Gewächshausbau Schritt für Schritt: Fundament, Verglasung, Heizung und Belüftung

Baugenehmigung

Überschreitet die vom Gewächshaus bebaute Fläche 25 m², gilt sie als dauerhaftes Bauwerk, für das eine Stellungnahme der Baubehörde der zuständigen Gemeindeverwaltung erforderlich ist. Der Antrag muss schriftlich erfolgen und eine Beschreibung sowie eine Zeichnung des Bauwerks beinhalten; falls das Gewächshaus auf einem gepachteten Grundstück errichtet wird, ist auch die Zustimmung des Eigentümers beizufügen.

Fundament und Montage des Gewächshauses

Wer ein eigenes Gewächshaus bauen möchte, sollte seine Möglichkeiten für eine erfolgreiche Umsetzung sorgfältig abwägen. An erster Stelle steht der Besitz einer ausreichenden Menge geeigneten Glases mit einer Stärke von 4 mm sowie geeigneten Materials für die Konstruktion, passender Türen und Lüftungsfenster. Nachträgliche Einkäufe verteuern den Bau erheblich. Die Abmessungen eines individuellen Gewächshauses richten sich meistens nach den verfügbaren Elementen. Auf die Herstellung eines soliden Fundaments, auf dem der Umfangsrahmen platziert wird, kann nicht verzichtet werden. Entscheidend sind Maß und Passgenauigkeit der Eingangstür. Nicht vergessen werden sollte die Ausführung einer Verbindung an der Oberkante der Umfangswände, von der die Stabilität des Dachs abhängt, das im Winter durch eine Schneelast beansprucht wird. Für die Montage der Elemente müssen vorab Überbrückungsteile mit vorgebohrten Löchern angefertigt werden, um die Profile mit den entsprechenden Löchern mittels Schrauben zu verbinden. Wer über Schweißkenntnisse verfügt, kann an die Profile Laschen mit Löchern anschweißen, die mit den Überbrückungsteilen übereinstimmen. Bei der Montage werden die Schrauben nicht vollständig festgezogen, damit die zusammengebaute Konstruktion noch ausgerichtet werden kann.

Der Bau gliedert sich in drei Phasen. Zunächst wird das Fundament angelegt. In unserem Klima ist eine Tiefe von 70 bis 80 cm wichtig. Wird dies nicht berücksichtigt, rächt sich das später in Form von verzogenen Türen und gerissenen Scheiben. Die Ausführung muss sorgfältig sein. Auf Rechtwinkligkeit und Waagerechte ist zu achten. Selbstverständlich sind auch die korrekten Maße in Länge und Breite einzuhalten. Eine Abweichung lässt sich nachträglich nur schwer korrigieren. Auf dem ausgehärteten Sockelmauerwerk wird ein waagerechter Rahmen montiert. Bei der Montage geht man vom vorderen Giebel mit dem Türrahmen aus. Die aufgerichtete Vorderwand wird von außen abgestützt, damit sie nicht umfällt. An der aufgerichteten Wand werden das rechte und das linke senkrechte Teil befestigt. Anschließend werden die senkrechten Teile weiter montiert und mit der Befestigung des hinteren Giebels abgeschlossen. Die aufgebaute Konstruktion auf dem Sockelmauerwerk wird so ausgerichtet, dass die Ecken einen rechten Winkel (90 °) bilden. In der Höhe wird durch Sicht auf die Oberkante der Wände ausgerichtet; zur Erzielung der Waagerechten werden zwischen Wand und Sockelmauerwerk Keile untergelegt. Auch der korrekte Winkel der Sprossen für die Scheiben ist wichtig. Eine zu große Abweichung verursacht Schwierigkeiten bei der Verglasung und der Montage der Dachfenster. Die korrekte Öffnung der Tür sollte unbedingt geprüft werden. Bewährt hat sich eine Schablone aus Karton in denselben Abmessungen wie die späteren Scheiben, die zur Kontrolle anstelle der Scheibe aufgelegt wird. Ist alles in Ordnung, werden alle Schrauben fest angezogen. Etwaige Fugen zwischen Konstruktion und Sockelmauerwerk werden mit Zementmörtel verfüllt. Die Stützen werden erst nach dem Aushärten des Mörtels in den Fugen entfernt.

Verglasung mit Glaserkitt

Die ältere Methode zur Befestigung von Glas in Rahmen ist Glaserkitt, dem ein Anstrich zum Schutz der Konstruktion gegen Korrosion – bei Holz gegen Fäulnis – vorausgehen sollte. Mit der Verglasung wird erst nach vollständigem Trocknen des Anstrichs begonnen, und es ist darauf zu achten, dass die Oberfläche trocken ist. Die Anwesenheit von Wasser erschwert die Haftung des Kitts an der Konstruktion. Auf den Rahmen wird eine gut durchgearbeitete dünne Schicht weichen Kitts aufgetragen, auf die die Scheibe gelegt und an den Rändern angedrückt wird. Es empfiehlt sich, die Scheibe mit Blechklammern am Rahmen zu befestigen. Der Zwischenraum zwischen Scheibe und Konstruktion wird mit Kitt ausgefüllt. Glaser verwenden dafür eine harte runde Spachtel. Es hat sich bewährt, nach dem teilweisen Antrocknen des Kitts einen schützenden Anstrich mit Leinölfarbe aufzutragen, der ein vorzeitiges Austrocknen des Kitts, sein Reißen und damit ein Eindringen von Regenwasser unter die Scheibe in die Konstruktion verhindert.

Silikonkitt

Heutzutage wird zum nachträglichen Verkleben anstelle von Leinölkitt zunehmend Silikonkitt verwendet. Das Vorgehen ist dasselbe. Die Kontaktfläche zwischen Scheibe und Konstruktion wird mit einer dünnen Silikonschicht versehen, auf die die vollständig trockene und saubere Glasscheibe oder thermoakrylische Kammerstegplatten gelegt und am Rand angedrückt werden. Einige Firmen setzen Glasscheiben in Gummiprofile ein.

Verglasung einem Fachmann übertragen

Die Arbeit mit Glas erfordert ein gewisses handwerkliches Geschick sowie Kenntnisse im Glasschneiden, auf die in den meisten Fällen nicht verzichtet werden kann. Es ist daher empfehlenswert, angesichts des Glaspreises und der Langlebigkeit des Bauwerks einen Glaser mit der Verglasung zu beauftragen.

Heizung und Temperierung des Gewächshauses

Zwischen Heizung und Temperierung besteht ein Unterschied in der Betriebstemperatur. Bei der Heizung wird die Temperatur in den Nachtstunden im Bereich von 15 bis 18 °C gehalten, tagsüber auch bei bewölktem Himmel 20 bis 25 °C. Bei der Temperierung wird eine Temperatur von etwa 9 °C aufrechterhalten. Ebenso verhält es sich in Orangerien, wenn sich die Pflanzen in der Ruhe – Dormanz – befinden. Bei geringer Sonneneinstrahlung in den Wintermonaten zwischen November und Februar, wenn in den Tieflagen der Himmel wochenlang bedeckt ist und häufige Nebel auftreten, steigen die Betriebskosten unverhältnismäßig stark an. Unsere Republik liegt in einer Klimazone, in der ganztägige Fröste von –10 bis –15 °C einzuplanen sind. Temperaturen unter –25 °C sind keine Ausnahme. Bei einem vollständig abgedichteten Gewächshaus mit einer Fläche von 10 m², das über dem Terrain errichtet wurde, wird zur Erhöhung der Temperatur um 5 °C eine Energie von ungefähr 1 kWh benötigt. Bei einem Abfall der Außentemperatur im Januar unter –10 °C und bei Windwetter sind zur Erreichung von +15 °C im genannten Gewächshaus innerhalb von 24 Stunden etwa 20 kWh zuzuführen. Ein Gewächshaus gleicher Abmessungen mit Polycarbonat-Hohlkammerplatten verbraucht ungefähr die Hälfte. Bei den aktuellen Energiepreisen ist die Beheizung von Gewächshäusern in den Wintermonaten nicht tragbar. In beheizten Räumen überwintern zudem Schädlinge und Nagetiere. In die Kosten sind daher auch Mittel zu deren Bekämpfung einzurechnen.

In unserem Klima empfiehlt es sich, im März mit dem Heizen zu beginnen, wobei an sonnigen Tagen möglichst viel Wärme im Boden und in Wasserbehältern gespeichert werden sollte. Saatgut für die Frühnte bereitet man besser in Wohnräumen vor. Eine Beleuchtung mit Leuchtstoffröhren kommt günstiger. Zur Beheizung von Gewächshäusern werden am häufigsten Warmwasserheizkörper verwendet. Warmwasser kann durch Anschluss an die Zentralheizung des Wohngebäudes gewonnen werden. Der Betrieb muss jedoch dauerhaft sichergestellt sein, einschließlich Feiertagen und Winterurlaub. Ähnliches gilt für einen separaten Kessel mit Festbrennstoffen, Gas oder Heizöl. Für Verbrennungskessel, die sich in den Räumlichkeiten des Gewächshauses befinden, ist eine Luftzufuhr von außen unter den Rost erforderlich. Im geschlossenen Gewächshausraum entsteht durch die Verbrennung ein Unterdruck. Die Öfen haben schlechten Zug, es kommt zu unvollständiger Verbrennung und Verschmutzung des Schornsteins. Die gesamte Warmwasserschleife einschließlich Kessel muss leicht zu entleeren sein. Wasserreste in der Anlage führen bei Abschaltung bei Frost zu Rissen in den Metallteilen. Es gibt auch Frostschutzmittel, die den Betrieb jedoch erheblich verteuern.

Speicherung von Sonnenenergie

Ende Februar gibt es mehr sonnige Tage. Die Sonneneinstrahlung ist intensiver, und es lohnt sich, sich mit der Wärmespeicherung zu befassen. Nördlich unserer Republik planen Projektanten immer häufiger Gewächshäuser, die die Wärme aus der Sonneneinstrahlung nutzen. Aus verschiedenen Kollektoren wird Wärme in Wasser, Mauerwerk, Steine oder in den Untergrund unter den Beeten gespeichert. Die gespeicherte Wärme gibt in den Nachtstunden in den Gewächshausraum ab.

Die Erfassung von Sonnenenergie kann mittels eines Kollektors erfolgen. Mithilfe einer Pumpe wird das erwärmte Wasser in einem Tank gespeichert. In den Nachtstunden wird das warme Wasser in den Gewächshausraum geleitet.

Bei einem Gewächshaus mit gemauerten Teilen der senkrechten Wände erwärmt sich das Mauerwerk an sonnigen Tagen und gleicht in den Nachtstunden durch Abstrahlung den Temperaturabfall teilweise aus. Für den Transport von Wärmeträgern werden Elektromotoren und damit elektrischer Strom benötigt. Der Energieverbrauch ist jedoch wesentlich geringer als der, den man zum Erwärmen eines Speichers benötigen würde.

Bei der Wärmespeicherung in grobem Schotter wird der Schotter hinter einer Metallwand aufbewahrt, die mit mattem schwarzem Lack versehen ist. Vor der Wand ist ein Luftkanal geschaffen, der mit Glas oder klarem Kunststoff (Molanex, Decarglas usw.) verschlossen ist. Die Rückwand muss gegen Wärmeverlust vollständig isoliert sein. In den Nachtstunden wird die warme Luft durch ein Gebläse abgesaugt. Die Motoren der Pumpen und Gebläse können durch Schaltthermometer gesteuert werden, damit ausreichend erwärmtes Wasser oder Luft gespeichert und in den Nachtstunden das Vergeuden der gespeicherten Wärme verhindert wird. Es ist wünschenswert, dass die Motoren abgeschaltet werden, wenn die gespeicherte Wärmeenergie erschöpft ist. Mit wenigen Ausnahmen – nämlich Wassertanks, die so hoch wie möglich im Gewächshaus platziert sind, in die Wasser aus tiefer gelegenen Kollektoren selbsttätig fließen kann, oder Tanks auf Podesten und abstrahlende Mauerwerkswände.

Die Wärmespeicherung im Erdreich lässt sich mithilfe von strömender warmer Luft lösen. Ein Gebläse bläst warme Luft zwischen große Steine, die unter dem Erdreich gelagert sind. Neben der Erwärmung des Bodens wird die gespeicherte Wärme in den Nachtstunden durch das Gebläse in den Gewächshausraum transportiert.

Wärmespeicherung und Schutz vor Wärmeverlust

Unser Ziel sollte es sein, möglichst viel Wärme zu speichern und ihren vorzeitigen Austritt aus dem Gewächshaus zu verhindern. Zur Erwärmung des Erdreichs legen wir im Gewächshaus lichtdurchlässige PE-Folien aus, und wenn wir bereits üppigere Vegetation haben, weiße Vliesfolie. Im Ausland wird sie auch in großen Gewächsanlagen eingesetzt. Irreführend ist die Behauptung einiger Hersteller, dass schwarze Folie oder schwarzes Vlies zur Erwärmung des Erdreichs geeignet sei. Schwarze Folie und schwarzes Vlies absorbieren zwar mehr Sonnenstrahlung und erwärmen sich auf 50 °C oder mehr. Die Wärme steigt jedoch über die Folie auf und wird nicht an den Untergrund abgegeben. Die darunter befindliche Luft ist gemäß den physikalischen Gesetzen oben warm und am Boden kalt. Die entstehende übermäßige Wärme im Gewächshaus muss abgelüftet werden und ist damit für die Speicherung verloren. Daraus ergibt sich, dass locker ausgelegte oder aufgehängte schwarze Vliesfolie im Gewächshaus nichts zu suchen hat. Anders verhält es sich bei schwarz gestrichenen Wassertanks oder schwarzen PE-Säcken, die mit Sand oder Erde gefüllt sind. Viele Gewächshäuser in den Niederlanden verwenden zur Wärmedämmung und zur Gewinnung von reflektiertem Licht ein Polyestergewebe HS 665, das mit Streifen aus Aluminiumfolie versehen ist. Der Hersteller gibt Energieeinsparungen von bis zu 55 % an. Die Folie wird an den nach Norden ausgerichteten Wänden aufgehängt.

Prinzip der Belüftungsnutzung

Mit der entstandenen Wärme muss sparsam umgegangen werden. Wärmeverluste beim Lüften dürfen nicht unterschätzt werden. Das Lüften sollte schonend erfolgen und die Bodenoberfläche so wenig wie möglich abkühlen. Falsch installierte Lüftungsfenster verursachen im Frühjahr das Eindringen von Kälte zu den Pflanzen; neben einem Kälteschock kommt es auch zur Abkühlung des Erdreichs. Lüftungsfenster sollten mindestens 50 cm über dem Niveau der Beete und des äußeren Geländes installiert sein. Im Frühjahr und Herbst kann der Empfehlung einiger Hersteller, durch die Tür zu lüften, nicht zugestimmt werden. Die Hersteller erleichtern sich damit die Konzeption der Gewächshäuser. Die Gründe, warum das Lüften durch die Tür nicht geeignet ist, sind dieselben wie bei Fenstern, die bodennah angebracht sind.

Durchmischung der Luft

Aus der Praxis ist bekannt, dass die Temperatur im Gewächshaus in senkrechter Richtung nicht gleichmäßig verteilt ist. Die höchste Temperatur hält sich am Dach, und über den Beeten ist es am kühlsten. Hydraulische Fensteröffner befinden sich oben am Dach und werden direkt von der Sonne erwärmt. Die Fenster öffnen sich dadurch verfrüht. Zur gleichmäßigen Verteilung der Lufttemperatur im Inneren des Gewächshauses werden Ventilatoren eingesetzt.

Eine aufwendigere Methode ist die Nutzung der warmen Luft vom Dach. Mithilfe eines Gebläses wird Luft in ein Rohr geblasen und über die Beete geleitet. Das Rohr wird mit matter schwarzer Farbe gestrichen. Dadurch kommt es zu einer weiteren Erwärmung der strömenden Luft.

Einfacher ist es, die Luft mit einem kleinen Ventilator zu durchmischen, der an der niedrigsten Stelle im Gewächshaus angebracht ist. Nach seiner Inbetriebnahme entsteht eine Strömung, bei der die kalte Luftkomponente mit der warmen vermischt wird. Der gesamte Vorgang kann durch ein Schaltthermometer oder einen Raumthermostat gesteuert werden. Das Einschalten des Ventilators empfiehlt sich erst beim Erreichen einer Temperatur von 20 °C in einem Meter Höhe über dem Boden. In dieser Höhe wird das Schaltthermometer angebracht. Die Luftströmung beeinflusst auch die Funktion der Flüssigkeitsöffner der Fenster. Die Temperatur gleicht sich aus, und die Öffner reagieren beim Öffnen und Schließen der Fenster empfindlicher. Für diesen Zweck eignet sich jeder langsam laufende oder heißluftbetriebene Ventilator, bei dem die Heizspirale ausgeschaltet werden kann (Etavíra, ETA 1617 usw.).

Zwangsbelüftung

Die Zwangsbelüftung kann mithilfe eines größeren Ventilators sichergestellt werden. Aufgrund des Unterdrucks, der im Inneren des Gewächshauses durch das Absaugen der Luft entsteht, müssen auf der gegenüberliegenden Seite im Giebel Jalousien installiert werden, die sich bei Unterdruck nach innen öffnen. Ihre Funktion kann durch ein leicht geöffnetes Dachfenster ersetzt werden, das so weit wie möglich vom Ventilator entfernt angebracht ist. Die strömende Luft im Dachbereich verursacht keinen Durchzug. Das Schaltthermometer wird ebenfalls auf der gegenüberliegenden Seite in etwa einem Meter Höhe installiert und gegen direkte Sonneneinstrahlung abgeschirmt. Die Einschalttemperatur beträgt 25 °C.

Automatische Bestäubung von Paprika und Tomaten sowie Schutz vor fliegenden Insekten

Durch die Befestigung eines Ventilators an der Gewächshauskonstruktion wird eine kaum wahrnehmbare Vibration auf das gesamte Skelett übertragen. Zur Übertragung der Vibration auf die Pflanzen muss über den Beeten ein Rost errichtet werden, der fest mit dem Gewächshausskelett verbunden ist. An den Rost werden Schnüre gebunden, an denen Paprika und Tomaten geführt werden. Die Vibration ist mit dem Auge nicht wahrnehmbar. Beide Gemüsesorten sind selbstbestäubend und benötigen keine Insekten zur Bestäubung. Der Ventilator wird bei höheren Temperaturen zwischen 10 und 16 Uhr eingeschaltet; zu dieser Zeit ist der Pollen trocken, verstäubt leicht und wird von der strömenden Luft mitgetragen.

Neben Kürbisgewächsen wird im Gewächshaus überwiegend Gemüse angebaut, das keine Bestäubung benötigt, jedoch unter Raupen, Weißen Fliegen, Blattläusen usw. leidet. Die Zwangsbelüftung ermöglicht das Einlegen eines Schutznetzes aus Vliesfolie in die Lüftungsöffnungen. Die aufwendige und kostspielige chemische Behandlung gegen Schädlinge entfällt.

Verlängerung der Funktionsfähigkeit des Gewächshauses im Frühjahr und Herbst

Im Frühjahr entweicht viel Wärme durch die Gewächshauswände. Dem kann vorübergehend durch eine Wärmedämmung der Scheiben von der Innenseite des Gewächshauses entgegengewirkt werden. Die Nord- und Ostwände werden mit 3 bis 4 cm starkem Schaumpolystyrol verkleidet. Im Handel sind für diesen Zweck Matten mit Mineralstoff und Polystyrol erhältlich. Die Höhe der Verkleidung sollte etwa 50 bis 80 cm betragen. Zur Befestigung der Platten an den Scheiben empfiehlt es sich, in einem Abstand von 5 cm von den Scheiben in einer Höhe von 40 cm einen Draht längs zu spannen, hinter den die Platten geschoben werden. Anstelle von Polystyrol kann am Draht auch PE-Folie aufgehängt werden, die unten in die Erde eingeschlagen wird. Am Anfang und am Ende wird die Folie an die Scheibe gedrückt, damit keine kalte Luft aus dem Zwischenraum zwischen Scheibe und Folie in die entstandene Tasche entweichen kann. Die aufgehenden Aussaaten und Jungpflanzen werden nicht durch herabrinnende Kaltluft von den Scheiben abgekühlt. Gegen einen Temperaturabfall unter 3 °C wird in einer Höhe von etwa 20 cm über dem Beet ein Schaltthermometer installiert, das einen Rohrkocher steuert, der auf den Weg zwischen den Beeten gelegt wird. Für diesen Zweck eignet sich aus Sparsamkeitsgründen kein Raumthermostat, der eine thermische Trägheit (Hysterese) aufweist. Bis zu 20 m² kommt man mit einer Anschlussleistung des Kochers von 1 kW aus.

Im Herbst wird erneut versucht, die Wärme im Gewächshaus zu halten, damit das Gemüse, das mit dem Wurzelballen aus dem Garten hierher umgesetzt wurde, möglichst lange frisch gehalten werden kann. In unserem Gebiet folgen auf frühe Fröste frostfreie Tage, sodass wir frisches Gemüse mit minimalem Aufwand meistens bis Weihnachten frisch halten können. Der Gewächshausraum wird nur bei einem Temperaturabfall gegen den Gefrierpunkt temperiert. Durch die Sommermonate ist der Boden im Gewächshaus aufgewärmt, sodass die Betriebskosten minimal sind.