Serres insolites. Nous augmentons l’efficacité énergétique

Points d’article



Les serres de tranchée d’Antropov, la serre végétarienne et écologique d’Ivanov, les serres solaires avec accumulateurs de chaleur. Dans cet article, nous examinerons les caractéristiques de l’appareil et les avantages de ces structures uniques..

Serres insolites

Les serres sont des structures qui prolongent considérablement le temps de croissance de diverses cultures. Ils sont nécessaires partout. Dans les régions du nord, il est important de ne pas manquer une seule journée chaude, et chaque degré de chaleur économisé est de la plus grande importance – après tout, lors de la culture de légumes, il est nécessaire de les conserver dans un délai très court. Dans les régions du sud, la serre aidera à cultiver des plantes presque toute l’année..

Malheureusement, les structures traditionnelles que l’on retrouve sur presque toutes les parcelles personnelles présentent trois inconvénients principaux:

  1. Au moment de la position basse du soleil, et cela se produit le matin et le soir au printemps, en automne et en hiver, ses rayons sont très fortement réfléchis à des angles vifs, ce qui permet à seulement 25-30% de l’énergie solaire de pénétrer dans la serre..
  2. Pendant la saison froide, il est assez difficile de stocker et d’économiser de la chaleur en raison des pertes importantes à travers la couverture de la serre, ce qui entraîne d’énormes sauts de températures diurnes et nocturnes – et cela a un effet extrêmement négatif sur le développement et la fructification des cultures..
  3. Les serres traditionnelles ont une ventilation directe sous la forme de toutes sortes d’évents, de portes, etc. Et c’est à travers elle que tout ce qui est si nécessaire aux plantes pour une croissance normale, le dioxyde de carbone, l’azote et presque toute l’humidité évaporée par les cultures. C’est pourquoi les lits de serre ont besoin d’un arrosage et d’une fertilisation constants..

Les principes uniques de la conception des serres discutés ci-dessous aident à résoudre tous ces problèmes..

Serres de tranchées de Vladimir Antropov

Le nom parle de lui-même. La base d’une telle génisse est une tranchée d’une profondeur d’un mètre et demi ou plus (tout dépend de la profondeur de la nappe phréatique sur le site), la longueur est arbitraire, la largeur est de deux mètres. Sur les côtés de la tranchée, des murs de soutènement en briques sont disposés, qui servent de merveilleux accumulateur de chaleur. Pour la culture des plantes, des lits hauts en briques sont utilisés ici – pour une description détaillée de leur conception, voir l’article «L’agriculture biologique. Comment créer des lits intelligents ». Leur principal avantage dans ce cas est qu’ils accumulent activement la chaleur pendant la journée et la libèrent progressivement la nuit..

Serres insolites

D’en haut, la serre de tranchée est recouverte d’une simple structure cintrée de tuyaux en plastique pliés par un arc. Les tuyaux sont placés à des intervalles de 1,2 mètre et sont fixés ensemble avec des barres transversales. La pellicule plastique est étirée de la manière suivante: un bord de la bande est attaché au rail et traîné avec deux cordes de l’autre côté. Après cela, les bords du film sont pressés contre la base de la serre avec des lattes de bois à l’aide de chevilles. Pour que le film tienne mieux, il est pressé contre la structure avec des cordes jetées et bien étirées entre les tubes du cadre.

Les portes situées presque sous le plafond aux deux extrémités agissent comme des évents dans les serres à tranchées d’Antropov. Les lits de briques sont faits d’une hauteur telle que leur surface est située sous la crête de la serre – c’est l’endroit qui est une zone d’accumulation stable d’air chaud. Avec cet agencement, il n’y a pas d’effet négatif de l’air froid sur les plantes – il coule doucement vers le sol.

Serres insolites

Les avantages d’une serre en tranchée de cette conception sont évidents. Premièrement, les pertes de chaleur sont considérablement réduites dans les serres d’Antropov, et la température élevée reste ici pendant longtemps. Cela est dû au fait que les étais en briques et les lits hauts se réchauffent rapidement et accumulent une grande quantité de chaleur. De plus, en hiver, l’horizon profond du sol dégage de lui-même de la chaleur. Le volume relativement petit et la zone de vent minimale contribuent au réchauffement instantané de l’air. En conséquence, la température nocturne dans une telle serre en hiver est de 8 à 12 degrés supérieure à celle habituelle. Je tiens à noter que le chauffage n’est pas du tout utilisé ici. Et les nuits les plus froides, pour protéger les plantes du gel, il suffit de recouvrir les plates-bandes d’un matériau de revêtement non tissé..

Un autre avantage important des serres à tranchées d’Antropov est que la température de l’air ici change en douceur. La surface d’échange thermique à travers les parois des lits est trois fois plus grande qu’à travers le sol. Considérant que la brique retient parfaitement la chaleur, on obtient une sorte de volant thermique, c’est-à-dire que l’excès de chaleur est absorbé pendant longtemps et que sa carence est compensée pendant longtemps. L’air dans de telles structures ne surchauffe pas avant la mi-juin.

Serre écologique

L’auteur de l’idée est la fermière américaine Anna Edei. Lors de l’organisation de l’éco-serre, Anna a utilisé les idées des fondateurs du mouvement de permaculture, basé sur l’adaptation mutuelle de tous les membres d’un certain écosystème les uns aux autres. Nous avons parlé en détail de la permaculture dans l’article «Agriculture biologique. Permaculture – la vie en harmonie avec la nature « .

La superficie de l’éco-serre construite par Anna Edei est de 300 m2. m) La structure est allongée dans la direction d’est en ouest. Le mur vertical nord est recouvert de plastique blanc et agit comme un réflecteur des rayons du soleil. Le toit est plat, en pente sud. Les parois latérales sont en fibre de verre et le toit est recouvert de sauge (isolant thermique transparent fiable), une attention particulière est portée à l’étanchéité – tout cela garantit une perte de chaleur minimale.

Mais le point fort de l’éco-serre est sa symbiose avec les animaux. Aux deux extrémités de la structure, il y a des locaux pour leur entretien – d’une part, un poulailler, dans lequel vivent 30 à 40 lapins, de l’autre un poulailler pour 60 à 70 poules. Ces chambres sont également très lumineuses et hermétiques. L’éco-serre dispose d’un système spécial de tuyaux perforés placés sous terre à travers lesquels l’air chaud des ménageries est pompé dans la serre à l’aide d’un ventilateur. Et avec cet air – chaleur, ammoniaque, dioxyde de carbone et humidité. En conséquence, c’est bon pour tout le monde – l’air dans le poulailler et le poulailler est nettoyé, nourrissant et chauffant ainsi les plantes dans la serre.

Serres insolites

La composition du sol dans l’éco-serre est la suivante: gazon, sable, compost à base de crottes de poulet et de lapin, cendres. Un système d’irrigation goutte à goutte du sous-sol bien organisé crée des conditions idéales pour les plantes, après la collecte de tous les déchets vont aux animaux vivant à proximité.

Anna Edei a calculé que chaque « animal » donne autant de chaleur en un an qu’on peut en obtenir avec 10 litres d’huile – les économies de chauffage atteignent 7 mille dollars par an.

Serres insolites

Entre autres, une grande quantité de chaleur dans une éco-serre s’accumule dans l’eau. Le volume total des réservoirs d’eau installés est d’environ 16 tonnes et des ventilateurs spéciaux sont montés sous le plafond, alimentés par des panneaux solaires et allumés automatiquement par temps ensoleillé. Ils conduisent l’air chaud sur des conteneurs d’eau, clôturés des plates-bandes avec des plantes par un rideau pendant la journée. Pendant la journée, ces soi-disant radiateurs absorbent une énorme quantité de chaleur, qu’ils dégagent la nuit. Tous les réservoirs d’eau sont interconnectés par des tuyaux de sorte qu’à l’aide d’une pompe, l’eau chaude est distillée de haut en bas – ainsi tout le volume est chauffé uniformément.

Lors de la chaleur estivale, une ventilation spécialement pensée évite aux plantes de surchauffer dans l’éco-serre. Sur le côté sud, les impostes sont situées près du sol et au nord – presque sous le plafond. Cela permet à l’air chaud de glisser sur la rampe et de s’échapper rapidement. Les réservoirs d’eau atténuent efficacement la différence de température, la nuit, ils dégagent de la chaleur le jour et pendant la journée et la nuit, la ventilation n’est donc utilisée que les jours très chauds.

Végétarien Ivanov

Ce principe unique de serre a été développé et breveté par le professeur de physique de Kiev Alexander Vasilyevich Ivanov dans les années 50 du siècle dernier. La conception du végétarien est pensée dans les moindres détails et élimine les trois principaux problèmes des serres traditionnelles, dont nous avons parlé au tout début – manque de lumière du soleil, perte de chaleur à travers la couverture, perte de dioxyde de carbone, d’humidité et d’azote résultant de la ventilation directe. Parlons de tout dans l’ordre.

Il est nécessaire de construire une végétation sur une pente (15–20 degrés). La pente peut être naturelle ou lâche, mais toujours inclinée vers le sud-est ou le sud. La taille approximative du bâtiment: longueur 5 m, largeur 4 m, hauteur 1,7-2 m. Le toit plat et les trois murs sont en verre ou en polycarbonate cellulaire, ce dernier étant presque idéal pour cette structure.

Serres insolites

Le mur du fond est solide. Cela peut être un mur approprié d’une maison ou d’une buanderie, blanchi à la chaux, peint avec de la peinture blanche et idéalement recouvert d’un film miroir. Il agit comme un réflecteur, doublant les rayons du soleil sur le sol..

Ainsi, une pente de 15-20 degrés, un toit plat et un mur réfléchissant en hiver augmentent considérablement la pénétration de la lumière du soleil, et plus le soleil est bas, plus l’effet est puissant..

Les problèmes de perte de chaleur, de dioxyde de carbone et d’azote sont résolus grâce à une invention intéressante, qui est un cycle fermé d’échange de chaleur et d’air. Les tuyaux en plastique sont enfouis dans le sol à une profondeur de 35 à 40 cm, situés à une distance de 60 à 65 cm les uns des autres sur toute la surface de la serre. Leurs extrémités inférieures (sud) sont retirées du sol et recouvertes d’un maillage fin (afin de ne pas avoir de débris). Les supérieurs (nord) sont connectés à un collecteur transversal, à partir duquel une colonne montante (tuyau vertical) est aménagée dans la paroi principale. La colonne montante ne sort pas directement, mais à travers une chambre de contrôle spéciale, qui s’ouvre sur le végétarien à une hauteur d’environ un mètre et demi. Au-dessus et en dessous de cette chambre est limitée par des registres, et à la sortie de la serre se trouve un ventilateur domestique ordinaire d’une puissance de 15 à 20 W. Cette puissance est tout à fait suffisante pour 3-4 tuyaux, dont le diamètre est de 7 à 10 cm. S’il y a plus de tuyaux, il est nécessaire de monter une autre colonne montante avec un ventilateur.

Serres insolites

Pendant la journée, par temps ensoleillé, la température à l’intérieur de la serre est de 30 à 35 degrés (même en hiver). Le registre supérieur de la chambre de commande se ferme, le ventilateur se met en marche et aspire l’air chaud, le conduisant à travers des tuyaux dans le sol. Dans ce cas, le sol se réchauffe et l’air refroidi est renvoyé et se réchauffe à nouveau. En conséquence, la terre se réchauffe à une température de 30 degrés pendant toute la journée et devient un accumulateur naturel de chaleur, qui dure toute la nuit. La nuit, un ventilateur envoie la chaleur du sol dans l’air.

Un système similaire est largement utilisé dans de nombreux pays européens, en particulier en Scandinavie, les accumulateurs de chaleur ici ne sont pas seulement le sol, mais aussi les murs en pierre, les collecteurs à l’intérieur des piscines, les sols en pierre.

La pratique montre que si tout est en ordre avec l’étanchéité, un tel cycle d’échange de chaleur fermé donne d’excellentes performances en hiver sans aucun chauffage. Si en hiver, il fait moins 10 pendant la journée, dans la végétation – plus 18, la température nocturne dans moins 15 dans la végétation – plus 12. En cas de gelées très sévères, un appareil de chauffage ordinaire, pas très puissant (1 à 1,2 kW) est inséré dans la chambre de commande, à l’aide de laquelle l’air chaud entre.

Au printemps et en été frais, un cycle fermé dans le même mode protège la serre de la surchauffe – la nuit, le sol n’accumule plus de chaleur, mais de la fraîcheur, qui refroidit l’air pendant la journée.

En été, ce système d’échange thermique évacue parfaitement l’excès de chaleur à l’extérieur. Le volet inférieur de la chambre se ferme et celui du haut s’ouvre – le ventilateur expulse simplement l’air chaud du végétarien à l’extérieur, mais le dioxyde de carbone est également perdu, par conséquent, il est recommandé d’utiliser une telle ventilation uniquement en cas d’urgence. C’est le système fermé d’échange de chaleur et d’air qui accumule la quantité de CO nécessaire à la croissance et au développement normaux à l’intérieur de la serre.2 et azote.

Le système de tuyaux perforés, enfouis dans le sol de la végétation, en cycle fermé, permet de résoudre le problème de la perte d’air et d’humidité du sol. Un tel système en lui-même est un collecteur de condensat efficace..

Serres insolites

Lorsque l’air chaud passe dans des tuyaux froids, il dégage beaucoup d’eau, qui tombe sous forme de condensation sur les murs. Tuyaux – perforés (des trous d’un diamètre de crayon sont percés tous les 20 centimètres sur tout leur fond), posés sur une fine couche de pierre concassée ou d’argile expansée, qui permet à l’eau de passer librement dans le sol.

Ainsi, lorsque le système fermé d’échange de chaleur et d’air est activé, l’eau qui s’évapore par les plantes et le sol est renvoyée aux racines. Le sol chaud est humidifié avec de l’eau chaude – rien de mieux pour les plantes ne peut être pensé. Pendant la saison chaude, lorsqu’il devient nécessaire d’utiliser une ventilation ouverte et qu’il y a un manque d’humidité, un système d’irrigation goutte à goutte est utilisé dans la végétation.

Un autre point très important est que le ventilateur monté dans la chambre de commande est équipé des capteurs de température les plus simples. L’ensemble du système s’éteint automatiquement lorsque la température de l’air dans les conduites souterraines et dans le réseau général de la serre s’équilibre.

Le végétarien Ivanov n’est pas qu’une serre. Cette structure capitale unique est considérée comme un exemple de technologie pour l’utilisation rationnelle de l’énergie solaire. Si la température extérieure ne descend pas en dessous de 10 degrés en dessous de zéro, aucun chauffage n’est nécessaire sauf pour les rayons du soleil. Les agronomes, qui ont appris l’efficacité d’une telle serre dans la pratique, disent que les coûts de maintien du microclimat requis chez un végétarien sont 60 à 80 fois inférieurs à ceux d’une serre traditionnelle conventionnelle. Le végétarien est rentable la première année, malgré le besoin de construction d’immobilisations.

Serres solaires avec accumulateurs de chaleur

Comme nous l’avons déjà découvert, l’un des principaux problèmes des serres traditionnelles est l’énorme perte de chaleur à travers la couverture extérieure. Par conséquent, si vous souhaitez faire pousser des légumes dans une serre ordinaire pendant la saison froide, vous devez prendre soin du chauffage et d’une isolation thermique appropriée. Ceci est décrit en détail dans l’article « Chauffage électrique d’une serre – choisir le système de chauffage optimal ».

Vous pouvez économiser sur le chauffage en utilisant la conception de la soi-disant serre solaire (serre solaire), équipée d’accumulateurs de chaleur fiables. La conception de ces serres ressemble au végétarien d’Ivanov décrit ci-dessus. Autrement dit, un mur plein, recouvert d’un matériau réfléchissant, le toit et les murs sont en matériau fiable (le polycarbonate cellulaire ou le double vitrage est le mieux adapté), ce qui réduit efficacement les pertes de chaleur.

Serres insolites

Le principal atout des serres solaires est un accumulateur de chaleur sous-sol, organisé comme suit. Basé sur une zone de serre de 100 m2. m, au milieu, un trou est creusé de 1 mètre de large, 15 mètres de long et 1,2–1,4 mètre de profondeur, qui est rempli de morceaux de granit ou de briques cassées d’une fraction de 150–200 mm. Les canaux de brique sont réalisés sur toute la longueur, sortant par des tuyaux en plastique d’un diamètre de 350 mm. D’un côté, un ventilateur de 0,1 kW est installé dans un canal en brique. Pendant la journée, la batterie est chargée de chaleur, qui sert de chauffage la nuit.

Nous avons donc examiné les principes uniques de la conception des serres, qui aident à maintenir un microclimat optimal pour la culture de plantes sans frais supplémentaires. Après avoir construit de telles structures, vous pourrez cultiver des légumes presque toute l’année, ce qui fournira à votre famille non seulement des légumes frais et des herbes, mais aussi la possibilité d’organiser une entreprise supplémentaire ou principale très rentable, surtout en hiver..

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