Ως υλικό πυρήνα για τη σύγχρονη γεωργία και την οικοδόμηση περιβαλλοντικού ελέγχου, οι αρχές σχεδιασμού του θερμοκηπίου ενσωματώνουν τις διεπιστημονικές γνώσεις, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής, της θερμοδυναμικής και της επιστήμης των υλικών, με στόχο την επίτευξη αποτελεσματικής χρήσης ενέργειας και ελέγχου μικροκλίματος.
Οπτικά, το γυαλί του θερμοκηπίου απαιτεί μεταφορά υψηλής φωτός για να μεγιστοποιήσει τη μετάδοση του φυσικού φωτός. Ενώ η μεταφορά ορατού φωτός του συνηθισμένου γυαλιού πλωτήρα είναι περίπου 90%, ειδικά επεξεργασμένη χαμηλή - σιδερένιο γυαλί ή Ultra - Το Clear Glass μπορεί να αυξήσει περαιτέρω αυτό σε 91%{7} 93%, ελαχιστοποιώντας την απώλεια φωτός και εξασφαλίζοντας τη βέλτιστη φωτοσύνθεση φυτών. Επιπλέον, κάποιο γυαλί του θερμοκηπίου χρησιμοποιεί επικαλύψεις (όπως αντι-- αντανακλαστικές επικαλύψεις) για τη βελτιστοποίηση της φασματικής κατανομής, κατά προτίμηση μεταδίδοντας μπλε (uV) και υπερβολικό φυτό (400-500 nm) και το κόκκινο-πορτοκαλί (600-700 nm), το οποίο είναι κρίσιμο για την ανάπτυξη των φυτών, ενώ το φιλτράρισμα του μπλε (uv) και του overtared (ir) ακτινοβολίας.
Από την άποψη της θερμικής απόδοσης, το γυαλί του θερμοκηπίου διατηρεί μια σταθερή εσωτερική θερμοκρασία ελέγχοντας την απορρόφηση και την ακτινοβολία της ηλιακής ακτινοβολίας. Το συνηθισμένο γυαλί είναι διαφανές για την ηλιακή ακτινοβολία μικρού μήκους, αλλά έχει κακό εμπόδιο στη θερμική ακτινοβολία Longwave, με αποτέλεσμα την απώλεια θερμότητας τη νύχτα. Για το σκοπό αυτό, τα σύγχρονα θερμοκήπια χρησιμοποιούν συχνά διπλά ή τριπλά - στρωμένα μονωτικά γυάλινα δομές, γεμάτες με αδρανές αέριο (όπως αργόν) μεταξύ τους. Η χαμηλή τεχνολογία επικάλυψης - E χρησιμοποιείται επίσης για να αντικατοπτρίζει την εσωτερική μακρά - θερμότητα κύματος και μείωση της θερμικής αγωγιμότητας (u - Οι τιμές μπορούν να μειωθούν σε κάτω από 1,0 W/m² · k). Ορισμένα υψηλά - τελικά σχέδια ενσωματώνουν επίσης sunshades ή ταινίες dimming για να προσαρμόσουν δυναμικά την ποσότητα φωτός που εισέρχεται για να αντιμετωπίσει τα ακραία κλίματα.
Το μετριασμένο ή πλαστικοποιημένο γυαλί είναι η επιλογή του κύριου υλικού λόγω της αντοχής των επιπτώσεών του και των ανθεκτικών ιδιοτήτων του, καθιστώντας την ιδιαίτερα κατάλληλη για μεγάλα εμπορικά θερμοκήπια. Στο μέλλον, με την ενσωμάτωση της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας και των ευφυών υλικών εξασθένισης, το γυαλί του θερμοκηπίου θα αναπτυχθεί περαιτέρω προς την ενεργειακή μόνη - επάρκεια και ακριβή περιβαλλοντικό έλεγχο, καθιστώντας βασική υποστήριξη για τη βιώσιμη γεωργία.
