Kuinka kasvihuonelasi toimii?

Kasvihuoneen lasi vangitsee lämpöenergian samalla tavalla kuin maapallon ilmakehä pitää planeetan lämpimänä: valoaaltojen muuntumisen ja kasvihuoneessa olevan ilman konvektion kautta. Auringon säteily saavuttaa kasvihuoneen, kulkee lasin läpi ja imeytyy maahan ja kasveihin. Ne muuttavat sen lämpöenergiaksi, joka ei pääse karkaamaan lasin läpi. Kasvihuoneen ilma pidetään lämpimänä konvektiolla, mikä tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että lämpimämpi ilma maanpinnan yläpuolella nousee ja viileämpi ilma katon lähellä. Koska lasi pitää ilman loukussa sisällä, konvektioprosessi mahdollistaa ilman absorboivan yhä enemmän lämpöä aina, kun se nousee ja laskee.

Aurinko tarjoaa kolme perustyyppistä valoaaltoa: ultravioletti (UV) aallot, näkyvät valoaallot ja infrapuna -aallot. Jokaisella näistä valoaalloista on suhteellisen lyhyt aallonpituus, ja ne kulkevat helposti useimpien lasityyppien, myös kasvihuonelasin, läpi. Kun kasvihuone on sisällä, aallot imeytyvät kasveihin ja maahan, missä niitä käytetään fotosynteesiin ja muunnetaan lämpö- tai lämpöenergiaksi. Koska lämpöenergian aallonpituus on paljon pidempi kuin valoaaltojen, se ei voi kulkea lasin läpi ja jää loukkuun sisälle. Tätä kutsutaan kasvihuoneilmiöksi; se on sama prosessi, joka pitää maapallon lämpimänä ja lämmittää auton sisältä aurinkoisena päivänä.

Kevyen aallon muutoksen ohella toinen konvektioprosessi auttaa ylläpitämään lämpöä kasvihuoneessa. Lähin maa ja kasvit ilma lämpenee säteilevän lämpöenergian avulla; koska lämmin ilma on kevyempää kuin viileä, se nousee luonnollisesti. Ilmakehässä lämmin ilma saavuttaa lopulta korkeuden, jossa se jäähtyy uudelleen. Kasvihuoneen lasi kuitenkin vangitsee ilman ennen kuin se voi saavuttaa tämän korkeuden ja jäähtyä kokonaan. Kun ilma nousee ja putoaa jatkuvasti kasvihuoneeseen, se ylläpitää lämpöä ja lämpenee joka kerta.

Termi “kasvihuonelasi” viittaa yleisesti sekä todelliseen lasiin että polykarbonaattimuoviin, joita käytetään myös kasvihuoneiden rakentamiseen. Lasi ja kirkas muovi toimivat periaatteessa samalla tavalla antamalla valon kulkea läpi, mutta sieppaamalla lämpöä sisälle. Valinta siitä, käytetäänkö lasia vai muovia, riippuu rakennettavan rakenteen tyypistä, hankkeeseen käytettävissä olevasta rahasummasta ja siitä, kuinka kauan rakenne kestää. Muovit ovat yleensä kevyempiä ja halvempia, mutta eivät yhtä kestäviä säälle ja iälle. Lasikasvihuoneet ovat yleensä puolipysyviä rakenteita, joiden rakentaminen maksaa aluksi enemmän, mutta kestää paremmin ajan myötä.

Suurin ero kasvihuonekaasun ja tavallisen lasin välillä on siihen levitetyn pinnoitteen tai lasituksen tyyppi. Kasvihuonelasi on tyypillisesti karkaistu turvallisuuden vuoksi, mikä tarkoittaa, että se on laminoitu, kuten auton tuulilasi; jos se rikkoutuu, se murenee pieniksi paloiksi, joiden reunat ovat suhteellisen sileät ja jotka eivät todennäköisesti leikkaa kuin suuret, rosoiset sirpaleet. Karkaistua lasia suositellaan lämpimästi kasvihuoneisiin, koska lasi asennetaan yläpuolelle ja altistuu tuulelle, rakeille ja lumipainon aiheuttamalle rasitukselle kylmemmässä ilmastossa.

Lisäksi tämäntyyppiselle lasille voidaan käyttää matalan E-lasia. Low-E-lasitus on ohut, puoliläpinäkyvä metallikerros, joka heijastaa suurimman osan UV-säteilystä ja osan infrapunavalosta takaisin ilmakehään samalla, kun näkyvän valon tunkeutuu kasvihuoneeseen. Estämällä voimakkaampia UV-aaltoja matala-E-lasi voi suojata herkkiä taimia liialliselta auringon säteilyltä. Se auttaa myös ylläpitämään tasaisemman lämpötilan kasvihuoneessa estämällä saapuvia infrapuna- tai lämpöaaltoja. Oikealla ilmanvaihdolla matala-E-lasi voi estää kasvihuoneen ylikuumenemisen.