Još od antičkog rimskog doba, ljudi su prepoznali vrijednost onoga što je danas poznato kao poljoprivreda s kontrolisanim okolišem, omogućavajući poljoprivrednicima da uzgajaju biljke tokom cijele godine, a ne samo sezonski. Izumljeni prije nekoliko stotina godina, staklenici su i danas najpopularnije sredstvo poljoprivrede u kontrolisanom okolišu, a inovacije u tehnologiji i dizajnu poboljšale su i ljepotu i učinkovitost ove tipologije. U nastavku donosimo historijat i konstrukciju staklenika, kao i nekoliko primjera inovativnog i eksperimentalnog dizajna staklenika.

U 1. stoljeću n.e., Plinije Stariji dokumentovao je da je car Tiberije bio toliko privržen krastavcima, da su njegovi vrtlari stvorili umjetni sistem koji im je omogućio uzgoj povrća tokom cijele godine. Kao predak modernog staklenika, ovaj sistem uključivao je okvire ili kućice ostakljene podmazanom tkaninom ili liskunom. Slični izumi pojavljivali su se širom svijeta – prvi dokumentovani grijani staklenik izumljen je u Koreji 1450-ih i koristio je sistem podnog grijanja kako bi nadopunio izolacijsku stakleničku strukturu. Eksperimentisanje s veličinom i dizajnom staklenika bio je na vrhuncu tokom 17. stoljeća, a staklenik u Versaillesu bio je zapanjujući primjer. U 1800-ima staklenici su postajali sve češći fenomen, a ne samo investicije bogatih – proširili su se na univerzitete s popularizacijom područja botanike, a 1851. godine održana je Velika izložba u velikom stakleniku.

U svom najopćenitijem obliku, staklenik je konstrukcija izrađena od prozirnog materijala poput stakla, plastike ili stakloplastike. Okvir je najčešće izrađen od aluminija, čelika ili drveta, a sastoji se od krovne grede, bočnih krovnih stubova i konstruktivnih stubova, a ponekad i sljemena za dodatnu potporu. Prozirni materijal omogućuje prolazak sunčevog zračenja kroz krovište i zidove, stvarajući topliju i postojaniju temperaturu od okoliša.

Prirodni učinak prozirne konstrukcije često nadopunjuje druga oprema dizajnirana za ventilaciju, grijanje, hlađenje i osvjetljenje, posebno u staklenicima komercijalne ili industrijske namjene. Kada vanjska temperatura postane previše hladna, na primjer u klimama s oštrim zimama, umjetno grijanje može nadomjestiti toplinu sunčevog zračenja. Međutim, budući da je prozirna struktura prirodno manje izolirajuća, troškovi i utjecaj okoline na grijanje prirodnim plinom ili električnom peći mogu biti visoki. Pasivno grijanje je najbolje rješenje: solarna energija i geotermalno grijanje u većini situacija mogu pružiti odgovarajuće dodatno grijanje.

S druge strane, staklenici često mogu imati problema s pregrijavanjem, naročito kada je okolno okruženje neobično toplo. Staklenici se mogu hladiti jednostavnim otvaranjem ugradbenih prozora, što elektronički kontroleri mogu otvarati ručno ili automatski. Ventilacijski sistemi pomažu u održavanju staklenika na optimalnoj temperaturi, ispuštajući topliji zrak u blizini krova staklenika i gurajući hladniji zrak u blizini tla. Ova cirkulacija također osigurava svježi ugljični dioksid za fotosintezu i obnovu biljaka, istovremeno sprječavajući nakupljanje biljnih patogena.

Konačno, neki staklenici koriste svjetla za rast biljaka noću kako bi povećali količinu svjetlosti koju biljke primaju, omogućavajući im zdraviji rast i potencijalno veći urod. Različiti sistemi za zalijevanje, od ručnog zalijevanja, do automatskih sistema poput kapilarnog zalijevanja ili kapljičnog navodnjavanja, također mogu utjecati na rast i prinos biljaka. Vrsta i kvaliteta svakog od ovih umjetnih sistema varirat će u zavisnosti od obima rada staklenika, lokaciji i klimi lokaliteta i vrstama biljaka koje se uzgajaju.

Iako su staklenici obično izrađeni od prozirnog materijala i konstrukcijskog okvira, oblik samog staklenika može dramatično varirati. Jedan od najklasičnijih dizajna je prizemni staklenik – pravougaona konstrukcija s prozirnim zabatnim krovom. Oblik nalikuje jednostavnoj kuć. Drugi standardni dizajn je samostojeći dugački, polucilindrični staklenik koji je populariziran. Za komercijalnije konstrukcije staklenika vrlo je čest stil povezivanja sa žlijebom. Ako dva ili više staklenika postavite jedan pored drugog, a povezani su zajedničkim zidom, ova je tipologija korisna za operacije većih razmjera i postala je prevladavajuća u 1980-ima i 1990-ima. Nedostatak ove metode je, međutim, omjer smanjene površine poda i vanjske stijenke, što može ograničiti učinkovitost grijanja pomoću sunčevog zračenja. Manje uobičajen, ali estetski ugodan stil je geodetski staklenik s kupolama, populariziran u 20. stoljeću.

Danas su staklenicima dodani automatizirani umjetni sistemi, mogu imati neograničen broj različitih oblika i veličina, pa čak mogu poslužiti i za višestruku upotrebu, gdje se mogu uključiti npr. stakleničke toplice i konferencijske dvorane. Način gradnje staklenika sa svojim prirodnim svojstvima grijanja može biti ekološki prihvatljiva opcija za bilo koji program u pravoj klimi.