Die besten Arten von kommerziellen Gewächshauskonstruktionen für verschiedene Klimazonen
Die Wahl der passenden Gewächshauskonstruktion hängt stark vom Klima des Einsatzortes ab. Daher ist die richtige Konstruktion von verschiedenen Umweltfaktoren abhängig, darunter Temperatur, Niederschlag, Wind, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und jahreszeitliche Schwankungen.
Klimadaten sollten in konkrete Gestaltungswerte umgesetzt und nicht nur als allgemeiner Eindruck betrachtet werden. Vier Kennzahlen spielen bei einem gewerblichen Bauprojekt eine entscheidende Rolle: die maximale Luftwechselrate, die das Haus erreichen muss, die dafür benötigte Lüftungsfläche, die statischen Belastungen des Grundstücks und die Lichtdurchlässigkeit der Gebäudehülle. Sobald diese Werte bekannt sind, ergibt sich weitgehend die Wahl der Bauweise.
Die Struktur dem Klima anpassen
Das Klima beeinflusst die Gewächshauskonstruktion selbst, nicht nur die darin installierte Technik. Zu den wichtigsten zu prüfenden Punkten gehören Belüftungsfläche, Dachkonstruktion, Tragfähigkeit, Abdeckung, Isolierung, Beschattung und Entwässerung.
Überprüfen Sie die Belüftungskapazität
In heißen Klimazonen benötigt das Gewächshaus ausreichend Belüftungsfläche, um die Wärme abzuführen. Dachlüfter sind besonders wichtig, da warme Luft durch die großen Öffnungen entweichen kann. In feuchten Gebieten trägt die Belüftung zudem zur Feuchtigkeitsabfuhr bei, sofern die äußeren Bedingungen dies zulassen.
Zwei Kennzahlen definieren die Angemessenheit. Im Sommer sollte ein Gewerbegebäude so ausgelegt sein, dass es im Hochsommer etwa 40–60 Luftwechsel pro Stunde erreicht, im Winter hingegen mindestens einen Luftwechsel pro Stunde zur Regulierung von Luftfeuchtigkeit und CO₂. Um dies mit natürlicher Belüftung zu ermöglichen, sollten Dach- und Seitenöffnungen zusammen mindestens 15–20 % der Geschossfläche ausmachen, gemessen als effektive freie Fläche nach Abzug von Dachstühlen, Lüftungsmechanismen und Insektenschutzgittern. Auch die Dachrinnenhöhe ist wichtig: Die bei Venlo-Gebäuden typischen Dachrinnenhöhen von 4–6 m und Stützenhöhen von über 10 m bei großen Spannweiten erhöhen den Auftrieb, der die warme Luft über den Dachfirst nach außen drückt.
Strukturelle Belastungen prüfen
Windexposition beeinflusst Rahmen, Verbindungen, Fundamente und die Befestigung der Abdeckung. Der Hersteller sollte die Konstruktion für die erforderlichen lokalen Lasten berechnen, anstatt für jeden Standort die gleichen statischen Vorgaben zu verwenden.
Für kommerzielle Produktionsgewächshäuser ist eine gewächshausspezifische Norm wie EN 13031-1 maßgeblich. Diese berücksichtigt Windlasten, kontrollierte Schneelasten auf transparenten Verkleidungen sowie das Gewicht von Abdeckung und hängenden Anlagen – gerade weil Gewächshauskonstruktionen leicht und lastempfindlich sind. Zum Vergleich: Typische kommerzielle Gewächshauskonstruktionen sind für Windgeschwindigkeiten um 137 km/h und Schneelasten um 140 kg/m² ausgelegt. Für Windgeschwindigkeiten bis ca. 225 km/h sind auch verstärkte Ausführungen erhältlich. Die Höhe der Dachrinne beeinflusst diese Lasten: Höhere Stützen erhöhen das Windmoment am Fundament. Daher müssen Rahmen, Verbindungen, Fundamente und Verankerungen gemeinsam ausgelegt werden.
Berücksichtigen Sie Abdeckung und Wärmespeicherung.
In kalten Klimazonen ist die Reduzierung von Wärmeverlusten besonders wichtig. Das Abdeckungssystem, die Thermoschirme und das Heizsystem sollten gemeinsam betrachtet werden. Bei manchen kommerziellen Anlagen können stärker isolierende Abdeckungen zum Einsatz kommen, wenn Klima und Anbau die Mehrkosten rechtfertigen.
Zwei Entscheidungen sind von entscheidender Bedeutung. Erstens die Lichtdurchlässigkeit der Dachdeckung, da eine Glas-Venlo-Dachkonstruktion typischerweise eine Lichtdurchlässigkeit von 75–85 % aufweist und die Konstruktion kein Licht einbüßen sollte, das nicht wiedergewonnen werden kann. Zweitens die Beschattung, da eine Thermobeschattung üblicherweise 30–50 % Heizenergie einspart und eine reflektierende Beschattung das Haus 4–8 °C kühler hält als eine schwarze Beschattung mit demselben Schattierungsgrad – was bedeutet, dass eine einzige Beschattung sowohl für die Heizperiode als auch für die sommerliche Spitzenzeit geeignet ist.
Planen Sie für Regen und Entwässerung
Bei Starkregen reicht eine geeignete Dacheindeckung allein nicht aus. Dachrinnen, Fallrohre, Bodenentwässerung und Fundamentbereiche sollten gemeinsam geplant werden, damit das Wasser vom Gewächshaus weggeleitet werden kann.
Die Dimensionierung der Dachrinne richtet sich nach der örtlichen Bemessungsregenintensität, die auf die gesamte zusammenhängende Dachfläche und nicht pro Spannweite angewendet wird. Bei einem mehrteiligen Haus leitet die Dachrinne auch Kondenswasser von der Dachinnenseite ab, das durch die Nuten der Glasleisten dorthin geleitet wird, damit es nicht auf die Pflanzen tropft.
Berücksichtigen Sie die Sonneneinstrahlung.
Starke Sonneneinstrahlung kann die Temperatur im Gewächshaus schnell ansteigen lassen. Beschattung kann die Sonneneinstrahlung reduzieren, jedoch kann übermäßige Beschattung auch die Lichtmenge verringern, die den Pflanzen zur Verfügung steht. Das Beschattungssystem sollte daher auf die Pflanzen und die lokalen Sonneneinstrahlungsbedingungen abgestimmt sein.
Geben Sie die Schattierung als Prozentsatz der gemessenen Strahlung an und beachten Sie, dass die Schattierung das bereits durch die Abdeckung gefilterte Licht reduziert. Da sich die Materialien der Schattierung selbst in ihrer Trübung und Reflexion unterscheiden, ist der Vergleich der gesamten auf das Vordach treffenden Lichtmenge sinnvoller als der auf dem Stoff angegebene Schattierungsgrad.
Wählen Sie eine Struktur für heiße und feuchte Klimazonen.
In heißen, feuchten Klimazonen müssen Gebäude Wärme und Feuchtigkeit abgeben können. Die Planung sollte eine gute natürliche Belüftung gewährleisten und Beschattung, Kühlung und kontrollierte Belüftung ermöglichen.
Mehrschiffiges Gewächshaus für große Anbauflächen
Mehrschiffige Gewächshäuser eignen sich für den Anbau in warmen Regionen, sofern die Belüftungs- und Kühlsysteme an die örtlichen Gegebenheiten angepasst sind. Verbundene Gewächshäuser bieten viel Anbaufläche und lassen sich flexibel im gesamten Gebäude verteilen. Dachbelüftung, Seitenöffnungen, Luftzirkulation und Wärmemanagement sollten bei der Planung unbedingt berücksichtigt werden.
Bei warmen Temperaturen ist in der Regel nicht die Gesamtfläche der Lüftungsöffnungen, sondern die Unabhängigkeit der einzelnen Bereiche entscheidend. In einem großen, zusammenhängenden Haus muss die Luft einen längeren Weg vom Einlass zum Auslass zurücklegen. Daher ist die interne Luftzirkulation – mit einer Lüfterleistung von etwa 2 CFM pro Quadratfuß Bodenfläche, was ungefähr 0,6 m³/min pro m² entspricht – genauso wichtig wie die Berechnung der Öffnungsgröße. Auch die Anordnung der Öffnungen spielt eine Rolle: Ein seitlicher Lufteinlass in Kombination mit windzugewandten Dachlüftern erzielt den höchsten natürlichen Luftaustausch von rund 12,3 Luftwechseln pro Stunde bei einer Windgeschwindigkeit von nur 0,5 m/s, während reine Dachlüftungen deutlich weniger Luft bewegen.
Ein richtiges Hersteller von Mehrfeldgewächshäusern Das Design des Gewächshauses und seiner Strukturelemente kann an die spezifischen klimatischen Anforderungen des Projekts angepasst werden. Dies ist vorteilhaft, wenn Unternehmen eine große Produktionsfläche benötigen, aber keine separaten Anbaugebäude errichten möchten.
Gotisches Gewächshaus für verbesserte Luftzirkulation
Die Verwendung eines gotischen Designs bietet zusätzliche Dachfläche, die auch zur Entlüftung der Anbaufläche genutzt werden kann. Das geschwungene Profil lässt Schnee zudem leichter abrutschen als ein flaches Dach, weshalb diese Form in schneereichen Gebieten häufig gewählt wird. Dennoch wird empfohlen, Belüftung, Beschattung, Abdeckung und Kühlung an die jeweiligen lokalen Gegebenheiten anzupassen. Nur weil ein Dach gotisch aussieht, heißt das nicht, dass es gotisch ist. Seine Effizienz in heißen Klimazonen hängt maßgeblich von der gesamten Klimatisierung ab.
Der Kompromiss sollte klar formuliert werden: Ein größeres Innenraumvolumen benötigt mehr Energie zum Heizen und Belüften (bei den maximal erforderlichen 40–60 Luftwechseln pro Stunde) und erfordert eine größere Lüftungsfläche, um dieselbe Grundfläche abzudecken. Ein gebogenes Dach ist eine geometrische Gegebenheit, keine Tragfähigkeitsberechnung – die statische Berechnung muss dennoch durchgeführt werden.
Integration von Beschattung und Kühlung
In warmen Klimazonen kann die Innentemperatur bei starker Sonneneinstrahlung rasch stark ansteigen. Beschattungssysteme können die direkte Sonneneinstrahlung reduzieren; Kühlgeräte können zur Temperaturregulierung eingesetzt werden, wenn die natürliche Belüftung nicht ausreicht.
Beschattung und Kühlung müssen auf unterschiedliche Größen ausgelegt werden. Beschattung reduziert einen Teil der einfallenden Sonnenstrahlung, während die Verdunstungskühlung durch die Feuchtkugeltemperaturdifferenz begrenzt ist: Die Kühlkissen sind für einen Wirkungsgrad von 70–80 % im benetzten Zustand ausgelegt, was bei einem Gesamtwirkungsgrad des Systems von etwa 80 % zu einer Temperaturabsenkung von ca. 5 °C führt, wobei die Zuluft 6–11 °C unter der Umgebungstemperatur ankommt. An feuchten Tagen verringert sich die Temperaturdifferenz, sodass eine Kühlungsanlage, die nur auf den Trockenkugeltemperatur-Peak ausgelegt ist, dann nicht optimal funktioniert, wenn sie am dringendsten benötigt wird.
Diese Systeme werden bereits in der Planungsphase des Gebäudes integriert und nicht nachträglich eingebaut. Sie sollten im kommerziellen Gewächshaus vorhanden sein, entsprechend der Gewächshausgröße und den Bedürfnissen der angebauten Pflanzen dimensioniert sein und über entsprechende Steuerungseinrichtungen verfügen.
Hohe Temperaturen: Dachbelüftung, Luftzirkulation, Beschattung und ausreichende Kühlleistung haben Priorität.
Hohe Luftfeuchtigkeit: Sorgt für effektive Feuchtigkeitsabfuhr und kontinuierliche Luftzirkulation im Innenraum.
Starke Sonneneinstrahlung: Nutzen Sie eine kontrollierbare Beschattung, ohne das nutzbare Licht für die Pflanzen unnötig zu reduzieren.
Großprojekte: Klimatechnik in den miteinander verbundenen Produktionsbereichen koordinieren.
Geeignete Gebäude für kalte, windige oder wechselhafte Klimazonen
Bei sinkenden Temperaturen und Witterungseinflüssen rücken andere Aspekte der Konstruktion in den Vordergrund. Die Planung eines kommerziellen Gewächshauses sollte von Anfang an Wärmespeicherfähigkeit, Stabilität, die Wahl der Abdeckung, die Möglichkeit der Belüftungssteuerung und den Schutz vor extremen Wetterbedingungen berücksichtigen.
Venlo-Gewächshaus für kontrollierte Produktion
Ein integriertes, durchdachtes Umweltsystem ermöglicht es Venlo, ein strukturiertes Umfeld für den kommerziellen Anbau zu schaffen. Es lässt sich problemlos an die gesamte notwendige Ausrüstung eines kommerziellen Gewächshauses anpassen, wie z. B. Belüftung, Beschattung, Bewässerung und vieles mehr.
In kälteren Regionen müssen Wärmespeicherung und kontrollierte Belüftung berücksichtigt werden. Ziel ist es, optimale Wachstumsbedingungen für die Pflanzen bei minimalem Wärmeverlust zu gewährleisten. Das Venlo-Modul unterstützt diese Aufgabe: Standardspannweiten von 6,4 m, 8,0 m oder 9,6 m mit Feldabständen von 4,0 m, 4,5 m oder 5,0 m und Dachrinnenhöhen von 4–6 m ermöglichen die Auswahl von Sieben, Lüftungsantrieben und weiterer Ausrüstung aus einem Standardprogramm. So kann beispielsweise ein Energieschirm ohne Sonderanfertigungen hinzugefügt werden. Ein Hersteller von Venlo-Gewächshäusern kann gegebenenfalls Größe, Abdeckung und Klimatisierungssysteme an die jeweiligen Projektanforderungen anpassen.
Stabile Konstruktionen für windreiche Gebiete
Bei der Auswahl der Konstruktionen, der Planung der Fundamente, der Verbindungen der Rahmen und der Montage der Überdachung muss die Windexposition berücksichtigt werden. Diese Faktoren sind an offenen Standorten wichtiger und erfordern dort möglicherweise mehr Aufmerksamkeit als an geschützten Standorten.
Gewächshäuser müssen nicht überall gleich sein; sie sollten an die jeweiligen Bedingungen angepasst werden. Hersteller von kommerziellen Gewächshäusern müssen die Standortbedingungen vor der Konstruktionsplanung berücksichtigen. Dies trägt dazu bei, dass die gewählte Konstruktion für die Betriebsbedingungen geeignet ist. Standardmäßig sind kommerzielle Gewächshausrahmen für Windgeschwindigkeiten um 137 km/h ausgelegt; für exponierte Küsten- oder Bergstandorte sind auch Ausführungen bis ca. 225 km/h erhältlich.
Bauwerke für Starkregen
In regenreichen Gebieten ist eine gute Dach- und Geländeentwässerung unerlässlich. Wasseransammlungen in der Nähe von Zugängen, Produktionsbereichen oder Fundamenten sind unbedingt zu vermeiden. Dachform, Dachrinnen, Entwässerungswege und das umliegende Gelände müssen dabei berücksichtigt werden. Auch die relative Luftfeuchtigkeit im Innenraum muss durch eine angemessene Belüftung reguliert werden.
Selbst bei intakter Struktur eines kommerziellen Gewächshauses können Entwässerungsprobleme den normalen Betrieb beeinträchtigen. Solche Systeme lassen sich von Anfang an so einplanen, dass unnötige Änderungen während des Betriebs vermieden werden.
Wärmemanagement in kalten Klimazonen
In kalten Regionen muss der Wärmeverlust sorgfältig überwacht werden, gleichzeitig muss jedoch für ausreichende Belüftung zum Wohle der Pflanzen gesorgt werden. Die Auswahl von Abdeckmaterial, Heizsystem, Umwälzventilatoren und Belüftungssteuerung sollte aufeinander abgestimmt sein.
Zwei Zahlen verdeutlichen den Zielkonflikt. Lüftungsgitter gewinnen 30–50 % der Heizenergie zurück, während die Belüftung im Winter dennoch mindestens einen Luftwechsel pro Stunde zur Feuchtigkeitsregulierung gewährleisten muss. Die Herausforderung bei der Planung besteht darin, diesen Austausch mit minimalem Wärmeverlust zu erreichen – deshalb sind Dachfirstlüfter mit Lüftungsgittern und eine gestaffelte Steuerung in kalten Klimazonen so wertvoll.
Wird Wärme eingesetzt, sollte diese flächendeckend im Anbaubereich und nicht nur in bestimmten Bereichen angewendet werden. Sensoren dienen zusätzlich der Temperaturmessung und damit einer besseren Temperaturregelung. Der Heizbedarf sollte bereits in der Planungsphase eines Gewächshauses mit mehreren Bahnen berücksichtigt werden. Die nachträgliche Installation großer Heizanlagen kann sich als schwierig erweisen.
Konstruktionen für stark wechselnde Wetterbedingungen
Innerhalb einzelner Regionen können die Temperaturen je nach Jahreszeit oder sogar zwischen Tag und Nacht stark schwanken. Die Gebäude müssen daher in der Lage sein, zwischen folgenden Funktionen zu wechseln: Heizen, Belüften, Beschatten und Kühlen.
Mobile Klimatisierungssysteme sind in diesem Zusammenhang wichtig. Die Anlagen sollten sich an wechselnde Bedingungen anpassen können, ohne unnötigen Energiebedarf zu erzeugen. In der Praxis bedeutet dies eine stufenweise Steuerung anstelle eines reinen Ein-/Ausschaltens: Die Lüftungsöffnungen öffnen sich schrittweise, dann schließen sich die Filter, bevor die Kühlung startet. So wird vermieden, dass ein großes Luftvolumen auf einen einzigen Sollwert reagieren muss. Unternehmen können mit einem geeigneten Hersteller von Gewächshäusern zusammenarbeiten, der die baulichen und umwelttechnischen Anforderungen in ein abgestimmtes Design integrieren kann.
Kalte Regionen: Fokus auf Wärmespeicherung, Heizleistung, kontrollierte Belüftung und geeignete Abdeckung.
Windige Regionen: Priorität haben die strukturelle Festigkeit, sichere Fundamente und zuverlässige Bauteilverbindungen.
In regenreichen Regionen sollten Dachentwässerung, Bodenentwässerung und Feuchtigkeitsregulierung gemeinsam geplant werden.
Variable Klimazonen: Nutzen Sie flexible Steuerungen, die auf wechselnde Temperaturen und Sonneneinstrahlung reagieren können.
Häufig gestellte Fragen
Strukturen mit effektiver Belüftung, Beschattung und Kühlung eignen sich im Allgemeinen besser für heiße Bedingungen. Bei der endgültigen Entscheidung sollten auch Luftfeuchtigkeit, Pflanzenart und Standort berücksichtigt werden. Quantitativ sollte ein Design gewählt werden, das bei maximaler Kühlung 40–60 Luftwechsel pro Stunde erreicht, eine kombinierte Dach- und Seitenlüftungsfläche von mindestens 15–20 % der Bodenfläche aufweist und ein Kühlsystem mit einem Wirkungsgrad von 70–80 % beinhaltet.
Die kombinierte Dach- und Seitenöffnung sollte mindestens 15–20 % der Bodenfläche betragen, gemessen als effektive freie Fläche nach Abzug von Dachstühlen, Mechanismen und Insektenschutzgittern. Beachten Sie, dass die Nachteile von Insektenschutzgittern erheblich sind: Ein Standard-Insektenschutzgitter reduziert den Luftdurchsatz um etwa 10–20 % im Vergleich zu einer ungehinderten Öffnung, ein 75-Mesh-Gitter verringert die natürliche Belüftung um etwa 25 % im Vergleich zu einem 40-Mesh-Gitter, und ein 50-Mesh-Gitter mit einem Öffnungsanteil von 55 % auf einer 100 m² großen Öffnung lässt nur noch Luft durch, die einem Volumen von etwa 55–60 m² entspricht.
Die Konstruktion sollte Wärmespeicherung, kontrollierte Belüftung, Heizung und geeignete Abdeckungsmaterialien ermöglichen. Die Konstruktionsanforderungen hängen von der Intensität und Dauer der lokalen Kälteperiode ab. Ein Venlo-Modul mit Thermoschirm ist in der Regel die praktikabelste Lösung, da ein solcher Schirm typischerweise 30–50 % Heizenergie einspart, während die Konstruktion dennoch einen kontrollierbaren Luftwechsel von mindestens einer Stunde zur Feuchtigkeitsregulierung gewährleistet.
Die Werte werden anhand der Standortbedingungen berechnet und nicht aus einem Katalog ausgewählt. Für kommerzielle Produktionsgewächshäuser dient üblicherweise eine gewächshausspezifische Norm wie EN 13031-1 als Referenz, die Windlasten und kontrollierte Schneelasten auf transparente Verkleidungen regelt. Typische kommerzielle Rahmen sind für Windgeschwindigkeiten um 137 km/h und Schneelasten um 140 kg/m² ausgelegt, mit einer Erhöhung auf etwa 225 km/h, falls der Standort dies erfordert. Größere Dachrinnen erhöhen das Windmoment am Fundament, daher müssen Rahmen und Fundament als ein System ausgelegt werden.
Das geschwungene gotische Dachprofil lässt Schnee leichter abrutschen als ein flaches Dach, was in schneereichen Gebieten von großem Vorteil ist. Dies ist ein Vorteil der Dachform, nicht der Statik. Die Tragkonstruktion muss dennoch für die gleichen Lasten berechnet werden, und ein größeres Innenvolumen erhöht den Energiebedarf, um bei maximaler Belüftung 40–60 Luftwechsel pro Stunde zu erreichen.
Das Klima bestimmt die Tragfähigkeit, die Belüftungskapazität, die Anforderungen an die Abdeckung, die Entwässerung sowie den Bedarf an Heizung, Kühlung und Beschattung. Diese Faktoren sollten vor der Auswahl eines Gewächshaustyps bewertet werden. Die Reduzierung auf vier Auslegungsparameter – erforderliche Luftwechselrate, erforderliche Lüftungsfläche in Prozent der Grundfläche, Wind- und Schneelasten am Standort und zu erwartende Lichtdurchlässigkeit – ermöglicht einen direkten Vergleich der infrage kommenden Gewächshäuser.
Besprechen Sie die örtlichen Wetterbedingungen, die angebauten Pflanzen, die Abmessungen des Gewächshauses, die Belüftung, die Abdeckung, die Bewässerung, die Klimatisierung, die baulichen Anforderungen, die Installation und die Wartung. Fragen Sie insbesondere nach der maximalen Luftwechselrate, dem effektiven Lüftungsquerschnitt im Verhältnis zur Bodenfläche nach Anbringen der Gitter, den Auslegungswind- und Schneelasten, für die das Gestell ausgelegt ist, und dem Wirkungsgrad des Kühlsystems.
Es gibt keine Gewächshauskonstruktion, die für jedes Klima ideal ist. Die richtige Wahl hängt davon ab, wie effektiv die Konstruktion die spezifischen Temperatur-, Feuchtigkeits-, Sonneneinstrahlungs-, Wind- und jahreszeitlichen Bedingungen des jeweiligen Standorts regulieren kann.
Unternehmen sollten sowohl die Struktur als auch die zugehörigen Systeme bewerten, bevor sie eine Entscheidung treffen. Die Umrechnung des Klimas in Auslegungswerte – 40–60 Luftwechsel pro Stunde in Spitzenzeiten mit einem Minimum von etwa 1 im Winter, 15–20 % der Bodenfläche als effektive Lüftungsöffnung, standortspezifische Wind- und Schneelasten gemäß EN 13031-1, 75–85 % Lichtdurchlässigkeit der Konstruktion und 70–80 % Kühlleistung – wandelt eine allgemeine Klimadiskussion in einen Anforderungskatalog um, anhand dessen die Struktur tatsächlich überprüft werden kann.
Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Hersteller von kommerziellen Gewächshäusern kann dazu beitragen, die Gewächshauskonstruktion an die lokalen Klimabedingungen und die langfristigen Produktionsanforderungen anzupassen.
