Kas met Ground to Air Heat Transfer (GAHT) opbouwen

[mmluc]

Nu de (hopelijk) warmste dag van het jaar achter ons is kan ik zeggen dat het GAHT systeem in het algemeen geen toegevoegde waarde is op de gewone zomerdagen. Daarbij maak ik ook gebruik van een soort rolgordijnen aan de binnenkant om wat schaduw te creëren. 

 

 

De temperatuur is prima, nooit hoger gekomen dan 35, tot de warmste dag (afgelopen dinsdag). Toen was de buiten temperatuur hier 38 a 39 graden. En het lijkt niet veel maar ik ben er toch heel erg blij mee, de temperatuur van de kas kwam toen niet boven de 37. De koude lucht uit de grond heeft toen wel degelijk effect gehad. 

 

Conclusie, normale zomer dagen en een GAHT systeem zoals de mijne hebben niet veel nut (te weinig airflow) maar op extreme dagen zie ik toch wel wat verschil. 

 

Nu kijken hoe het gaat als de temperaturen weer gaan dalen. 

[aalterse-willy]

Dit gaat mijn petje te boven. 

Chapeau als het lukt en de groentjes er beter door groeien.

[simonmullins]

Tja, dat is een afweging. Natuurlijk is het mooi als het op extreem warme dagen werkt, maar zoveel warme dagen hebben we in Nederland niet. Ik heb eens zitten kijken of ik zelf iets soortgelijks kan maken met de producten van https://www.groothandel.be/. Ik heb er alleen nog niet helemaal uit of het echt de moeite waard is. Ik denk dat ik het deze zomer eens aankijk en dan in de herfst mijn plan trek. Ze zeggen dat er steeds meer warme zomers komen dus het is in principe geen slecht idee.

3 februari 2023 aangepast door simonmullins

[EmersonRios]

Ik heb altijd al een groen huis willen bouwen, maar ik krijg het niet in handen.

[- Marcel -]

Ik ben nieuw op dit forum en kwam er terecht omdat ik zocht op 'passive greenhouse'. Na een jaar research naar allerlei (overwegend) Amerikaanse voorbeelden (in NL vond ik weinig), ben ik in september 2021 begonnen met de bouw van mijn eigen "passiefkas". Inmiddels functioneert de kas nu bijna een jaar en het leek mij leuk om bij dit topic mijn ervaringen te delen. 

Ik herken erg veel van de discussies, motieven en berekeningen hierboven. Ik wilde graag (nog) meer zelfvoorzienend zijn en het jaarrond kunnen kweken, zonder (veel) energie te moeten toevoegen. Ook wilde ik vaste bomen/struiken zoals citrus, vijg, kiwi, granaatappel etc die in ons klimaat buiten matig produceren of niet kunnen overwinteren. De belangrijkste uitdaging is dan de kas vorstvrij en voldoende licht te houden in de wintermaanden. 

De belangrijkste ontwerpprincipes die ik uit mijn research haalde waren:

1. - leg de kas verdiept aan
2. - zorg voor een isolerende en warmtevangende muur aan de noord-zijde
3. - probeer warmte en koude te onttrekken aan de bodem (GAHT)

1. Verdiepte kas

Mijn kas (binnenmaat 7,2x4,1 m) staat op een verdiepte, geheel gesloten betonnen (kelder)bak. De bodem van mijn kas ligt 80cm onder maaiveld. Dit is (ruim) onder de vorstgrens. De bak is aan de buitenzijde rondom verticaal geïsoleerd met 100mm pir. De vloer is niet geïsoleerd en neemt daarmee de bodemwarmte aan van ca 11gr. Dit geeft 's zomers koelte en 's winters warmte. In de kas kweek ik de eenjarigen in grote bakken van 60x80cm oppervlak op (verrijdbare) tafels en de vaste bomen/struiken kweek ik in een lange, vaste bak van 80cm diep, tegen de noordmuur. Naast de temperatuurvoordelen door verdieping wilde ik ook voldoende hoogte hebben voor bomen, zonder een enorm hoge kas te moeten bouwen. Verder vind ik kweken op stahoogte fijner dan moeten bukken. Tot slot kan ik door te kweken in bakken meer controle houden over de (verschillende) kweekbodems. Last but not least vind ik het mooi om letterlijk in de grond op te gaan...😃

 

2. Noordmuur

Isoleren van een deel van de kas is een must. Van het noorden komt weinig licht en veel kou. Hier heb ik een (100mm) geïsoleerde spouwmuur geplaatst. Deze muur vangt warmte op die 's nachts wordt uitgestraald naar de kas, dus minder temperatuurschommelingen. Inmiddels is de muur ook gestuct en gewit, dat geeft behoorlijk meer licht in de kas. Verder heb ik voor de beglazing op de niet-zuidzijde gecoat glas geplaatst. Dat laat minder licht door maar houdt in de winter ook meer warmte vast in de kas.

 

3. Bodembuffer

De Amerikaanse voorbeelden die ik zag bufferen vooral in droge steenachtige bodems. Die hebben we hier niet, het grondwater staat bij mij in de winter soms wel minus 30cm hoog. Eerst wilde ik de kelderbak 200cm onder maaiveld aanleggen zodat ik de eerste meter kon gebruiken als een enorm waterreservoir en buffering. De kweekvloer zou daar dan weer vlak boven liggen.  Zoals hierboven al beschreven is de warmteopslagcapaciteit van water veel groter dan van steen. Maar dat werd wel erg begrotelijk en technisch ingewikkeld qua bekisting en waterdichtheid. Toen bedacht ik dat onze bodems - zeker in de winter - ook uit veel water bestaan. Ik heb vervolgens de bouwput laten uitgraven tot 1m80 diepte en hier een warmtewisselaar ingelegd van ca 100 m pvc pijp rond70. Twee ventilatoren (samen ca 600m3/h) trekken de lucht midden boven uit de kas, door de bodem op 180cm diepte en brengen deze weer beneden in de hoeken de kas in. De ventilatoren gebruiken samen 55W. Om condens af te voeren heb ik een verzamelput (rond 300mmPVC) van 250cm diepte met daarin een dompelpompje die het eens in de zoveel tijd oppompt naar de afvoer. Dit was spannend omdat als de warmtewisselaar lek zou zijn er constant grondwater in zou lopen en de dompelpomp vaak aan zou slaan. Dat is gelukkig goed gegaan😅.

De buffering is bedoeld om  in de zomer te koelen en in de winter vorstvrij te houden (liefst +5). 

 

 

Mijn ervaringen na een jaar

Vorige zomer had ik de ventilatie en de vaste struikenbak nog niet klaar. Ook had ik nog niet gestuct. vanaf sept draait de ventilatie en vanaf nu is de vaste plantenbak en stucwerk bijna klaar. 

In de zomer werd de kas een aantal keren rond de 35gr. Ik moest toen veelvuldig ventileren met ramen en deuren, met als gevolg een erg droog kasklimaat en eind zomer last van spint op sommige planten. Toen de ventilatoren waren aangelegd kon ik vanaf sept het temperatuurverschil meten van ingaande lucht bovenin en uitkomende lucht onderin de kas. Dat was toch gauw bijna 20 graden verschil. Desalniettemin was de koeling in de kas minder dan ik hoopte. Ik denk dat dat komt door vier oorzaken.

1. De instraling blijft te hoog - oplossing: ik ga een noppenfoliescherm aanleggen - is tevens een bescherming tegen verbranding en een extra isolatie in de winter

2. de ongestucte muur is relatief donker en neemt erg veel warmte op en straalt deze ook overdag direct terug - oplossing: stuccen en witten. Extra voordeel: meer licht.

3. de flow van de ventilatoren is te laag. Ze zijn op papier 350m3/h per stuk maar ik denk dat de luchtweerstand over 100m pijp te groot is (ze waren ook niet heel duur....😇 oplossing; betere/duurdere ventilatoren?

4. de verticale luchtstroming blijft beperkt. De koude lucht blijft onderin de kas hangen - op planthoogte (80cm boven de bodem) blijft het warm. oplossing: een fan?

Maar verder had ik een prachtige opbrengst van oa tomaten, paprika's pepers, aubergines en vijgen😋

 

De winter vond ik echter spannender. We hadden in december een vroege en tamelijk lange koudegolf. Ik heb de ventlatoren op een thermostaat die bij 3 graden inschakelt en bij  5 graden weer uit. Zonder ventilatie was gemiddeld het temperatuurverschil tussen binnen en buiten minimaal 5 graden. Twee nachten was het hier buiten min 10gr. De ventilatoren draaien dan de hele nacht (ca 12uur = ca 600Wh). De kas was op 80cm boven de kasvloer (planthoogte) op zijn koudst -0,2 graad. Op de kasvloer was het ca +5 graden. De ingaande lucht bovenin de kas is dan -1 graad, de uitgaande lucht onderin de kas +7 graad. In de ochtend is dat gedaald naar +5 graad, maar de volgende nacht herhaalt zich dit patroon, de bodem 'herlaadt' zich kennelijk. Kortom, hierover ben ik enorm tevreden. 

 

Hoewel ik het meest zelf heb gedaan (behalve grondwerk en kas plaatsen), was dit geen goedkoop project. Ik snap dat dat niet voor iedereen mogelijk is, en bovendien is er ook vaak geen stroom. Toch denk ik dat een aantal principes overal toepasbaar zijn, zoals de noordmuur, en ook evt verdiepen - ook een kleine halve meter doet al heel veel. Met een ventilator op batterij/accu en zonnepanelen kan je ook een eind komen (bij strenge vorst vaak zon..). 

Sorry voor het lange verhaal, ik hoop dat het mensen met vergelijkbare ideeën helpt. 

 

[haplo]

@- Marcel - Prachtige kas! Ik heb wat vraagjes:

• Welke beglazing heb je gebruikt? Op de foto ziet het eruit als enkel of dubbel glas? Enig idee van de U-waarde/R-waarde?
• Waarom geen polycarbonaat/acrylaat kanaalplaten? Ik vermoed betere isolatie, tenzij je goed dubbel/triple glas hebt gebruikt. En verspreiden het licht wat. Noppenfolie leggen zal waarschijnlijk een gelijkaardig effect hebben.
• Waarom de muur vanachter niet volledig in steen bouwen of (alleszins in de winter) aan de noordzijde (glazen muur+ schuin dak) isolatie tegen het glas leggen?
• Betere ventilatoren kunnen helpen, maar kan het ook zijn dat de basis pijp op de grond (waar de kleine pijpen in steken) wat te klein is?
• Een schatting van de totale kostprijs?
• Een fan lijkt me een goed idee om de temperatuur in de kas te verdelen. Ook goed voor stuifmeel, want in een kas is er (hopelijk) geen wind.
• Al gedacht aan IBC (of andere) water containers achteraan te zetten om warmte in te bufferen? Kunnen nog plantenbakken op liggen.
• Heb je ook een foto van de huidige kas met planten erin?
• Ga je er nog iets van verwarming insteken? Bijvoorbeeld een airco of zwembadwarmtepomp (aangesloten op een water reservoir) die kunnen opwarmen met goede cop tijdens vorst?
• Waar heb je het materiaal voor de kas (glas, metaal/plastic) gehaald?

6 maart 2023 aangepast door haplo

[eduro]

@- Marcel - Dat is inderdaad een prachtige kas die mijn inziens een eigen draadje verdiend.

 

Het verhaal mag best langer hoor 😃 een dergelijk uitgevoerde vrijstaande en verzonken muurkas zien we niet vaak voorbij komen.

 

Als Elisabeth de Lestrieux een nieuwe editie van serres en wintertuinen uit zou geven zou je project er zo tussenpassen.

 

Warmteaccumulatie is mooi verwerkt in je project

 

Je geeft wat verbeterpunten aan waar ik even in meedenk.

• Ik zou zeker geen noppenfolie aan de binnenkant aanbrengen dat heeft in de zomer weinig zin en werkt eerder negatief, het toepassen van een buitenscherm circa 20 cm boven het glasdek verminderd de instraling en warmteopbouw vele malen beter. Als deze elektrisch bediend wordt met een lichtmeter combineer je al snel diverse voordelen optimaal licht, beperking instraling en warmte opbouw. 
• Hetzelfde buitenscherm kan je in de winternacht inzetten om warmte uitstraling te beperken zeker op heldere winternachten.
• Overweeg een split lucht/lucht warmtepomp als backup, na zoveel inzet en moeite voor je planten een nobrainer. (3,5kw al te koop voor 6 a 700 euro)

 

Leuk om eens door te nemen is de website kassen in Nederland 1650 - 1950 met een gratis te downloaden boek die je zeker interessant zal vinden.

 

Ik zou zeker meer foto`s op prijs stellen

 

 

 

[- Marcel -]

Hallo Haplo, 

Ik zal je vragen proberen te beantwoorden:

- alle glas op de zuidzijde is 4mm enkelglas R-waarde 5,8

- het overige glas is gecoat, lijkt op monumentenglas, r-waarde ca 3,5

- ik vind kanaalplaten lelijk, en ik wil graag door het glas kunnen kijken

- de muur aan de achterzijde heb ik niet tot goothoogte opgetrokken uit esthetische overwegingen. Nu zijn de bakstenen rondom los van het dak. Het glas aan de achterzijde is gecoat glas, dus matig qua isolatie maar beter dan enkel glas. De coating zorgt overigens ook voor reflectie van de warmte

- de hoofdleiding van de warmtewisselaar is rond 125, de verdeelpijpen zijn rond 70. Ik denk dat je gelijk hebt dat de hoofdleiding te klein is gedimensioneerd

- het project kostte ruim 25k, daarbij heb ik alles zelf gedaan behalve het graafwerk, betonstorten en de kas plaatsen

- ja zou mooi zijn als een fan de bestuiving kan bevorderen

- bufferen in IBC's heb ik overwogen, maar ze nemen veel ruimte in en ik ging ervan uit dat de buffering in de grond voldoende zou zijn. Vooralsnog lijkt dat zo. Ik heb wel twee IBC's buiten de kas ingegraven, die regenwater opvangen. Daar bewater ik de kas mee

- voorlopig ga ik er geen bijverwarming bij aanleggen, mijn doelstelling is zo weinig mogelijk energie te gebruiken en het ventilatiesysteem is vooralsnog bestand tegen -10 gr. Als de nood eens echt aan de man zou komen kan ik natuurlijk electrisch bijverwarmen. 

- ik heb de kas (op maat) laten leveren en plaatsen door Sjaak van Diepen van tuinkas.nl, geweldige vent

 

- ik heb vooral filmpjes gemaakt in de zomer... en de andere foto's draaien om de een of andere reden voortdurend om als ik ze upload...op dit moment staat de kas vol met overwinteraars en de struiken die in de vaste bak moeten. Die is over een maand klaar, dan zal ik nieuwe foto's uploaden.

 

kas met moestuin in april 22

 

 

 

 

metselen van de trap

 

 

[- Marcel -]

Dank @Eduro voor je complimenten en tips.

 

de noppenfolie heb ik al thuis🙄. Een buitenscherm leek me te schadegevoelig met wind en mijn budget was wel op inmiddels... Tussen noppenfolie en glasdak zal inderdaad veel warmte accumuleren. Dit stroomt naar boven en als het goed is direct naar buiten via de nokramen. Ik wil het inderdaad electrisch gaan bedienen met een warmte- of lichtintensiteit-schakeling. Je tip over de warmtepomp houd ik in het achterhoofd. Zoals in mijn reactie op Haplo, er komen nog wat foto's over een maandje.

Het boek had ik al eens doorgebladerd, prachtige kassen! Heeft me zeker geïnspireerd.

[Erny]

@- Marcel - Over het (niet) draaien van je foto's: daar hadden we volgens mij een topic over. @loes weet jij nog waar? Het enige wat ik kon vinden was Image rotate:

En van je één na laatste bericht kan ik de foto's niet zien.

 

Prachtige kas, wat een droom. En heel fijn dat je deze hier laat zien (hoewel het wel enorme jaloerse gevoelens naar boven brengt ).

Ben benieuwd naar de "in gebruik" foto's.

(Als ze verkeerd gedraaid zijn, toch plaatsen, soms kunnen wij ze voor je omdraaien... )

[simonvb]

Hoe zijn de bevindingen in de zomer en winter? 

Niet dat ik al direct een nieuwe serre ga zetten maar is toch een droom om een grotere, "passieve" serre te hebben en iets dergelijks vergt veel voorbereiding .

16 januari aangepast door simonvb

[driepinter]

Mooi om te zien , al het werk en het denkwerk en berekeningen om zoiets voor elkaar te krijgen. Die laatste verdiepte en deels gemetselde kas vind ik ook prachtig, echt een droomkas.

Zoiets zou hier niet gaan, want als ik 80 cm diep zou graven zit ik al  op het grondwater.