A tak jsem začal usilovně studovat různou literaturu a okukovat skleníky kolegů kaktusářů. Pak jsem narazil ve starém výtisku časopisu Zahrádkář na článek o solárním skleníku. Pod pojmem skleník si každý laik představí sklem ohraničený prostor určený k pěstování rostlin. Odborněji řečeno jde o technické zařízení pro zabezpečení růstových činitelů a procesů pěstovaných rostlin. Ale jen málokdo dokáže definovat solární skleník.
Skleníky využíváme především pro pěstování cizokrajných rostlin v našich chladnějších oblastech. V zimním a časně jarním období je však limitujícím faktorem nedostatek světla. Předpokládalo se, že optimální tvar střechy pro maximální osvětlení je polokoule, mnohostěn nebo poloviční válec. Ani jediná z těchto konstrukcí však nerespektuje základní potřebu a orientaci rostlin ke světlu, tj. kolmý úhel dopadu slunečního záření v různých zeměpisných šířkách. Všechny dosavadní skleníky se symetrickou střechou jsou nevědomky optimalizovány pro zeměpisnou šířku rovníku. Starý typ skleníku se souměrně sedlovou střechou, orientovanou podélnou osou severojižně propustí v zimě sotva 40% s. záření.
Protože průchod s. záření skleněnou vrstvou /nebo průhlednou fólií/ je maximální při kolmém dopadu paprsků, kdežto při šikmém úhlu dopadu se část.s. záření odrazí zpět do prostoru, je třeba konstruovat střechu skleníků tak, aby s. záření dopadalo na střechu kolmo v době zimního slunovratu. Protože s. záření dopadá na zemský povrch při různé sluneční deklinaci /kromě rovníku/ asymetricky, je třeba aby také skleníkové střechy byly asymetricky nakloněny. Tedy jižně orientovaná strana střechy nebo stěny musí být kolmá k poledním paprskům při nejnižší sluneční deklinaci /21.-22.prosince/, aby v zimním období propustila do skleníku co nejvíce s. záření. V létě, při vysokém postavení Slunce na obloze, dopadá s. záření na skleníkovou plochu naopak nejšikměji, takže až 50% s. záření se odrazí mimo skleník a rostliny není potřeba stínit. Výsledkem je /při řádně fungující ventilaci/ maximální teplota ve skleníku vyšší jen o 10-15°C než teplota venkovního okolí. U úplného solárního skleníku zajišťuje sklon jižní východní a západní stěny spolu se zvláštním úhlem sklonu střechy k severu mnohem rovnoměrnější pronikání s. záření do skleníku v průběhu roku a také během dne.
Je všeobecně známo, že se výška Slunce při horní kulminaci během roku mění. V létě vystupuje Slunce značně vysoko nad obzor. Nejvýše vystoupí 21.-22. června, kdy nastává tzv. letí slunovrat. V té době je také den nejdelší a noc nejkratší, protože dráha Slunce nad obzorem je nejdelší. Rovněž intenzita s. záření je nejvyšší. Potom slunce kulminuje každého dne níže a níže, až konečně 21.-22. prosince nastane kulminace v nejmenší výšce nad obzore. Je to den zimního slunovratu a zároveň je v tu dobu den nejkratší. Rovněž intenzita s. záření je nejnižší. 20.-21. března a 23. září kulminuje Slunce přibližně uprostřed mezi výškami nejvyšší a nejnižší kulminace v roce. Protože se těchto dnech délka dne rovná délce noci, říkáme těmto dnům jarní rovnodennost a podzimní rovnodennost. Slunce vychází v létě na severovýchodě, v zimě na jihovýchodě a o rovnodennosti přesně na východním bodu obzoru. Dochází tedy ke zdánlivému pohybu Slunce po obloze. Tento zdánlivý denní pohyb je způsoben zemskou rotací. Příčinou tohoto jevu je okolnost, že osa zemská je skloněna k rovině oběžné dráhy země, ale nemění svůj směr při oběhu kolem slunce. Proto jsou místa s různou zeměpisnou šířkou během roku ozařována Sluncem pod různým úhlem a tedy i s různou intenzitou s. záření.
Osa otáčení Země je skloněná k rovině oběžné dráhy Země kolem Slunce pod úhlem 66,5°; rovina rovníku k rovině oběžné dráhy Země kolem Slunce pod úhlem asi 23,5°/přesně 23°27‘/. Při zimním slunovratu je tedy Slunce 23°27‘ pod světovým rovníkem /jižně/ a při letním slunovratu je slunce 23°27‘ nad světovým rovníkem /severně/. Postavení Slunce nad obzorem dané lokality lze vypočítat ze stupně zeměpisné šířky lokality a odchylky od jarní a podzimní rovnodennosti podle ročního období. Pro naší zeměpisnou šířku 50°00‘ / Praha – zámek Průhonice/ platí hodnota sluneční deklinace 16°33‘ /21.-22. prosince/ a 63°27‘ /21.-22. června/. Pro Nýrsko je to například 17°16‘ a 64°10‘.
Vraťme se ale od lekce z astronomie k realitě. Z výše uvedeného plyne, že pro dosažení maximálního zisku světla, v zimě musíme sklonit jižní, ale i východní a západní stěnu skleníku o 16,5° od svislice, takže stěna svírá s horizontální rovinou úhel 73,5° /90° - 16,5° = 73,5°/. Sluneční paprsky pak 21.-22. prosince dopadají na sklo kolmo a dochází k maximálnímu zisku s.záření. Střecha svírá s jižní stěnou úhel 86°. Sluneční paprsky pak 21.-22. června tento úhel půlí a dochází k maximálnímu odrazu slunečního záření. Severní stěnu skleníku je výhodné řešit jako tepelný akumulátor. Použijeme masivní stavební materiály dobře jako akumulující teplo /plné cihly, beton, kámen – viz. skleník Míry Naxery/ o síle alespoň 30 cm s tepelnou izolací z venkovní strany a tmavým nátěrem z vnitřní strany. Nízko stojící Slunce nám v zimě stěnu v průběhu dne prohřeje a ta pak v noci vytápí skleník zdarma. Větrací okénka jsou umístěn ve hřebenu s otvíráním na severní i jižní stranu. Dveře v boční nebo severní stěně.
Solární skleník i bez vytápění se v zimě jeví jako „teplejší“ a v létě jako „chladnější“ než standardní symetrické skleníky, což má zásadní vliv na mikroklima uvnitř skleníku.
Na druhou stranu je nutno uvést i některé slabší stránky solárního skleníku. Především nutnost zasklení čirým sklem /pouze na střechu je možno eventuelně použít polykarbonát/. Konstrukce skleníku je z důvodu sklonění tří stran technicky náročná a při zasklívání dochází k většímu odpadu skla /atypické tvary tabulí/. Pro plné využití propustnosti světla do skleníku vyhovuje pouze čtvercový či krátce obdélníkový půdorys a také pouze samostatné umístění skleníku na pozemku.
Z těchto důvodů jsem byl při stavbě skleníku v roce 1990 nucen přistoupit na určitý kompromis.Východní a západní stěnu jsem postavil svislou a obě osadil dveřmi s výklopnými okénky. Sklon jižní stěny a úhel střechy ve hřebenu jsem zachoval. Délku skleníku jsem natáhl na 6x3 metry. Výsledkem bylo zjednodušení konstrukce, snížení odpadu skla odstraněním atypických tvarů tabulí, ale bohužel také snížení průchodu světla východní a západní stěnou v ranních a večerních hodinách. Výhoda vyššího odrazu s. záření v létě však zůstala zachována.
Již 20 let pěstuji kaktusy také ve skleníku. Za tuto dobu jsem vyzkoušel tři různé typy skleníků. Zpočátku jsem kaktusy pěstoval 9 roků v malém /2x2 m/ sedlovém skleníčku s jednoduchým zasklením a bez vytápění. Pak 2 roky v upraveném solárním skleníku /6x3 m/ s dvojitým zasklením a vytápěním. Po přestěhování do Nýrska pak 9 roků ve skleníku přilehlém k domu /9,3x3,3 m/ s dvojitým zasklením a vytápěním. U všech byl hřeben skleníku orientován ve směru východ-západ. Přestože jsem v solárním skleníku pěstoval rostliny pouze dvě sezóny, považuji tyto roky za nejúspěšnější za čtvrt století mého kaktusaření. Ať už hodnotím časný nástup do vegetace a množství květů /zejména Sclerocactus včetně, Pediocactus včetně, Lobivia, Sulcorebutia, Rebutia včetně aj./, vyrovnaný růst během celé sezóny /v létě prakticky nedochází ke stagnaci růstu/, vyzrávání a dokvétání rostlin na podzim /např. Ariocarpus, Haworthia/, úsporu nákladů při vytápění skleníku v zimě, nebo vhodnost pro pěstování jiných sukulentů vyžadujících „zimní“ růst. Pokud bych ještě někdy v budoucnu stavěl další skleník, bude to nejspíše opět skleník solární.
Tímto hodnocením však nechci nikoho nutit ke stavbě solárního skleníku, pouze vysvětlit jeho výhody. Jakýkoli skleník je totiž uměle vytvořené prostředí, ve kterém nutíme naše rostliny růst, a ani sebelepší skleník nenahradí pravidelnou péči pěstitele. Líný kaktusář může bez práce pěstovat pouze opuncie venku na skalce.
Na závěr je nutno uvést skutečnost, že výzkumem optimálního tvaru skleníku se před čtyřiceti lety zabýval český architekt Maxmilián Bitterman z Třeboně, který odvodil optimální sklon střechy. Problematikou se dále zabývala RNDr. Dagmar Dykyjová Csc., rovněž v Botanickém ústavu ČSAV v Třeboni. Solární skleníky byly po krátkou dobu vyráběny v devadesátých letech pod názvy „Solar“ a „Praktik“ firmou SOLAR-KAP, Solární skleník jsme také měli možnost vidět na vlastní oči během našeho klubového zájezdu. Bylo to 16.5.1998 u pana Brejníka, který měl krásný solární skleník postavený nad garáží u svého domu v Krabčicích pod Řípem.
Obr. 1: Plánek konstrukce prototypu solárního skleníku v BÚ ČSAV v Třeboni – bokorys.
Obr. 2: Plánek konstrukce mého upraveného solárního skleníku – bokorys /v současnosti již neexistuje/.
Literatura:
RNDr. Dagmar Dykyjová Csc.: Malé solární skleníky. Časopis Zahrádkář 1985, č.8, str. 176-177.
Karel Pospíšil: Skleník SOLAR, skleník pro 21. století, Časopis Zahrádkář 1993, č.11, str. 335
Karel Pospíšil: Zimní zahrady, Grada – profi & hobby 74, 1 vydání Praha 2001
Atlas světa, 8. vydání Bratislava 1979, str. 3 – Zdánlivý pohyb Slunce po obloze.
B.A. Voroncov – Veljaminov: Astronomie pro jedenáctý ročník, 5. vydání Praha 1959, str. 33-39 – Zdánlivá roční dráha Slunce a pohyb Země.
Edgar Haupt & Anne Wiktorin: Zimní zahrady – představy a skutečnost, 1. vydání HEL Ostrava – Plesná 1999.