Et drivhus er en gennemskinnelig lukket eller halvåben struktur, lavet af glas eller plast, understøttet af en metal- eller træstruktur, der generelt er beregnet til landbrugsproduktion . Det sigter mod at beskytte mad eller fritidsafgrøder mod klimatiske elementer for at forbedre planteproduktionen, fremskynde deres vækst og producere dem uafhængigt af årstiderne takket være en temperaturforøgelse ved at blokere konvektion (og ikke ved drivhus ) i strukturen.
Drivhusdyrkning kaldes drivhus .
Et drivhus kan også være en arkitektonisk rekreativ bygning, enten privat af lille størrelse i et hus eller åben for offentligheden og af stor størrelse, der tilfredsstiller æstetik ved sin arkitektoniske form og ved righeden af samlingerne.
En gammel definition siger, at drivhusene er dækket, hvor vinteren er grøn citrus, skrøbelige blomster og andre træer eller planter, der har mest behov for at blive dækket af gelé (Dictionary of the French Academy, Première Edition (1694)), og hvor der undertiden også plantes frugttræer. Et murværk, der var glaseret på toppen, var tilstrækkeligt til dette formål.
Drivhuse, som vi forestiller os dem i dag (i deres forlængelse, verandaen , forteltet , oriel også kendt som buevindue ) er produkter fra den industrielle revolution .
Ved begyndelsen af den industrielle revolution gjorde de fremskridt, der er gjort inden for metallurgi, det muligt at opnå teknisk dristige bygninger af metal (først støbejern , derefter smedejern opnået ved vandpytter , senere stål ) og glas .
Jernet er så anledningen til teknisk dygtighed, som nationerne viser i de universelle udstillinger . Den Crystal Palace for eksempel ved 1851 Verdensudstillingen i Hyde Park , viser den industrielle og tekniske overlegenhed af Det Forenede Kongerige. Det er Joseph Paxtons arbejde , landskabsarkitekt og gartner. Det er udgangspunktet for en glasarkitektur, som også findes i stationer og især i visse haller .
Fremstillingen af drivhuse forbliver derefter låsesmedens domæne (betegnelse, som han deler med, det er en tilfældighed, roddrivhuset , de serare , "at lukke"), selv om fremstillingen af metalprofiler er flyttet fra værkstedet. Og fra smed arbejder til værksteder og samlebånd i stålfabrikker.
Glas er gennemsigtigt for solens stråler og er en dårlig varmeledning: det absorberer det, opvarmes og udsender diffus stråling. Sort absorberer al synlig stråling, så det er en solfanger, der omdanner lys til varme. Denne varme forsvinder igen til atmosfæren. Ved at lægge en glasplade og en sort overflade, går noget af varmen tabt udefra, men det meste af varmen er fanget. Dette er drivhuseffekten med princippet om en flad opsamler. Med flere lag glas og luft imellem reduceres varmetabet. Landmænd har brugt drivhuseffekten i hundreder af år ved at bruge mørkfarvet pottejord, der varmer jorden om foråret.
Drivhuseffekten har længe været kendt og veldokumenteret af dybtryk termometer til Horace-Benedict de Saussure , men hans forklaring var ikke.
Det er Arrhenius, der stadig giver den mest populære forklaring i dag: solstrålerne kommer ind, jorden omdanner dem til infrarød , glasset, der er uigennemsigtigt for disse stråler, blokerer dem, og temperaturen stiger således.
Alligevel afviste Robert Williams Wood denne teori i 1909 ved blot at erstatte glasset med gennemsigtig infrarød halit : vi bemærker, at temperaturen, som drivhuset når, forbliver næsten den samme.
Paradoksalt nok fungerer et drivhus således ikke i henhold til drivhuseffekten, som det forstås i dag, det vil sige ifølge Arrhenius teori. Det er blokering af konvektion, der holder temperaturen konstant betydeligt højere end udenfor.
Et drivhus er beregnet til at beskytte ikke-hårdføre planter og fremme væksten af afgrøder ( grøntsager , blomster osv.) Ved at skabe klimatiske forhold, der er gunstigere end det lokale klima, eller at tillade såkaldte "off-season" afgrøder.
Basisenheden kaldes et kapel , flere kan bygges side om side.
Væggene og / eller dækslet er gennemsigtige eller gennemsigtige, så planter kan dyrkes i et varmere eller bedre kontrolleret miljø end udendørs. Dyrkning kan ske i den oprindelige jord eller jordløs, hydroponisk , i potter eller i stenuldsposer.
Drivhuset kan undertiden opvarmes efter behov for at dyrke og få afgrøder hele året, hvad enten det er i kolde eller tempererede lande, eller for at opretholde samlinger af eksotiske planter og endda træarter i markerne. Reguleringssystemer for temperatur og fugtighed er nødvendige, fordi drivhusets varme, fugtige og begrænsede atmosfære kan fremme angreb fra parasitter eller plantepatogener (især svampe), mod hvilke landmænd i konventionelt landbrug kæmper med syntetiske pesticider og dem i bæredygtigt landbrug med naturlige pesticider, hjælpestoffer (rovdyrsinsekter af parasitter) og en undersøgt rotation af afgrøder.
Landbrugsarbejdere kan være mere udsat for pesticider i drivhuse end udendørs, mens den høje temperatur der gør det svært at bære beskyttelsesdragter, masker og handsker.
Tunnel i England .
Det store drivhus eller palmarium ( Palm House ) ved Kew Gardens .
Indgang til palmariet i Auteuil drivhushave .
Drivhus af sukkulenter ved den botaniske have i Tourcoing .
Et gammelt forfaldent drivhus, hvor alt vokser vildt.
En anden form for drivhus er tunnelen eller tunnel drivhus. Det er en lettere struktur, fordi den er dækket af plastfolie, der er modstandsdygtig over for ultraviolette stråler og strækkes over afrundede metalrør. Af varierende dimensioner er tunnellerne interessante for deres lavere anlægsomkostninger. De består også af kapeller til at dække større områder. De er bygget til at beskytte tidlige eller sene afgrøder mod ugunstige udendørs klimatiske forhold.
Et lignende koncept er verandaen eller vinterhaven under glastage, som er elementer i offentlig konstruktion eller individuelle huse. Drivhuse er også blevet brugt over laguner til spildevandsaffald om vinteren eller behandlet ved fordampning / tørring af perkolat fra lossepladser til klasse 1 (f.eks. Udledning af Angers i Frankrig).
Oftest er rammen af et drivhus lavet af stål og aluminium . Det er designet på en sådan måde, at det giver et minimum af støbt skygge. På taget giver åbninger den nødvendige ventilation.
Dækslet er gennemsigtigt og generelt lavet af glas , mineralsk eller syntetisk, men også af plast (for eksempel: polyethylenfilm , halvstive PVC- plader ) stiv eller fleksibel, generelt behandlet for at modstå ultraviolette stråler . Denne film kan forstærkes for at øge dens modstandsdygtighed over for rivning.
Glas er et materiale af bedre kvalitet, fordi det gør det muligt for lys at passere bedre, mens syntetiske materialer bliver mindre og mindre gennemskinnelige, hvis de ikke allerede er (undtagen i tilfælde af gennemsigtig termoplastisk polyester (PETG), der tilbyder lystransmission. Overlegen i forhold til glas). Vægten af materialet er også af en vis betydning: det er lettere at installere plast end glas på et drivhustag. Der er tage i alle former. Omvendte “V” -tag er de mest almindelige; der er også buede tage, der hovedsagelig bruges til fleksible belægninger. Nogle gange er runde drivhuse lavet af glas, men omkostningerne ved sådanne drivhuse er ublu.
Styring af klimaet er væksthuse; man kan skabe et ideelt miljø for plantevækst. Dets ledelse overlades ofte til en computer, især hvis produktionsenhederne er store. Så teoretisk kan tomater dyrkes i Antarktis , men omkostningerne ved at styre klimaet (varme og lys) i drivhuse begrænser ekstremerne.
Den drivhus temperatur management styres ved ventilation i tilfælde af overskud. Hvis temperaturen falder til et niveau, der er lavere end det, kulturerne tillader, bruger kraftige kedler i naturgas eller olie eller andre opvarmningsmetoder til at hæve temperaturen. Fordelingen af kalorier inde i drivhuset sker ved konvektion gennem luftrør eller varmelegemer . Varmen kan fordeles ved lav temperatur (forbundet til opvarmningsreturen) af måtter under kulturhylderne for at give baggrundsvarme.
Det er vigtigt, at drivhuse opvarmes ikke kun for temperatur, men også for at smelte lag af sne og is, der forhindrer lys i at komme ind i drivhusene.
Temperaturen kan også styres automatisk ved hjælp af skyggeklud. Når solens stråler er for lyse, dæmper disse skærme noget af solstrålingen i varme perioder på dagen. Omvendt er de lukket om natten for at fange varmen fra jorden i afgrøderne.
I nogle varme regioner vil vi sænke temperaturen på drivhuse ved hjælp af et gardin med vand, der cirkulerer i måtter. I modsætning hertil ekstraherer kraftige ventilatorer luften fra drivhuset for at skabe en let fordybning, der tillader udluft at trækkes ind, som kommer ind i drivhuset gennem de fugtige måtter. Denne teknik køler luften. Det ville være anvendeligt hele året rundt i Israel for eksempel og i korte perioder i koldere regioner med varme somre som det sydlige Canada ; sommeren er for kort til, at kølesystemet kan være rentabelt; ventilatorer er vigtige værktøjer til at gøre drivhus temperaturer ensartede.
I industrielle operationer bliver forvaltningen af vand og næringsstoffer i stigende grad automatiseret. Der er også hydroponics i drivhuse (en teknik, hvor planterødderne er permanent nedsænket). De gødningsstoffer inkorporeres i vandet ved doseringspumper nøjagtighed. Hvis næringsstofopløsningen er for rig på salte , kan den forårsage alvorlig skade på afgrøder. Dette er grunden til, at vandets saltholdighed ofte kontrolleres; den elektriske ledningsevne måles, og der udføres adskillige analyser af næringsstofopløsningen for at tilpasse og afbalancere righeden i gødningselementer i henhold til de producerede planter. Typisk giver en koncentration på 200 ppm en ledningsevne på 0,25 S / m .
Styringen af luft i drivhuset og temperaturen deri er forbundet: jo mere luft cirkulerer, jo tættere er drivhusets temperatur på den udvendige.
Planter omdanner kuldioxid til ilt i løbet af den daglige periode på dagen gennem fotosyntese . For at øge produktiviteten af visse afgrøder forbrændes propangas undertiden i drivhuse for at øge niveauet af kuldioxid (CO 2)).
I et godt ventileret landbrugs drivhus kan luften være meget belastet med pesticider, især i timerne efter påføring (hvis der har været sprøjtning af sådanne produkter på planterne eller jorden eller gasning ). Koncentrationen af pesticider eller nedbrydningsmolekyler i luften varierer afhængigt af påføringshastigheden og produktets flygtighed ( Henrys konstant ). Det er således blevet vist i hydroponics drivhus, at spredere ånder mere chlorothalonil end methamidophos . Varigheden af tilstedeværelse i luft varierer i henhold til den samme parameter, men også i henhold til molekylernes nedbrydelighedshastighed (især i lys). For methamidophos (meget flygtig) vises topkoncentrationen i luften ca. to timer efter påføring (27,5 μg / m 3 ) på grund af dens høje flygtighed og op til tolv timer efter påføring. Påføring registreres et hurtigt fald i luft (når 0,45 μg / m 3 seks dage efter påføring). Chlorothalonil når, selv om det er mindre flygtigt, 4,9 μg / m 3 efter påføring og når 0,15 μg / m 3 seks dage efter påføring. Disse to pesticider blev målt i afløbsvandet i det hydroponiske system, hvor niveauerne, høje efter påføring, faldt støt på ca. tre dage. I et lukket hydroponsystem akkumuleres disse to pesticider i næringsmediet i 24 timer og forsvinder derefter langsomt om cirka tre dage.
På den anden side virker luften i et drivhus under normal drift ikke mere belastet med svampesporer end udeluften; i tre typer af tomat drivhus (hvoraf den ene var i hydroponiske tilstand ) blev luftprøver taget fra 10 a.m. til 2 p.m. , hver dagaugust 2000 på Juli 2001ved at indsamle partikler større end 0,5 um i diameter, den hastighed på 200 CFU / m 3 var sammenlignelig i alle tre tilfælde til, hvad der blev fundet uden for drivhuset.
Nogle planter producerer allergifremkaldende pollen (f.eks. Sød peber, hvor pollen en tredjedel af drivhusarbejdere ender med at blive allergiske). Det er vist, at indførelse af bier i drivhuset reducerer denne risiko betydeligt.
Lys kan være kunstigt. Det bruges især til at fremme blomsterinduktion af visse arter af langdagsplanter ved at forlænge dagens længde.
Omvendt kan gartneriet vælge at blokere dagslyset for at forkorte varigheden. Den mest kendte anvendelse er at få krysantemum til at blomstre året rundt.
Kongelige drivhuse i Laeken , Alphonse Balat , 1871.
Drivhus i Berlins botaniske have med et centralt palmarium.
Interiør i det tropiske drivhus i de store drivhuse på Jardin des Plantes .
Drivhuse i glas i Guangzhou Botaniske Have i Kina, 2006.
Akkreditering drivhuse har ganget XIX th århundrede efter den arkitektoniske succes Crystal Palace under verdensudstillingen i 1851 i London i Storbritannien . Nogle er ligesom de høje palmarier i de botaniske haver beregnet til at huse samlinger af eksotiske planter. Andre omdannet til vinterhaver er annekser til rige villaer i victoriansk stil .
I Belgien opførte arkitekten Alphose Balat under ledelse af kong Leopold II et spektakulært ensemble: de kongelige drivhuse i Laeken . Den dag i dag er der stadig originale planter fra deres oprettelse såvel som sjældne og værdifulde plantager. Drivhusene er kun åbne for offentligheden 3 til 4 uger om året i det tidlige forår.
Fremkomsten af glaserede vinterhave i moderne tid falder sammen med fremkomsten af mere korrosionsbestandige materialer, isolerende ruder og automatiseret klimaanlæg . Ofte tilstødende hjem, de er da reelle ekstra stuer.
Et langt mere overkommeligt og effektivt alternativ til glas drivhuse er walipini (et indisk ord fra Aymara for "varmt sted"), også kendt som et underjordisk eller himmel drivhus. Først udviklet i 1980'erne til de kolde bjergrige regioner i Sydamerika , giver denne metode producenter mulighed for at opretholde en produktiv køkkenhave hele året rundt, selv i de koldeste klimaer.
Drivhuset graves ned i jorden og drager således fordel af god varmeisolering med udeluften. Drivhusets tag vippes vinkelret på solens højde ved vintersolhverv for at maksimere lysforsyningen i den kolde årstid.
Af solpaneler kan integreres i strukturen i et drivhus for at producere elektricitet. Normalt er overflader med solpaneler ispoleret med overflader uden solpaneler for at passere lys til afgrøder. For at fremme passage af lys til planter kan semi-transparente solpaneler bruges: gennemsigtige mellemrum mellem krystallinske celler eller tynde, delvist transparente lag. Solcelle drivhuse betragtes som agrivoltaiske systemer af Energy Regulatory Commission.
Der er også drivhuse installeret på taget af bygninger, såsom Lufa Farms , i Montreal (Canada). Det er et af de alternativer, der ofte tilbydes i bylandbrug og kan tilbyde forskellige fordele. Landbrugets interessante produktionspotentiale i drivhuse, der er installeret på taget af kommercielle eller industrielle bygninger, er blevet demonstreret ved flere lejligheder for visse byer og regioner i verden.
I visse sammenhænge kan denne praksis vise sig at være et mere effektivt og økologisk alternativ til konventionelt landbrug, der gør det muligt at forbedre byernes autonomi og fødevaresikkerhed , fremme en cirkulær og bæredygtig økonomi og samtidig skabe nye jobmuligheder. Desuden tillader dyrkning i drivhuse på tag , ligesom landbrug udført på grønne tage , mere lokal produktion, hvilket kan reducere miljøpåvirkningen og omkostningerne forbundet med distribution og markedsføring af produkter. Integrationen af drivhus i tagene på bygninger kan også resultere i reducerede energibehov, hvor bygningens varmetab delvist kan bruges til opvarmning af sidstnævnte. Endelig kan systemer installeret på tage, der tillader opsamling og opbevaring af regnvand, også drastisk reducere vandingsbehovet ved disse operationer.