvilket betyder, at vi kan dyrke træer og planter, hvor vi vil.

Jeg nævnte tidligere, at jeg havde fjernet muldjorden, da jeg forberedte stedet. Ved hjælp af vores læsser blandede jeg muldjorden med yderligere fyrre kubikmeter organisk svampejord.

Efter fundamentet var i, læssede jeg jorden tilbage inden for betonomkredsen og rivede det hele i vater.

Nogle få af de træer, vi har plantet - især citrustræerne - har haft behov for yderligere jordforbedring. Men kombinationen af ​​Pennsylvania muldjord og beriget svampejord har vist sig at være et glimrende udgangspunkt.

Faciliteter til drivhuset: Vand, strøm og et internet-klar termometer

Vi kørte en-tommers fleksibelt PVC-vandrør fra en tee i et rør, der forsyner en nærliggende pælestald. Vandledninger her skal begraves under frostlinjen, hvilket indebærer, at der skal graves dybt nok til at vi kommer ind under drivhusets fundament. Vi afsluttede vandledningen i enfrostfri brandhane, selvom temperaturen i drivhuset aldrig må komme under frysepunktet.

En lys rød vandhane med en grøn slange påsat, ved siden af ​​en eksperimentel udluftningsåbning

Vi kan tilfældigvis godt lide højden af ​​disse brandhaner. Vi tænker meget over aldring på plads, og enhver mulighed for at undgå at sidde på hug eller bøje sig er velkommen.

Mens hele pointen med drivhuset var at undgå brugen af ​​fossile brændstoffer, besluttede vi at køre to 20 ampere kredsløb fra stangstalden, primært til belysning, men også for at give os muligheder, hvis vi nogensinde skulle have brug for at tilslutte noget.

Alle de ledninger, vi brugte i drivhuset, er sorten 'direkte nedgravning', hvilket betyder, at dens beklædning er tyk og vandtæt. Dette gjorde ledningsføringen noget vanskeligere - jeg taler her som chefelektriker - men jeg kunne godt lide ideen om ekstra beskyttelse mod den ekstreme fugtighed inde i strukturen. Vi valgte heavy dutyudvendige loftarmatureraf samme grund.

En fjerntemperatursensor formet som en blå terning, ved siden af ​​en wi-fi-gateway-enhed, som også er kubisk, men noget større, og som har en kort skæv antenne.

Vi var meget interesserede i at fjernovervåge temperatur- og luftfugtighedsniveauerne i drivhuset. DetSensorPush trådløst termometerhar vist sig at være bundsolid.

Da selve termometeret skal kommunikere med internettet for at det kan være nyttigt uden for Bluetooth rækkevidde, parrede vi termometeret med enSensorPush Wifi Gateway. Gatewayens rækkevidde er fremragende. Det er i stand til at oprette forbindelse til wifi-routeren i vores hus mere end 120 fod væk.

Efter alt det, virker vores bæredygtige drivhus virkelig?

Vi begyndte at overvåge temperaturen i drivhuset, så snart vi var færdige med at bygge det sidste juli. Ifølge SensorPush-appen var den højeste sommertemperatur i drivhuset 98,5˚Fahrenheit (36,9˚C).

En vinterscene foran det bæredygtige drivhus med en enorm snedrive. En gul Caterpillar minilæsser har ryddet sne langs det meste af drivhusets sydvæg. Der er en knaldrød pælestald i baggrunden.

Nu, for vinterens laveste tid ... drivhuset var på sit koldeste i slutningen af ​​december, som man kunne forvente, på en af ​​årets korteste dage. Udenfor faldt temperaturen til 0˚F (-18˚C).

Indenfor kom temperaturen ned på 36,5˚ – men ikke lavere.

Vores citrustræer overlevede vinteren og trives.

Et nærbillede af nogle grønne grene af et sundt Meyer citrontræ med tre fuldt formede grønne citroner. I baggrunden ses væggen af ​​sorte 55-gallon tromler.En enkelt strålende rød granatæbleblomst hænger foran væggen af ​​sorte 55 gallon trommer. Også synlig er en række af plast terra cotta plantekasser med små grønne formerede frugttræer.En enkelt lysegrøn Cara Cara orange, beliggende blandt store grønne blade, foran væggen af ​​sorte 55-liters tromler. Der er også grønt plantenet og en tomatplante synlig i baggrunden.

Vores bæredygtige drivhus er alt, hvad vi håbede, det ville være: en produktiv, året rundt have og en meget munter modgift mod vinteren.

Nu skal vi bare håndtere de bladlus, der er flyttet ind.

De synes at kunne lide stedet lige så meget som os.

Photo

8 trin til en mere naturlig og billigere vaskerutine

- -

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