Glashausmodul

Glashausmodul

Ein Vorteil von Glashausmodulen ist die effektivere Biomasseproduktion pro Flächeneinheit im Vergleich zum Freilandanbau. Durch die Kopplung von Funktionen kann die räumlichzeitliche Nutzung eines Glashausmoduls enorm erweitert werden. Durch die Steigerung der Biomasseproduktion im Glashausmodul werden andere Flächen auf dem Grundstück frei und können andere Funktionen erfüllen. Glashausmodule erfüllen je nach Anwendungsprofil eine Vielzahl von Funktionen. Durch die Möglichkeit, unterschiedlichste Substrate, Klimate und Nährstoffangebote zu trennen und in mehreren Ebenen übereinander zu stapeln, ist hier die Dritte Dimension noch eher und bedarfsangepasster zu nutzen als im Freiland. Eine Produktion von Biomasse im Gewächshaus ist in mehreren Etagen möglich. Dadurch ist eine effiziente Nutzung der Fläche möglich. Funktionen, die verschieden stark in den Vordergrund der Nutzung gebracht werden können sind:

• Nutzwasserverwertung und Wasseraufbereitung
• Energiegewinnung
• Biomasseproduktion
• erweiteter Wohn- und Lebensbereich
• Fischproduktion

Eine optimale Ausnutzung des Sonnenlichtes ist an der Südostseite eines Gebäudes gewährleistet ist. An dieser Sonnenseite des Hauses können die ersten Sonnenstrahlen „eingefangen“ werden. Die Seitenwände des Glashausmoduls sind ca. 30° geneigt. Da die Sonne im Winter in unseren Breiten tief am Himmel steht, werden die Strahlen bei dieser Neigung kaum reflektiert. Dadurch kann im Winter eine gute Wärmeausbeute erzielt werden.

Nutzwasserverwertung

Das Glashausmodul dient einerseits der Nutzwasserverwertung, andererseits kann Nutzwasser im Glashaus bei entsprechender Ausstattung bevorratet werden. Im Glashaus existiert ein Pufferspeicher für Nutzwasser, aus dem bedarfsgerecht Nutzwasser auf die Kulturen gebracht werden kann. Wenn auf den Freiflächen keine Produktion von Biomasse aufgrund der Jahreszeit in Betracht kommt, kann im Glashausmodul das Nutzwasser verwendet werden. Der Pufferspeicher kann als Massenspeicher für Wärme genutzt. Mit ihm kann Wärme vom Tag für die Nacht vorgehalten werden. Gerade bei kalten und klaren Wintertagen kann die Sonneneinstrahlung am Tag zur Speicherung für die Nacht genutzt werden. Im Winter kann der Heizungsrücklauf aus Gebäuden - je nach Größenverhältnis von Gebäude und Gewächshaus - zur Beheizung des Gewächshauses, zumindest für den Frostschutz im Gewächshaus genutzt werden. Der Pufferspeicher kann auch zur Produktion von Fisch und Algen dienen.

Umsatz von Nutzwasser und Regenwasser zwischen Wohnhaus und Glashausmodul

In der Abbildung ist der Umsatz von Nutzwasser und Regenwasser dargestellt. Nutzwasser bzw. Regenwasser kann in das Glashausmodul zur Produktion von Biomasse geleitet werden. Aus dem Glashausmodul wird Nahrung in Form von Biomasse oder Fisch zurückgeführt.

Energiegewinnung

An wolkenfreien Tagen unterstützt einfallendes Sonnenlicht die Beheizung des Glashausmoduls. Die in einem Pufferspeicher gespeicherte Wärmeenergie könnte mit einem zuschaltbaren Vorwärmregister für das häusliche Lüftungssystem gekoppelt sein, um an strahlungsreichen Tagen die Überhitzung unter Glas nicht „weglüften“ zu müssen, sondern sie im Haus zu nutzen.
Gegen ein Glashausmodul spricht immer noch das schlechtere Dämmverhalten von verglasten Flächen, doch wenn Möglichkeiten der Kopplung zwischen Glashausmodul oder transparenten Gebäudehüllen und Wohnhaus ausgenutzt werden und das Glashausmodul nur im frostfreiem bzw. pflanzlich aktiven Temperaturbereich von = 5 °C gehalten werden muss, ist es sehr wahrscheinlich, dass auch die Heizenergiebilanz mit einem erheblichen Zusatznutzen ausfällt.
Im Glashausmodul welches der Produktion von Biomasse dient, stehen die Klimatisierung und der sparsame Umgang mit Wasser und Nährstoffen im Vordergrund. Durch die Speicherung von Wärme am Tag für die Nacht kann die Amplitude des Temperaturgangs stark verringert und für das Pflanzenwachstum optimiert werden. Im gemäßigten Klima mit zum Teil kalten Nächten in den Übergangsjahreszeiten und im Winter ist die Beheizung des Glashausmoduls wichtig oder wichtiger als die mittägliche Kühlung. Durch einen Wärmeausgleich zwischen Tag und Nacht kann die Betriebszeit in die Hochsommer- und Winterzeiten ausgeweitet werden, indem Temperaturmaxima abgesenkt oder angehoben werden. Glashausmodule sind im gemäßigten Klima für den Anbau von Sonderkulturen (vor allem Gemüse und Südfrüchte) interessant, da im Bereich des Übergangsklimas nicht nur jahreszeitliche Schwankungen des Klimas ausgeglichen werden müssen, sondern auch tageszeitliche, wochenzeitliche und monatliche Schwankungen, die je nach Lage und Bauart des Glashauses unterschiedliche Auswirkungen haben.
Der größte Teil der Sonnenenergie wird von der Vegetation umgesetzt. Die Luftfeuchtigkeit bleibt durch die ständige Verdunstungsleistung der Pflanzen konstant auf 80-85 Prozent. Hierbei wird der Energiegehalt der Luft erhöht, die in Form von Wasserdampf gespeichert wird. In trockener Luft ist der Energiegehalt wesentlich geringer. Unter idealen Bedingungen wird die gesamte Evapotranspiration von den Pflanzen erzeugt. Ein möglichst hoher Wasserumsatz im Gewächshaus ermöglicht eine entsprechend geringe Luftwechselzahl zur Kühlung. Unzureichende Verdunstungsleistungen können durch zusätzliche Verfahren zur Luftbefeuchtung ausgeglichen werden.
Schon die Erhaltung von frostfreien Temperaturverhältnissen ermöglicht eine ganze Bandbreite von perennen Pflanzen aus den subtropischen Breiten. Bei entsprechenden Heizmöglichkeiten über Abwärme aus Kompostierungsvorgängen sowie über eine kaskadenartige Einspeisung von Wärme aus dem Heizungsrücklauf des anliegenden Gebäudes bietet grundsätzlich die Möglichkeit des Anbaus von Nutzpflanzen im Winter bei Temperaturen um ca. 15 °C. Zum Teil erfüllen auch einheimische Wasser- und Sumpfpflanzen die Erfordernisse an Temperatur und Feuchteresistenz. Der Wirkungsgrad eines Gewächshauses kann sich beim Anbau von konventionellen Kulturen verringern, da meist die Luftfeuchte bzw. die Temperatur abgesenkt werden muss.

Mykorrhizapilze

Das Nebeneinander von Gewächshaus und Fermentationsreaktor ermöglicht eine direkte Fusion beider Bereiche zur Produktion von Mykorrhizapilzen (BUCHHOLZ, M. 2002). Mykorrhiza ist eine Symbiose zwischen dem Wurzelbereich der Pflanzen und Pilzen. Dabei bekommen die Pilze Kohlenhydrate der Pflanze und die Pflanze mineralische Nährstoffe von den Pilzen. Die Wasser- und Nährstoffaufnahme der Pflanzen wird verbessert. Sie können auch zur Produktion von Speisepilzen und hochwertigen Bodensubstraten für den Gartenbau eingesetzt werden. Durch den Einsatz von diesen Bodensubstraten kann der Bedarf an Dünger gesenkt werden, man kann sagen, dass sich zusätzliche Düngung schädlich auf die Symbiose auswirkt. Der Anbau des wohlschmeckenden Mykorrhizapilzes Trüffel würde sich lohnen.