Az üvegházak építészete és kapcsolatuk a környezettel

Amikor az építkezés keretei között elmélyülünk, és megvizsgáljuk, hogyan viszonyul a belső a külsőhöz, az üvegházak fogalma felbukkan, mint lehetőség a benti élet megteremtésére, akár külső tényezőktől függ, akár nem.

Üveggel vagy más átlátszó műanyaggal körülvett terekként definiált üvegházak kedvezőtlen külső időjárási körülmények között is elősegítik a zöldségek és dísznövények növekedését. De mit foglal magában a növények tervezése? Az éghajlat, a fajok, a szerkezeti kialakítás és a burkolat típusa csak néhány szempont a figyelembe veendő szempontok közül.

Az Egyesült Nemzetek Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) szerint a becslések szerint évente 52 millió hektár zöldséget termesztenek. Tekintettel arra, hogy a terület 22%-a (azaz 12 millió hektár) a védett mezőgazdasághoz kapcsolódik, és ebből 10%-a (1,2 millió hektár) állandó építmények vagy üvegházak. Az igazság az, hogy ez utóbbiak összességéből közel egymillió hektár Kínának, Egyiptomnak, Indiának és más ázsiai és közel-keleti országoknak felel meg, míg a többi főként Ausztráliában, Kanadában, Dél-Koreában, Spanyolországban és az Egyesült Államokban található. , Franciaország, Izrael, Olaszország, Japán, Mexikó, Új-Zéland és Hollandia.

Míg az üvegház fogalmát a vidéki területeken gyakran átlátszó falakkal és tetőkkel társítják, vannak olyan javaslatok, mint például az Estúdio Lava Fazenda Cubo Hydroponic Cultivation, amelyek célja, hogy az épületekbe bemutassák a nyelvet, és ezáltal beltéri városi gazdálkodás alakuljon ki. Ily módon a hidroponikus vízvisszaforgató rendszer, a fotovoltaikus lámpák és a klímaszabályozott kamra segítségével egy fenntartható, önellátó rendszer épül fel, alacsony vízfogyasztással, tiszta és növényvédőszer-mentes.

Ezen túlmenően, az üvegházak más célok teljesítésére is alkalmasak, mint például a termelés, az energiaforrások megőrzése, a kutatás vagy a kiállítás. Ez a CHYBIK + KRISTOF Mendel Üvegház esete, amely újra feltalálja magát, hogy helyet adjon egy genetikai pavilonnak, és új közterületté váljon. Amellett, hogy a Mendel-hagyaték állandó kiállításának szenteli magát, alkalmazkodik a közösség aktuális igényeihez, és nyitott olyan kulturális események előtt, mint a nemzetközi konferenciák, beszélgetések és kiállítások.

Az éghajlati viszonyok jelentősége az üvegházakban

Ahogy a BIAS Architects kijelentette, amikor az üvegházat otthonként képzelte el: “Az éghajlat éppúgy befolyásol bennünket, mint a növényeket. Ma, egy olyan időszakban, amikor új fenntarthatóságot kell kialakítanunk, amikor el kell kezdenünk megosztani terünket a természettel, ezt az éghajlati építészetet el kell sajátítanunk.”

A növények fejlődését négy környezeti vagy éghajlati tényező határozza meg: hőmérséklet, relatív páratartalom, fény és CO2. Ha ezek a tényezők bizonyos minimális és maximális határokon belül vannak, a növények az egyes fajok építészeti követelményeit, valamint a kedvezőtlen időjárási körülményektől, például heves esőzésektől, magas hőmérsékletektől stb.

A hőmérséklet meghatározza az anyagcsere-aktivitást, valamint a növények növekedését és fejlődését, ennek üvegházakon belüli eloszlását a termés egyöntetűségét befolyásoló változók egyikeként mutatják be. Általában a növények optimális hőmérséklete 15 és 25°C között van, és a bejutást követően a napsugárzás alapján nyilvánul meg.

A Punta del Este-i Orchidea Üvegházhoz hasonlóan a környezetnek a külső klímán kívül szabályoznia kell a hőmérsékletet, a világítást, a szellőzést, a páratartalmat, az öntözést és a tápanyagokat. Ebben az esetben kettős borítékot javasolnak, amely egy külső membránból áll, amely véd a széltől és a hidegtől, és egy belső membránból, amely blokkolja a közvetlen napfényt.

A napfény alapvető tényező a növények életében, mivel enélkül nem tudnak fotoszintézist lebonyolítani klorofill, légköri CO2, talajnedvesség és tápanyagok bevonásával. Az üvegházon belül a napsugárzás az alapvető energiaforrás, így a burkolás olyan tulajdonságokat igényel, amelyek lehetővé teszik a fotoszintetikusan aktív sugárzás (PAR) maximális átlátszóságát a növények számára. A kibocsátott sugárzás azonban nem csak a burkolóanyag tulajdonságaitól függ, hanem az üvegházak jellemzőitől is, mint például a tető dőlésszöge, az egy- vagy kétfalak megléte, valamint a tájolás.

A vízgőz és a levegő keverékének viselkedésének megértése az üvegházi klímán számos jelenségre világít rá. A relatív páratartalom a levegőben lévő víz mennyiségét az azonos hőmérsékleten elhelyezhető maximumhoz viszonyítja. Egy másik éghajlati tényező, amely befolyásolja a növények teljesítményét, a túlzott páratartalom, amely csökkenti a párologtatást és lassítja a növények növekedését. Ellenkező esetben, ha a páratartalom alacsony, a növények túlzottan párolognak, ami kiszáradást és a fotoszintézist akadályozza.

A túlzott páratartalom szellőztetéssel, magasabb hőmérséklettel és a nedves talaj elkerülésével csökkenthető, míg az alacsony páratartalom csökkentett szellőztetéssel, öntözéssel, vízpermettel vagy vízfelületek jelenlétével korrigálható. Az Araucaria Greenhouse például az építészetet úgy tervezték, hogy ellenálljon a növényi nedvességnek.

Az önellátás felé vezető úton

Az ökologikusabb mezőgazdasági átalakulás felé haladva, valamint az élelmiszer- és energiaszegénység elleni küzdelemben vannak olyan üvegházak, amelyek célja, hogy hozzájáruljanak az élelmiszer-önellátáshoz. Ilyen például a Solar Greenhouse prototípusa Barcelona külvárosában. A kutatások és a modern élethez való alkalmazkodás új formáinak keresése eredményeként önellátó termesztőteret javasol megoldásként a városi élelmiszer- és energiatermelésre.

Másrészt a belgiumi Agrotopia Városi Élelmiszertermelési Kutatóközpont a jövő élelmiszertermelésének példájaként jelenik meg, de ezúttal a városon belül, amely magában foglalja az intenzív térkihasználást, az energia és a víz körkörös felhasználását, valamint a fenntarthatóbb üvegházhatású kertészethez való visszatérést. Célja a városi gazdálkodók jövő generációjának képzése, ösztönözve őket a zöldségtermesztés elsajátítására, valamint az új kertészeti technológiák és üzleti modellek használatára.

Tippek és ajánlások üvegháztervezéshez

A napsugárzás, a szél, a csapadék és a szélsőséges hőmérséklet gyakran meghatározza az üvegházak típusát, tető lejtését és tájolását. A belső mikroklíma keretei között emellett jelentős szerepe van a méreteik közötti kapcsolatnak, mivel ez határozza meg az üvegház szabad felületét, azaz a külsővel érintkező falak métereit. Az üvegház hővesztesége egyenesen arányos a kitett felületével, tehát minél nagyobb, annál jobban lehűl a szerkezet belseje, ami meleg vidékeken előnyös, mérsékelt-hideg éghajlaton pedig káros.

A helytől függően az üvegház hossza és szélessége az éghajlati viszonyok későbbi kezeléséhez kapcsolódik. Hidegebb területeken az üvegházak ideális esetben nem lehetnek 12 méternél szélesebbek és 24 méternél nagyobbak, és a belső hőmérséklet jobb kezelése érdekében rövidebbek, mint hosszabbak. A mérsékeltebb övezetekben, ha a hossza 50 méternél kisebb, a kitett felület megnő, és a 10 méternél kisebb szélességek végül nem hatékonyak a hő megtartása szempontjából, ellentétben azzal, ami a melegebb területeken történik.

A kitett felület a tető lejtésével és a szerkezet magasságával kisebb mértékben növekszik, mint a hossz/szélesség arány. A közepes és magas szélességi körökben a napfény időtartama és intenzitása korlátozza a téli zöldségtermesztést. A mérések azt mutatják, hogy az ívelt tetők több fényt engednek át, mint a laposak, utóbbiaknál pedig a lejtés jelentősen befolyásolja a fényáteresztést. Például a nyeregtetők megfelelő dőlésszögének kiválasztása elősegíti a fény bejutását az üvegházba.

Üvegház-tipológiák és tetőfejlesztés

Az üvegház kialakítását és szerkezetét a burkolathoz választott anyaghoz kell igazítani, mivel ez határozza meg a szerkezet által megtámasztott súlyt, valamint a pillérek, tartórudak, szarufák közötti távolságot, az ereszcsatorna és a gerinc távolságát, és a tető morfológiája. Különféle tipológiák léteznek a burkolólappal ellátott üvegházaknak, amelyek általános alakját a FAO által jellemzett kilenc típus keretein belül képzelik el, beleértve a nyeregtetőket, alagút alakú, kétalagús vagy fűrészfogas tetőket stb.

A chilei üvegház Például két üvegblokk boltozatból áll, amelyek finom légköri változókat integrálnak a tervezésbe azáltal, hogy összekapcsolják a természetet a tartószerkezettel és a mechanikus kondicionáló rendszerekkel.

Az üvegházburkolatok lényegessége kulcsfontosságú tényezőnek bizonyul építésükben. Az ideális anyagnak több követelménynek is meg kell felelnie, mint például a jó szigetelés, a magas hővisszatartás és a hőteljesítmény, a napsugárzás nagy átlátszósága, valamint a talaj és a növények által éjszaka kibocsátott távoli infravörös sugárzás átlátszatlansága. Ideális esetben a műanyagok vastagságát és rugalmasságát az üveg optikai tulajdonságaival kell kombinálnia. Az üvegházburkolatokhoz világszerte használt anyagokat mintás vagy katedrálisüvegre, merev műanyagokra (például polikarbonátra, üvegszál erősítésű poliészterre, polivinil-kloridra stb.) és rugalmas műanyagokra (például kis sűrűségű polietilénre, etilén-vinil-acetát kopolimerre) osztják. , és mások).

Források:

• Üvegházak. Megfelelő technológia az argentin nemzeti terület termelő régióiban (23-tól 54-ig) [Tecnología apropiada en las regiones productivas del territorio nacional argentino (del paralelo 23 al 54)]. Összeállítók: Mario Lenscak, Norma Iglesias. INTA kiadások. IPAF Pampeana régió. 2019.
• Különféle műanyag burkolatok használata üvegházakban a sugárzás, a hőmérséklet és a relatív páratartalom hatásának javítására [Uso de diferentes cubiertas plásticas en invernaderos para mejorar los efectos de radiación, temperatura y humedad relativa]. José Noé Martínez Ramírez. Saltillo, Coahuila, Mexikó. 2008. augusztus.

Forrás: www.archdaily.com