Optimierung des Gewächshausklimas: Licht, Heizung, Feuchtigkeit und Lüftung

Steuerung von Licht und Beschattung

Die Steuerung des Lichts erfolgt durch Beschattung (z. B. Netze oder Weißmacher) und den gezielten Einsatz von künstlichem Licht.

Beschattungsnetze (Mallas)

Die **Beschattungsnetze** (Mallas) bestehen oft aus Polypropylen- oder transparenten Polyester-Mesh-Typen. Sie sind in verschiedenen Farben erhältlich, hauptsächlich Weiß und Schwarz. Diese Netze besitzen eine hohe Opazität, um die Effizienz langwelliger Strahlung zu gewährleisten und Wärmeverlust in der Nacht während der kalten Jahreszeit zu verhindern. Sie werden verwendet, um die tagsüber akkumulierte Wärme nachts zu halten. Tagsüber schützen sie vor übermäßiger solarer Strahlung.

Weißmacher zur Reduzierung der Sonnenstrahlung

**Weißmacher** (Whitening Agents) reduzieren die Sonnenstrahlung in Zeiten großer Hitze und verringern somit die Leuchtkraft im Gewächshaus. Das am häufigsten verwendete Produkt ist "Weiß von Spanien". Die Anwendung erfolgt durch Sprühen in mehreren Durchgängen, um die gewünschte Deckkraft zu erzielen.

Künstliche Beleuchtung und Lampentypen

Termorradiationslampen

**Termorradiation** (Wärmestrahlung) besteht aus Strahlung, deren emittierte Energie von der Wärmekapazität des Körpers abhängt. Der Wert der Strahlungsintensität und das Energiespektrum hängen von der absoluten Temperatur des Körpers und der strahlenden Oberfläche ab. Lampen, die auf Termorradiation basieren, sind:

1. Glühlampen
2. Halogenglühlampen

Lumineszenzlampen

**Lumineszenz** bezieht sich auf das Phänomen, bei dem Elektronen aus Atomen bestimmter Elemente durch elektromagnetische Anregung Strahlung erzeugen. Dies geschieht durch Strom, der durch Edelgase oder Metalldämpfe geleitet wird.

1. Leuchtstofflampen

Niederdruck- und Hochdrucklampen im Vergleich

Der Unterschied zwischen **Niederdruck- und Hochdrucklampen** liegt im Lichtspektrum: Bei Niederdrucklampen ist das Spektrum oft auf einen gelben Streifen beschränkt, während bei Hochdrucklampen das Band erweitert wird, was zum Erscheinen von mehr Farben im sichtbaren Spektrum führt.

Wichtige photometrische Größen

• Lichtstrom (Φ): Die Menge der strahlenden Energie, die für das menschliche Auge über einen Zeitraum von einer Sekunde empfindlich ist (Einheit: Lumen, lm).
• Lichtausbeute (η): Das Verhältnis des abgegebenen Lichtstroms (lm) einer Lichtquelle zur zugeführten elektrischen Energie (W).
• Beleuchtungsstärke (E): Das Verhältnis zwischen dem Lichtstrom einer Lichtquelle und der Fläche, auf die er auftrifft (Einheit: Lux, lx).

Ziele des Einsatzes von Kunstlicht

• Erhöhung der Photosynthese.
• Beeinflussung der Photoperiode und der Pflanzenentwicklung.

Heizsysteme im Gewächshaus

Die Heizung dient dazu, die Wärme der Erde oder der Luft im Gewächshaus zu erhöhen.

Fußbodenheizung und Heizbetten

Die künstliche Erwärmung des Bodens mittels **Fußbodenheizung** ist kostspielig und wird daher nur bei hochprofitablen Pflanzen angewendet.

Komponenten eines Heizbettes (Hot Bed)

Das Heizbett ist ein gängiges System zur Pflanzenvermehrung. Es besteht aus:

• Timer (Zeitschaltuhr)
• Wasserpumpe
• Elektrischer Widerstand (Heizelement)
• Temperaturfühler (Thermistorsonde) zur Steuerung der Pumpe
• Programmierer zur Aktivierung des Wassers
• Ausdehnungsgefäß
• Sicherheitsventil
• Rückschlagventil
• Entlüftung

Luftheizungssysteme

Zur Luftheizung stehen folgende Systeme zur Verfügung:

• Öfen/Heizkessel: Produzieren warme Luft direkt im Gewächshaus.
• Heizkörper/Konvektoren: Werden mit heißem Wasser oder Dampf aus einer zentralen Warmwasseranlage versorgt.
• Zentralheizung (Warmwasser): Wasser wird unter Druck in einem Kessel erhitzt und dann entweder als Heißwasser oder Niederdruckdampf verteilt.

Kontrolle von Feuchtigkeit und Temperatur

Verdunstungskühlung (Pad-and-Fan-System)

Der Hauptzweck der **Verdunstungskühlung** (Kühlung durch Befeuchtung) ist die Senkung der Temperatur. Die Luft wird durch einen erzwungenen Luftstrom durch ständig benetzte Platten geleitet. Die Luft kühlt ab und wird mit Feuchtigkeit gesättigt. Die warme, feuchte Luft im Inneren wird durch Verdunstung verdrängt, wodurch das andere Ende gekühlt wird. Befeuchtete Platten werden an einer Seitenwand des Gewächshauses platziert, während Abluftventilatoren an der gegenüberliegenden Wand installiert sind.

Materialien des Kühlsystems

• Kühlplatten (Pads)
• Wassertank
• Booster-Pumpe
• Abluftventilatoren

Nebel-System (Mist System)

Das Ziel des **Nebel-Systems** ist die Erhöhung der Luftfeuchtigkeit. Es erzeugt künstlich und in kontrollierten, regelmäßigen Abständen einen feinen Sprühnebel oder Nebel in der Gewächshausumgebung. Es wird häufig bei der Pflanzenvermehrung (Stecklinge) verwendet, um eine hohe relative Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten und Austrocknung zu verhindern. Es trägt auch zur Senkung der Betriebstemperatur bei.

Komponenten des Nebel-Systems

Das System besteht aus einer Montage von Rohrleitungen, die Wasser unter Druck zu Düsen oder Nebelmaschinen führen, welche die Wassertropfen zerstäuben und die Pflanzen benebeln.

1. Druckpumpe
2. Düsen oder Nebelmaschinen
3. Wasserversorgung
4. Automatisierung

Lüftung im Gewächshaus

Lüftung bezeichnet den Luftaustausch innerhalb des Gewächshauses.

Natürliche Lüftung

Die **natürliche Lüftung** erfolgt über Fenster in den Seitenwänden, wodurch ein Luftstrom entsteht, oder durch Zenitfenster im Dach in Kombination mit Seitenfenstern. Die Fenster öffnen und schließen sich bei Bedarf. Die Platzierung von Zenit- und Seitenfenstern ist effektiver für die Lüftung, als wenn nur Zenit- oder nur Seitenfenster vorhanden sind.

Erzwungene Lüftung (Ventilatoren)

Die **erzwungene Lüftung** erzeugt einen Luftstrom mittels Ventilatoren (Extraktoren), die warme Luft aus dem Gewächshaus entfernen. Das extrahierte Volumen wird sofort durch Luft aus der äußeren Atmosphäre ersetzt.