Chapter

The Sustainable Design of the Greenhouse by Criteria of Heat Losses and Solar Heat Gains

Authors:
To read the full-text of this research, you can request a copy directly from the authors.

Abstract

The efficiency of greenhouse design is its ability to receive and accumulate heat from solar radiation. Lots of factors affect the efficiency of greenhouse. One of the main factors is the shape of the greenhouse. The greenhouse shape affects the amount of solar heat gain that received the greenhouse and the amount of heat losses during cold season. The purpose of this research is to determine the optimal shape of greenhouse by the criteria of solar heat gain and heat losses through the covering to reduce total energy consumption and improve energy efficiency of the greenhouse. The five most commonly used greenhouse shapes were considered. In order to determine the optimal shape of energy efficient greenhouse the calculations of the total solar heat gain during the year and heat losses during the cold period (October-April) for the five most common shapes of greenhouses were made. The comparison of solar heat gains and heat losses through enclosing constructions of greenhouses was made.

No full-text available

Request Full-text Paper PDF

To read the full-text of this research,
you can request a copy directly from the authors.

... Пpоблeмі пофесійної підготовки студентів ЗВО в умовах війни пpиділяло чимало дослідників. Сepeд них слід підкpeслити М. Савицького [6]. Микола Савицький ініціював втілення освітніх форумів для знаходження спільних рішень щодо організації освітнього процесу в умовах війни, зокрема при евакуації частини студентів і викладачів, мобілізації стейкхолдерів, активному волонтерстві викладачів і студентів тощо. ...
Article
Full-text available
Стаття пpисвячeна пpоблeмі професійної підготовки студентів у сepeдовищі закладу вищої освіти в умовах воєнного стану. Обґpунтовано актуальність і необхідність фоpмування у студентів культуpу бeзпeки життя, здоров’я, охоpони праці, поведінку в надзвичайних ситуаціях, зокрема в умовах воєнного стану; pозвивати педагогічні умови та технології навчання: кейс-технології, веб-квест, віртуальні, імітаційно-ігрового навчання, технології дистанційного начання. Pозpоблeна модeль професійної підготовки студентів у сepeдовищі закладу вищої освіти в умовах воєнного стану. Pозглянуто складові цієї модeлі. Найбільш дeтально pозглянуто пeдагогічні умови. Pозpоблeно гpаф взаємозв’язку пeдагогічних умов, що відобpажає відповідні умови. Акцeнтовано увагу на зміст пeдагогічних умов та якостях, що спpияють успішному опануванню у студентів результатів навчання при опануванні інтегральної компетентності, зокрема, загальних та спеціальних (фахових, предметних) компетентностей. Cерeд пeрcпeктивних підхoдів з нaймeншими мaтeріaльними та часовими витрaтaми, a тaкож бeзпекою під час війни зарекомендували себе підходи: з використанням платформ Zoom та Classroom у дистанційному режимі; віртуaльнoї приcутності, що рeaлізуєтьcя за допомогою інтeрнeт-кoнфeрeнцій; фoрумів; тeхнoлoгій teams, zoom, skype); з сучасними цифровими технологіями і ресурсами coціaльних мережів; при розміщенні навчального контенту у системі moodle з присутніми змістовими компонентами (науково-мeтодичні комплeкси, мeтоди, фоpми, технології з відповідними випробувальними тестами для перевірки і самоперевірки тем тощо). Peзультат цієї модeлі допомагає пpостeжити та встановити сучасні кpитepії професійної підготовки у майбутніх фахівців в умовах воєнного стану у майбутньому. Вивeдeно залeжності між пeдагогічними умовами фоpмування результатів навчання у вигляді гpафа.
... Using a mathematical approach, Chen et al. (2020) found that a sawtooth-shaped greenhouse has the ability to capture the maximum amount of global solar radiation among six typical greenhouse shapes (even-span, uneven-span, ellipse, arch, sawtooth, and vinery) in southern China. Savytskiy et al. (2021) used five greenhouse shapes for comparison. Their results show that the shape with single-gable roofing and an opaque wall on one side is the most profitable form, which is directly consistent with the ECSG greenhouse configurations. ...
Article
Determining the optimal shape for greenhouses that is suitable for cold northern regions is essential for non-seasonal fruit production. In the present study, a structural model was developed for energy-saving Chinese solar greenhouses (ECSG), which combines a greenhouse energy balance model with a detailed shape analysis. All possible greenhouse shape interpolations within four common front shape extrema were systematically analysed to determine an optimal ECSG shape with a maximal energy performance for use during winter. The analysis revealed a direct relationship between the interception of solar radiation in the greenhouse and the height of the ridge. Our results indicated that the flatter the curve of the front cover, the more radiation is intercepted by the ground and north wall of the greenhouse. As a result, compared to the commonly used greenhouse type, two types of optimal ECSG shapes were identified, each attaining an increase of 2°C in the minimum night temperature. The general model framework developed in this study allows the investigation of the effects of different variations in the many small detailed interpolation shapes of ECSGs for any arbitrary latitude which can be used directly to provide guidance for the construction of a new generation of energy-efficient solar greenhouses. Also, with the interpolation method proposed in this paper, large-scale shape statistical analysis now can be performed to help qualified decision-making during the process of greenhouse construction.
Conference Paper
This paper deals with the solutions to technical and social problems concerning Bethany Center-Shelter in Malacky, Slovakia. Such task can be solved by energy efficiency improvement of this building, as well as an attached greenhouse construction that will have a common thermal regime with the building of the Center. Numerical methods were used to simulate heat mass transfer processes between the internal premises of the shelter building and the greenhouse. The proposed solutions will be cost-effective, because the residents can get various plant products such as fresh vegetables and greenery, as well as the cost of utility bills will decrease.
Article
Full-text available
Abstract. Purpose. The analysis of the main properties of polycarbonate and the optimal selection of the transparent coating for greenhouse by сriteria the life cycle cost. Methodology. The definition of cost 1 m2 transparent cover of greenhouse taking into account the life cycle of buildings by method of calculation the aggregate value (AV). Findings. The main properties of polycarbonate are analyzed and calculations of cost 1 m2 of transparent greenhouse cover from polycarbonate are carried out taking into account the life cycle of the building by the defining the total cost, which consists of capital cost, operational cost and recycling cost, for the period of 10-years when interest rates on capital – 5 , 10 and 20 . Originality. The recommendations for the selection of the optimal transparent cover for greenhouse was developed based on the criteria for resistance to heat transfer and the cost of the life cycle of building. For the first time, the results of the optimal selection of transparent coating for greenhouse were obtained by the criterion of life cycle cost. Practical value. The results, which were obtained will contribute to the optimal selection of transparent coating for the design of year-round greenhouses.
The Solar Vegetariy. Popular science publication
  • A Ivanko
  • A Kalinichenko
  • N Shmat
Scientific bases and methods of calculation of structures of earth sheltered buildings taking into account external influences
  • T Nikiforova
2-2-95 1995: Buildings and Structures. Greenhouses and Hotbed. State Construction Rules of Ukraine
  • Dbn V
2-12:2015: Energy performance of buildings. Method for calculation of energy use for space heating, cooling, ventilation, lighting and domestic hot water
  • B A Dstu
The Design and Operation Experience of the Energy Efficient Greenhouses
  • V Kubis
Greenhouse in Your House. Handbook, 2nd edn
  • B Erat
  • D Vulston