THERMISCHE ISOLATIE VAN EEN BELICHTINGS- EN ISOLATIESCHERM

In 2019 werd bij het Proefstation voor de Groenteteelt een proef opgezet met belichtings- en isolatieschermen bij sla. Uit de analyse van de warmtestromen bij deze proef, uitgevoerd door Thomas More, konden een aantal besluiten getrokken worden op gebied van de thermische isolatie van deze schermen.

De proef

In de proef, uitgevoerd tussen 20-11-2018 en 1-4-2019, werden een isolatiescherm en een lichtscherm vergeleken op een compartiment waar sla op mobiele goten gekweekt wordt. Dit compartiment is in twee delen opgedeeld. Het eerste deel is voorzien van een isolatiedoek, terwijl het tweede deel zowel een isolatie- als een belichtingsdoek heeft. Overdag vormen beide delen één afdeling. ’s Nachts worden ze gescheiden door een verticale doek. Het totale oppervlakte van de proef bedraagt 480 m², gelijk verdeeld over beide proeven. Beide proeven werden belicht met 10.3 kW LED-lampen. Het isolatiescherm is een transparant Luxuous 1347 FR energiedoek van Svenson en het lichtscherm is een Obscura 9950 FR W scherm.

Uit gewasbeoordelingen is gebleken dat telen met een volledig gesloten belichtingsscherm niet mogelijk is. Door deze schermen te gebruiken, ontstond er vochtophoping wat een gezonde sla teelt niet mogelijk maakte.

Ondanks dit resultaat, biedt de thermische analyse van de proef toch enkele interessante resultaten, die hieronder verder besproken worden.

Analyse van de warmtestromen

Om een beter beeld te krijgen van het thermisch energieverbruik in beide delen, en zo te karakteriseren hoeveel warmte er wordt binnengehouden door deze scherm-constructies, werden de warmtestromen in het compartiment in detail in kaart gebracht. Dit gebeurde door de energetische data van de proef te analyseren met een detailmodel voor warmtestromen.

Met deze methode was het mogelijk om de effectieve thermische isolatieweerstand van beide scherm-constructies,  te karakteriseren.

Data-analyse

Zoals weergegeven in Figuur 1 kunnen er vier situaties onderscheiden worden. In de eerste situatie zijn beide doeken open. De conductieverliezen naar buiten worden enkel begrensd door het glas van de serre. De thermische weerstand hiervan, bepaald via de data-analyse, is 0.2 m² K W^-1. In de tweede situatie is enkel het isolatiescherm gesloten. De thermische weerstand stijgt naar 0.31 m² K W^-1 en is samengesteld uit de weerstand van het isolatiescherm en van het glas. In een derde situatie is enkel het lichtscherm gesloten. Opmerkelijk is dat uit de data-analyse blijkt dat de thermische isolatie van het lichtscherm groter is dan deze van het isolatiescherm: 0.16 i.p.v. 0.11 m² K W^-1.

Misschien nog opmerkelijker is dat, indien beide schermen gesloten zijn, zoals in situatie 4, de isolatiewaarde groter is dan verwacht zou zijn op basis van de vorige situaties. Dit wordt ook getoond in Figuur 2. De totale thermische isolatie is in dit geval  0.61 m² K W^-1, wat 0.14 m² K W^-1 groter is dan de isolatiewaardes van glas, het licht- en het isolatiescherm samen. De reden hiervoor is dat er tussen beide schermen een luchtlaag afgezonderd raakt. Deze luchtspouw zorgt voor een bijkomend isolerend effect dat vergelijkbaar is met de isolatiewaarde van beide schermen en slechts 30 % kleiner is dan de isolatiewaarde van het glazen dak.

Om maximaal gebruik te kunnen maken van dit bijkomende spouweffect, mogen de doeken niet te dicht bij elkaar geplaatst worden. Uit analyses voor horizontale spouwmuren in de bouw, blijkt dat een optimale afstand tussen beide doeken circa 20-30 cm bedraagt. Indien een derde doek gebruikt zou worden, zal ook de spouw veroorzaakt door deze doek bijdragen aan een extra isolatie.

Besluiten

De thermische isolatie van een belichtingsscherm en een isolatiescherm werd gekarakteriseerd op basis van een teeltproef met sla. In dit bijzondere geval blijkt de constructie met het belichtingsscherm beter te isoleren dan deze met het isolatiescherm. Een isolatie scherm is doorzichtig terwijl het lichtscherm volledig lichtdicht moet zijn. Volgens Svenson heeft het isolatiedoek een energiebesparing van 47% terwijl het belichtingsdoek volgens Svensom een energiebesparing heeft van 50%. Wanneer beide schermen gesloten zijn, zorgt de luchtlaag tussen beide schermen voor een aanzienlijk bijkomende isolatie-graad.

Uit de proef bleek echter ook dat telen met een volledig gesloten belichtingsscherm niet mogelijk is door een te grote vochtophoping, waardoor een gezonde slateelt niet mogelijk bleek. Voordat er verder geëxperimenteerd kan worden met deze combinatiedoeken, moet er eerst een oplossing gevonden worden voor de vochtophoping en/of de aansturing van de schermen moet specifiek afgesteld worden op de vochttoename. Dit is in het bijzonder belangrijk voor sla, omdat deze koude teelt ’s nachts moet afkoelen.

Daarom raden we op dit moment aan om te wachten met het plaatsen van lichtschermen totdat de schimmelvorming vermeden kan worden. Mogelijk kan dit gebeuren door een andere aansturing van de lichtschermen. Verder onderzoek is hier nodig voordat dit op grote schaal geïmplementeerd kan worden.

Meer informatie nodig of geïnteresseerd om samen te werken?

Fjo de Ridder (Thomas More) – data-analyse

Thibault De Moor (PSKW) – slaproef