Решение за ефикасно градинарство во услови на енергетска криза – Пасивно-соларен пластеник!
Преглед
Пластениците кои се градени на начин кој широко се употребува во производството на храна во Кина се објекти коишто имаат изолирана северна страна што овозможува висока енергетска ефикасност. Пластениците од овој тип најчесто се нарекуваат Кинески пластеници или стручно пасивно-соларни пластеници кои овозможуваат пролонгирана сезона на производство на земјоделски производи без употреба на дополнителен извор на греење или ладење. Работат на принципот на искористување на сончевата енергија за складирање на топлина во термичка маса која што една од главните карактеристики на овој систем. Имплементирањето на овој дизајн добива се поголем замав во светот.
Како започнала употребата на овој тип на пластеник?
Употребата на кинескиот тип на пластеник за прв пат започнала во средината на 80-те години како резултат на потребата од храна за да може да се задоволи брзо растечката популација во Кина. Кинеските фармери започнале да градат пластеници и во северните постудени делови од државата, каде што во зимскиот период за исхрана биле достапни само ротквицата и зелката. Иако некои фармери имале и затворено производство кое што било загревано со печки на јаглен, истата се покажала како неефикасна поради трудоинтезивноста, високите трошоци на производство, непрофитабилност и влијанието врз животната средина.
Првата генерација на кинеските пластеници биле креирани со релативно проста структура, односно материјали коишто биле локално достапни како бамбус и челични жици. На сликата подолу можат да се види пример на бамбусови греди коишто се стегнати и прицврстени со помош на челична жица. Врз конструкцијата се поставува полиетиленско платно. За да се изолира целиот објект користени се прекривки или “ќебиња” направени од пченична слама. Со овој метод се овозможувало задржување на топлината којашто била акумулирана во текот на денот да се задржи и во текот на ноќта и да придонесе кон одржување на соодветната температурата.
Подоцна, оваа “прва” генерација била заменета со пософистицирана опрема и дизајн, каде што бил намален бројот на потпорните столбови. Со овој чекор се зголемила обработливата површина во затворениот простор и овозможило влегување на градинарска механизација за извршување на разни агротехнички операции. Со развојот на индустријата и достапноста на материјалите, кинеските фармери создале и нова “трета” генерација од овој тип на пластеник каде што кровната конструкција била направена од железни шипки кои можеле да издржат поголема тежина и како резултат на тоа да се зголеми обработливата површина во должина и ширина.
Која е разликата во дизајнот на кинеските и конвенционалните пластеници?
- Помал волумен на простор – Ова подразбира помал напор во контрола на греењето и ладењето, што ги прави многу полесни и поевтини во процесот на создавање на оптимални микроклиматски услови.
- Помала површина која е изложена на надворешните влијанија – Помалата површина значи и помал степен на испуштање на топлина во зимските периоди како и помала изложеност на силното сонце во летните периоди што придонесува кон намалување на степенот на прегревање на пластеникот.
- Добра изолација – Создавање и одржување на оптимални услови и во текот на студените месеци во годината.
- Присутност на поголема термичка маса – Термичката маса овозможува акумулирање и споро испуштање на топлина во текот на студените месеци од годината.
- Природна изолација – Природната изолација овозможува ладење и греење на објектот по природен пат. Тоа значи дека одржувањето на температурните услови во оптималните граници може да се постигне и без дополнителен извор на топлина.
Како да го изберете местото за градење?
За изградба на кинески пластеник потребно е да се избере место коешто има јужна експозиција. Пред да се започне со копање, долгата страна од пластеникот треба да се протега од исток кон запад. За ова е потребно да се пронајде вистинскиот север и југ. Вистинскиот север и југ имаат различна поставеност за разлика од магнетниот север и југ кој се прикажува на компасот. Секогаш поставеноста на пластеникот треба да биде со ориентација кон југ. Отстапувањата можат да се случат доколку топографијата или пак експозицијата на теренот не го овозможуваат тоа. Кога се ориентира пластеникот за максимална соларно зрачење во зима, отстапувањето од 22,5 степени од вистинскиот југ резултира со намалување од 8% на соларната зрачење во зима. Отстапувањето за 45 степени резултира со неверојатни 30% намалување на топлината во зима. При започнување со главното копањето најнапред потребно е првиот органски слој од почвата да се отстрани и подоцна ќе биде искористен при воспоставување на производството во пластеникот. Отстранетиот прв слој на почва треба да биде покриен или пак посеан со некои брзорастечки култури кои ќе ја намалат ерозијата од ветерот и водата. Дополнително, за уште подобри карактеристики на почвата, препорачливо е да се додаде слој од арско ѓубриво.
Како да се спроведе системот на дренажа?
На оние места каде климатските услови предизвикуваат обилни врнежи може да се јави проблем на течение на водата во почвата кој може да предизвика штети доколку соодветно не се третира. Дури и на посуви локации, каде што има периоди на интензивни непредвидливи врнежи може да резултира со значително истекување или поплавување во внатрешноста на пластеникот. За да се избегне овој проблем, прво треба да се избере локација што не е на природна патека за одводнување на водата. Ова е важно дури и во посувите региони. Водата константно делува на структурата на почвата. За да се елиминира проблемот со водата потребно е да се инсталира “француски” одвод на основата од ѕидот од северна страна кој е во допир со почва. Францускиот одвод се состои од порозна пластична цевка од 10 цм поставена во близина на основата. Цевката потоа се поставува на длабочина од 30 до 45 цм и се полни со камчиња. Камчињата служат како филтер за да не се затне одводот.
Како се создава термичка маса во кинескиот пластеник?
Термичката маса е клучен елемент за постигнување на ефикасноста на овој тип на пластеници. Термичката маса треба да биде вградена во подот и ѕидот од северната страна. Истражувањата во областа на пасивни системи за загревање покажуваат дека складирањето на топлина во термичка маса се зголемува пропорционално со дебелината на ѕидот. Со други зборови, колку е подебела термичката маса, толку повеќе топлина се апсорбира. За да се подобри апсорпцијата на топлина, задолжително термичката маса треба да биде со потемна боја затоа што голем дел од топлината што се создава од сончево зрачење доаѓа од видливата светлина (55 проценти од сончево зрачење е во форма на видлива светлина). Кога видливата светлина удира во темен објект, таа се апсорбира и потоа се претвора во топлина. Топлината се складира во термичката маса, а потоа зрачи во стаклена градина ноќе или во студени и облачни денови.
Кои се потенцијални материјали за градење на термичката маса?
Бетон
Оваа мешавина од цемент, песок и уште неколку други материјали претставува една од најгустите термички маси коишто може човекот да ги произведе. При употреба на бетон во комбинација со железна конструкција може да се создаде цврсти, издржливи и високо ефикасни ѕидови и под со доволна количина на термичка маса која ќе помогне во постигнување на енергетската ефикасност на пластеникот. Иако овој материјал не е еколошки, фактот дека таквата градба може да биде стабилна за подолг временски период го оправдува нееколошкото производство. Бетонот може да биде и водонепропустлив и може значително да придонесе кон справувањето со предизвиците од водата. Како дополнителна препорака, при потготовката на бетонот потребно е да се стави пигмент од црна боја, со што темниот бетон ќе биде поефикасен во акумулирањето на директната сончева радијација којашто подоцна се претвора во топлина.
Цигли и камени плочи
Релативно лесен градежен материјал за ракување со добра термичка способност. Најпрепорачливо е употребата на цигли и камени плочи да биде наменета за подниот дел од пластеникот. При градење на подот и на патеките за движење коишто исто така служат како термичка маса за складирање на топлина, нема да има потреба од малтер или друг врзувачки материјал туку само е потребно поставување на еден слој на песок којшто ќе служи како тампон за прицврстување на циглите или плочите. Таквата конструкција овозможува полесно раскопување при случаи кога има потреба да се интервенира во подните цевки за иригација или топлина.
Бетонски блокови
Бетонските цигли можат да создадат добра термичка маса, но нивните шуплини мора да бидат исполнети со бетон, песок или мешавина од почва и цемент. Употребата на овој вид материјал остава простор за создавање на систем за поефикасно искористување на топлината преку инсталирање на цевки за воздух во шуплините.
Непечена и натапкана земја
Природен материјал кој има помала густина од бетонот, се создава од мешавина на песок, глина и чакал кои природно се наоѓаат веднаш под органскиот слој од почвата. Единствен недостаток на овој вид на материјал е тоа што не може да се постави во долниот дел од конструкцијата којшто навлегува во почвата, бидејќи под дејство на водата оваа мешавина ќе се распадне. Затоа употребата на оваа мешавина треба да биде само за надземниот дел од пластеникот.
Употреба на гуми од автомобил исполнети со почва
Лесно за градба и еколошки прифатливо, бидејќи имаме уште една употреба на гумите коишто веќе не можат да бидат користени за автомобилите. Поставувањето на гумите е прилично едноставно и тие секогаш треба да бидат исполнети со чакал или бетон.
Како се создава конструкција за соларниот дел од пластеникот?
Откако ќе одлучите за материјалите со кои ќе биде изградена термичката маса, потребно е да обрнете внимание на елементите од кои ќе биде изграден соларниот дел, односно делот од конструкцијата каде што ќе треба да биде поставен проѕирниот материјал преку кој ќе влага светлината. Поконкретно, ќе треба да одредите кои материјали ќе ги користите за да ја изградите конструкцијата која ќе се протега на јужната страна на пластеникот. Во зависност од големината на инвестицијата материјалот може да биде од дрво, метални цевки или пак специјално направени метални конструкции со потпора. Доколку пластеникот се употребува за производство за домашни потреби со помал капацитет, може да бидат искористени и дрвените греди и металните цевки, слични на оние од што се направени конвенционалните македонски тунели. Доколку планирате комерцијално производство, потребно е поставување на метална конструкција којашто во својата форма има и дополнителна потпора. На овој начин, пластеникот ќе добие на цврстина и истовремено ќе обезбеди поголем производствен простор за оптимално искористување и одгледување на различни видови на култури.
Покрај изборот на материјалот, потребно е внимателно да се пресмета и степенот на наклон на пластеникот за да може максимално да се искористи светлината во текот на летните и зимските периоди. Доколку сончевата светлина навлегува во пластеникот под агол од 90 степени, тогаш немаме создавање на рефлексија и целата сончева светлина поминува без никакви пречки. Секое отстапување од овој агол значи дека дел од светлината се рефлектира, допринесувајќи кон помала искористеност на светлото од страна на растенијата или пак намалено затоплување на термичката маса.
Како да го покриете пластеникот?
Откако ќе се изгради конструкцијата на соларниот дел, потребно е истата да биде покриена со материјал кој пропушта светлина. На пазарот може да се најдат голем број на видови материјали (стакло, полиетиленско платно, лексан и други), но главните карактеристики што треба да се запазат при избирање на материјалот се пропустливоста на светлина и цената на материјалот. Стаклото со еден слој има една од највисоките стапки на пренос на светлина – помеѓу 88 и 93%, во зависност од видот на стаклото. Дуплото стакло овозможува да навлезе помалку светлина – некаде помеѓу 75 и 80%. Еден слој поликарбонатна пластика (лексан) може да има пренос на светлина од околу 90%. Двослојниот (изолиран) поликарбонат паѓа во опсег од 80 до 85%. Пластичните полиетиленски платна се движат од 80 до 90%, во зависност од чистотата. Во наши услови, како најисплатлив материјал е полиетиленското платно кое има рок на траење од 4-6 години во зависност од дебелината и квалитетот на платното. При монтирање на покривниот проѕирен дел од пластеникот, потребно е сите остри рабови и шрафови коишто потенцијално можат да го оштетат материјалот да бидат правилно изолирани или пак отстранети. При користење на полиетиленско платно оваа операција треба да се изведе со најголемо внимание.
Како со изолација да постигнете енергетска ефикасност?
Изулацијата е една од најкритичните операции за тоа дали пластеникот навистина ќе биде енергетски ефикасен и ќе придонесе кон продолжување на производствената сезона. Изолацијата на пластеникот треба да биде направена од различни материјали во зависност од нивната местоположба. Северниот дел од пластеникот каде што се наоѓа и термичката маса треба да се изолира од надворешната страна за да се спречи пренос на топлина во почвата надвор од пластеникот.
. Овој дел може да се изолира со помош на волна која може да биде изработена од разни видови на материјали (стакло, камен, крзно или памук). Освен волна може да биде употребено и пур пена или пак цврсти табли од полистирен или познато како стиропор. За да се постигне ефикасност и да се запазат рамките на буџетот за инвестиција може да се комбинираат овие материјали, односно со помош на волната да се изолираат местата коишто имаат најголема површина, додека пак пената да се користи за специфични места каде што волната не е доволно ефикасна. Покрај северната страна, потребно е да се изолира и соларниот дел од пластеникот, односно делот на којшто е поставен транспарентниот материјал. Најдобрата изолација за овој дел е создавање на дупли слоеви или со други зборови, создавање на воздушен простор.
Воздушен простор помеѓу два слоја на транспарентен материјал има најголем коефициент на изолација. Ова може да се постигне со поставување на две полиетиленски платна, употреба на двослоен лексан или пак поставување на специјален полиетилен кој во својот состав има и воздушни џепчиња, сличен на најлонот кој се користи за пакување на производи при транспорт. Освен воздушен слој може да се користат и дополнителни мрежи за засенчување кои се поставуваат во внатрешноста од пластеникот. Платната имаат двојна функција, односно во текот на зимата да ја блокираат топлината да оди во горниот дел од пластеникот и во летните периоди да служи за намалување на интензитетот на сончевата светлина.
На видеото подолу е претставен “кинески” пластеник наменет за комерцијално производство:
