Alai

• Written by Lilly Cao
• August 17, 2020

+ 22

Od co najmniej tak wczesnych czasów jak starożytny Rzym, ludzie dostrzegli wartość tego, co obecnie znane jest jako rolnictwo kontrolowanego środowiska, pozwalające rolnikom uprawiać rośliny przez cały rok, a nie sezonowo. Chociaż szklarnie zostały wynalezione setki lat temu, nadal są najpopularniejszym sposobem kontrolowanego środowiska w rolnictwie, a innowacje w technologii i projektowaniu poprawiły zarówno piękno, jak i skuteczność tej typologii. Poniżej omówimy szczegółowo historię i strukturę szklarni, a także kilka przykładów innowacyjnych i eksperymentalnych projektów szklarni.

W I wieku naszej ery Pliniusz Starszy udokumentował, że cesarz Tyberiusz był tak przywiązany do ogórków, że jego ogrodnicy stworzyli sztuczny system umożliwiający uprawę tego warzywa przez cały rok. System ten, będący przodkiem współczesnej szklarni, obejmował ramy lub domki dla ogórków pokryte olejowaną tkaniną lub miką. Podobne wynalazki miały miejsce na całym świecie – pierwszą udokumentowaną ogrzewaną szklarnię wynaleziono w Korei w latach 50. XIV wieku, wykorzystując system ogrzewania podłogowego jako uzupełnienie izolacyjnej struktury szklarni. Eksperymenty z wielkością i konstrukcją szklarni miały miejsce w Europie w XVII wieku, czego doskonałym przykładem jest szklarnia w Wersalu. W 1800 roku szklarnie stopniowo stawały się bardziej powszechnym zjawiskiem, a nie tylko domeną bogatych – rozpowszechniły się na uniwersytetach wraz z popularyzacją botaniki, a w 1851 roku Wielka Wystawa odbyła się w czymś, co było zasadniczo dużą szklarnią.

W swojej najbardziej ogólnej formie, szklarnia jest strukturą wykonaną z przezroczystego materiału, takiego jak szkło, plastik lub włókno szklane. Rama jest najczęściej wykonana z aluminium, stali lub drewna i składa się z krokwi, słupów bocznych i kolumn, a czasem płatwi dla dodatkowego wsparcia. Przezroczysty materiał pozwala promieniowaniu słonecznemu przechodzić przez dach i ściany, tworząc cieplejszą i bardziej stałą temperaturę niż otaczające środowisko.

Jednakże naturalny efekt przezroczystej struktury jest często uzupełniany przez inne urządzenia przeznaczone do wentylacji, ogrzewania, chłodzenia i oświetlenia, szczególnie w szklarniach komercyjnych lub przemysłowych. Kiedy temperatura zewnętrzna staje się zbyt niska, na przykład w klimacie z ostrymi zimami, sztuczne ogrzewanie może uzupełnić ciepło promieniowania słonecznego. Ponieważ jednak przezroczysta struktura jest z natury mniej izolacyjna, koszty i wpływ na środowisko ogrzewania piecem na gaz ziemny lub elektrycznym mogą być wysokie. Pasywne ogrzewanie jest naturalnym rozwiązaniem: energia słoneczna, ciepło odpadowe od zwierząt hodowlanych, a nawet ogrzewanie geotermalne mogą zapewnić odpowiednie ogrzewanie uzupełniające w większości sytuacji.

Po przeciwnej stronie, szklarnie mogą często mieć problemy z przegrzaniem, zwłaszcza gdy otaczające środowisko jest wyjątkowo ciepłe. Szklarnie mogą się ochłodzić po prostu poprzez otwarcie wbudowanych okien, co może być wykonane ręcznie lub automatycznie przez elektroniczne sterowniki. Wentylacja może również pomóc w utrzymaniu optymalnej temperatury w szklarni, wypuszczając cieplejsze powietrze w pobliżu dachu szklarni i wpychając zimniejsze przy ziemi. Taka cyrkulacja dostarcza również świeżego dwutlenku węgla do fotosyntezy i odnowy roślin, jednocześnie zapobiegając gromadzeniu się patogenów roślinnych.

Wreszcie, w niektórych szklarniach stosuje się nocne doświetlanie w celu zwiększenia ilości światła otrzymywanego przez rośliny, co pozwala im rosnąć zdrowiej i potencjalnie nawet dawać większe plony. Różne systemy nawadniania, od ręcznego podlewania z węża lub puszki do systemów automatycznych, takich jak maty kapilarne lub nawadnianie kroplowe, może również wpływać na wzrost i wydajność roślin. Rodzaj i jakość każdego z tych sztucznych systemów będzie się różnić w zależności od skali działania szklarni, lokalizacji i klimatu otaczającego środowiska oraz gatunków uprawianych roślin.

While szklarnie są zazwyczaj wykonane z przezroczystego materiału i ramy strukturalnej, kształt samej szklarni może się bardzo różnić. Jednym z najbardziej standardowych projektów jest po prostu szklarnia jednospadowa – prostokątna konstrukcja z przezroczystym dwuspadowym dachem. Kształtem przypomina prosty dom, połączenie to zostało wykorzystane przez RicharDavidArchitekti w projekcie rodzinnej szklarni w Horicach. Innym standardowym projektem jest wolnostojąca szklarnia Quonset, długa, półcylindryczna szklarnia spopularyzowana po II wojnie światowej. W tym kształcie wzniesiono Crystal Palace; obecnie bardziej nowoczesnym przykładem jest JAjaus firmy beSTe arkitektura agentzia bat. W przypadku bardziej komercyjnych konstrukcji szklarniowych, styl połączonych rynien jest bardzo powszechny. Ta typologia, polegająca na umieszczeniu dwóch lub więcej szklarni obok siebie, połączonych wspólną ścianą, jest przydatna w przypadku większych przedsięwzięć i stała się popularna w latach 80. i 90. Wadą tej metody jest jednak zmniejszony stosunek powierzchni podłogi do powierzchni ścian zewnętrznych, co może ograniczyć skuteczność ogrzewania przez promieniowanie słoneczne. Greenhouse as a Home firmy BIAS Architects jest jednym z przykładów tego stylu konstrukcji.

Mniej popularnym, ale estetycznym stylem jest szklarnia w kształcie kopuły geodezyjnej, spopularyzowana w XX wieku. Ważne historyczne przykłady obejmują Kornwalijski Projekt Eden i Climatron w Ogrodzie Botanicznym Missouri. Ostatnio, Dome of Visions Kristoffera Tejlgaarda i Benny’ego Jepsena, jak również jedna ze szklarni w Penghu Qingwan Cactus Park, są zbudowane w kształcie kopuły geodezyjnej; inne szklarnie w parku kaktusów eksperymentują z kształtem i konstrukcją poprzez projekt ramy i dachu.

Szklarnia przeszła długą drogę od czasu, gdy Rzymianie po raz pierwszy zbudowali konstrukcje z miki dla ogórków cesarza Tyberiusza. Obecnie szklarnie są uzupełniane przez zautomatyzowane systemy sztuczne, mogą przybierać dowolną liczbę różnych kształtów i rozmiarów, a nawet służyć do wielu zastosowań, jak w przypadku Uppgrenna Nature House firmy Tailor Made arkitekter, szklarniowego spa i budynku konferencyjnego. Dzięki swoim naturalnym właściwościom grzewczym, budownictwo w stylu szklarniowym może być przyjazną dla środowiska opcją dla każdego programu w odpowiednim klimacie.