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Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau

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Abstract and Figures

Ziel des Berliner Teils der ZINEG war die Weiterentwicklung des Konzeptes zur Nutzung von Gewächshäusern als Sonnenkollektoren zur Verminderung des Einsatzes von fossilen Brennstoffen. Solarkollektorgewächshäuser sind Anlagen, bei denen die einfallende Solarenergie zur Pflanzenproduktion und Beheizung des Gewächshauses selbst dient, sowie im Überschussfall Wärme zur Beheizung weiterer konventioneller Gewächshausanlagen oder für andere Verbraucher ausgekoppelt wird.
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ZukunftsInItIatIve
nIedrIgenergIegewächshaus
ansätZe und ergebnIsse
In Niedrigenergiegewächshäusern ist der
Verbrauch fossiler Energie für die Heizung
minimiert: Der Geldbeutel wird geschont
und die Umwelt geschützt. Soweit der
Grundgedanke, aber wie weit ist der Stand
des Wissens und welche Techniken sind
praxisreif?
Über drei Jahre wurden von der Zukunfts-
Initiative NiedrigEnergieGewächshaus
(ZINEG) vier Niedrigenergiegewächshäuser
wissenschaftlich untersucht. In diesem
Heft werden die vier Beispiele beschrieben
und die ersten vielversprechenden Ergeb-
nisse vorgestellt.
Hans-Jürgen Tantau | Uwe Schmidt | Dennis Dannehl |Ingo Schuch | Thorsten Rocksch |
Melanie Horscht | Dirk Ludolph | Bernhard Bessler | Gökhan Akyazi | Klaus Knösel |
Joachim Meyer | Karl Schockert | Norbert Laun | Matthias Schlüpen |
Alexandra Kreuzpaintner | Diedrich Wilms | Hans-Peter Römer | Peter Rehrmann |
Andreas Bettin | Jochen Flenker | Tanja Kutne | Wolfgang Bockelmann | Werner Achilles |
Wolfgang Graf | Norbert Fröba
ZukunftsInItIatIve
nIedrIgenergIegewächshaus (ZIneg)
Ansätze und Ergebnisse
Autoren
Die Anschriften der Autoren sind im Autorenverzeichnis aufgeführt.
Projektförderung
Förderung durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und
Reaktorsicherheit sowie der Landwirtschaftlichen Rentenbank unter Federführung
des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz mit
Unterstützung der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung.
© 2014
Alle Rechte vorbehalten. Die Verwendung von Texten und Bildern, auch auszugsweise, ist
ohne Zustimmung von ZINEG urheberrechtswidrig und strafbar. Das gilt insbesondere für
Vervielfältigung, Übersetzung, Mikroverfilmung sowie die Einspeicherung und Verarbeitung in
elektronischen Systemen.
Redaktion
Dr. Wolfgang Graf, Dr.-Ing. Norbert Fröba | KTBL, Darmstadt
Titelfoto
Landwirtschaftskammer Niedersachsen, M. Horscht
Printed in Germany
Vorwort
Die vier Versuchsgewächshäuser der ZukunftsInitiative NiedrigEnergieGewächs-
haus (ZINEG) sind als „Leuchttürme" gedacht. Das heißt: Mit Beginn der For-
schungsarbeiten 2010 sollen die Lösungsansätze eines Niedrigenergiegewächs-
hauses weithin in die gartenbauliche Praxis ausstrahlen und Gartenbaubetriebe
zum Nachahmen anregen. Das Projekt nähert sich seinem Ende – Zeit, die bishe-
rigen Ergebnisse in diesem Heft zusammenzufassen.
Entstanden ist dieses Heft im Teilprojekt „Öffentlichkeitsarbeit und wirksamer
Wissenstransfer in die gärtnerische Praxis". Es dient dem Dialog zwischen Praxis
und Forschung und richtet sich an Gewächshausbetreiber, die sich für eine ener-
giesparende Pflanzenproduktion interessieren.
Ich danke den Projektpartnern Professor Dr. A. Bettin und Dr. J.-P. Römer
von der Hochschule Osnabrück, Professor Dr. B. Beßler von der Landwirtschafts-
kammer Niedersachsen in Ahlem, Professor Dr. W. Bokelmann und Professor
Dr. U. Schmidt von der Humboldt-Universität zu Berlin, Dr. M. Geyer vom Leib-
nitz-Institut für Agrartechnik in Potsdam-Bornim, Dr. B. Hardeweg vom Zent-
rum für Betriebswirtschaft im Gartenbau e.V. in Hannover, Dr. H.-J. Kläring vom
Leibnitz-Institut für Gemüse und Zierpflanzenbau in Erfurt, Professor Dr. J. Meyer
von der Technischen Universität München und Christian Reinhold vom Kuratori-
um für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) sowie Professor
Dr. K. Schockert vom Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinlandpfalz in
Schifferstadt für die konstruktive Zusammenarbeit. Mein Dank richtet sich darü-
ber hinaus an alle anderen Mitwirkenden, die an den Projekten und dieser Zusam-
menstellung der Ergebnisse in unterschiedlicher Weise beteiligt waren.
Ohne die finanzielle Förderung durch das Bundesministerium für Umwelt,
Naturschutz und Reaktorsicherheit sowie der Landwirtschaftlichen Rentenbank
unter Federführung des Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und
Verbraucherschutz mit Unterstützung der Bundesanstalt für Landwirtschaft und
Ernährung wäre dieses investitionsträchtige Projekt nicht möglich gewesen. Die-
sen Einrichtungen danke ich für die Unterstützung.
Leibnitz Universität Hannover
Prof. Dr. Hans-Jürgen TanTau
Projektkoordinator
ZukunftsInitiative NiedrigEnergieGewächshaus (ZINEG)
Inhalt
1 Einleitung ......................................7
2 Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau ............9
2.1 Zielsetzung .......................................9
2.2 Beschreibung der Konzeption .........................9
2.3 Pflanzenbauliche Untersuchungen .....................12
2.3.1 Kulturen und Kulturprogramm .......................12
2.3.2 Regelstrategien ...................................13
2.4 Technische Ergebnisse ..............................14
2.4.1 Energieverbrauch ..................................14
2.4.2 Einsparpotenzial der Klimaregelung ...................16
2.4.3 Klimaveränderungen ...............................16
2.5 Pflanzenbauliche Ergebnisse .........................17
2.5.1 Phytomonitoring ..................................17
2.5.2 Kulturzeit ........................................17
2.5.3 Erträge ..........................................17
2.5.4 Qualität ......................................... 18
2.6 Fazit ...........................................18
3 Niedrigenergiegewächshaus mit
maximaler Wärmedämmung und Solarwärmenutzung ...20
3.1 Beschreibung der Konzeption ........................20
3.2 Energieeinsparung und Wärmeverbrauchskoeffizient ......21
3.3 Energieversorgung, Solarenergienutzung und
Wirkungsgrade ...................................22
3.4 Zierpflanzen im Niedrigenergiegewächshaus .............23
3.5 Andere Klimabedingungen – andere Kulturmaßnahmen ....24
3.6 Zweierlei Energieeinsparung .........................24
3.7 Klimafreundliche Zierpflanzenproduktion ...............26
3.8 Phytomonitoring: Untersuchungen in Tageslicht-
Pflanzenküvetten ..................................27
3.9 Fazit ...........................................28
4 Niedrigenergiegewächshaus mit
CO
2
–neutralem Heizsystem ........................30
4.1 Zielsetzung ......................................30
4.2 Beschreibung der Konzeption ........................30
4.2.1 Niedrigenergiegewächshaus ..........................30
4.2.2 Regenerative Energien: CO
2
-neutrales Heizungssystem .....32
4.3 Pflanzenbauliche Untersuchungen .....................32
4.3.1 Kulturen .........................................32
4.3.2 Regelstrategien ...................................33
4.4 Technische Ergebnisse ..............................33
4.4.1 Energieverbrauch und Einsparpotenzial .................33
4.4.2 Einsparpotenzial während der Kulturperiode .............35
4.5 Pflanzenbauliche Ergebnisse .........................37
4.6 Fazit ...........................................38
5 Niedrigenergiegewächshaus mit Wärmeschutzglas als
Bedachungsmaterial in der Zierpflanzenproduktion ......39
5.1 Zielsetzung ......................................39
5.2 Beschreibung der Konzeption ........................39
5.3 Pflanzenbauliche Untersuchungen ..................... 41
5.4 Technische Ergebnisse ..............................41
5.4.1 Energieverbrauch .................................41
5.4.2 Klimaveränderungen ...............................42
5.5 Pflanzenbauliche Ergebnisse .........................44
5.6 Fazit ...........................................46
6 Ökonomische und ökologische Begleitforschung ........47
6.1 Allgemeines ......................................47
6.2 Ökonomie .......................................48
6.2.1 Computergestütztes Bewertungsmodell .................48
6.2.2 Datenmaterial ....................................48
6.3 Ökologie ........................................50
6.3.1 Material und Methode ..............................51
6.3.2 Ergebnisse ......................................51
7 Zwischenbilanz .................................53
Autorenverzeichnis ...................................55
Einleitung
ZINEG
7
1 Einleitung
Wolfgang graf, norbert fröba
Ziel der ZukunftsInitiative NiedrigEnergieGewächshaus (ZINEG) ist es, für die
Pflanzenproduktion in Gewächshäusern den Verbrauch fossiler Energie für die
Heizung deutlich zu reduzieren. Dies bedingt eine deutliche Einsparung an Heiz-
kosten für die Gartenbaubetriebe mit Unterglasproduktion und steigert damit die
Konkurrenzfähigkeit im internationalen Wettbewerb. Die Kosten für Heizmaterial
sind neben den Arbeitskosten die Hauptfaktoren bei der gärtnerischen Produkti-
on in Gewächshäusern. Zur Erreichung dieses Ziels ist ein ganzheitlicher Ansatz
durch Kombination technischer und kulturtechnischer Maßnahmen in einem Ge-
wächshaus erforderlich. In diesem Heft werden die an den vier ZINEG-Standorten
Berlin, Hannover, Osnabrück und Schifferstadt untersuchten Ansätze und die bis-
herigen Ergebnisse aus über vier Jahren Forschungsarbeit präsentiert.
Im Kapitel 2 werden die Versuche und Ergebnisse der Untersuchungen an
der Humboldt-Universität zu Berlin am Standort Berlin-Dahlem zur geschlosse-
nen Betriebsweise mit Nutzung solarer Überschussenergie dargestellt. Besonderes
Augenmerk wird in Berlin auf Entfeuchtungsstrategien und die Gewinnung und
Speicherung von Solarenergie mittels Wärmepumpentechnologie bei der Kultur
von Tomaten gelegt.
Schwerpunkte der im Kapitel 3 beschriebenen Untersuchungen in Hannover
(Kooperation der Leibniz Universität Hannover und der Landwirtschaftskammer
Niedersachsen) zum Gewächshaus mit maximaler Wärmedämmung liegen in der
geschlossenen Betriebsweise, der Solarenergienutzung und den Integrationsstrate-
gien bei Topfpflanzen.
Kapitel 4 zeigt die Versuche und Ergebnisse der Untersuchungen am Standort
Schifferstadt (Kooperation des Dienstleistungszentrums Ländlicher Raum Rhein-
pfalz mit dem WZM Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Land-
nutzung und Umwelt der TU München) zu Foliengewächshäuser mit maxima-
ler Wärmedämmung und CO
2
-neutraler Beheizung durch einen Holzpelletkessel.
Neben der Verwendung von Folie als Bedachungsmaterial ist hier als Besonderheit
die Gemüsekultur im gewachsenen Boden nach Biolandrichtlinien zu nennen.
W. graf, n. fröba
8
ZINEG
Die Versuche und Ergebnisse der Untersuchungen am vierten Standort der
Hochschule Osnabrück mit einem Gewächshaus mit Wärmeschutzverglasung sind
in Kapitel 5 zusammengestellt. Hier liegen die Schwerpunkte in der Produktion
von Zierpflanzen unter einem geringeren Lichtangebot und erhöhten Luftfeuch-
ten. Die erzeugten Produkte werden wie in Hannover bonitiert.
Im Kapitel 6 sind die Ergebnisse der ökonomischen und ökologischen Begleit-
forschung zu den Untersuchungen an den Versuchsstandorten dargestellt.
In Kapitel 7 wird ein Zwischenfazit der fast abgeschlossenen Untersuchungen
gezogen.
Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau
ZINEG
9
2 Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau
UWe Schmidt, denniS dannehl, ingo SchUch, thorSten rockSch
2.1 Zielsetzung
Ziel des Berliner Teils der ZINEG war die Weiterentwicklung des Konzeptes zur Nut-
zung von Gewächshäusern als Sonnenkollektoren zur Verminderung des Einsatzes
von fossilen Brennstoffen. Solarkollektorgewächshäuser sind Anlagen, bei denen
die einfallende Solarenergie zur Pflanzenproduktion und Beheizung des Gewächs-
hauses selbst dient, sowie im Überschussfall Wärme zur Beheizung weiterer kon-
ventioneller Gewächshausanlagen oder für andere Verbraucher ausgekoppelt wird.
2.2 Beschreibung der Konzeption
Um dieses Ziel erreichen zu können, müssen folgende Kriterien erfüllt sein: Das
Gewächshaus muss einen hohen Kollektorwirkungsgrad erreichen und die Klima-
bedingungen im Gewächshaus müssen einen höheren Ertrag sowie eine sehr gute
Produktqualität garantieren. Zudem muss mit der gesammelten Solarwärme ein
möglichst hoher Heizanteil im Kulturjahr abgedeckt und der Primärenergieeinsatz
minimiert werden. Nicht zuletzt müssen die CO
2
-Emissionen reduziert werden
und die Mehrkosten für Investitionen sowie für den laufenden Betrieb müssen
sich kurzfristig amortisieren.
Abb. 2.1: Versuchsanlage in Berlin-Dahlem
(links Solarkollektorgewächshaus, rechts Referenzgewächshaus) (Foto: Schmidt, HU-Berlin)
U. Schmidt, d. dannehl, i. SchUch, t. rockSch
10
ZINEG
Niedrigenergiegewächshaus
Am Standort Berlin-Dahlem der Humboldt-Universität zu Berlin wurde eine Ver-
suchsanlage, bestehend aus zwei baugleichen Venlogewächshäusern mit unter-
schiedlicher technischer Ausstattung und einer Grundfläche von je 307 m², er-
richtet. Das in Abbildung 2.1 links befindliche Gewächshaus wird als Solarkol-
lektorgewächshaus (KH) betrieben. Das rechte Gewächshaus dient als Vergleichs-
gewächshaus (RH).
Die Hüllfläche des Solarkollektorgewächshauses besteht an den Stehwänden
aus Isolierglas und im Dach aus Einscheiben-Sicherheitsglas.
Das Solarkollektorgewächshaus wurde mit drei Energieschirmen ausgestattet
(Abb. 2.2), wovon zwei im Dachbereich hängend installiert wurden. Der untere
Schirm ist ein Tagesschirm (Polyester) und ermöglicht laut Hersteller 47 % Ener-
gieeinsparung. Dagegen erreichte der obere Schirm (Aluminium, Acryl, Polyester)
70 % und der an den Seitenwänden montierte (Polyethylen, Aluminium) 65 %.
Das Konzept des Berliner Ansatzes zur Solarenergiegewinnung aus Gewächs-
häusern basiert auf den Grundsätzen der Auskoppelung von sensibler und laten-
ter Wärme mithilfe von großflächigen Wärmetauschern. Dafür wurden Spiral-
Abb. 2.2: Schirm- und Heizungssysteme im Kollektorgewächshaus (Foto: Schmidt, HU-Berlin)
Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau
ZINEG
11
Rippenrohre unter dem Gewächshausdach mit einer Wärmetauscheroberfläche
von 2 m²/m² Grundfläche befestigt. Die für einen guten Wärmeübergang not-
wendige Luftbewegung entsteht durch die Dichteunterschiede der unterschiedlich
warmen Luft.
Für die Erzeugung der Prozesskälte wird ein elektrisch angetriebenes und
zweistufig arbeitendes Kompressionsaggregat verwendet. Dies wird so in das hyd-
raulische System eingebunden, dass die warme und kalte Seite der Wärmepumpe
je nach Anspruch auf das Gewächshaus (Kühlung, Heizung) oder auf den Wärme-
speicher geschaltet werden kann. Die maximale elektrische Aufnahmeleistung der
Wärmepumpe beträgt 39,2 kW.
Als Wärmespeicher wird ein oberirdischer Regenwassertank verwendet, der
gleichzeitig auch als Wasserreservoir für Bewässerungszwecke genutzt werden
könnte. Der Wärmespeicher ist so ausgelegt, dass die Speichertemperatur zwi-
schen 7 °C und 44 °C variiert und das Fassungsvermögen von 260 m³ eine Spei-
cherkapazität bildet, die eine Versorgung der Gewächshausanlage zwischen März
und November von ca. 14 Tagen gewährleistet. Als Schutz vor Verdunstung und
zur Reduzierung des Wärmeverlusts ist der Tank mit einer Manteldämmung aus
extrudiertem Polystyrol-Hartschaum isoliert. Die Wasseroberfläche wurde mit
Folien und Polystyrolplatten schwimmend abgedeckt.
Für die Regelung der Anlage wurde das Plantputer-Prozessleitsystem einge-
setzt und erweitert. Zur Regelung des Mikroklimas in den beiden Gewächshäusern
wurden drei Heizungssysteme, Rippenrohrkühlung, Schirme, Fog sowie Lüftung
mittels gleitenden Sollwerten eingesetzt. Ab 2012 wurden die beiden neuentwi-
ckelten Phytomonitore in die Regelung einbezogen (Schirmschließen nach Photo-
synthese, Bewässerungssteuerung und Entfeuchtungsroutine nach Bestandstran-
spiration). Über die digital verfügbare Wettervorhersage des Deutschen Wetter-
dienstes für Berlin-Dahlem wurde die Speicherladung bzw. die Speicherentladung
über einen Kühlturm gesteuert.
Regenerative Energien
Für die Bewertung der Kollektorwirkung des Gewächshauses wurde der Kollek-
torwirkungsgrad als Quotient aus der in den Speicher abgeführten thermischen
Energie und der auf die Gewächshausgrundfläche eingestrahlten Globalstrahlung
berechnet. Daneben charakterisiert die Arbeitszahl des Systems, als Mittelwert der
U. Schmidt, d. dannehl, i. SchUch, t. rockSch
12
ZINEG
Leistungszahlen der Wärmepumpe über die gesamte Kulturperiode den notwendi-
gen Aufwand an Elektroenergie für die Erzeugung von Prozesswärme bzw. –kälte.
Da beim Einsatz der Wärmepumpe sowohl auf der warmen als auch auf der kalten
Seite Nutzenergie entsteht, wurden die Arbeitszahlen für den Heiz- und Kühlbe-
trieb getrennt betrachtet.
Phytomonitoring
Das Phytomonitoring ist eine Technologie, bei der Pflanzen durch spezielle Mess-
einrichtungen über die gesamte Kulturperiode hinweg in Bezug auf physiologische
Funktionen wie Photosynthese und Transpiration überwacht werden. Aus den ge-
wonnenen Messgrößen können weitere phytometrische Daten wie Bestandstem-
peratur, Dampfdruckdifferenzen und stomatäre Leitwerte gewonnen werden. Im
Zuge des ZINEG-Projektes wurden an der HU-Berlin bestehende Phytomonitore
auf der Basis der Serie EPM 2006 weiterentwickelt, getestet und für Mess- und
Regelungsaufgaben eingesetzt.
2.3 Pflanzenbauliche Untersuchungen
2.3.1 Kulturen und Kulturprogramm
Bei den pflanzenbaulichen Untersuchungen werden auf einer Nettoanbaufläche
von 260 m
2
je Gewächshaus jeweils 480 Tomatenpflanzen verschiedener Sorten
in einem hydroponischen System auf der hohen Rinne kultiviert. Die Kulturdauer
richtete sich dabei nach den technischen Untersuchungsparametern hinsichtlich
der Anlage (Tab. 2.1).
Tab. 2.1: Kulturführung der verwendeten Tomatensorten
Sorte Jahr
Datum
Pflanzung
1)
Erntezeitraum Versuchsende
Pannovy 2010 12.07.10 24.08.10–16.11.10 16.11.10
Pannovy 2011 14.03.11 10.05.11–25.10.11 25.10.11
Komeett 2012 24.01.12 24.04.12–06.11.12 06.11.12
Encore 2012 24.01.12 24.04.12–06.11.12 06.11.12
Pannovy 2013 18.02.13 07.05.13–xx.xx.xx
2)
xx.xx.xx
2)
1)
Ab einer Pflanzenhöhe von 30 cm.
2)
Aktuelles Versuchsjahr ist noch nicht abgeschlossen.
Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau
ZINEG
13
Um die pflanzenmorphologischen Veränderungen zu erfassen, werden in
jedem Versuchsjahr das vegetative Pflanzenwachstum und die Erträge bonitiert
sowie die Fruchtqualität analysiert. Zu diesem Zweck werden die Tomaten in ver-
schiedene Gewichtsklassen kategorisiert (A-Früchte > 70 g; B-Früchte 50–70 g;
C-Früchte < 50 g; Blütenendfäule-Früchte). Es werden darüber hinaus die Gehalte
der sekundären Pflanzeninhaltsstoffe Carotinoide und Gesamtphenole sowie von
Zucker und titrierbaren Säuren in den Tomaten mengenmäßig erfasst. In den Jah-
ren 2011 und 2013 wurden diese Untersuchungen in 5 aufeinanderfolgende Som-
merwochen durchgeführt und die Mittelwerte dieser zur Bewertung der Gehalte
herangezogen.
2.3.2 Regelstrategien
Die Nährstoffversorgung in der Anlage erfolgt über eine Tropfenbewässerung.
Um die Bewässerungstakte dem Pflanzenbestand im jeweiligen Gewächshaus an-
zupassen, wurde die lichtsummengesteuerte Bewässerung in den Jahren 2011 und
2012 und die transpirationssummenabhängige Bewässerungsregelroutine im Jahr
2013 mittels Erfassung des Überlaufs regelmäßig korrigiert.
In den Jahren 2011 und 2012 wurde im Vergleichsgewächshaus eine Lüftungs-
temperatur von 23 °C und im Solarkollektorgewächshaus von 29 °C festgesetzt.
Bis zum Öffnen der Lüftung im Solarkollektorgewächshaus wurde mit einer maxi-
malen Kühlung (ab 22 °C) über die gesamte Kulturdauer operiert. Im Jahr 2012
wurde die Rippenrohrkühlung von Juni bis August erst ab einer Temperatur von
27 °C eingesetzt und vor Erreichen dieser Temperatur durch den Einsatz der Eva-
porationskühlung mit dem DescFog-System abgelöst (DanneHl et al. 2012a).
Zum Heizen wurde die im Regenwassertank gespeicherte Energie verwendet.
Zwischen 7 °C und 35 °C wurde mit und darüber ohne Wärmepumpe geheizt.
Die Wärmeabgabe erfolgte über die Alu-Flügelrohrheizung (Soll = 17 °C) und
die Schlauchgebläseheizung (Soll = 16 °C). Konnte keine Solarenergie für die
erwähnten Heizungssysteme mehr eingesetzt werden, wurde die konventionelle
Bodenheizung verwendet (Soll = 17 °C).
Die Tages- bzw. Energieschirme wurden bei einer Globalstrahlung < 3 W/m
2
in beiden Gewächshäusern geschlossen. In den kühleren Monaten wurde ab 90 %
relative Luftfeuchtigkeit darüber hinaus die Schirmschleusung aktiviert, um die
relative Luftfeuchte im Kollektorhaus zu reduzieren. Der Tagesschirm und der
U. Schmidt, d. dannehl, i. SchUch, t. rockSch
14
ZINEG
Energieschirm wurden dafür zeitlich versetzt um 30 % geöffnet und geschlossen.
Um die Pflanzenproduktion zu verbessern, wurde die Gewächshausanlage mit
technischem CO
2
(800 ppm) zwischen 06:00 h und 18:.00 h angereichert.
2.4 Technische Ergebnisse
2.4.1 Energieverbrauch
Wärmeverbrauchskoeffizient U
cs
-Wert
Der Wärmeverbrauchskoeffizient liegt für das Solarkollektorgewächshaus mit
geöffneten Schirmen bei 4,5, mit geschlossenem Tagesenergieschirm bei 2,5,
mit geschlossenem Doppelschirm im Dachbereich bei 2,1 und mit zusätzlich ge-
schlossenem Seitenwand-Rollschirmen bei 1,9 W/m
2
K. Durch die dichte Bauwei-
se des Gewächshauses ergaben sich keine Abhängigkeiten zur Windgeschwin-
digkeit. Unter Bedingungen geschlossener Lüftungen wurden Luftwechselzahlen
von unter 0,2 1/h gemessen. Somit konnte der Wärmeverbrauchkoeffizient ge-
genüber einem Standardgewächshaus mit einem U
cs
-Wert von 6,8 W/m² K deut-
lich gesenkt werden.
Abb. 2.3: Energienutzungseffizienz in Abhängigkeit verschiedener Klimaregelstrategien
Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau
ZINEG
15
Einsparpotenzial
2011 konnte gegenüber dem Vergleichsgewächshaus mit einer Energienutzungs-
effizienz (ENE) von 12 kWh/kg im KH je kg Ertrag eine Energie von 1 kWh ab-
gegeben werden (Abb. 2.3). Dieses Ergebnis wurde durch den Mehrertrag (`Pan-
novy´), den Doppelenergieschirm und die Wiederverwendung der gespeicherten
Energie erzielt (DanneHl et al. 2013). Basierend auf der länger in den November
hereinreichenden Kulturperiode im Jahr 2012 und der kühleren Witterung wur-
den hingegen erhebliche Energiemengen mehr verbraucht als 2011. Hinzu kam,
dass aufgrund des Einsatzes des DescFog-Systems in den Sommermonaten weni-
ger Energie mittels der Kühlrippenrohre gesammelt wurde. Deswegen wurde die
Energienutzungseffizienz bei `Encore´ nur um 29 % und bei ´Komeett` nur um 43
% gegenüber dem Vergleichsgewächshaus verbessert.
Elektrische Energie
Die entscheidende Frage, ob der Einsatz von Elektroenergie für die Beheizung von
Gewächshäusern aus energetischen und ökologischen Gründen gerechtfertigt ist,
ergibt sich aus dem „Primary Energy Ratio" (PER). Liegt das PER über 1, so ist der
Einsatz der Elektroenergie gegenüber der Verwendung fossiler Brennstoffe wie
Gas und Öl nachhaltig. Der Verbrauch an Elektroenergie wurde für den Antrieb
der Wärmepumpe und der übrigen elektrischen Verbraucher getrennt erfasst. Die
Bewertung des Elektroenergieeinsatzes kann nur durch die Größen Leistungszahl
(COP), Arbeitszahl und Primärenergieverhältnis (PER) erfolgen.
Die angestrebte Strategie der flexiblen Einbindung der Wärmepumpe bei
minimalem Temperaturlift von 30–40 K führte zu hohen Arbeitszahlen der Wär-
mepumpe von 3,9–4,6 für den Heizfall und 4,9–5,2 für den Kühlfall. Die entspre-
chenden PER-Werte für den Heizfall von 1,5–1,8 lassen den Schluss zu, dass der
Einsatz von Elektroenergie für die wärmepumpengestützte Erzeugung von Heiz-
energie gerechtfertigt ist. Die Arbeitszahlen für die Gesamtanlage liegen dagegen
niedriger (Ø 3,4), was durch den Einsatz von zahlreichen Umwälzpumpen und
Gebläsen verursacht wird. Es wird deshalb empfohlen, die Entfernung zwischen
Wärmepumpensystem und Speicher möglichst gering zu halten und auf den Ein-
satz von Gebläsen zur Wärmeübertragung ganz zu verzichten, um einen wirt-
schaftlichen Einsatz des Wärmepumpensystems mit Arbeitszahlen von deutlich
über 4 zu ermöglichen.
U. Schmidt, d. dannehl, i. SchUch, t. rockSch
16
ZINEG
2.4.2 Einsparpotenzial der Klimaregelung
Einsparpotenziale bei der Klimaregelung ergeben sich für den Gemüsebau durch
Absenkung der Tag- und Nachttemperaturen im Heizfall, sowie durch ein Um-
denken bei der Luftentfeuchtung im Gewächshaus. Für die Entfeuchtung der Ge-
wächshäuser gibt es bisher nur vage Vorgaben für die anzustrebende maximale
Luftfeuchte, um die Bestände insbesondere in der Nacht bei 80–90 % relativer
Luftfeuchtigkeit trocken zu halten. Dies führte im Vergleich zwischen Energiebe-
darfsberechnungen nach HORTEX und Messungen in den Jahren 2011 bis 2013
zu einem Mehraufwand an Jahresheizenergie von 15 %. Durch die Optimierung
der Klimaregelung bei Verwendung der Messdaten der Phytomonitore kann dieser
Anteil erheblich reduziert werden.
2.4.3 Klimaveränderungen
Lichtdurchlässigkeit
Die zusätzlichen Energieschirme und die Kühlrippenrohre im Dachbereich des KH
führen zu einer mittleren Lichtreduzierung von 11 % (DanneHl et al. 2013).
Temperatur und Luftfeuchte
Bei hohen Außentemperaturen konnte das Solarkollektorgewächshaus wirkungs-
voll gekühlt werden. Temperaturdifferenzen bis 6,2 K wurden gemessen (DanneHl
et al. 2011). Durch den teilgeschlossenen Betrieb und der dadurch verursachten
späteren Öffnung der Lüftungsklappen war die mittlere Temperatur im Solarkol-
lektorgewächshaus um annährend 2 K im Vergleich zum Vergleichsgewächshaus
erhöht. Während die relative Luftfeuchte während der gesamten Versuchslaufzeit
bei 90 % lag, schwankte diese im Vergleichsgewächshaus besonders in den wär-
meren Monaten zwischen 60 % und 90 %.
CO
2
-Konzentration
Im Solarkollektorgewächshaus lagen die Tagesmittelwerte des CO
2
fast über die
gesamten Versuchszeiträume höher als die im Vergleichsgewächshaus. Maximale
Differenzen bis zu 300 ppm wurden vorrangig in den Frühjahrs- und Sommer-
monaten beobachtet. Der geschlossene Betrieb im Vergleichsgewächshaus in den
kühleren Perioden führte zu annährungsweise gleichen CO
2
-Pegeln in beiden Ge-
wächshäusern. Der CO
2
-Mittelwert war im Solarkollektorgewächshaus im Jahr
Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau
ZINEG
17
2011 um 150 ppm, im Jahr 2012 um 100 ppm höher. Der niedrige Wert im Jahr
2012 basierte auf der höherfrequentierten Betätigung der Lüftung durch den Ein-
satz des DescFog-Systems.
2.5 Pflanzenbauliche Ergebnisse
2.5.1 Phytomonitoring
Nettophotosynthese
Trotz der Lichtreduzierung gegenüber dem Vergleichsgewächshaus konnte nach-
gewiesen werden, dass die mittlere Photosynthese der Pflanzen im Solarkollek-
torgewächshaus im Jahr 2011 um 41 % und im Jahr 2012 um 18 % angestiegen
war (DanneHl et al. 2013). Der geringere Wert im Jahr 2012 entstand durch die
geringeren CO
2
-Gehalte, ausgelöst durch das DescFog-System.
Transpiration
Basierend auf der höheren relativen Luftfeuchte von 92 % war die Transpiration
der Pflanzen im Jahr 2012 im Solarkollektorgewächshaus bis zu 38 % niedriger.
Durch diese pflanzenphysiologische Reaktion konnte die Nährstoffzufuhr um bis
zu 29 % verringert werden.
2.5.2 Kulturzeit
Die Kulturzeit für Tomaten im Solarkollektorgewächshaus unterscheidet sich
nicht von der im Vergleichsgewächshaus und kann wie in der konventionellen
Produktionspraxis betrieben werden. Die Effektivität des geschlossenen Systems
nimmt mit der Entwicklung des Pflanzenwachstums und in Abhängigkeit der
warmen Außenbedingungen zu.
2.5.3 Erträge
Im Solarkollektorgewächshaus entwickelten sich größere Blattflächen und län-
gere Pflanzen, wodurch mehr Blätter und Rispen gebildet wurden (DanneHl et
al. 2012c). Dies führte zu einer höheren Pflanzenproduktivität gegenüber der im
Vergleichsgewächshaus. Im Jahr 2011 konnte ein Mehrertrag von 31 % mit der
Sorte `Pannovy´ erzielt werden, wohingegen sich der Ertragszuwachs hinsicht-
lich der Sorte `Komeett´ auf 21 % im Jahr 2012 belief. Der geringere Ertragszu-
wachs im Jahr 2012 ist auf den Einsatz des DescFog-Systems in den Sommer-
U. Schmidt, d. dannehl, i. SchUch, t. rockSch
18
ZINEG
monaten und der damit verbundenen reduzierten Photosyntheseleistung zurück-
zuführen. Keine Ertragsdifferenzen wurden bezüglich der Sorte `Encore´ im Jahr
2012 nachgewiesen.
2.5.4 Qualität
Gegenüber dem Vergleichsgewächshaus wurden im Solarkollektorgewächshaus im
Jahr 2011 mehr A-Früchte (+ 52 %) produziert und der Anteil B-Früchte (-8 %)
und C- Früchte (- 5 %) reduziert (DanneHl et al. 2012b). Als weiterer Vorteil ist die
Unterdrückung der Ausbildung von Blütenendfäule zu bewerten, deren Anteil um
bis zu 75 % durch den Einfluss des Solarkollektorgewächshauses verkleinert wur-
de. Die Unterschiede in Bezug auf die einzelnen Gewichtsklassen waren im Jahr
2012 nicht so stark ausgeprägt, verweisen aber auf die gleichen Ergebnisse wie im
Jahr zuvor.
In den Tomaten aus dem Solarkollektorgewächshaus waren die Gehalte von
Lycopin (+ 27-29 %), ß-Carotin (+ 17-30 %), den Gesamtphenolen (+ 7–30 %)
und von Zucker (+ 2-7 %) in den Jahren 2011 und 2013 gegenüber dem Ver-
gleichsgewächshaus deutlich erhöht oder zeigten zumindest einen Aufwärtstrend.
Diese Ergebnisse wurden vor allem in den Sommermonaten bestätigt, wohinge-
gen die Differenzen aufgrund der nahezu gleichen mikroklimatischen Bedingun-
gen in beiden Gewächshäusern in den kühleren Monaten abnahmen.
2.6 Fazit
In Gewächshausanlagen, bestehend aus einem Drittel Solarkollektorfläche und
zwei Drittel konventioneller Gewächshausfläche, kann die Wärmeversorgung von
März bis November ausschließlich durch Solarwärme und elektrische Antriebs-
leistung für die Wärmepumpe erfolgen. Bei Verwendung höhenveränderlicher
Rippenrohrwärmetauscher kann auf die Schlauchgebläse- und die Vegetations-
heizung verzichtet werden. Als Wärmespeicher empfiehlt sich ein Solarteich mit
schwimmender Oberflächenisolation und einer Speichermenge von 1–2 m³/m²
Gewächshausfläche und Herstellungskosten unter 50 €/m³ Speichervolumen. Be-
sondere Aufmerksamkeit gilt der Klimaführung, die sich von der konventionel-
len Kulturführung unterscheidet. Weitere Energieeinspareffekte in einer Größen-
ordnung um 20 % sind durch die Feuchteregelung mittels Schirmschleusen oder
Solarkollektorgewächshäuser im Gemüsebau
ZINEG
19
die Energieschirmsteuerung nach gemessener Photosynthese mit Phytomonitoren
anstatt Trockenheizens zu erwarten.
Literatur
Dannehl, D.; Schuch, I.; Rocksch, T.; Huyskens-Keil, S.; Rojano, A.; Schmidt, U. (2011):
Anlaufphase ZINEG - Auswirkungen von einem geschlossenen Gewächshaus auf das
Pflanzenwachstum und die Fruchtqualität von Tomaten. DGG-Proceedings 1 S. 1-5
Dannehl, D.; Huber, C.; Rocksch, T.; Huyskens-Keil, S.; Schmidt, U. (2012a): Interactions
between changing climate conditions in a semi-closed greenhouse and plant develop-
ment, fruit yield, and health-promoting plant compounds of tomatoes. Sci. Hortic.-
Amsterdam 138 pp. 235–243
Dannehl, D.; Huyskens-Keil, S.; Schuch, I.; Miranda-Tujillo, L.; Rocksch, T.; Schmidt, U.
(2012b): Responses of tomato plants under prevailing climate conditions in a closed
greenhouse during an annual production. Acta Hort.: submitted
Dannehl, D.; Schuch, I.; Rocksch, T.; Huyskens-Keil, S.; Schmidt, U.; Rojano-Aguilar, A.
(2012c): Climate conditions in a closed greenhouse affect plant growth and secondary
plant compounds of tomatoes (Solanum lycopersicum L.). Acta Hort. 952, S. 515–522
Dannehl, D.; Schuch, I.; Schmidt, U. (2013): Plant production in solar collector green-
houses - influence on yield, energy use efficiency and reduction in CO
2
emissions.
J. Agr. Sci. 5 pp. 34–45
m. horScht, d. lUdolph, b. beSSler, g. akyazi, k. knöSel, h.-J. tantaU
20
ZINEG
3 Niedrigenergiegewächshaus mit maximaler Wärmedämmung
und Solarwärmenutzung
melanie horScht, dirk lUdolph, bernhard beSSler, gökhan akyazi,
klaUS knöSel, hanS-Jürgen tantaU
3.1 Beschreibung der Konzeption
Im Rahmen des ZINEG-Teilprojekts Hannover wurde auf dem Gelände der Lehr-
und Versuchsanstalt für Gartenbau (LVG) Ahlem im Jahr 2009 für die Produktion
von Topfzierpflanzen ein maximal wärmegedämmtes Niedrigenergiegewächshaus
zur Nutzung von Solarwärme erbaut (Abb. 3.1). Das 960 m
2
große Gewächshaus
ist in zwei Abteilungen unterteilt, die
heizungs- und lüftungstechnisch ge-
trennt geregelt werden.
Die Maßnahmen der maximalen
Wärmedämmung des Gewächshauses
umfassen Acryl-Steg-Vierfach-Plat-
ten in den Außenstehwänden und im
Giebel sowie eine Isolier-Doppelver-
glasung mit antireflexbeschichtetem
Glas im Dach. Die Isolierverglasung
weist eine höhere Lichtdurchlässig-
keit als eine konventionelle Einfach-
verglasung mit Floatglas auf. Zusätz-
lich wurde ein dreilagiges Energieschirmsystem bestehend aus einem Tages-
schirm, einem Energieschirm und einer Verdunklung installiert.
Zur Nutzung der im Gewächshaus entstehenden solaren Überschusswärme
wurden je Abteilung acht spezielle Niedertemperaturwärmetauscher, eine Wärme-
pumpe und zwei 50 m
3
große Pufferspeicherwassertanks installiert. In Form einer
Tag-Nacht-Speicherung wird bei Bedarf tagsüber die Luft im Gewächshaus mit
Wasser aus dem Kaltwassertank über die Wärmetauscher gekühlt und die Solar-
wärme zwischengespeichert. Über eine Wärmepumpe wird Überschusswärme aus
dem Kaltwasserspeicher in den Warmwasserspeicher „gepumpt“ und damit für die
Beheizung des Gewächshauses verfügbar gemacht. Zur Gewinnung von solarer
Überschusswärme ist eine überwiegend geschlossene Betriebsweise des Gewächs-
Abb. 3.1: Blick aus nördlicher Richtung auf das Niedrig-
energiegewächshaus Hannover mit den Pufferspeichertanks
(Foto: A. Pilz)
Niedrigenergiegewächshaus mit maximaler Wärmedämmung und Solarwärmenutzung
ZINEG
21
hauses notwendig. Durch diese Maßnahme kommt es im Vergleich zu einer kon-
ventionellen Betriebsweise respektive im Lüftungsbetrieb zu einer deutlich erhöh-
ten Luftfeuchtigkeit. Eine kontrollierte Versorgung der Pflanzen mit CO
2
wird
über eine CO
2
-Düngestation gewährleistet.
Die ZINEG-Versuchsanlage wird gemeinsam durch die LVG-Ahlem der Land-
wirtschaftskammer Niedersachsen und die Abteilung Biosystemtechnik (ehe-
mals Fachgebiet Biosystem- und Gartenbautechnik, BGT) der Leibniz Universität
Hannover betrieben.
3.2 Energieeinsparung und Wärmeverbrauchskoeffizient
Im Winter 2011/12 wurden Wärmeverbrauchsmessungen mit Pflanzen durchge-
führt. Die Messungen erfolgten mit drei Energieschirmen (maximale Wärmedäm-
mung), mit zwei Energieschirmen (ohne Verdunklung), mit dem Tagesenergie-
schirm und ohne Energieschirme (nur Isolierverglasung). Zur Ermittlung des Wär-
meverbrauchskoeffizienten (U-Wert) wurden die Messwerte in der Zeit von 22:00
bis 5:00 Uhr ausgewertet. Mit den Mittelwerten der Nachtmessungen konnten
Energieeinsparungen im Vergleich zu einem Gewächshaus mit Einfachglas und
Energieschirm ermittelt werden (Tab. 3.1). Mit der maximalen Wärmedämmung
ergibt sich gegenüber einem Gewächshaus mit Einfachglas und Energieschirm
eine Einsparung von 74 %.
Tab. 3.1: Energieeinsparung nachts bezogen auf ein Gewächshaus mit Einfachglas
und einem Energieschirm (mit 40 % Energieeinsparung) (U
cs
= 4,6 W/m
-2
K)
(Mittelwerte über den Messzeitraum; TanTau 2012)
Maßnahme zur Wärmedämmung
U
cs
-Wert
W m
-2
K
-1
Einsparung
%
Einfachglas + Energieschirm 4,6 -
Isolierglas 4,0 14
Isolierglas + Tagesschirm 3,0 38
Isolierglas + zwei Schirme 2,1 54
Isolierglas + drei Schirme 1,2 74
Diese Werte gelten für konstante Bedingungen, d. h. ohne Temperaturschwan-
kungen zwischen Tag und Nacht. Mit dynamischen Regelstrategien sind weitere
Energieeinsparungen möglich. Die erreichbare Einsparung hängt von der Tempe-
raturspreizung zwischen Tag und Nacht ab.
m. horScht, d. lUdolph, b. beSSler, g. akyazi, k. knöSel, h.-J. tantaU
22
ZINEG
3.3 Energieversorgung, Solarenergienutzung und Wirkungsgrade
Neben den speziellen energieeinsparenden Maßnahmen am Gewächshaussystem
Hannover-Ahlem sollte zusätzlich der Einsatz solarer Kurzzeit-Energiespeiche-
rung (Tag/Nacht) geprüft werden. Die Höhe der nutzbaren Energiemenge wurde
maßgeblich von der verfügbaren Sonneneinstrahlung und den realisierbaren In-
nentemperaturen beeinflusst. Diese waren von der jeweiligen Zierpflanzenart und
dem Kulturprogramm (max. Lüftungssollwerte, Auslegung auf 28 °C) abhängig.
Im Durchschnitt wurden etwa10 % des Energiebedarfes über solare Energiegewin-
nung gedeckt (Tab. 3.2).
Tab. 3.2: Jährlicher Energieverbrauch zur Wärmeversorgung des ZINEG-Gewächshauses, Hanno-
ver Ahlem (Auswertungszeitraum: Mittelwerte von März 2011 bis Februar 2013; Knösel, 2013)
Quelle
Energieverbrauch
kWh m
-2
a
-1
%
Wärmeenergie
Gesamt 185 100
Kesselanlage 88 48
Speicher 18 10
Assimilationsbelichtung 78 42
Elektrische Energie
Gesamt 15,6 100
Wärmepumpe 6,3 40
Ventilatoren 3,2 21
Transportpumpen 0,3 2
Assimilationsbelichtung 5,8 37
Die Angaben zur elektrischen Energie beziehen sich nur auf die Zeiten, in
denen Solarenergienutzung betrieben wurde. Die Leistungszahl (COP) der Wärme-
pumpe betrug 4,5; unter Berücksichtigung von Ventilatoren und Transportpum-
pen sowie Bereitstellungsverlusten ergab sich eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von
rund 2. Die Assimilationsbelichtung hat einen erheblichen Teil am thermischen
und elektrischen Energieverbrauch, kann aber zur Beheizung des Gewächshauses
nicht unter allen Bedingungen genutzt werden.
Niedrigenergiegewächshaus mit maximaler Wärmedämmung und Solarwärmenutzung
ZINEG
23
3.4 Zierpflanzen im Niedrigenergiegewächshaus
Nach der Inbetriebnahme des Niedrigenergiegewächshauses im Frühjahr 2010
wurden Versuche mit marktrelevanten Zierpflanzenarten durchgeführt und
grundsätzliche Daten zum Gewächshaussystem erarbeitet. Von besonderem Inte-
resse war, inwieweit sich solare Überschusswärme im Kulturablauf bei verschie-
denen Temperaturvarianten nutzen lässt und welche Temperaturober- und Unter-
grenzen bei Zierpflanzen ohne Wachstums- und Qualitätsverluste möglich sind.
Durch die Realisierung zum Teil kritischer Klimasituationen konnten die pflan-
zenbaulichen Grenzbereiche des Systems ausgelotet werden. Die Auswertung der
Zierpflanzen (Tab. 3.3) aus verschiedenen Temperaturvarianten ergab, dass sich
die unterschiedlichen Klimabedingungen im Wachstum und in der Qualität wider-
spiegelten, aber dennoch in allen Varianten eine gute bis sehr gute Qualität ohne
Kulturzeitverlängerung produziert werden konnte. Die Qualitätsunterschiede zu
Pflanzen aus einer Standardkultur in einem konventionellen Gewächshaus (Ein-
fachglas, ein Energieschirm) waren gering, sodass sie in Umfragen zur Quali-
tätsbewertung von Produzenten und Konsumenten bei der Preisgestaltung keine
große Berücksichtigung fanden (HorscHT 2011).
Tab. 3.3: Von 2010 bis 2013 im Niedrigenergiegewächshaus Hannover untersuchte Zierpflanzen-
arten und durchgeführte technische Untersuchungen
2010 2011 2012 2013
Frühjahr
Petunien/
Pelargonien
Pelargonien Impatiens
Begonien/
Hibiscus
Sommer Topfsonnenblumen -
Streptocarpus/
Hibiscus
Canna/Gerbera/
Zierpaprika
Herbst
Weihnachts-
sterne
Weihnachts-
sterne
Begonien/
Hibiscus
Weihnachtssterne
Winter
Wärmeverbrauchs-
messung
m. horScht, d. lUdolph, b. beSSler, g. akyazi, k. knöSel, h.-J. tantaU
24
ZINEG
3.5 Andere Klimabedingungen – andere Kulturmaßnahmen
Das Klima im Niedrigenergiegewächshaus weicht von den üblichen Wachstums-
bedingungen in konventionellen Gewächshäusern ab. Die Nutzung der Solar-
wärme und die damit verbundene halbgeschlossene Betriebsweise des Gewächs-
hauses führt im Vergleich zu Standardgewächshäusern zu einem veränderten Ge-
wächshausklima.
Die Luftfeuchtigkeit ist deutlich höher, vor allem nachts werden unter den drei
Energieschirmen Spitzenwerte von 98 % erreicht. Eine verringerte Transpirations-
rate der Pflanzen ist die Folge und die Bewässerung wie auch die Düngung müs-
sen angepasst werden. Bei den untersuchten Topfpflanzen trocknete das Substrat
in den Töpfen langsamer ab, entsprechend reduzierten sich die Bewässerungsin-
tervalle. In diesem Zusammenhang muss zur Vermeidung von Nährstoffmangel-
symptomen die übliche Nährlösungskonzentration erhöht werden, um weiterhin
eine ausreichende Nährstoffversorgung der Pflanzen sicherzustellen. Trotz der
deutlich höheren Luftfeuchtigkeit wurde bei den untersuchten Zierpflanzenarten
im Niedrigenergiegewächshaus kein erhöhter Befallsdruck von pilzlichen Krank-
heitserregern festgestellt. Vermutlich ist dies auf zwei Gegebenheiten zurückzu-
führen: Die Ventilatoren der Wärmetauscher sorgen im Heiz- und Kühlbetrieb
für eine Luftzirkulation und gute Wärmeverteilung im Gewächshaus, sodass die
Transpiration der Pflanzen stimuliert wird. Zudem bedingt die Isolierung mit dem
dreifachen Schirmsystem in der Nacht nur geringe Unterschiede zwischen Blatt-
und Lufttemperatur, wodurch das Risiko der Taupunktunterschreitung und die
Botrytis-Gefahr deutlich reduziert werden.
3.6 Zweierlei Energieeinsparung
Die Energieeinsparung, die in dem Niedrigenergiegewächshaus Hannover im Ver-
gleich zu einem Standardgewächshaus erzielt werden kann, setzt sich aus zwei
Einsparungseffekten zusammen. Zum einen aus dem verringerten Wärmebedarf
bedingt durch die Isolierung der Gewächshaushülle, zum anderen durch die Nut-
zung von Solarwärme statt fossiler Heizenergie. Die Nutzung der Solarwärme und
der Solarertrag sind von der Einstrahlung abhängig und in Verbindung mit dem
Kurzzeitspeichersystem überwiegend im Frühjahr und im Herbst möglich.
Ziel der Untersuchungen im Niedrigenergiegewächshaus war es, Temperatur-
programme zu erarbeiten, die in Verbindung mit der Erzielung optimaler Pflan-
Niedrigenergiegewächshaus mit maximaler Wärmedämmung und Solarwärmenutzung
ZINEG
25
zenqualität eine effiziente Solarwärmespeicherung, d. h. hohe Energieausnutzung
bei möglichst geringem Primärenergieaufwand, ermöglichen.
So konnte beispielsweise im Frühjahr 2011 bei einer Pelargonienkultur im
Niedrigenergiegewächshaus bis zu fünf Wochen mit Solarwärme geheizt und im
Vergleich zu einer Standardkultur in einem konventionellen Gewächshaus, je
nach Temperaturvariante, zwischen 67 und 82 % an Heizenergie eingespart wer-
den (HorscHT et al. 2012).
In der zweiten Jahreshälfte wird in dem Niedrigenergiegewächshaus durch die
gute Wärmedämmung für die Kultur von Zierpflanzen mit moderaten Tempera-
turansprüchen, z. B. Weihnachtssterne, bis Ende September fast keine Heizenergie
(< 1 kWh/m
2
) benötigt (HorscHT und luDolPH 2012). Von Oktober bis Anfang Novem-
ber 2011 konnte bei der Kultur von Weihnachtssternen der Heizbedarf bis zu 97 %
durch Solarwärme gedeckt und im Vergleich zu einer Standardkultur im konventi-
onellen Gewächshaus mindestens 60 % Heizenergie eingespart werden (Abb. 3.2).
Darüber hinaus konnte durch den Einsatz der Verdunklung die natürliche
Tageslänge verkürzt, ein früherer Blühtermin der Weihnachtsterne erreicht und
damit eine Heizenergieeinsparung bis zu 95 % erzielt werden.
15,0
17,2
49,1
4,5
10,1
10,5
6,9
49,1
0,8
5,3
0
0
10
20
30
40
50
60
natürliche Tageslänge
12 °C Heiztemperatur
natürliche Tageslänge
16 °C Heiztemperatur
natürliche Tageslänge
18/16 °C Heiztemperatur
Energieverbrauch [kWh/m²]
Wärmeverbrauch Solarwärme
Erdgas Strom
Niedrigenergiegewächshaus
Standard-
gewächshaus
Abb. 3.2: Vergleich des Wärmeverbrauchs und Einsatzes verschiedener Energieträger für die Kultur
von Euphorbia pulcherrima `Freedom Early´ im Niedrigenergiegewächshaus und Standardgewächs-
haus (Einfachglas, ein Energieschirm), Standort Hannover-Ahlem, 2011 (HorscHT und ludolpH 2012)
m. horScht, d. lUdolph, b. beSSler, g. akyazi, k. knöSel, h.-J. tantaU
26
ZINEG
Das Beispiel in Abbildung 3.2 verdeutlicht, dass die Wärmedämmung der
Gewächshaushülle einen Großteil der Heizenergieeinsparung bewirkt. Je nach
Temperaturvariante und Kulturdauer kann zusätzlich ein beachtlicher Anteil fos-
siler Heizenergie durch Solarwärme ersetzt werden. Bei der Energiebilanz muss
jedoch die für die Solarwärmenutzung erforderliche Energie berücksichtigt wer-
den, wobei dem verwendeten Energieträger bzgl. der ökonomischen und ökolo-
gischen Bewertung der Solarwärmenutzung eine entscheidende Rolle zukommt.
Wird für die Solarwärmenutzung konventionell erzeugter Strom (Primärenergie-
faktor 2,6) eingesetzt, wie es beim Niedrigenergiegewächshaus Hannover der Fall
ist, gleicht sich die gewonnene Solarwärme in der Bilanz nahezu aus. Beim Ein-
satz von regenerativ erzeugtem Strom (Primärenergiefaktor 0), z. B. aus Wind-
energie, ist die Solarwärmenutzung ökologisch gewinnbringend.
3.7 Klimafreundliche Zierpflanzenproduktion
Ziel des ZINEG-Projekts ist es, für die Pflanzenproduktion in Gewächshäusern
den Verbrauch fossiler Energie und die damit verbundenen (fossilen) CO
2
-Emis-
sionen auf ein Minimum zu reduzieren. Das Zentrum für Betriebswirtschaft im
Gartenbau (ZBG) e.V. hat anhand einer Ökobilanz bewertet, ob mit den ZINEG-
Gewächshäusern eine klimafreundliche Produktion möglich ist (KuTne und HarDe-
weg 2012). Es wurde ermittelt, inwieweit sich die ZINEG-Gewächshäuser in ihrer
Herstellungsweise und in ihrem Energieaufwand während der Produktionsphase
gegenüber einem konventionellen Gewächshaus unterscheiden.
Die CO
2
-Emissionen für den Bau des 960 m
2
großen Niedrigenergiegewächs-
hauses in Hannover betrugen im Vergleich zu einem Standardgewächshaus (mit
Einfachverglasung und nur einem Energieschirm) mit 160 t CO
2
aufgrund höhe-
rer Materialaufwendungen (z. B. dreifach Energieschirmsystem) 191 Tonnen CO
2
.
Der Mehrausstoß von rund 31 t hat sich jedoch aufgrund des deutlich geringeren
Heizenergiebedarfs im Niedrigenergiegewächshaus und den damit reduzierten
CO
2
-Emissionen bereits nach eineinhalb Jahren Produktionsphase rentiert. So
konnte beispielsweise bezogen auf den Heizenergieverbrauch der CO
2
-Ausstoß
bei der Produktion von Weihnachtssternen im Niedrigenergiegewächshaus im
Jahr 2011 bis zu 75 % reduziert werden (Tab. 3.4).
Niedrigenergiegewächshaus mit maximaler Wärmedämmung und Solarwärmenutzung
ZINEG
27
Tab. 3.4: Vergleich der CO
2
-Emissionen, bezogen auf den Heizenergieverbrauch, bei einer
Weihnachtssternkultur vom 11.07. – 21.11.2011, mit 16 °C Heiztemperatur und natürlicher
Tageslänge am Standort Hannover-Ahlem
Einheit
Standard-
gewächshaus
Niedrigenergie-
gewächshaus
Gas Gas
Strom für
Solarwärmenutzung
Verbrauch kWh 47 040 6 025 4 621
CO
2
-Äquivalent kg/kWh
1)
0,244 0,244 0,633
CO
2
-Ausstoß t
11,5
1,5 2,9
4,4
1)
KEA 2011, anerkannter Bewertungsvorgang.
3.8 Phytomonitoring: Untersuchungen in Tageslicht-Pflanzenküvetten
Pflanzenproduktion in Niedrigenergiegewächshäusern stellt die Anbauer vor neue
Herausforderungen. Im Gegensatz zu konventionellen Gewächshäusern sind die
Klimabedingungen im Niedrigenergiegewächshaus zum Teil deutlich unterschied-
lich. Erhöhte Luftfeuchtigkeit, höhere Temperaturspreizung und reduzierte Innen-
lichtbedingungen sind nur einige Faktoren. Diese veränderten Klimabedingungen
wirken auf den Pflanzenbestand
ein und können diesen negativ be-
einflussen. Um das abzuwenden,
ist es erforderlich, die Reaktionen
der Pflanzen auf die veränderten
Bedingungen möglichst zeitnah zu
erfassen und so ggf. gegensteuern
zu können.
Das Verbundvorhaben ZINEG
hat das Phytomonitoring – also die
Erfassung der Pflanzenreaktionen
auf Umwelteinflüsse – als wich-
tigen Baustein der Projektzusam-
menarbeit implementiert. Zu die-
sem Zweck wurden am Versuchsstandort Hannover Tageslicht-Pflanzenküvetten
(120 cm x 120 cm x 120 cm, Abb. 3.3) entwickelt. Die insgesamt drei Pflanzenkü-
vetten sind vollautomatisiert und ermöglichen es, eingestellte Sollwerte konstant
Abb. 3.3: Ansicht der Tageslichtpflanzenküvetten
(Foto: G. Akyazi)
m. horScht, d. lUdolph, b. beSSler, g. akyazi, k. knöSel, h.-J. tantaU
28
ZINEG
zu regeln. Die Faktoren, die variiert werden können sind: Temperatur, Luftfeuch-
te, CO
2
-Konzentration und zusätzliche Belichtung/Beschattung. Es ergibt sich so
die Möglichkeit, einzelne Faktoren zu variieren und diese unabhängig voneinan-
der zu betrachten. Als Sollwerte wurden Klimasituationen eingestellt, die auch im
Niedrigenergiegewächshaus in Hannover-Ahlem auftreten können.
Die über den Gaswechsel permanent ermittelte (Netto-)Photosyntheserate
diente, neben destruktiven Bonituren am Ende der jeweiligen Versuchslaufzeit, als
Indikator für negativen Pflanzenstress und als Vergleichswert der verschiedenen
Versuche. Alle Versuche wurden mit genetisch identischen Pflanzen (Pelargonium
zonale `Präludium´) durchgeführt.
Durch eine Erhöhung der CO
2
-Konzentration von 400 vpm auf 1 200 vpm
konnte die Nettophotosyntheserate bei Pelargonium zonale `Präludium´ bei 18 °C
Tag- und 14 °C Nachttemperatur deutlich gesteigert werden (aKyazi und TanTau
2013). Die gesteigerte Nettophotosyntheserate wirkte sich auch auf den Habitus
der Pflanzen aus (Boniturergebnisse nicht dargestellt). Sowohl die Frisch- und
Trockenmassen, als auch die Anzahl der Blüten konnten durch zusätzliches CO
2
gesteigert werden (aKyazi und TanTau 2013).
3.9 Fazit
Verbunden mit systemangepassten Temperaturprogrammen sind in dem Niedrig-
energiegewächshaus Heizenergieeinsparungen bis 90 % möglich. Dort können
Zierpflanzen in guter Qualität ohne Kulturzeitverlängerung produziert werden.
Die hohe Luftfeuchtigkeit in dem Niedrigenergiegewächshaus ist in Verbin-
dung mit dem Luftheizsystem für die Pflanzengesundheit unproblematisch, die
Kulturmaßnahmen müssen aber den veränderten Klimabedingungen angepasst
werden.
Mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 2 ist der Betrieb einer Solarenergie-
gewinnung nicht wirtschaftlich.
Für die abschließende Beurteilung der Ergebnisse sind weitere Modellberech-
nungen erforderlich.
Niedrigenergiegewächshaus mit maximaler Wärmedämmung und Solarwärmenutzung
ZINEG
29
Literatur
Akyazi, G.; Tantau, H.-J. (2013): The use of daylight plant cuvettes to measure
climate parameters independently. Acta Hort (article in press)
Horscht, M. (2011): Qualität von Balkonpflanzen: Verschiedene Sichtweisen.
Gärtnerbörse 10, S. 20–23
Horscht, M.; Ludolph, D. (2012): 90 Prozent weniger Heizenergie – dem Ziel ein Stück
näher. Gärtnerbörse 5, S. 46–51
Horscht, M.; Ludolph, D.; Beßler, B. (2012): Zineg-Projekt Pelargonien. Frühjahrskultur
mit Niedrigenergie. Taspo-Zeitung 37, S. 12
Knösel, K. (2013): Berechnungen zur Solarenergienutzung am Gewächshaussystem
Hannover-Ahlem, ZINEG, unveröffentlicht
Kutne, T.; Hardeweg, B. (2012): Zukunftsinitiative Niedrigenergiegewächshaus –
ökonomische und ökologische Begleitforschung. Zwischenbericht ökologischer Teil,
unveröffentlicht
Tantau, H.-J. (2012): ZINEGHannover: Energieeinsparungen von 80 % bei
Topfpflanzen möglich. ZINEGInfodienst 2012
J. meyer, k. Schockert, n. laUn, m. Schlüpen, a. kreUzpaintner
30
ZINEG
4 Niedrigenergiegewächshaus mit CO
2
-neutralem Heizsystem
Joachim meyer, karl Schockert, norbert laUn, matthiaS Schlüpen,
alexandra kreUzpaintner
4.1 Zielsetzung
In der Zusammenarbeit zwischen dem Wissenschaftszentrum für Ernährung
Landnutzung und Umwelt Weihenstephan (WZW) der TU-München – und
dem Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinland-Pfalz – Versuchsbe-
trieb Gemüsebau – „Queckbrunnerhof“ in Schifferstadt wurde im Rahmen des
ZINEG -Projektes eine Gewächshausanlage mit maximaler Wärmedämmung und
einer CO
2
-neutralen Energieversorgung erstellt. Die Versuchsanlage wurde für
folgende Anforderungen und Versuchsaufgaben konzipiert:
• Foliengewächshaus für den Gemüsebau in Doppelfolienausführung mit durch-
gehender Dachlüftung
• CO
2
-neutrale Beheizung
• Maximale Isolierung durch den Einbau mehrlagiger Energieschirme
• Erprobung neuer Regelstrategien wie Temperatursummen, Energieschirm-
steuerungen, lichtabhängige Führungsgrößen etc.
• Erfassung und Bewertung aller in der Pflanzenproduktion eingesetzten Res-
sourcen möglichst aus der Prozessteuerung zur Dokumentation der Produk-
tionsprozesse nach Öko-Maßstäben
• Anbau von Kulturen im Boden nach Bioland-Richtlinien
4.2 Beschreibung der Konzeption
4.2.1 Niedrigenergiegewächshaus
Die Versuchsanlage (Abb. 4.1) besteht aus einem Gewächshausblock mit einer
Gesamtgröße von rund 1 000 Quadratmetern (drei Doppelschiffe mit je 9,6 × 36,0
m). Allen Abteilungen gemeinsam ist eine aufblasbare Doppelfolieneindeckung
im Dach. Die Häuser haben je Kappe einseitig eine durchgehende Firstlüftungs-
klappe mit Drehpunkt an der Rinne. Zusätzlich zu der freien Dachlüftung ist die
Abteilung 1 mit einer insektendichten Zwangslüftung ausgestattet. Um den Zu-
gang zu den Häusern über die gesamte Breite zur Bodenbearbeitung zu gestatten,
wurden in den Giebeln Hebe bzw. Senktore mit einer maximalen Durchfahrtshöhe
von 2,5 m eingebaut.
Niedrigenergiegewächshaus mit CO2–neutralem Heizsystem
ZINEG
31
Bedachungsmaterial
Die Außengiebel und die Außenstehwand der Abteilung 1 bestehen aus Plexiglas
XT (Alltop) SDP 16 mm. Bei den Innenstehwänden sowie den Dacheindeckungen
der Abteilungen 1 und 2 wurde Polyethylen–Folie (2 × 100 µm) verwendet. Die
Dacheindeckung und die Außenstehwand der Abteilung 3 bestehen aus –Clean
Folie (2 × 100 µm). Die äußere Folie ist klar, die innere Folie diffus. Durch diese
Eindeckung sowie durch die örtliche Ausrichtung (Südwest) ist Abteilung 3 die
Abteilung mit der höchsten Strahlungsdurchlässigkeit. Ein weiterer Aspekt dieser
Folie ist die erhöhte UV–Durchlässigkeit der Folie mit den zu erwartenden pflan-
zenbaulichen Auswirkungen.
Energieschirme (einlagig, mehrlagig)
In den drei Abteilungen wurden Energieschirme mit unterschiedlichen Stufen der
Wärmedämmung verbaut.
Standard
Abteilung 1
1 Energieschirm
IsoMax
Abteilung 2
2 Energieschirme
aluminisiert
Seitenwand-Rollschirm
beidseitig
f-clean-Haus
Abteilung 3
1 Energieschirm
1Tagesschirm
Seitenwand-Rollschirm
einseitig
9,60 m 9,60 m 9,60 m
36,00 m
4,50 m
N
Abb. 4.1: Aufbau der Gewächshausanlage
J. meyer, k. Schockert, n. laUn, m. Schlüpen, a. kreUzpaintner
32
ZINEG
Abteilung 1 wurde als „Standardvariante“ mit einem Energieschirm aus Acryl-
gewebe mit Aluminiumanteil im Dachbereich ausgestattet.
Abteilung 2 wurde mit zwei Energieschirmen im Dachbereich und je einem
Energieschirm an den Stehwänden ausgestattet. Der Energieschirm der oberen
Lage besteht aus einem Verdunklungsgewebe, dessen aluminisierte Seite nach
unten gerichtet ist. Die untere Lage ist als typische Verdunklung mit einem an den
Stehwänden heruntergezogenen System ausgeführt. In diesem Fall ist die alumi-
nisierte Seite nach oben gerichtet. Durch die beiden Schirmanlagen soll ein Ther-
moskanneneffekt mit maximaler Isolierwirkung erzielt werden. Ein Rollschirm an
jedem Gewächshausgiebel rundet hier die Isolierung ab.
Abteilung 3 wurde mit zwei Energieschirmen im Dachbereich ausgestattet,
um eine hohe Energieeinsparung auch am Tage und in den Morgenstunden zu
erreichen
Der Energieschirm der oberen Lage und der Stehwandrollschirm bestehen aus
einem Streifengewebe mit einem Schattierwert von 50 %. Der Schirm der unteren
Lage besteht aus einem lichtdurchlässigen Streifengewebe (Tagesenergieschirm).
Zusätzlich wurde ein Rollschirm aus einem Streifengewebe mit einem Schattier-
wert von 50 % an der Außenstehwand installiert.
Alle Schirmsysteme sind separat steuerbar und können nach unterschiedli-
chen Regelstrategien eingesetzt werden.
4.2.2 Regenerative Energien: CO
2
-neutrales Heizungssystem
Die Wärmeversorgung erfolgt entsprechend der Versuchsaufgabenstellung CO
2
-
neutral mit einem Holzpellet–Heizkessel. Der Heizkessel sowie das Pelletlager sind
gemeinsam in einem Heizcontainer neben dem Gewächshaus untergebracht. Zur
möglichen Trennung von Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch ist das Hei-
zungssystem über einen Pufferspeicher (15 m³) von den Gewächshäusern ent-
koppelt. Durch diesen Speicher arbeitet der Heizkessel unabhängig vom aktuellen
Wärmebedarf und kann so längere Laufzeiten im Volllastbetrieb erzielen. Für eine
Füllung des Speichers wird eine Laufzeit von etwa acht Stunden benötigt. Als
Heizmaterial kommen Holzpellets „DIN Plus“ zum Einsatz, die über einen Tankwa-
gen in den Bunker eingeblasen werden.
Niedrigenergiegewächshaus mit CO2–neutralem Heizsystem
ZINEG
33
4.3 Pflanzenbauliche Untersuchungen
4.3.1 Kulturen
In der Gewächshausanlage wurden 2010 zur Bodenregenerierung Sudangras ange-
baut und danach ein Testversuch mit bunten Salaten angelegt. Es sollte ein erster
Eindruck über den Einfluss der unterschiedlichen Bauarten und Bedachungen der
Versuchsabteilungen auf den Kulturerfolg gewonnen werden. In den Jahren 2011
und 2012 wurden in allen Abteilungen zweitriebig veredelte Tomaten in unter-
schiedlichen Sorten angebaut.
4.3.2 Regelstrategien
Nachdem im Jahre 2011 die Tomatenproduktion im Wesentlichen dem Kennenler-
nen des Produktionssystems und der Erprobung der Prozessdokumentation diente,
wurde im Jahre 2012 eine Integrationsstrategie zur Minimierung der Energiever-
bräuche und zur Maximierung der passiven Solarenergiegewinne gefahren. Der
Heizungssollwert deckte dabei die Minimumtemperatur für Tomaten von 16/16 °C
als Temperatursockel ab. Bei ausreichender Einstrahlung steigt die Innentempera-
tur über den Sollwert von 16 °C bis zum Erreichen des Lüftungssollwertes. Höhe-
re Temperaturen werden also nicht durch Heizen, sondern durch Ausnutzung der
„kostenlosen“ Sonnenenergie erreicht. Der Lüftungssollwert wurde dafür einstrah-
lungsabhängig auf 22 °C bis 26 °C angehoben.
Die Sollwerte für die Entfeuchtung lagen mit 85 % rel. Luftfeuchte (erstes
Öffnen der Lüftung) und 95 % rel. Luftfeuchte (Heizen und Lüften) vergleichswei-
se hoch. Ein kurzes Ablüften am Abend vor dem Schließen der Energieschirme
führte zu einem Entweichen der Luftfeuchte aus dem Gewächshaus ohne hohe
Wärmeverluste.
4.4 Technische Ergebnisse
4.4.1 Energieverbrauch und Einsparpotenzial
Wärmeverbrauchskoeffizient, U
cs
-Wert
Die Isolierung der Gewächshausanlagen wird durch den Wärmeverbrauchskoef-
fizienten U
cs
beschrieben. Für dessen Bestimmung erfolgten 2010/2011 folgende
Messungen:
J. meyer, k. Schockert, n. laUn, m. Schlüpen, a. kreUzpaintner
34
ZINEG
• Schirme in allen Abteilungen geschlossen, Gewächshäuser weitgehend tro-
cken gehalten und ohne Kulturen. Ziel dieser Messrunde war es, die maximal
möglichen Energieeinsparungen zu ermitteln.
• Schirme in allen Abteilungen offen, Gewächshäuser weitgehend trocken ge-
halten und ohne Kulturen. Ziel dieser Messrunde war es, die möglichen Ener-
gieeinsparungen der Abteilungen bei offenen Energieschirmen zu ermitteln.
Die Ergebnisse der Wärmeverbrauchmessungen ergaben sehr klare Ergebnisse
(Tab. 4.1).
Tab. 4.1: U
cs
-Werte der Messungen ohne Kulturen und Einsparungen zum Vergleichshaus
Ausstattung
U
cs-Wert
W/m²K
Einsparung
%
Vergleichshaus Einfachglas + Energieschirm (10 % Energieeinsparung) 6,4 -
Abteilung 1
ohne Energieschirm 3,8 40
mit Energieschirm 2,9 55
Abteilung 2
ohne Energieschirme 3,2 50
mit Doppelschirm 0,8 90
Abteilung 3
ohne Energieschirme 2,6 60
mit Doppelschirm 1,4 80
Die in der Versuchsplanung angestrebte 90-prozentige Energieeinsparung kann
in der maximal isolierten Variante (Doppelfolie plus 2 infrarotreflektierende Ener-
gieschirme) unter Nutzung der Möglichkeiten der Kulturführung sicher erreicht
werden. Auch die Isoliervariante Doppelfolie plus 2 Energieschirme (Schattier-
energieschirm plus Tagesenergieschirm) erfüllt die hochgesteckten Erwartungen.
Die Messung der offenen Gewächshäuser zeigen die aus der Literatur bekann-
ten Ergebnisse für Doppelfoliengewächshäuser, wobei die eingesetzte f-clean-
Folie in Abteilung 3 etwas besser abschneidet, weil sie eine geringere Infrarot-
strahlungsdurchlässigkeit hat.
In der Wintersaison 2012/2013 erfolgten Messungen mit Kultur:
• Energieschirme in allen Abteilungen offen mit dem Ziel, die möglichen Ener-
gieeinsparungen der Abteilungen bei offenen Energieschirmen mit Pflanzen-
bestand zu ermitteln.
• Energieschirme in allen Abteilungen geschlossen mit dem Ziel, die maximal
möglichen Energieeinsparungen mit Pflanzenbestand zu ermitteln.
Niedrigenergiegewächshaus mit CO2–neutralem Heizsystem
ZINEG
35
Im Vergleich zu den Messungen aus der Wärmeverbrauchsmessung 2010/2011 ist
zu erkennen, dass die U
cs
-Werte mit Kulturen (Tab. 4.2) sich erwartungsgemäß
etwas schlechter darstellen. Dieses wird durch den etwas höheren Wärmeverlust
durch den latenten Wärmetransport bewirkt. Sie zeigen aber auch, dass eine Ener-
gieeinsparung von 80 % in einem Gewächshaus mit Doppelbedachung plus zwei
Energieschirme durchaus möglich ist.
Tab. 4.2: U
cs
-Werte der Messungen mit Kulturen und Einsparungen zum Vergleichshaus
Ausstattung
U
cs
W/m²K
Einsparung
%
Vergleichshaus Einfachglas + Energieschirm (10 % Energieeinsparung) 6,4 -
Abteilung 1
ohne Energieschirm 3,5 40
mit Energieschirm 3,2 50
Abteilung 2
ohne Energieschirme 3,0 50
mit Doppelschirm 1,5 80
Abteilung 3
ohne Energieschirme 2,8 55
mit Doppelschirm 1,4 75
4.4.2 Einsparpotenzial während der Kulturperiode
Durch die Bestimmung der Wärmeverbrauchskoeffizienten konnte das hohe Ein-
sparpotenzial nachdrücklich bewiesen werden. Wie viel von diesem Potenzial
im „normalen“ Betrieb der Anlage ausgenutzt werden kann, hängt im Wesentli-
chen von der Nutzungsstrategie im Bereich der Temperaturführung und von der
Strategie zur Feuchteregelung ab. In der Temperaturführung führt die in Kapitel
4.3.2. dargestellte Integrationsstrategie zur maximal möglichen Ausnutzung der
Solarenergie und der passiven Solarenergiespeicherung in den Abendstunden.
Bei der Feuchteregelung gilt es, übermäßiges Trockenheizen ebenso zu vermei-
den wie unzulässig hohe Luftfeuchten.
Luftfeuchte
Der Verlauf der Luftfeuchte in den drei Abteilungen mit unterschiedlichen Isolier-
stufen wurde an einem Tag im Herbst (29.10.2012) mit einer Temperaturdifferenz
von rund 10 K untersucht. Die Lüftung war während der Messung geschlossen.
Der Einsatz von Energieschirmen beeinflusst die Luftfeuchte in den Gewächs-
häusern. Ein zu hoher Anstieg wird aber wegen der vergleichsweise niedrigen
J. meyer, k. Schockert, n. laUn, m. Schlüpen, a. kreUzpaintner
36
ZINEG
Temperaturen an der Hüllfläche und der damit dort stattfindenden Kondensation
weitgehend vermieden.
Abb. 4.3: Verlauf der Temperaturen und relativen Luftfeuchten in der Abteilung 3
Abb. 4.2: Verlauf der Temperaturen und relativen Luftfeuchten in der Abteilung 1
Niedrigenergiegewächshaus mit CO2–neutralem Heizsystem
ZINEG
37
Schließt sich der Energieschirm (Abb. 4.2 und 4.3), sinkt die Lufttemperatur
über dem Schirm (to) aufgrund der kalten Außentemperatur (ta) und der Iso-
lierung durch den Schirm – die rel. Luftfeuchte über dem Schirm (rFo) steigt
an. Unter dem Schirm wird der Feuchteabtransport nach oben gebremst. Da die
Schirme nicht luftdicht sind, diffundiert eine gewisse Menge feuchtwarmer Luft
durch den Schirm nach oben: Eine gleiche Menge trockenkalter Luft diffundiert
durch den Schirm von oben nach unten in den Innenraum. Der Wassergehalt
der Luft über dem Schirm steigt an bis die Taupunkttemperatur der Luft an der
Hüllfläche unterschritten wird; dort beginnt dann die Kondensation. Die Menge
des kondensierten Wassers resultiert aus dem Wassergehalt der Luft und dem Sät-
tigungswassergehalt bei Flächentemperatur; je besser der Schirm isoliert, desto
kälter ist die Flächentemperatur (tF) und desto niedriger ist der Sättigungswas-
sergehalt. Schlussfolgernd wird die Luft bei hoher Isolierung „besser“ getrocknet.
Dieses ist in der Abteilung 3 an Hand der sinkenden relativen Luftfeuchte (rFi)
deutlich zu erkennen. Die Innentemperatur (ti) wird nach Sollwert geregelt.
4.5 Pflanzenbauliche Ergebnisse
Der Versuch sollte umfassende Informationen über die Klimaverhältnisse in den
Versuchsabteilungen und über die Auswirkungen der unterschiedlichen Ausrüs-
tungen der Abteilungen auf den Kulturerfolg liefern. Kulturunterschiede wurden
insbesondere durch das unterschiedliche Lichtangebot erwartet. Hierzu lief 2012 in
allen Abteilungen ein Kulturversuch mit unterschiedlichen Tomatensorten – `Cam-
pari´ (EZ), `Loreto´ (EZ), `Mecano´ (RZ) und `Valdeza´ (EZ). Die Kulturzeit begann
Ende Februar (KW 9), Erntebeginn (KW 17) und endete Ende November (KW 48).
Die Abbildung 4.4 zeigt den Energieverbrauch und Ertrag für das Kulturjahr
am Beispiel der Sorte `Mecano´. Sie hat mit 120 g das höchste Einzelfruchtge-
wicht – Campari 60 g, Loreto 80 g, Valdeza 100 g.
Als Vergleich dienen Daten aus dem Standardverbrauch eines Normgewächs-
hauses (Einfachverglasung, kein Energieschirm). Der Ertrag aus der Abteilung 3
wurde als Ertrag für das Normgewächshaus verwendet. Es ist davon auszugehen,
dass ein höheres Lichtangebot in einem Gewächshaus ohne Energieschirm einen
ähnlichen Ertrag erzielt.
Die Kulturergebnisse der einzelnen Abteilungen zeigen die erwartete Abhän-
gigkeit von dem unterschiedlichen Lichtangebot. Dabei ist die Abteilung 3
J. meyer, k. Schockert, n. laUn, m. Schlüpen, a. kreUzpaintner
38
ZINEG
sowohl durch die Anordnung im Gesamtgewächshaus als auch durch die bessere
Strahlungsdurchlässigkeit der Bedachung bevorzugt und zeigt dementsprechend
auch bessere Kulturerfolge, sowohl bei der Frühzeitigkeit als auch bei der Men-
ge. Die Energieeffizienz ist in der Abteilung 3 durch den höheren Ertrag deutlich
am besten.
4.6 Fazit
Der gute Kulturerfolg ergibt sich aus der Anordnung der Heizung in Pflanzen-
nähe, der Installation dichter Energieschirmanlagen und einer gut funktionieren-
den Klimaregelung.
Die Anordnung der Heizung in Pflanzennähe führt zur Luftbewegung im
Pflanzenbestand und zu erhöhten Blatttemperaturen. Es wird eine Kondensation
von Wasser an den Blättern vermieden; eine mögliche Pilzinfektion wird ver-
hindert.
Des Weiteren kann gesagt werden, dass Energieschirme die Luftfeuchte zwar
beeinflussen, dass aber bei guter Isolierung und niedrigen Hüllflächentempera-
turen die Erhöhung der Luftfeuchte nachhaltig gebremst wird. In der Verbindung
mit einem durch die Feuchtemessung im Notfall geregelten Lüftungsspalt kann
die Luftfeuchte nachhaltig und energiesparend begrenzt werden. Entscheidend
dabei ist die Einstellung der Sollwerte. Zu niedrige Sollwerte erhöhen den Wärme-
verbrauch erheblich und sind deshalb bei guter Klimaführung nicht ratsam.
Abb. 4.4: Ertrag und Energieverbrauch am Beispiel der Sorte `Mecano´ für das Kulturjahr 2012
Standardvariante
Abteilung 1
Iso-Max
Abteilung 2
f-clean-Haus
Abteilung 3
Normgewächshaus
Einfachglas
Energieverbrauch
[kWh/m
2
]
130,2 63,8 67,7 366,9
Ertrag [kg/m
2
] 29,2 24,1 34,1 34,1
Ertrag [kWh/kg] 4,5 2,6 2,0 10,7
Holzpellets/Ertrag
[kg/kg]
0,9 0,5 0,4 2,2
Heizöl EL/Ertrag
[l/kg]
0,4 0,3 0,2 1,1
Niedrigenergiegewächshaus mit Wärmeschutzglas
ZINEG
39
5 Niedrigenergiegewächshaus mit Wärmeschutzglas als
Bedachungsmaterial in der Zierpflanzenproduktion
diedrich WilmS, hanS-peter römer, peter rehrmann, andreaS bettin
5.1 Zielsetzung
In Osnabrück wird die Eignung von Wärmeschutzglas als Bedachungsmaterial bei
der Zierpflanzenproduktion geprüft. Wärmeschutzglas mit einem U
cs
-Wert von
1,1 W/m² K vermindert Wärmeverluste gegenüber Floatglas um ca. 80 %. Aller-
dings steht dem auch eine Reduzierung der Lichtdurchlässigkeit um etwa 10 %
gegenüber. Aufgrund der guten Isolierung einer Wärmeschutzverglasung erfolgt
auch eine geringere Kondensation von Wasser an den Hüllflächen, mit der Folge,
dass bei Produktion unter Wärmeschutzglas mit einer höheren Luftfeuchtigkeit
zu rechnen ist.
5.2 Beschreibung der Konzeption
Im ersten Versuchsjahr wurden die Produktionseigenschaften von Zierpflanzen
unter Wärmeschutzglas bei identischen Rahmenbedingungen wie unter Floatglas
geprüft. Im zweiten Jahr wurde untersucht, ob mögliche Ertragsminderungen im
ersten Jahr durch geeignete Kulturmaßnahmen kompensiert werden können. Im
dritten Jahr erfolgten ergänzende Untersuchungen zu weiteren Möglichkeiten der
Energieeinsparung. Hier werden nur die Ergebnisse der beiden abgeschlossenen
Versuchsjahre vorgestellt.
Versuchsgewächshäuser
Für den Versuch wurden zwei dreischiffige Gewächshäuser in Venlobauweise mit
Ost-West-Ausrichtung, einer Grundfläche von je 144 m² und einer Stehwand-
höhe von 4 m erstellt.
Ein modernes Referenzhaus wurde komplett mit 4 mm Floatglas eingedeckt.
Dieses Haus wird im Folgenden auch als Kontrollhaus (Ko) bezeichnet.
Das zweite Versuchshaus erhielt eine komplette Verglasung mit Wärmeschutz-
glas (U
cs
-Wert des Glases: 1,1 W/m² K). Dieses Haus erhält nachstehend die
Bezeichnung Wärmeschutzglashaus (WSG). Die Rinnen im WSG sind im Gegen-
satz zum Kontrollhaus wärmegedämmt.
d. WilmS, h.-p. römer, p. rehrmann, a. bettin
40
ZINEG
Die maximale Dachlast wurde für beide Häuser mit 75 kg/m² berechnet. Die
Häuser sind mit einer Luftwechselzahl z von ca. 0,15 bei einer Windgeschwindig-
keit von 4 m/s sehr dicht. Die Heizleistung des Gasbrenners im Wärmeschutzglas-
haus lag mit 16 kW deutlich unter der des Kontrollhauses (64 kW). Im Wärme-
schutzglashaus konnte wegen der guten Wärmedämmung auf den Einbau einer
hohen Rohrheizung verzichtet werden. Dennoch wurden im ersten Versuchsjahr
ebenso viele Rohre im Dachraum wie im Kontrollhaus eingebracht, um den Ein-
fluss der Verglasung besser einschätzen zu können (Abb. 5.1). Im zweiten Jahr,
in dem der Systemvergleich unter Einbeziehung von Kompensationsmaßnahmen
durchzuführen war, erfolgte dann die Demontage dieser Rohre.
Bedachungsmaterial: Dach, Stehwände und Giebelt
Die Verglasung hat nach Herstellerangaben eine Wärmedämmung von 1,1 W/m² K
und eine Lichtdurchlässigkeit von 80 %. Die Sprossen in beiden Häusern wurden
nicht thermisch getrennt; auch bei den Fundamenten erfolgte aus Kostengründen
keine Isolierung.
Abb. 5.1: Außen- und Innenansicht der Versuchsgewächshäuser (März 2011);
jeweils links das Kontrollhaus, rechts das Haus mit Wärmeschutzglas (Foto: A. Bettin)
oben: Geschlossene Stehwandschattierung, unten: Roter Pfeil weist auf die Rohre hin, die nach Ende
des ersten Versuchsjahres aus dem WSG entfernt wurden
Niedrigenergiegewächshaus mit Wärmeschutzglas
ZINEG
41
Energieschirme
Die Ausführung der Energieschirme erfolgte in beiden Häusern gleichermaßen
einlagig (Forderung: Schattierwert bei 50 %). Das Energieeinsparpotenzial lag
nach Firmenangaben bei 55 %. Die Stehwände auf Ost-, Süd- und Westseite wur-
den in beiden Häusern ebenfalls mit identischen Energieschirmen versehen. Diese
Maßnahme ist zwar nicht praxisüblich, sie sollte aber neben der identischen Ver-
glasung von Dach und Stehwand dazu beitragen, dass Stehwandeinflüsse bei der
im Vergleich zu einem Produktionshaus geringen Grundfläche minimiert werden.
5.3 Pflanzenbauliche Untersuchungen
Kulturen, Kulturprogramm
Als Versuchspflanzen dienten im Frühjahr Zonalpelargonien, Impatiens-Neugui-
nea (jeweils drei Sätze), im Sommer Elatiorbegonien und im Herbst Poinsettien
(jeweils drei Sätze). Die Pflanzen wurden ausgewählt, da sie hohe Temperatur- bzw.
Lichtansprüche haben sowie in Deutschland eine große Marktbedeutung besitzen.
Regelstrategien
Temperaturregelstrategien wurden in den ersten beiden Versuchsjahren nicht vor-
genommen; im Vordergrund stand die Prüfung der Bedachung. Die Klimarege-
lung erfolgte in beiden Häusern mit konstanten Tag- und Nachtwerten. Die im
laufenden Versuchsjahr 2013 geprüften Klimaregelungen sowie der Einfluss eines
zusätzlichen Tageslichtschirms im Wärmeschutzglashaus auf das Pflanzenwachs-
tum werden erst im Abschlussbericht dargestellt.
5.4 Technische Ergebnisse
5.4.1 Energieverbrauch
Tabelle 5.1 zeigt die für eine Windgeschwindigkeit von 4 m/s ermittelten U
cs
-
Werte beider Gewächshäuser.
Tab. 5.1: Übersicht über die U
cs
-Werte bei einer Windgeschwindigkeit von 4 m/s
Kontrollhaus Wärmeschutzglashaus
Energieschirm offen geschlossen offen geschlossen
U
cs
-Wert
W/m² K
6,2 4,3 2,3 1,8
d. WilmS, h.-p. römer, p. rehrmann, a. bettin
42
ZINEG
Das Einsparpotenzial des Wärmeschutzglashauses gegenüber dem dichten
und modernen Kontrollgewächshaus ohne Einsatz des Energieschirms liegt nach
Tabelle 5.1 bei ca. 60 %. Sowohl bei Frühjahrs- also auch bei Herbstkultur des ers-
ten Versuchsjahres wurde dieses Einsparpotenzial durch Wärmeverbrauchsmes-
sungen bestätigt. Legt man als Referenz ein altes Normgewächshaus mit einem
U
cs
-Wert von 7,6 W/m
2
K zugrunde, beträgt das Einsparpotenzial bei geöffnetem
Energieschirm sogar ca. 70 %. Der U
cs
-Wert eines Normgewächshauses dient in
Deutschland vielfach als Referenz für Fördermaßnahmen zur Energieeinsparung
bei der Gewächshausproduktion.
5.4.2 Klimaveränderungen
Lichtdurchlässigkeit
Die geforderte Lichtdurchlässigkeit von 80 % gilt für die Einheit Lux, welche gel-
bes Licht hoch bewertet. Messungen zeigten, dass die Lichtdurchlässigkeit über
den gesamten Bereich der photosynthetisch aktiven Strahlung (400–700 nm PAR)
nur etwa 75 % betrug. Gegenüber Einfachglas lag die Strahlungsminderung im
PAR-Bereich bei ca. 16 %, die Entfernung der oberen Rohrheizung im Wärme-
schutzglashaus (2. Versuchsjahr) reduzierte die Strahlungsminderung auf 12 %.
Die Durchlässigkeit für Globalstrahlung, insbesondere im Infrarotbereich war bei
Wärmeschutzglas deutlich geringer: Die Globalstrahlung im Wärmeschutzglas-
haus wurde gegenüber dem Kontrollhaus um 40 % vermindert. Dies führte zu ei-
nem geringeren Transpirationsdruck bei den Pflanzen. Der geringere Strahlungs-
druck wirkte sich auch auf Menschen aus: Alle an der Durchführung der Versuche
beteiligten Personen empfanden Arbeiten bei direkter Einstrahlung im Wärme-
schutzglashaus angenehmer als im Kontrollhaus.
Die gesamte Lichtminderung durch Bedachungsmaterial und Konstruktion lag
im Kontrollhaus bei 46 %, im Wärmeschutzglashaus bei ca. 55 %.
Luftfeuchtigkeit
Die Luftfeuchtigkeit im ersten Versuchsjahr 2011, das sich durch einen sehr strah-
lungsreichen Frühling und Herbst auszeichnete, lag im Wärmeschutzglashaus
durchschnittlich ca. 5–10 % über dem Kontrollhaus. Im zweiten Versuchsjahr
erfolgte ein Trockenlüften bzw. der Einsatz eines Bautentrockners zur Entfeuch-
tung, sobald die relative Luftfeuchtigkeit 90 % überschritt. Der anteilige Auf-
Niedrigenergiegewächshaus mit Wärmeschutzglas
ZINEG
43
wand an Energie für die Entfeuchtung spielt eine nicht unbeträchtliche Rolle, er
schwankte je nach Witterungsbedingungen zwischen 2 % und fast 90 %. Grund-
sätzlich zeigte sich aber, dass der Gesamtenergieaufwand für Heizenergie – un-
ter Einbeziehung der Primärenergie für die Entfeuchtung mittels Bautentrockner
(elektrische Energie x Faktor 2,6) – bei beiden Maßnahmen ähnlich hoch war,
wenn er in Abhängigkeit vom Heizaufwand (Innentemperatur – Außentempera-
tur) dargestellt wird (Abb. 5.2). Ein ähnliches Bild ergibt sich, wenn man den Auf-
wand in Beziehung zur Windgeschwindigkeit setzt.
Die berechneten Kurvenverläufe liegen für die Maßnahmen „Entfeuchtung
durch Trockenlüften“ und „Entfeuchtung mittels Bautentrockner“ dicht beisammen
und lassen keinen eindeutigen Vorteil des Bautentrockners erkennen. Hier muss
aber erwähnt werden, dass bei Einsatz des Bautentrockners auch die Gewächs-
hausluft bewegt wurde, wodurch das Befallsrisiko durch Botrytis verringert wird.
Botrytis-Befall wurde im Versuchsverlauf bei keiner Variante festgestellt.
Abb. 5.2: Energieaufwand in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Innen- und Außentempera-
tur. (Entfeuchtet wurde bei Überschreiten einer Luftfeuchtigkeit von 90 %. Die roten Rechtecke zei-
gen den Energieaufwand bei elektrischer Entfeuchtung mittels Bautentrockner (Leistung der beiden
Bautentrockner je 700 W, 400 m³/h), die blauen Rauten stellen den Energieaufwand beim Trockenlüf-
ten dar)
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20
Heizenergie [kWh/Haus]
Differenz Innentemperatur-Außentemperatur [°K]
Entfeuchtung durch Trockenlüften
Elektrische Entfeuchtung incl. Primärenergie
d. WilmS, h.-p. römer, p. rehrmann, a. bettin
44
ZINEG
5.5 Pflanzenbauliche Ergebnisse
Regelmäßig gemessen wurden das Höhenwachstum und der Wasserverbrauch der
Pflanzen in beiden Häusern im Zeitverlauf, um – im zweiten Kulturjahr – sowohl
auf das Streckungswachstum als auch auf die um etwa 15–20 % geringere Trans-
piration unter Wärmeschutzglas und der damit verbundenen geringeren Aufnah-
me von Nährstoffen bei Bewässerungsdüngung reagieren zu können.
Kulturzeit
Die Kulturzeit unter Wärmeschutzglas entsprach in der überwiegenden Anzahl
der Sätze der Kontrolle. In Einzelfällen war sie im Wärmeschutzglashaus um ma-
ximal drei Tage verlängert.
Qualität (z. B. Höhe, Durchmesser, Gewicht, Sortierung)
Bereits im ersten Versuchsjahr 2011, in dem beide Häuser mit identischen Klima-
vorgaben eingestellt waren und keine Anpassungsmaßnahmen (z. B. unterschied-
liche Wachstumsreglergaben) an den Pflanzen vorgenommen wurden, zeigte sich,
dass die gemessenen Qualitäten im Wärmeschutzglashaus weitestgehend der Kon-
trolle entsprachen. Dies zeigt Tabelle 5.2. Traten Abweichungen auf, so waren sie
nie größer als 10 %. Die ersten beiden Poinsettiensätze konnten nicht ausgewertet
werden, da die Temperatur im Wärmeschutzglashaus zu Kulturbeginn aufgrund
einer Störung im Heizungssystem von den Sollwerten abwich.
Tab. 5.2: Übersicht der Unterschiede bei qualitativen Merkmalen zwischen den Kontrollpflanzen
und den Pflanzen im Wärmeschutzglashaus im Versuchsjahr 2011
Pflanze
Merkmal
Höhe Durchmesser Gewicht
Pelargonium (Zonale-Gruppe)
Satz 1 - k. U. -
Satz 2 k. U. k. U. k. U.
Satz 3 k. U. + -
Impatiens (Neuguinea-Gruppe)
Satz 1 - k. U. -
Satz 2 - + -
Satz 3 k. U. + k. U.
Elatiorbegonien + k. U. k. U.
Poinsettien, Satz 3 - - -
k. U.: = keine gesicherten Unterschiede bei Abweichungen (p < 0,05 %);
+ = mehr/größer in WSG; - = weniger/kleiner in WSG.
Niedrigenergiegewächshaus mit Wärmeschutzglas
ZINEG
45
Im Versuchsjahr 2012 wurde geprüft, ob die tendenziell geringere Pflanzen-
masse im Wärmeschutzglashaus durch eine Kohlendioxiddüngung von 800 vpm
(Sollwert) zu kompensieren ist. Die im Frühjahr durchgeführten Versuche an
Zonalpelargonien und Impatiens der Neuguinea-Gruppe zeigten abweichende
Ergebnisse bei beiden Pflanzengruppen: Das Wachstum von Pelargonien ließ sich
nicht durch eine CO
2
-Düngung beeinflussen, wogegen Impatiens in den frühen
Sätzen (hier zumeist geschlossene Lüftung und höhere CO
2
-Gehalte möglich)
positiv auf einen höheren Kohlendioxidgehalt reagierte (Abb. 5.3).
Abb. 5.3: Wirkung einer Kohlendioxiddüngung (Sollwert 800 vpm) im Wärmeschutzglashaus (WSG)
auf das Wachstum von Zonalpelargonien und Impatiens der Neuguinea-Gruppe
Autor
16
ZINEG
-30 -20 -10 0 10 20 30
Satz 3
Satz 2
Satz 1
n.g.
-30 -20 -10 0 10 20 30
Satz 3
Satz 2
Satz 1
n.g.
-30 -20 -10 0 10 20 30
Satz 3
Satz 2
Satz 1
n.g.
-30 -20 -10 0 10 20 30
Satz 3
Satz 2
Satz 1
% Minder-/Mehrertrag Frischmasse/Pflanze unter WSG
Pelargonien 2011
% Minder-/Mehrertrag Frischmasse/Pflanze unter WSG
Pelargonien 2012
% Minder-/Mehrertrag Frischmasse/Pflanze unter WSG
Impatiens 2011
% Minder-/Mehrertrag Frischmasse/Pflanze unter WSG
Impatiens 2012
n.g.
n.g.
d. WilmS, h.-p. römer, p. rehrmann, a. bettin
46
ZINEG
Erlöse
Um den Marktwert der Pflanzen zu ermitteln, wurden jeweils vier Trays aus jedem
Haus mit zufälliger Nummer (1–8) versehen und gemischt auf einem Dänencon-
tainer platziert. Fünf Betriebe im Umfeld Osnabrücks erklärten sich bereit, bei der
qualitativen Bewertung der Pflanzen mitzuwirken. Der Mitarbeiter, der die Be-
triebe mit den Pflanzen anfuhr, wusste nicht, aus welchem Haus die Partien 1-8
entstammten, um eine Beeinflussung der Betriebe zu vermeiden. In allen Fällen
und über den gesamten Versuchszeitraum wurden die Pflanzen aus beiden Häu-
sern von allen fünf Betrieben als preislich gleichwertig betrachtet. Die Erlöse, die
in beiden Häusern erzielt wurden, waren also identisch.
5.6 Fazit
Eine Produktion marktüblicher Topfpflanzen unter Wärmeschutzglas ist ohne
Qualitätseinbußen möglich. Einer erhöhten Luftfeuchtigkeit kann bei Bedarf mit
Entfeuchtungsprogrammen der Klimacomputer begegnet werden. Die Lichtmin-
derung hat sich nicht nennenswert auf die Qualität der Pflanzen ausgewirkt. Auf-
grund der hohen Abschirmung von Wärmestrahlung ist die Transpiration von
Pflanzen unter Wärmeschutzglas insbesondere bei direkter Einstrahlung geringer,
dies kann Anpassungen bei der Bewässerungsdüngung nach sich ziehen.
Das Energieeinsparpotenzial eines Wärmeschutzglas-Gewächshauses liegt bei
70 % gegenüber dem deutschen Normgewächshaus (U
cs
7,6 W/m² K); gegenüber
einem dichteren neuen Gewächshaus beträgt es ca. 60 %.
Ein mit Wärmeschutzglas eingedecktes Gewächshaus ist eher für Pflanzen mit
hohem Temperaturbedarf sinnvoll.
Ökonomische und ökologische Begleitforschung
ZINEG
47
6 Ökonomische und ökologische Begleitforschung
Jochen flenker, tanJa kUtne
1
Und Wolfgang bokelmann
6.1 Allgemeines
Die Produktion im geschützten Anbau befindet sich in den letzten Jahren in ei-
nem zunehmend schwieriger werdenden Wettbewerbsumfeld. Die Bezugsmärkte
sind globalisiert ausgerichtet, wodurch sich insbesondere der Unterglasgartenbau
aufgrund seiner energieaufwendigen und arbeitsintensiven Produktionsverfahren
in einem starken Wettbewerb zu internationalen Produzenten befindet. Garten-
bauliche Produkte wie Tomaten, Gurken und Paprika, aber auch Schnittblumen
und Topfpflanzen, die in Deutschland im Gewächshaus produziert werden müs-
sen, werden aus klimatisch günstigeren Gebieten nach Deutschland importiert.
Technische Fortschritte sowohl in der Produktion als auch in der Logistik stei-
gern überdies den ökonomischen Wettbewerbsvorteil der ausländischen Produ-
zenten zunehmend. Stetig steigende Energiepreise für Heizöl und Gas kommen
erschwerend hinzu und stellen zunehmend eine wirtschaftliche Belastung für den
deutschen Unterglasgartenbau dar. Im Zuge der Klimawandeldebatte wird da-
rüber hinaus verstärkt über alternative Energieformen und klimafreundlichere
Produktionsweisen auch im geschützten Anbau diskutiert. Auch die Sensibilität
der Verbraucher und des Einzelhandels gegenüber dieser Thematik nimmt zu. Die
Aufgabe der ökonomischen und ökologischen Begleitforschung im Rahmen der
ZINEG ist es, die technischen Lösungskonzepte für ein Niedrigenergiegewächs-
haus daraufhin zu überprüfen, ob und in welchem Umfang sie Beiträge für die
Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsbedingungen deutscher Un-
terglasbetriebe liefern. Beim Transfer neuer Technologien in die gartenbauliche
Praxis spielen ökonomische Faktoren eine wichtige Rolle und können langfristig
die Übernahmebereitschaft durch die Praxis hemmen. Daher ist der ökonomische
Vergleich der vier von der ZINEG untersuchten Ansätze mit bestehenden Produk-
tionsgewächshäusern und der Nachweis der Wirtschaftlichkeit unerlässlich.
1
Teil Ökologie.
J. flenker, t. kUtne, W. bokelmann
48
ZINEG
6.2 Ökonomie
Ziel der ökonomischen Untersuchungen ist die Erstellung eines Modells, mit des-
sen Hilfe eine betriebswirtschaftliche Bewertung der Produktion von gartenbau-
lichen Kulturen mittels der ZINEG-Ansätze vorgenommen werden kann. Zwei
Fragen gilt es zu klären:
Bieten die verschiedenen technischen ZINEG-Konzepte mit den jeweiligen
gärtnerischen Kulturen einen ökonomischen Vorteil gegenüber der Produktion in
anderen Gewächshausanlagen?
Welche gärtnerischen Kulturen eignen sich für eine ökonomisch erfolgreiche
Produktion mit ZINEG-Technologien?
6.2.1 Computergestütztes Bewertungsmodell
Als Ergebnis der ökonomischen Untersuchungen wurde ein computergestütztes
Bewertungsmodell erstellt, welches im Folgenden erläutert wird. Mithilfe dieses
Bewertungsmodells ist jeder Akteur der Grünen Branche in der Lage einen indivi-
duellen und vor allem aktuellen Vergleich mit den ZINEG-Konzepten vorzuneh-
men. Es besteht die Möglichkeit, mit den bereits voreingestellten Planungsdaten
zu arbeiten als auch individuelle Anpassungen vorzunehmen.
6.2.2 Datenmaterial
Die ökonomischen Bewertungen stützen sich auf Modellplanungen, welche nach
technischer Ausstattung der Gewächshäuser und den angebauten Kulturen vor-
genommen wurden. Die voreingestellten und zugrunde liegenden Planungsda-
ten der Gewächshäuser stammen aus der KTBL-Online-Anwendung „Baukost-
Gewächshäuser“ (KTBL 2013). Die Gewächshausplanungen enthalten nach DIN
267 die Kosten zur Baukonstruktion und den technischen Anlagen. Für jedes
Gewächshausmodell wurden die Jahreskosten (die auf ein Jahr bezogenen Kosten
eines Bauwerkes während seiner Nutzungsdauer) aus Abschreibung, Zinsansatz
und Reparaturkosten ermittelt.
Die variablen Kosten (Produktionskosten) der jeweiligen Kulturen wurden
mithilfe der KTBL-Datensammlung „Gartenbauproduktionsverfahren planen und
kalkulieren“ (2009) und der „Datensammlung für die Betriebsplanung im Inten-
sivgemüsebau“ (2002) vom Zentrum für Betriebswirtschaft im Gartenbau (ZBG)
ermittelt.
Ökonomische und ökologische Begleitforschung
ZINEG
49
Hinweis zur Datennutzung
Die voreingestellten Preise und Produktionsdaten sind Durchschnittswerte. Stand
dieser Preiskalkulation ist der 15.10.2013. Die berechneten Investitionskosten ent-
halten die Installation, aber keine Mehrwertsteuer und sind daher als Anhalts-
werte zur Planung des Investitionsbedarfs anzusehen. Für eine genaue betriebs-
spezifische Kalkulation ist eine Angebotseinholung notwendig, da die Preise der
Gewächshauskomponenten zeitlichen und regionalen Unterschieden unterliegen.
Bewertungsvorgang
Die Wirtschaftlichkeitsberechnung fußt auf einer Gewinnvergleichsrechnung der
verschiedenen ZINEG-Gewächshaustypen mit definierten Vergleichsgewächshäu-
sern (Abb. 6.1). Die Gewinnvergleichsrechnung ist eine Erweiterung der Kosten-
Abb. 6.1: Ökonomisches Bewertungsmodell mittels Gewinnvergleichsrechnung
(Fotos: li. Graf (KTBL), re. Horscht (Landwirtschaftskammer Niedersachsen))
Anbaupausen zwischen Leguminosen
ZINEG
3
Referenzhaus
Modellierung einer Gewächshausanlage (1 ha)
Erlöse, variable Kosten, fixe Kosten, Gesamtkosten,
Gewinn
ZINEG
Simulation eines Kulturplans
KTBL-Datensammlung, ZBG Datensammlung,
Versuchsergebnisse
Ergebnis der
Gewinnvergleichs-
rechnung
Pelargonium
Zonale
Pelargonium
Zonale
Euphorbia
pulcherrima
Euphorbia
pulcherrima
Referenzhaus ZINEG Referenzhaus ZINEG
Erlöse
[€/1 000 Töpfe)]
150 € 1.150 € 1.950 € 1.950 €
Gesamtkosten
[€/1 000 Töpfe]
1.120 € 910 € 1.910 € 1.689 €
Gewinn [€]
pro 1 000 Töpfe
30 € 240 € 40 € 261 €
J. flenker, t. kUtne, W. bokelmann
50
ZINEG
vergleichsrechnung. Bei diesem Verfahren werden neben den Kosten zusätzlich
die erzielten Erlöse eines Investitionsobjektes zur Bewertung deren Vorteilhaftig-
keit herangezogen.
1. Im ersten Schritt werden praxisnahe Referenzgewächshäuser (1 ha) mit ent-
sprechender technischer Ausstattung für Zierpflanzen bzw. Gemüsekultu-
ren modelliert. Diese werden den von ZINEG untersuchten Gewächshäuser
gegenübergestellt.
2. Als nächstes werden die Kulturpläne simuliert. Mit den ZINEG-Konzepten
Hannover und Osnabrück lassen sich Zierpflanzenkulturen vergleichen. Es
liegen hierfür Versuchsdaten für klassische Zierpflanzenarten mit moderaten
Temperaturansprüchen vor. Mit den ZINEG-Konzepten Berlin und Schiffer-
stadt lässt sich eine Tomatenproduktion vergleichen. Bei dem Bewertungsmo-
dell dürfen immer nur identische Kulturpläne (Anbauzeit, Sortenwahl) mitei-
nander verglichen werden.
3. Aus den simulierten Produktionsdaten lassen sich anschließend ökonomische
Kennzahlen wie etwa Erlöse, variable Kosten, fixe Kosten, Gesamtkosten und
Gewinn ableiten. Diese Kennzahlen werden abschließend gegenübergestellt
und bewertet. Die Gewinnvergleichsrechnung wird in Form einer komprimier-
ten Tabelle dargestellt. Die zu bewertende Einheit bezieht sich bei Zierpflan-
zen auf 1 000 Töpfe (Hannover und Osnabrück) und bei Gemüsekulturen je
1 000 Brutto-m² Anbaufläche (Schifferstadt und Berlin).
6.3 Ökologie
Die ökologische Bewertung von technischen Prozessen wird immer wichtiger. Ob
mit den ZINEG-Gewächshäusern eine klimafreundliche und nachhaltige Produk-
tion möglich ist, sollte im Rahmen der ökologischen Betrachtung anhand ei-
ner Ökobilanz untersucht werden. Es wurde eruiert, inwieweit sich die ZINEG-
Gewächshäuser hinsichtlich ihrer Herstellungsweise und ihrem Energieaufwand
während der Produktionsphase gegenüber einem konventionellen Gewächshaus
unterscheiden.
Ökonomische und ökologische Begleitforschung
ZINEG
51
6.3.1 Material und Methode
Mithilfe einer Ökobilanz wurden die verschiedenen technischen Ansätze hin-
sichtlich ihrer Umweltwirkungen ausgewertet und verglichen. Eine Ökobilanz er-
fasst und bewertet den gesamten Lebenszyklus eines Produktes, einer Dienstleis-
tung oder eines Verfahrens hinsichtlich seiner Umweltauswirkungen. Hier fließen
sämtliche Wechselwirkungen des Systems mit seiner Umwelt, wie Energie- und
Ressourcenverbräuche, Emissionen und Abfälle, ein.
In einem ersten Schritt wurden praxisnahe 1-ha-Modellanlagen (ZINEG-Haus,
Vergleichshaus) konstruiert. Der Vergleich zwischen den Modellen erfolgt über
den Kumulierten Energieaufwand (KEA). Er umfasst den gesamten Aufwand an
Primärenergie, welche bei Herstellung und Nutzung des zu betrachtenden Objek-
tes benötigt wird. Der KEA wird jeweils für die Gewächshausmaterialien („Her-
stellung“) und die Produktion („Nutzung“) anhand von Datenbanken wie GaBiE
(2013) und GEMIS (2013) ermittelt und in einer Gesamtenergiebilanz verglichen.
Der jährliche Produktionsenergieaufwand wurde mittels HORTEX (2008) für ein
standardisiertes Kulturjahr (Begonia elatior, Pelargonium zonale, Sommerkulturen
z. B. Zierpaprika und Weihnachtssterne) kalkuliert.
6.3.2 Ergebnisse
Im Folgenden werden die durch Modellierung gewonnenen Ergebnisse der ökolo-
gischen Bewertung zwischen dem Niedrigenergiegewächshaus in Hannover (Iso-
lierglas im Dach, Steg-Vierfach-Platten als Stehwände und drei Schirme) und
dem Vergleichshaus (Einfachglas im Dach- und Stehwandbereich, Schirm einla-
gig gering aluminisiert) dargestellt.
Der hohe Technisierungsgrad im Dachbereich des ZINEG-Gewächshauses
bedarf einer verstärkten Konstruktion. Der erhöhte Materialaufwand führt zu
einem größeren Primärenergieaufwand gegenüber dem Referenzhaus (+ 30 %).
Insbesondere beim Bedachungsmaterial bestehen große Unterschiede zwischen
dem Referenzhaus und der ZINEG-Konstruktion. Der Energieaufwand für den
Bau der Gewächshäuser ist aber auf die Lebensdauer zu verteilen. Der absolute
Energiebedarf ist im Vergleich zum jährlichen Produktionsenergiebedarf gering
(ca. 10 %). Die kalkulierten Einsparungen belaufen sich auf 50 %. Deutliche
Unterschiede bestehen dabei im Energieaufwand für die Heizwärme.
J. flenker, t. kUtne, W. bokelmann
52
ZINEG
Die Gesamtenergiebilanz aus „Herstellung“ und „Nutzung“ ergibt eine berech-
nete Energiereduktion um 47 % gegenüber dem Vergleichshaus (Tab. 6.1).
Die beispielhaft für die Untersuchungen in Hannover vorgestellten Ergebnis-
se hinsichtlich der Anteile für Herstellung und Nutzung gelten auch für andere
Gewächshäuser, in den Kulturen mit ähnlichem Wärmebedarf produziert werden.
Tab. 6.1: Gesamtenergieaufwand und Einsparung
Einheit Vergleichshaus ZINEG-Haus
KEA Herstellung GJ/a 542 785
KEA Nutzung GJ/a 17 959 8 939
KEA Gesamt GJ/a 18 501 9 724
Energieeinsparung % 47
Literatur
KTBL (2013): Datensammlung Gartenbau – Produktionsverfahren planen und kalkulieren
Darmstadt
Institut für Gemüse- und Obstbau der Universität Hannover Arbeitskreis Betriebswirt-
schaft im Gartenbau e.V. (2002): Datensammlung für die Betriebsplanung im Intensiv-
gemüsebau, 8. Auflage, Hannover
Haase, S.; Rath, T. (2013): Individuelle Kostenkalkulation für Gewächshausanlagen KTBL-
Arbeitsblatt Gartenbau Nr. 734
GaBi (2013): Lebenszyklus-Datenbank von PE INTERNATIONAL, http://www.pe-interna-
tional.com/deutsch/services-loesungen/produktnachhaltigkeit/data-on-demand-daten-
banken/, Zugriff am 19.9.2013
GEMIS (2013): (Globales Emissions-Modell integrierter Systeme, http://www.iinas.org/
gemis-de.html, Zugriff am 19.9.2013
Hortex (2008): www.bgt.unihannover.de/hortex.html, Zugriff am 23.9.2013
Zwischenbilanz
ZINEG
53
7 Zwischenbilanz
Werner achilleS
Noch laufen die Untersuchungen der ZukunftsInitiative NiedrigEnergiegewächs-
haus – die vorliegenden Ergebnisse stimmen aber zuversichtlich: Niedrigenergie-
gewächshäuser erfüllen die in sie gesteckten Erwartungen. Durch Energieschirme
und alternative Wandmaterialien lassen sich in Abhängigkeit der Kultur bis zu
90 % der fossilen Heizenergie einsparen.
Durch den Einbau der Materialien und Techniken verändern sich die Klima-
bedingungen und somit die Wuchsbedingungen für die Pflanzen jedoch maß-
geblich: Lichtzusammensetzung, Lichtintensität, Raumtemperatur und relative
Luftfeuchte unterscheiden sich in Höhe und Schwankung von konventionellen
Gewächshäusern. Durch bauliche Anpassungen, wie der Verlegung der Heizung,
sowie angepasste Kulturführung muss darauf reagiert werden. In den vier Ver-
suchsanlagen ist es gelungen, risikobehaftete Luftfeuchten zu vermeiden. Bei kei-
ner der untersuchten Kulturen wurde ein höherer Krankheitsbefall festgestellt.
Im Gegenteil: Mehrfach wurden höhere Erträge und zumindest gleichbleibende
Produktqualitäten erzielt. Voraussetzung dafür ist auch, dass die Düngung den
geringeren Transpirationsraten angepasst wird.
Die Gesamtenergiebilanz ist positiv, wie die Modellierungen zeigen: Der
erhöhte bauliche Aufwand lässt sich energetisch betrachtet vernachlässigen. Mit
dem Verbrauch an fossiler Heizenergie sinken die klimawirksamen CO
2
-Emissio-
nen um ca. 50 %.
Die Nutzung der Gewächshäuser zur Sammlung der Solarenergie ist im Ver-
gleich zu baulich-technischen Maßnahmen der Wärmedämmung gering und
hängt wesentlich von der Jahresarbeitszahl (JAZ) und der Heizzahl (PER) ab: Sie
entscheiden, ob der Einsatz von Elektroenergie für die Wärmepumpen aus ener-
getischen und ökologischen Gründen gerechtfertigt ist.
W. achilleS
54
ZINEG
Welches Konzept sich ökonomisch rechnet, hängt vom Wärmebedarf der Kul-
turen ab. Für wärmebedürftige Pflanzen sind Niedrigenergiegewächshäuser nach
aktuellem Wissensstand zu empfehlen. Mit dem von ZINEG entwickelten und
online angebotenen Bewertungsprogramm kann jeder Akteur der Grünen Bran-
che eigene Vergleiche anstellen und entscheiden, ob sich die Investition in ein
Niedrigenergiegewächshaus für ihn lohnt.
2014 werden die letzten Untersuchungen abgeschlossen. Mit den abschließen-
den Auswertungen sind weitere Erkenntnisse zu erwarten, die auf der Homepage
www.ZINEG.de veröffentlicht werden.
Autorenverzeichnis
ZINEG
55
Autorenverzeichnis
Werner Achilles
Kuratorium für Technik und Bauwesen
in der Landwirtschaft e.V.
Bartningstraße 49
64289 Darmstadt
Gökhan Akyazi
Leibniz Universität Hannover
Institut für Gartenbauliche
Produktionssysteme
Abteilung Biosystemtechnik
Herrenhäuser Straße 2
30419 Hannover
Prof. Dr. Bernhard Bessler
Landwirtschaftskammer Niedersachsen
Lehr und Versuchsanstaldt für Gartenbau
Ahlem
Heisterbergalle 12
30453 Hannover
Prof. Dr. Andreas Bettin
Hochschule Osnabrück
Fachgebiet Zierpflanzenbau
Oldenburger Landstraße 24
49090 Osnabrück
Prof. Dr. Wolfgang Bokelmann
Humboldt-Universität zu Berlin
Fachgebiet Ökonomik der Gärtnerischen
Produktion
Philippstraße 13, Haus 12a
10115 Berlin
Dr. Dennis Dannehl
Humboldt-Universität zu Berlin
Fachgebiet Biosystemtechnik
Albrecht-Thaer-Weg 3
14195 Berlin
Jochen Flenker
Humboldt-Universität zu Berlin
Fachgebiet Ökonomik der Gärtnerischen
Produktion
Philippstraße 13, Haus 12a
10115 Berlin
Dr.-Ing. Norbert Fröba
Kuratorium für Technik und Bauwesen
in der Landwirtschaft e.V.
Bartningstraße 49
64289 Darmstadt
Dr. Wolfgang Graf
Kuratorium für Technik und Bauwesen
in der Landwirtschaft e.V.
Bartningstraße 49
64289 Darmstadt
Melanie Horscht
Landwirtschaftskammer Niedersachsen
Lehr und Versuchsanstaldt für Gartenbau
Ahlem
Heisterbergalle 12
30453 Hannover
Klaus Knösel
Leibniz Universität Hannover
Institut für Gartenbauliche
Produktionssysteme
Abteilung Biosystemtechnik
Herrenhäuser Straße 2
30419 Hannover
Alexandra Kreuzpaintner
Technische Universität München
Fachgebiet Technik im Gartenbau
Dürnast 4
85354 Freising-Weihenstephan
56
ZINEG
Autorenverzeichnis
Tanja Kutne
Zentrum für Betriebswirtschaft im
Gartenbau
Herrenhäuser Straße 2
30419 Hannover
Dr. Norbert Laun
Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum
Reinpfalz
Abteilung Gartenbau
Breitenweg 71
67435 Neustadt/Weinstraße
Dr. Dirk Ludolph
Landwirtschaftskammer Niedersachsen
Lehr und Versuchsanstaldt für Gartenbau
Ahlem
Heisterbergalle 12
30453 Hannover
Prof. Dr. Joachim Meyer
Technische Universität München
Fachgebiet Technik im Gartenbau
Dürnast 4
85354 Freising Weihenstephan
Peter Rehrmann
Hochschule Osnabrück
Fachgebiet Zierpflanzenbau
Oldenburger Landstraße 24
49090 Osnabrück
Dr. Hans-Peter Römer
Fischerstraße 11
89542 Herbrechtingen
Dr. Thorsten Rocksch
Humboldt-Universität zu Berlin
Fachgebiet Biosystemtechnik
Albrecht-Thaer-Weg 3
14195 Berlin
Matthias Schlüpen
Technische Universität München
Fachgebiet Technik im Gartenbau
Dürnast 4
85354 Freising Weihenstephan
Prof. Dr. Uwe Schmidt
Humboldt-Universität zu Berlin
Fachgebiet Biosystemtechnik
Albrecht-Thaer-Weg 3
14195 Berlin
Prof. Dr. Karl Schockert
Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum
Reinpfalz
Abteilung Gartenbau
Breitenweg 71
67435 Neustadt/Weinstraße
Ingo Schuch
Humboldt-Universität zu Berlin
Fachgebiet Biosystemtechnik
Albrecht-Thaer-Weg 3
14195 Berlin
Prof. Dr. Hans-Jürgen Tantau
Leibniz Universität Hannover
Institut für Gartenbauliche Produktions-
systeme
Abteilung Biosystemtechnik
Herrenhäuser Straße 2
30419 Hannover
Diedrich Wilms
Hochschule Osnabrück
Fachgebiet Technik im Gartenbau
Oldenburger Landstraße 24
49090 Osnabrück
ZukunftsInItIatIve
nIedrIgenergIegewächshaus
ansätZe und ergebnIsse
In Niedrigenergiegewächshäusern ist der
Verbrauch fossiler Energie für die Heizung
minimiert: Der Geldbeutel wird geschont
und die Umwelt geschützt. Soweit der
Grundgedanke, aber wie weit ist der Stand
des Wissens und welche Techniken sind
praxisreif?
Über drei Jahre wurden von der Zukunfts-
Initiative NiedrigEnergieGewächshaus
(ZINEG) vier Niedrigenergiegewächshäuser
wissenschaftlich untersucht. In diesem
Heft werden die vier Beispiele beschrieben
und die ersten vielversprechenden Ergeb-
nisse vorgestellt.
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Herstellung " und " Nutzung " ergibt eine berechnete Energiereduktion um 47 % gegenüber dem Vergleichshaus
  • Die Gesamtenergiebilanz Aus
Die Gesamtenergiebilanz aus " Herstellung " und " Nutzung " ergibt eine berechnete Energiereduktion um 47 % gegenüber dem Vergleichshaus (Tab. 6.1).
Datensammlung Gartenbau – Produktionsverfahren planen und kalkulieren Darmstadt Institut für Gemüse-und Obstbau der Universität Hannover Arbeitskreis Betriebswirtschaft im Gartenbau e
  • T Rath
KTBL (2013): Datensammlung Gartenbau – Produktionsverfahren planen und kalkulieren Darmstadt Institut für Gemüse-und Obstbau der Universität Hannover Arbeitskreis Betriebswirtschaft im Gartenbau e.V. (2002): Datensammlung für die Betriebsplanung im Intensivgemüsebau, 8. Auflage, Hannover Haase, S.; Rath, T. (2013): Individuelle Kostenkalkulation für Gewächshausanlagen KTBL- Arbeitsblatt Gartenbau Nr. 734
1: Gesamtenergieaufwand und Einsparung Einheit Vergleichshaus ZINEG-Haus KEA Herstellung GJ
  • Tab
Tab. 6.1: Gesamtenergieaufwand und Einsparung Einheit Vergleichshaus ZINEG-Haus KEA Herstellung GJ/a 542 785 KEA Nutzung GJ/a 17 959 8 939 KEA Gesamt GJ/a 18 501
Lebenszyklus-Datenbank von PE INTERNATIONAL, http://www.pe-international.com/deutsch/services-loesungen/produktnachhaltigkeit/data-on-demand-datenbanken/ , Zugriff am 19
  • Gabi
GaBi (2013): Lebenszyklus-Datenbank von PE INTERNATIONAL, http://www.pe-international.com/deutsch/services-loesungen/produktnachhaltigkeit/data-on-demand-datenbanken/, Zugriff am 19.9.2013
Der Energieaufwand für den Bau der Gewächshäuser ist aber auf die Lebensdauer zu verteilen. Der absolute Energiebedarf ist im Vergleich zum jährlichen Produktionsenergiebedarf gering (ca. 10 %)
  • Insbesondere Beim Bedachungsmaterial Bestehen Große Unterschiede Zwischen Dem Referenzhaus Und Der Zineg-Konstruktion
Insbesondere beim Bedachungsmaterial bestehen große Unterschiede zwischen dem Referenzhaus und der ZINEG-Konstruktion. Der Energieaufwand für den Bau der Gewächshäuser ist aber auf die Lebensdauer zu verteilen. Der absolute Energiebedarf ist im Vergleich zum jährlichen Produktionsenergiebedarf gering (ca. 10 %). Die kalkulierten Einsparungen belaufen sich auf 50 %. Deutliche Unterschiede bestehen dabei im Energieaufwand für die Heizwärme.