Den definitive guiden til design av underjordiske drivhus: Et globalt perspektiv

I en tid med økende miljøbekymringer og en voksende global befolkning, er jakten på bærekraftige og effektive metoder for matproduksjon viktigere enn noensinne. En innovativ løsning som vinner terreng over hele verden er det underjordiske drivhuset, ofte referert til som en Walipini. Denne guiden gir en omfattende oversikt over design, konstruksjon, fordeler og globale anvendelser av underjordiske drivhus, og gir verdifull innsikt for alle som er interessert i bærekraftig landbruk og matsikkerhet.

Hva er et underjordisk drivhus (Walipini)?

Et underjordisk drivhus, eller Walipini (Aymara for "varmt sted"), er en struktur bygget delvis eller helt under bakkenivå. Dette designet utnytter jordens naturlige isolerende egenskaper for å opprettholde en stabil temperatur året rundt, noe som gjør det ideelt for dyrking av avlinger i regioner med ekstreme klimaer.

De sentrale prinsippene bak driften av et underjordisk drivhus er:

• Passiv soloppvarming: Drivhuset er orientert for å maksimere eksponeringen for sollys, spesielt i vintermånedene. Sørvendte design (på den nordlige halvkule) er vanlige.
• Geotermisk oppvarming: Jordens temperatur forblir relativt konstant noen få meter under overflaten. Denne geotermiske energien bidrar til å regulere temperaturen i drivhuset, og gir varme om vinteren og kjøling om sommeren.
• Isolasjon: Den omkringliggende jorden fungerer som en naturlig isolator, noe som reduserer varmetap om vinteren og varmegevinst om sommeren.

Fordeler med underjordiske drivhus

Underjordiske drivhus tilbyr en rekke fordeler sammenlignet med tradisjonelle drivhus over bakken, spesielt i krevende klimaer.

1. Helårs matproduksjon

Det stabile temperaturmiljøet muliggjør avlingsproduksjon året rundt, selv i regioner med strenge vintre eller brennhete somre. Dette kan betydelig forbedre matsikkerheten og redusere avhengigheten av importerte produkter.

Eksempel: I de høytliggende områdene i Andesfjellene i Sør-Amerika, hvor Walipini oppsto, er vekstsesongene vanligvis korte og uforutsigbare. Underjordiske drivhus har gjort det mulig for samfunn å dyrke ferske grønnsaker og frukt hele året, noe som har forbedret ernæring og livsgrunnlag.

2. Reduserte energikostnader

Ved å utnytte passiv solenergi og geotermisk energi, reduserer underjordiske drivhus behovet for kunstig oppvarming og kjøling betydelig. Dette fører til lavere strømregninger og et mindre karbonavtrykk.

3. Beskyttelse mot ekstremvær

Det jorddekkede designet gir beskyttelse mot sterk vind, tung snø, hagl og ekstreme temperatursvingninger, og beskytter avlingene mot skade og tap. Det er også mer motstandsdyktig mot ekstreme værhendelser som orkaner og tornadoer.

Eksempel: I orkanutsatte områder, som Karibia, kan et underjordisk drivhus gi et trygt og beskyttet miljø for matdyrking, selv under kraftige stormer.

4. Vannbesparelse

Det lukkede miljøet bidrar til å redusere vanntap gjennom fordampning, noe som gjør underjordiske drivhus mer vanneffektive enn tradisjonelle hager eller drivhus. Kondens kan også samles opp og gjenbrukes.

5. Kontroll av skadedyr og sykdommer

Det kontrollerte miljøet i et underjordisk drivhus kan bidra til å minimere problemer med skadedyr og sykdommer, og reduserer behovet for kjemiske plantevernmidler og ugressmidler.

6. Forlenget vekstsesong

Det stabile klimaet forlenger vekstsesongen, og tillater dyrking av avlinger som ellers ikke ville vært mulig i det lokale klimaet. Du kan også starte frøplanter tidligere for utplanting i utendørshager.

7. Forbedret avlingskvalitet

Det kontrollerte miljøet kan føre til forbedret avlingskvalitet, med bedre avlinger, smak og næringsverdi.

Viktige designhensyn for underjordiske drivhus

Å designe et effektivt underjordisk drivhus krever nøye vurdering av flere faktorer.

1. Valg av tomt

Å velge riktig plassering er avgjørende for å maksimere fordelene med et underjordisk drivhus.

• Soleksponering: Tomten bør få rikelig med sollys, spesielt i vintermånedene. En sørvendt skråning (på den nordlige halvkule) er ideell.
• Jordtype: Godt drenert jord er avgjørende for å forhindre vannmetning. Utfør en jordsmonntest for å bestemme jordsammensetningen og dreneringsegenskapene.
• Vanntilgjengelighet: Tilgang til en pålitelig vannkilde er nødvendig for vanning. Vurder oppsamling av regnvann som et bærekraftig alternativ.
• Tilgjengelighet: Tomten bør være lett tilgjengelig for konstruksjon og vedlikehold.
• Lokale forskrifter: Sjekk lokale byggeforskrifter og reguleringer før du starter byggingen.

2. Drivhusets dimensjoner og form

Dimensjonene og formen på drivhuset vil avhenge av tilgjengelig plass, budsjett og tiltenkt bruk. En rektangulær form er generelt den mest effektive for å maksimere plass og soleksponering.

Dybden på drivhuset er også en viktig faktor. En dybde på 6-8 fot (1,8-2,4 meter) anbefales vanligvis for å dra nytte av jordens isolerende egenskaper.

3. Innglassingsmaterialer

Valget av innglassingsmateriale vil påvirke mengden lys som kommer inn i drivhuset og mengden varme som beholdes. Vanlige innglassingsmaterialer inkluderer:

• Polykarbonat: Slitesterkt, lett og gir god isolasjon.
• Glass: Gir utmerket lystransmisjon og lang levetid, men er dyrere og tyngre enn polykarbonat.
• Polyetylenfilm: Et kostnadseffektivt alternativ, men mindre slitesterkt og gir dårligere isolasjon enn polykarbonat eller glass.

4. Ventilasjon

Riktig ventilasjon er avgjørende for å forhindre overoppheting og opprettholde luftkvaliteten. Ventilasjonssystemer kan være passive eller aktive.

• Passiv ventilasjon: Baserer seg på naturlig luftstrøm gjennom ventiler og dører. Ventiler bør plasseres både øverst og nederst i drivhuset for å fremme luftsirkulasjon.
• Aktiv ventilasjon: Bruker vifter for å sirkulere luften. Dette er spesielt viktig i varmere klimaer.

5. Isolasjon

Ekstra isolasjon kan legges til veggene og taket på drivhuset for å redusere varmetapet ytterligere. Vanlige isolasjonsmaterialer inkluderer:

• Skumplater: Gir utmerket isolasjon og er relativt enkle å installere.
• Jordvoller: Å stable jord mot ytterveggene på drivhuset gir ekstra isolasjon.
• Halmballer: Et naturlig og bærekraftig isolasjonsalternativ.

6. Drenering

Riktig drenering er avgjørende for å forhindre vannmetning. Installer dreneringssystemer rundt omkretsen av drivhuset for å lede vann bort fra strukturen.

7. Belysning

I regioner med begrenset sollys kan tilleggsbelysning være nødvendig for å sikre optimal plantevekst. LED-vekstlys er et energieffektivt alternativ.

8. Oppvarmings- og kjølesystemer

Selv om underjordiske drivhus er designet for å minimere behovet for kunstig oppvarming og kjøling, kan tilleggssystemer være nødvendige i ekstreme klimaer. Alternativer inkluderer:

• Geotermisk oppvarming/kjøling: Utnytter jordens konstante temperatur til å varme opp eller kjøle ned drivhuset.
• Solvarmere: Bruker solenergi til å varme opp vann, som deretter kan sirkuleres gjennom drivhuset.
• Vedovner: Et lavkostnadsalternativ for oppvarming, men krever en pålitelig kilde til brensel.
• Fordampningskjølere: Bruker fordampning for å kjøle ned luften. Effektivt i tørre klimaer.

Byggeprosess

Byggingen av et underjordisk drivhus kan være et betydelig prosjekt, men det er et givende prosjekt for de som søker en bærekraftig løsning for matproduksjon. Her er en generell oversikt over byggeprosessen:

1. Planlegging og design: Utvikle en detaljert plan som inkluderer drivhusets dimensjoner, orientering og materialer. Rådfør deg med fagfolk om nødvendig.
2. Utgraving: Grav ut tomten til ønsket dybde. Sørg for riktig helling for drenering.
3. Fundament: Bygg et solid fundament med betong eller andre slitesterke materialer.
4. Vegger: Bygg veggene med betongblokker, tre eller andre egnede materialer.
5. Takstruktur: Konstruer takstrukturen for å støtte innglassingsmaterialet.
6. Innglassing: Installer innglassingsmaterialet, og sørg for en tett forsegling for å forhindre varmetap.
7. Ventilasjon: Installer ventilasjonssystemer.
8. Isolasjon: Legg til isolasjon på vegger og tak.
9. Drenering: Installer dreneringssystemer.
10. Innvendig ferdigstilling: Legg til dyrkingsbed, stier og andre innvendige elementer.
11. Fasiliteter: Koble til vann og strøm (om nødvendig).

Globale eksempler og casestudier

Underjordiske drivhus brukes i ulike regioner rundt om i verden for å møte utfordringer knyttet til matsikkerhet og fremme bærekraftig landbruk.

1. Andesfjellene, Sør-Amerika

Walipini oppsto i de høytliggende områdene i Andesfjellene i Sør-Amerika. Urfolkssamfunn har brukt disse strukturene i århundrer for å dyrke avlinger i det harde klimaet. De gir en avgjørende kilde til ferske produkter i de lange vintermånedene.

2. Kalde klimaer: Nord-Amerika og Europa

I Nord-Amerika og Europa blir underjordiske drivhus stadig mer populære i regioner med kalde vintre. De lar gartnere og bønder forlenge vekstsesongen og produsere mat året rundt, noe som reduserer avhengigheten av importerte varer og fremmer lokale matsystemer.

Eksempel: I Canada og Skandinavia, hvor vintertemperaturene kan være ekstremt lave, muliggjør underjordiske drivhus dyrking av grønnsaker og urter som ellers ville vært umulig.

3. Tørre regioner: Midtøsten og Afrika

I tørre regioner i Midtøsten og Afrika kan underjordiske drivhus bidra til å spare vann og skape et mer stabilt vekstmiljø. Det lukkede miljøet reduserer vanntap gjennom fordampning, noe som gjør dem ideelle for områder med vannmangel.

Eksempel: I noen deler av Midtøsten pågår det prosjekter for å bruke underjordiske drivhus i kombinasjon med avsaltingsanlegg for å skape bærekraftige matproduksjonssystemer.

4. Øynasjoner

Øynasjoner, som ofte er sårbare for ekstreme værhendelser og har begrenset dyrkbar mark, kan ha stor nytte av underjordiske drivhus. De gir et beskyttet miljø for matdyrking, selv under stormer, og kan bidra til å forbedre matsikkerheten.

Eksempel: Flere karibiske øyer utforsker bruken av underjordiske drivhus for å øke lokal matproduksjon og redusere avhengigheten av importert mat, som ofte er dyr og utsatt for forstyrrelser.

Utfordringer og hensyn

Selv om underjordiske drivhus tilbyr mange fordeler, er det også noen utfordringer og hensyn å ta.

• Byggekostnader: Å bygge et underjordisk drivhus kan være dyrere enn å bygge et tradisjonelt drivhus over bakken, på grunn av utgravings- og byggearbeidet som kreves.
• Fuktighetskontroll: Å håndtere fuktighetsnivået kan være en utfordring i underjordiske drivhus. Riktig ventilasjon og avfuktingssystemer kan være nødvendig.
• Tilgjengelighet: Tilgang til drivhuset kan være vanskeligere, spesielt for personer med bevegelsesproblemer.
• Vannmetning: Dårlig drenering kan føre til vannmetning, som kan skade planter og skape et usunt miljø.
• Radon: I noen områder kan radongass være et problem i underjordiske strukturer. Radontesting og tiltak for å redusere radon kan være nødvendig.
• Tillatelser: Avhengig av hvor du befinner deg, kan det være nødvendig med byggetillatelser for underjordiske drivhus.

Vedlikehold og drift

Riktig vedlikehold og drift er avgjørende for å sikre den langsiktige suksessen til et underjordisk drivhus.

• Regelmessige inspeksjoner: Inspiser drivhuset jevnlig for tegn på skade eller slitasje.
• Ventilasjonsstyring: Juster ventilasjonssystemene etter behov for å opprettholde optimale temperatur- og fuktighetsnivåer.
• Vanning: Vann plantene regelmessig, men unngå overvanning.
• Kontroll av skadedyr og sykdommer: Overvåk planter for skadedyr og sykdommer, og iverksett passende tiltak.
• Jordforvaltning: Forbedre jorden regelmessig med kompost eller annet organisk materiale for å opprettholde fruktbarheten.
• Rengjøring: Hold drivhuset rent og fritt for avfall.

Konklusjon

Underjordiske drivhus tilbyr en bærekraftig og robust løsning for matproduksjon i et bredt spekter av klimaer. Ved å utnytte jordens naturressurser kan disse strukturene gi tilgang til ferske produkter året rundt, redusere energikostnader og forbedre matsikkerheten. Selv om det er utfordringer å vurdere, gjør fordelene med underjordiske drivhus dem til et verdifullt verktøy for å skape et mer bærekraftig og rettferdig matsystem over hele verden. Ettersom klimaendringene fortsetter å påvirke planeten vår, vil det å omfavne innovative teknologier som det underjordiske drivhuset være avgjørende for å sikre matsikkerhet og bygge en mer motstandsdyktig fremtid. Med nøye planlegging, design og konstruksjon kan hvem som helst bygge og drifte et underjordisk drivhus for å dyrke sin egen mat, støtte lokalsamfunnet sitt og bidra til en mer bærekraftig verden. Denne tilnærmingen er i tråd med globale bærekraftsmål og fremmer klimasmarte landbrukspraksiser.

Ressurser

• Bøker:
  • "The Earth Sheltered Solar Greenhouse Book" av Mike Oehler
  • "The Winter Harvest Handbook: Year Round Vegetable Production Using Deep Organic Techniques and Unheated Greenhouses" av Eliot Coleman
• Nettsteder:
  • ATTRA (National Sustainable Agriculture Information Service): https://attra.ncat.org/
  • Lokale landbruksrådgivningstjenester