AT503879B1 - Gewächshaus - Google Patents

Description

2 AT 503 879 B1

In Zeiten rasch steigender Energiepreise auf der einen Seite und immer höherer Anforderungen der Konsumenten bezüglich Obst und Gemüse, wenn möglich zu jeder Jahreszeit, auf der anderen Seite gewinnen Gewächshäuser, welche mit möglichst geringem Aufwand an Gas, Öl oder Holz für die Heizung auskommen und insbesondere die Sonne und Umwelt als Energie-, insbesondere Wärmelieferanten nutzen, immer mehr and Bedeutung.

Hierbei spielen die Wärmedämmeigenschaften der Gebäudehülle und die Isolierung der wegen des Lichteinfalls große Transparenzflächen aufweisenden Gewächshäuser eine ganz bedeutende Rolle, wobei es vorteilhaft ist, sich weiterhin in vielen Fällen schon vorhandener Strukturen und Komponenten, also meist Stahlkonstruktionen mit Glasflächen als Dächer und als Seitenwände zu bedienen, indem mit relativ geringen Mitteln eine Verbesserung der Energieeffizienz durch zusätzliche Isolierungsmaßnahmen bei schon existierenden Anlagen herbeigeführt wird. Bei voller Erhaltung einer vorhandenen Tragstruktur sind z.B. nur Glas-Dach- und Seitenwandflächen ganz oder teilweise zu ersetzen. Bei Neuanlagen sollen insbesondere für die lichtdurchlässigen Transparenzflächen, neue robuste hoch-lichtdurchlässige, aber gleichzeitig möglichst geringen Energie-, insbesondere Wärmeabfluss zulassende Werkstoffe in besonders wärmeisolierender Anordnung bzw. Ausführungsform eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun Gewächshäuser der soeben genannten Kategorien.

Zum Stand der Technik auf diesem Gebiet ist zu erwähnen, dass es z.B. schon längere Zeit üblich ist, bei Gewächshäusern mit Seitenwänden aus Glastafeln in einem gewissen Abstand von denselben im Inneren des Gewächshauses vorhangartige Folien vorzusehen, welche bei Tag hochgezogen sein können und in der Nacht oder bei Schlechtwetter abgesenkt werden und auf diese Weise dort einen isolierungserhöhenden Luft-Zwischenraum bzw. -Polster schaffen.

Weiters ist es bekannt, für die Isolierung nach oben hin, unterhalb der transparenten Dachflächen einen einlagigen waagrechten Energieschirm, der mittels Seilzugmechanik klimagesteuert einzieh- und aufrollbar ist, einzuziehen.

Derzeit werden bei Gärtnern teilweise sogenannte Kondensatfolien im Hochwinter zusätzlich fix unter den vorhandenen Energieschirm gespannt. Diese an sich eher minderwertigen Folien vermindern den Lichtdurchgang erheblich und sind nicht in das Steuerungssystem eingebunden. Damit ist ein flexibles Reagieren auf die jahreszeitlichen und wetterbedingten Gegebenheiten nicht möglich. Diese Kondensatfolien werden im Frühjahr abgenommen und entsorgt, womit erhebliche Manipulationsaufwand und Entsorgungskosten entstehen.

Neuere Entwicklungen betreffen die Glas-Dachflächen, wobei z.B. bei im Wesentlichen gleichbleibender konventioneller Dachstruktur anstelle der Gläser, Flachpolster-Flächen auf Basis eines an sich lichtdurchlässigen Folienmaterials Einsatz finden.

Zum Stand der Technik auf dem Gebiet der Flachpolster-Bedachungen und der damit ausgerüstete Gewächshäuser wird folgendes ausgeführt:

Der online-Artikel "Energieschirm" von Andre Karwath bei Wikipedia, 14. Jänner 2006 [abgerufen 2007-02-07] URL: http://de.wikipedia.ora/w/index.php?title=Enerqieschirm&oldid=12596626 beschreibt einen zweilagigen Energieschirm, dessen Lagen unterschiedlich schattengebend und lichtdurchlässig sind, wobei zwischen den Schirmen ein isolierender Luftpolster entsteht. Der Artikel legt den Fokus auf Sonnenschutz- und Schattenspende-Eigenschaften, wobei dort transluzente Folien vorgeschlagen sind und es um maximale Tageslichtausbeute bei hoher Wärmedämmung geht.

In Artikel "ETFE" von Flacus bei Wikipedia, 16. Jänner 2006 [abgerufen 2007-02-07] URL: http://de.wikipedia.orq/w/index.php?title=ETFE&oldid=12688127 wird angegeben, dass ETFE-Folien zur Überdachung von Gewächshäusern eingesetzt werden können. 3 AT 503 879 B1

Im Artikel "ETFE-Foliendach für das Meilenwerk Düsseldorf ist fertiggestellt’’ Artikel [online] von CENO TEC GmbH, 2006, [abgerufen 2007-02-07] URL: http.y/ceno-tech.de/paaes/hau09 52d.htm ist ein Luftkissendach aus ETFE-Folien für ein Großprojekt gezeigt.

In der FR 2 315 844 A1 ist ein Gewächshaus beschrieben, welches ein aus Zweischicht-Folien gebildetes Dach aufweist, dessen Luftkammern aus einem Gebläse mit Luft versorgt werden.

Die US 4,878,322 A und die DE 20 2004 011616 U1 zeigen verschieden ausgeführte Dachkonstruktionen, die ebenfalls mit Luftpolster bildenden Folien bestückt sind.

Wie diese Aufzählung zeigt, gibt es mehrere Einzelentwicklungen auf diesem Sektor. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gesamtsystem zu entwickeln, das synergistisch in Summe mehr Vorteile bietet, als einzelne Maßnahmen für sich.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein besonders energieeffizientes Gewächshaus mit innerhalb einer Rahmenkonstruktion angeordneten lichttransparenten, bevorzugt giebeldachartig angeordneten, Dachflächen und zumindest teilweise lichttransparenten Seitenwandflächen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Das neue Gewächshaus weist die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale auf.

Es sind, wie aus dem Anspruch 1 hervorgeht, mehrere alternative oder kumulative Maßnahmen vorgesehen, welche wie sich zeigte, im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen weitere wesentliche Einsparungen beim Energieaufwand bringen, und andererseits durch erhöhte Lichtdurchlässigkeit zur Förderung des Pflanzenwachstums und zur Verringerung der Reifezeit, insbesondere bei Gemüse, wesentlich beitragen und so den Energieaufwand weiter reduzieren.

Durch Vorsehen eines im Abstand von einem an sich bekannten, unterhalb des Glasdaches angeordneten, z.B. mittels Seilzugmechanik klimagesteuert offen- und schließbaren einlagigen, horizontalen Energieschirms, welcher im Winter die Wärmedämmung und im Sommer die Beschattung verbessert, angeordneten, vorteilhafter Weise ebenfalls offen- und schließbaren, zweiten Energieschirms aus den im Anspruch 1 genannten speziellen Materialien ist nicht nur eine an sich schon vorteilhafte Trennung des dach-nahen Luftraums vom übrigen Luftraum des Gewächshauses erreicht, sondern es ist dort ein hoch isolationswirksamer Luftraum mit praktisch zu vernachlässigender Konvektion geschaffen.

Als in diesem Sinn besonders vorteilhaft und die diesbezüglichen Effekte noch steigernd haben sich die aus dem Anspruch 1 hervorgehenden Kombinationen von Folien-Materialien für den oberen und den unteren Energieschirm erwiesen.

Ein wesentlicher Vorteil der an sich bekannten, für eine Energieschirmlage vorgesehenen hochlichtdurchlässigen ETFE-Folie, besteht darin, dass sie in schon vorhandene Steuer- und Antriebssysteme problemlos eingebunden werden kann und mit einmaliger Installation eine langfristige Lösung entsteht, die während der Saison über Jahre hinaus keinen Manipulations- und Austauschaufwand mehr erfordert. Sie bildet somit den Bestandteil einer sehr gut steuerbaren, energieeffizienten Wärmeschirmlösung bei hohem Lichtdurchgang.

Der in der Materialkombination von unterer und oberer Energieschirmfolie neue Energieschirm trägt ganz besonders zur Isolation des Gewächshaus-Innenraums nach oben hin bei, insbesondere dann, wenn er in ein Gewächshaus eingebaut ist, bei welchem - wie an sich bekannt - statt der üblichen, das Dach bildenden Glastafeln luft- bzw. gasgefüllte Flach-Polster als Dachflächen vorgesehen sind oder aber bisher bestehende Glasflächen der Dächer der Gewächshäu- 4 AT 503 879 B1 ser durch derartige, mit Luft oder einem wärme-isolierenden Gas gefüllte Flach-Polster ersetzt sind.

Das Material der Folien dieser Dach-Flach-Polster sind Kunststoffe mit einer Lichtdurchlässigkeit, die zumindest so groß ist wie bei konventionellen Glastafeln für Gewächshausdächer.

Besonders zu bevorzugen sind hier Folien aus Ethyl-Tetrafluorethylen (ETFE), welche eine höhere Lichtdurchlässigkeit als Glas besitzen, wobei diese mit einer sehr geringen Wärmeenergie-Durchlässigkeit kombiniert ist. Die ETFE-Folien sind außerdem sehr robust, reißfest, statisch hoch belastbar und UV-beständig. Durch An- bzw. Abtauen mittels kurzzeitigem Einblasen von temperierter Raumluft in die Flach-Pneus kann lichtdurchgangs-störender Schneebelag einfach entfernt und auf diese Weise auch eine eventuell zu hohe Flächenbelastung vermieden werden.

Derzeit werden Gewächshäuser in Venlobauweise für hochwertige Gemüseproduktion mit Dächern aus 4 mm Floatglas gebaut. Das Scheibenformat ist mit ca. 1,25 / 2,25 m statisch ausgereizt. Der erforderliche Sprossenanteil und die Glasverschmutzung vermindern den gewünschten Lichtdurchgang.

Die selbsttragenden Flach-Polster aus den hoch lichtdurchlässigen Folien verringern das Eigengewicht der Dachkonstruktion wesentlich und erhöhen gleichzeitig die Wärmedämmung erheblich, die Energiekosten werden um bis zu 40 % gesenkt. Mit den Flachpolster-Flächen sind auch großflächige Dachflächen ohne Sprossen und daher mit mehr Lichtdurchgang als bisher möglich. Die Folien verschmutzen weniger als Glas und sind daher länger und höher lichtdurchlässig. Ein wesentlicher Vorteil der Folien-Polster besteht weiters in der Sicherheit gegenüber allen herkömmlichen Glaslösungen mit Bruch- und Verletzungsgefahr.

Ein wesentlicher Vorteil der Folien liegt darin, dass sie vollkommen auf die Achsmaße und Produktionsraster des internationalen Gewächshausbaus abgestimmt sein können und somit der Ersatz der Glastafeln durch die Folien-Polster auf einfache Weise erfolgen kann.

Es können bei Einsatz dieser hoch-lichtdurchlässigen Folien-Polster alle vorhandenen Dach-Sonderausführungen, wie z.B. für eine Belüftung vorgesehene, aufschwenkbare Dachflächenteile und Mehrgiebel-Dächer, vorgesehen bzw. beibehalten werden.

Bevorzugt ist - siehe Anspruch 2 - eine ETFE-Folie mit einer Perforierung, was einen allfälligen Dampfdurchlass bei kaum verminderter Wärmedämmung erlaubt und weiters bei Bildung von Kondensat an der Oberseite eine kontrollierte Ableitung desselben ermöglicht. Schließlich kann durch linienförmige Anordnung der Perforation quer zur Zugrichtung beim Öffnen oder Schließen eine geregelte Faltung des Energieschirms bzw. der Energieschirmlage erreicht werden.

Was die bevorzugt eingesetzten, entweder mit konventionellen Glasdächern oder aber mit den Flachpolster-Dächern zu kombinierenden Seitenwandflächen der neuen Gewächshäuser betrifft, so gibt darüber der Anspruch 3 näher Auskunft.

Wie diesem Anspruch zu entnehmen ist, können, gegebenenfalls mehrteilige, Flachpolster entlang von Seitenwand-Glasflächen vorgesehen sein, wobei es bei den Seitenwänden der Gewächshäuser auf eine besonders hohe Lichtdurchlässigkeit an sich nicht so entscheidend ankommt, wie bei deren Dachflächen.

Es können aber auch die Seitenwand-Verglasungen überhaupt entfallen, und an deren Stelle entweder ganzflächige oder gegebenenfalls geteilte Flach-Polsterflächen eingesetzt sein, wobei der dachnahe Bereich der Seitenwandflächen mit Flach-Polstern mit lichttransparenten Folien und der bodennahe Seitenwand-Bereich mit Flach-Polstern mit Folien aus einem robusten, 5 AT 503 879 Bl opaken, verschmutzungs-unempfindlichen, Material, wie insbesondere aus LKW-Planenma-terial, vorgesehen sein.

Zur vorteilhaften Höhenrelation zwischen den licht-transparentem Flach-Polsterflächen und Opakfolien-Flach-Polsterflächen der neuen Gewächshaus-Seitenwände gibt der Anspruch 4 näher Auskunft. Bei den dort angegebenen Höhenrelationen ist einerseits sichergestellt, dass mittels des Oberteils Himmels- bzw. Sonnenlicht, das auch seitlich einwirkt, genützt wird, dass aber der untere Bereich der Seitenwände, wo der Lichteinfall gering ist, robust und gegen Beschädigung resistent ausgebildet ist.

Was das Gas für die Füllung des unter geringem Überdruck stehenden Raumes zwischen den Folien der Flach-Polster betrifft, so kommt in der Überzahl der Fälle dafür gewöhnliche Umgebungsluft in Frage, welche vorteilhafter Weise permanent mittels Ventilator oder Gebläse eingeblasen wird. Für Spezialfälle, wie z.B. für Gewächshäuser an Wind und Wetter besonders exponierten Orten und, wenn an die Wärmedämmfähigkeit höchste Ansprüche gestellt sind, kommt eine Füllung der Flach-Polster mit den im Anspruch 5 neben Luft genannten, wärmefluss-mindernden Gasen in Frage.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen die Fig. 1 und 2 jeweils die Schnittansichten von in ihrer Grundstruktur gleichartigen Glashäusern in unterschiedlichen Ausführungsformen gemäß der Erfindung.

Die Tragstruktur 2 des Gewächshauses 100 ist mit vertikalen, von Gründungsblöcken 24 aufstrebenden Stehern und von denselben getragener Deckenstruktur 20 mit Obergurt 22, Untergurt 21 und dieselben miteinander verbindenden Schrägstreben 23, gebildet, welche ihrerseits die hier mit flachen Giebeln ausgebildete Struktur des Daches 3 mit Dach-Glastafeln 30 trägt. Die Seitenwände 4 sind, hier in beiden Fig. mit Glasflächen 40, gebildet, wobei diese Seiten-wand-Glasflächen 40 keineswegs zwingend vorhanden sein müssen, wenn dort eben dann nur mit Flach-Polsters 6, 61,62 gebildete Seitenwände 4 vorgesehen sind.

Gemäß beiden Fig. trägt die Deckenstruktur 20, hier im Wesentlichen festgelegt in ihrer Höhe a durch den Ober- und den Untergurt 22 und 21, zwei voneinander beabstandete horizontale, zusammen eine zweilagige Energieschirmdecke 70 bildende, Energieschirm-Folien 71, 72 aus den oben bzw. in den Ansprüchen genannten Kunststoff-Folien bzw. Gewebematerialien, zwischen welchen der wärmeisolierende Luftraum 73 ausgebildet ist.

Ergänzend sei angemerkt, dass in den Fig. 1 und 2 die obere Energieschirmfolie 71 aus dem hoch lichtdurchlässigem ETFE, und die untere Energieschirmfolie 72 aus einem feuchtigkeits-bzw. dampfdurchlässigen Gewebe mit dem jeweils gewünschten Licht- und Dampfdurchgang entsprechender Maschenweite gebildet sind.

Schließlich sind den beiden, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Fällen, jeweils in relativ geringem Abstand zu den Seitenwand-Glasflächen 40 horizontal geteilte Flach-Polster 61, 62 mit Außen-und Innenfolien 611, 612 sowie 621, 622 mit luftgefüllten Innenräumen 613, 623 angeordnet, welche ebenfalls in keinem der beiden, sonst unterschiedlichen Gewächshäuser 1 gemäß den beiden Fig. zwingend vorhanden sein müssen.

Zur Fig. 1 ist nun noch gesondert zu betonen, dass das dort gezeigte Gewächshaus 1 nur eine mit Giebeln ausgebildete Dachfläche 3 mit Glas- oder Einscheiben-Sicherheitsglas-Flächen 30, von welchen zwei als Lüftungsklappen ausgebildet sind, die aufgeklappt dargestellt sind, aufweist, und dass für die Isolation und den Wärmeschutz nach oben hin unter dem Dach 3 zwingend eine erfindungsgemäße, mit den beiden Folien 71, 72 und dem sich zwischen denselben

Claims (5)

1. 6 AT 503 879 B1 befindlichen Luftraum 73 gebildete Wärmeschirmdecke 70 vorgesehen ist. Die Seitenwände 4 können in diesem Fall ebenfalls alle nur mit Glas- oder ESB-Tafeln 40 gebildet sein. Zusätzlich oder alternativ können die Seitenwände 4 des Gewächshauses 100 der Fig. 1 mit - hier horizontal geteilten - Flach-Polstern 6 bzw. 61, 62 mit Folien 611, 612; 621, 622 und Lufträumen 613, 623 zusätzlich oder eben allein und ohne Glastafeln 40 gebildet sein. Die Höhen ho und hu des Oberteils und Unterteils der die Seitenwand 4 bildenden Flach-Polster 61, 62 verhalten sich zueinander etwa wie 2 zu 3. Zu der Fig.
2. 2 ist noch auszuführen, dass hinsichtlich der Seitenwände 4 das Gleiche gilt, wie zu dem Gewächshaus 1 der Fig. 1. Wesentlich ist bei dem Gewächshaus 1 gemäß Fig. 2, dass hier das Dach 3 nicht mit Glastafeln ausgebildet ist, sondern dass an die Stelle der Glastafeln ganz leichte Flach-Polster 5 mit Folien 51 und 52 aus einem zumindest Glas-Transparenz aufweisenden, gleichzeitig aber robusten ETFE und Luft- oder Gasraum 58 zwischen den Folien getreten sind. Mit diesen leichten Flach-Polstern an Stelle der bisher üblichen Glastafeln, kann die gesamte Tragstruktur 2 der neuen Gewächshäuser 1 wesentlich filigraner ausgelegt sein, wenn selbstverständlich insbesondere der seitliche Winddruck Berücksichtigung findet. Patentansprüche: 1. Energieeffizientes Gewächshaus (100) mit innerhalb einer Rahmenkonstruktion (20) angeordneten lichttransparenten, bevorzugt giebeldachartig angeordneten, gegebenenfalls teilöffenbaren, Glas- oder Einscheiben-Sicherheitsglas(ESG)-Dachflächen (3, 30) oder dieselben ersetzenden Flach-Polstern (5) mit Außen- und Innenfolie (51, 52) aus einem zumin- ' dest Glas-Lichtdurchlässigkeit- aufweisenden Kunststoff, vorzugsweise aus Ethy-len/Tetrafluorethylen (ETFE), mit einem isolierenden Luft- oder Gaspolster (53) zwischen den Folien (51, 52) und zumindest teilweise lichttransparenten Seitenwandflächen (4), wobei unterhalb der Deckflächen (3, 30) eine im Wesentlichen horizontal angeordnete, bevorzugt mechanisch oder klimagesteuert, offen- und schließbare zweilagige Energieschirm-Zwischendecke (7, 70) mit zwei zueinander parallel und im Abstand (a) voneinander angeordneten, zwischen einander einen Isolations-Luftraum (73) begrenzenden Energieschirmlagen (71, 72) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die dem Dach (3) bzw. den Dachflächen (30) nähere, obere Energieschirmlage (71) a) mit einer zumindest Glas-Lichtdurchlässigkeit aufweisenden Kunststofffolie, bevorzugt aus Ethylen/Tetrafluorethylen (ETFE), - und die dachflächen-feme, untere Energieschirmlage (72) a) mit einem transluzenten, unterschiedliche Maschenweite aufweisenden Faservlies auf Basis von Kunststofffasern mit einem Lichtdurchgangskoeffizienten von 75 bis 95 %, insbesondere von 80 bis 90 %, und einem Dampfdurchgang im Bereich von 30 bis 40 g/m1.h, vorzugsweise von etwa 35 g/m1.h oder b) mit einer Folie auf Basis von Hochdruck-Polyethylen- oder -Polypropylenfasern mit einer Wasserdampfdurchlässigkeit Sd von 0,25 bis 5 m gebildet sind. 1 Gewächshaus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus ETFE gefertigte obere Energieschirm (71) eine Perforierung aufweist, welche bevorzugter Weise in voneinander beabstandeten Reihen quer zur Zugrichtung beim Öffnen oder Schließen derselben angeordnet ist. 7 AT 503 879 B1
3. 3. Gewächshaus nach der Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - dessen Seitenwände (4) entweder mit Glas- oder ESG-Tafeln (40) gebildet sind, an welche innenseitig, in einem Abstand von denselben luft- oder gasbefüllbare bzw. -befüllte Flach-Polster (6) aus einem lichttransparenten Kunststoff, bevorzugt auf Basis von Polyethylen, anschließen, oder aber - dessen Seitenwände (4) nur mit Flach-Polstern (6, 61, 62) gebildet sind, wobei dieselben entweder - in horizontal geteilter Form vorliegend, mit einem dach-näheren bzw. an das Dach (3) des Gewächshauses (1) anschließenden Seitenwand-Oberteil mit einem luft- oder gasgefüllten bzw. luft- oder gasfüllbaren Flach-Polster (61) mit Folien (611, 612) aus einem lichttransparenten Kunststoff, vorzugsweise auf Basis von Polyethylen, und mit einem bodennahen Seitenwand-Unterteil mit einem Flach-Polster (62) mit mechanisch festen - Außen- und In-nen-Planenfolien (621, 622), vorzugsweise mit LKW-Planenfolien, gebildet ist, oder aber - die Seitenwände (4) insgesamt mit luft- bzw. gasbefüllbaren Doppelfolien-Flachpolstern (6, 61, 62) aus einem zumindest Glas-Lichtdurchlässigkeit aufweisenden Kunststoff, vorzugsweise aus Ethylen/Tetrafluorethylen (ETFE), gebildet sind.
4. 4. Gewächshaus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer horizontal geteilten Seitenwand (4) das Verhältnis der Höhe (ho) des Seitenwand-Oberteils (61) zur Höhe (hu) des Seitenwand-Unterteils (62) 1 zu 1 bis 3 zu 5 beträgt.
5. 5. Gewächshaus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Räume (53; 613, 623) zwischen den Folien (51, 52; 611, 612; 621, 622) der Flach-Polster (5; 6; 61, 62) der Dachflächen (30) und/oder der Seitenwände (4) bzw. der Seitenwand-Ober- und Unterteile mit Luft oder mit einem Isoliergas aus der Gruppe C02, Argon oder Krypton, gefüllt sind, wobei die Aufrechterhaltung eines leichten Überdrucks in den Flach-Polsters mittels Ventilator oder Kompressor erfolgt. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen