JP2010124717A - 農業用ハウスの３層断熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性に優れて、フイルムを３層に張り渡して二重の断熱空間部を形成することにより、断熱効果を大幅に向上させて省エネルギー化を図り、夏期のみならず冬期においても作物を栽培することができる農業用ハウスの３層断熱構造を提供するものである。
【解決手段】温室フレームの屋根や壁に、所定の間隔で複数本の下段フイルム固定レール４Ａを取付け、ここにフイルムを張り渡して下段フイルム層８Ａを形成し、下段フイルム固定レール４Ａの上に、中段フイルム固定レール４Ｂを接合して、ここにフイルムを張り渡して中段フイルム層８Ｂを形成して、これと下段フイルム層８Ａとの間に第１の断熱空間部１０Ａを形成し、中段フイルム固定レール４Ｂの上に、上段フイルム固定レール４Ｃを接合して、ここにフイルムを張り渡して上段フイルム層８Ｃを形成して、これと中段フイルム層８Ｂとの間に第２の断熱空間部１０Ｂを形成したものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、農業用ハウスの３層断熱構造に関するものである。

一般にハウス栽培を行なう温室は鉄骨で家形のフレームを組み、ここにたる木状にフイルム固定具を適宜の間隔で取付け、この上を透明なプラスチックフイルムで覆って農業用ハウスを組立てていた。

しかしながら１層のフイルムで形成した農業用ハウスは、断熱性が低いため、夏期の冷房や冬期の暖房の効果が低い問題がある。例えばイチゴ栽培では、通常のイチゴが流通しない６〜１０月のイチゴ輸入量は約３５００トンで、同時期の国内のイチゴの出荷量は約６００トン程度と推定され、夏期における栽培は極めて少ない。この原因は夏期における高温にあり、冷房機を用いて農業用ハウス内を冷房するために冷房設備や電気料をかけても採算ラインに達する生産コストで生産できないことにある。

また寒冷地にある農業用ハウスは夜間にハウス内の温度が下がるため、夜間だけ暖房を行なっている所がある。この場合、暖房で暖められた湿度の高い空気が天井側に上昇し朝方になって外気が冷えると、天井側のフイルムに接する湿度の高い空気が冷やされて、フイルムの内面に水滴が凝縮して曇りガラスのようになり、水滴が蒸発するまで午前中は太陽光線が温室の内部に十分に照射しない問題があった。

このため農業用ハウスの屋根面や壁面を、フイルムの２層構造として、外壁フイルムと内壁フイルムとの間に断熱空間部を形成して、ハウス内の断熱効果を高めて冷房や暖房の省エネルギー化を図った２層構造の農業用ハウスが普及してきた（特許文献１）。

このように農業用ハウス内に暖房装置を設置し、屋根や壁をフイルムで２層構造とすることにより、冬期間の栽培を行なうことはできるが、気温の高い夏期には、断熱効果が僅かに向上するだけで、冷房機を設置しても温室内の温度が高温になるため、イチゴ栽培やランなどは栽培することが依然として行なわれていなかった。この理由は冷房装置を取付けても、２層フイルムで断熱空間部を形成した程度では、外部から熱が伝達して十分な冷房効果が得られず、大型の冷房機器を設置して冷房効果を高めても、エネルギーの価格が高騰している現状では採算が取れないからである。
特許第２６２７７６１号公報

本発明は上記問題を改善し、極めて施工性に優れて、フイルムを３層に張り渡して二重の断熱空間部を形成することにより、断熱効果を大幅に向上させて省エネルギー化を図り、夏期のみならず冬期においても作物を栽培することができる農業用ハウスの３層断熱構造を提供するものである。

本発明の請求項１記載の農業用ハウスの３層断熱構造は、金属製構造材料で形成された温室フレームの屋根や壁に、所定の間隔で複数本の下段フイルム固定レールを取付け、ここに透明なフイルムを張り渡して下段フイルム層を形成し、前記下段フイルム固定レールの上に、中段フイルム固定レールを接合して、ここに透明なフイルムを張り渡して中段フイルム層を形成して、これと前記下段フイルム層との間に第１の断熱空間部を形成し、更に前記中段フイルム固定レールの上に、上段フイルム固定レールを接合して、ここに透明なフイルムを張り渡して上段フイルム層を形成して、これと前記中段フイルム層との間に第２の断熱空間部を形成したことを特徴とするものである。

本発明の請求項２記載の農業用ハウスの３層断熱構造は、請求項１において、フイルム固定レールが、アルミニウムで押出し成型されていることを特徴とするものである。

本発明に係る請求項１記載の農業用ハウスの３層断熱構造によれば、３層のフイルムを張り渡して二重の断熱空間部を形成することにより、気温の高い夏期でも断熱効果が優れており、小型の冷房機器を設置しても十分な冷房効果が得られ、１層ハウスに対して、２層ハウスは０．９３で、３層ハウスは０．５１となり、約５０％も効率が向上し、イチゴやランなどを採算の取れる経費で栽培することが可能となった。

また気温の低い冬期間においても、断熱効果が優れているので、従来の農業用ハウスに比べて大幅に省エネルギー化を図ることができる。また二重の断熱空間部となっているので、フイルムの内面での結露の発生が少なくなり、太陽光線の入射が妨げられにくくなる。更に屋根面が２層フイルムの既設のハウスも容易に改造することができる。

請求項２記載の農業用ハウスの３層断熱構造によれば、フイルム固定レールがアルミニウムの押出材で一体に成型されているので製造が容易である上、軽量なので施工作業が容易である。

以下本発明の実施の一形態を図１および図２を参照して詳細に説明する。先ず図１に示すように、１は農業用ハウスで、屋根フレーム２と壁フレーム３とで家形に形成されている。屋根フレーム２の上には棟側から軒側に向かって、屋根フレーム２と直交して所定の間隔でたる木状にフイルム固定レール４Ａ〜４Ｃが取付けられている。

下段フイルム固定レール４Ａは、図２に示すように上部が開口した断面台形状にアルミニウムの押出し型材、またはスチールで形成され、棟方向に沿って間隔をおいて屋根フレーム２の上に配置されビス５で固定されている。

この隣接する下段フイルム固定レール４Ａ、４Ａの上には、透明なプラスチックで形成されたフイルム８を面状に張り渡し、下段フイルム固定レール４Ａの開口部の内側に挿入して、波形のスプリング７で押えて固定し、下段フイルム層８Ａを形成する。フイルム８は表面が平滑で、透明性が高く、しかも耐久性に優れた、例えばフッ素系のプラスチックフイルムで形成されている。

次に下段フイルム層８Ａを形成した各下段フイルム固定レール４Ａの上に、中段フイルム固定レール４Ｂを重ねて図示しないビスで固定する。次に隣接する中段フイルム固定レール４Ｂ、４Ｂの上に、フイルム８を面状に張り渡し、中段フイルム固定レール４Ｂの開口部の内側に押し込んで、波形のスプリング７で押えて固定し、中段フイルム層８Ｂを形成する。この結果、下段フイルム層８Ａと中段フイルム層８Ｂとの間に第１の断熱空間部１０Ａが形成される。

次に中段フイルム層８Ｂを形成した各中段フイルム固定レール４Ｂ、４Ｂの上に、上段フイルム固定 レール４Ｃを重ねて図示しないビスで固定する。次に隣接する上段フイルム固定レール４Ｃ、４Ｃの上に、フイルム８を面状に張り渡し、上段フイルム固定レール４Ｃの開口部の内側に押し込んで、波形のスプリング７で押えて固定し、上段フイルム層８Ｃを形成し、開口部の上からフイルム押えカバー９をビス１１で固定する。この結果、中段フイルム層８Ｂと上段フイルム層８Ｃの間に第２の断熱空間部１０Ｂが形成される。

上記構成の農業用ハウス１は、透明な下段フイルム層８Ａと中段フイルム層８Ｂ、上段フイルム層８Ｃの３層のフイルム８で、第１と第２の断熱空間部１０Ａ、１０Ｂが二重に形成されているので断熱効果が優れている。この結果、従来の１層のフイルムで形成した農業用ハウスの効率を１とすると、フイルムを２層構造として、この間に断熱空間部を形成したものの効率は約０．９で、本発明の３層のフイルム８で、第１と第２の断熱空間部１０Ａ、１０Ｂを形成したものは、効率が約０．５で、同じ冷房機でも日中、外気温より低く保持することができ、使用する電力量も少なく、夏期でもイチゴを採算ラインで生産することが可能となった。

このことは、１層のフイルムで形成したものに比べて２層のフイルムで形成した場合に、１０％程度省エネルギー化できることは分かっていたが、３層のフイルム構造にしても、更に１０％程度省エネルギー化できるだけであると考えられていた。しかしながら、本発明によって、全く予測していなかった５０％程度の省エネルギー化を達成することができた。

また夜間に外気が冷えると、第２の断熱空間部１０Ｂの外気と接する上段フイルム層８Ｃの内側の空気が冷やされるが、この第２の断熱空間部１０Ｂの内側に更に第１の断熱空間部１０Ａが形成されているので、外気との温度差が少なく上段フイルム層８Ｃの内面での結露を防止することができる。

従って二重の断熱空間部１０Ａ、１０Ｂが形成されているので、気温の高い夏期でも断熱効果が優れており、小型の冷房機器を設置しても十分な冷房効果が得られ、イチゴやランなどを採算の取れる経費で栽培することが可能となった。また気温の低い冬期間においても、断熱効果が優れているので、屋根面が１層フイルムの従来の農業用ハウスに比べて使用する暖房費用も５０％程度低減でき省エネ省エネルギー化を図ることができる。

幅６ｍ、長さ２５ｍ、面積が１５０ｍ^２ 、軒までの高さ２．５ｍ、全高さ３．７ｍの農業用ハウスを３棟設置し、１棟は１層フイルムで形成し、もう１棟は２層フイルムで形成し、残りは本発明の３層フイルム構造とした。この各ハウス内に、能力２５ｋＷの冷房機を１台ずつ設置した。また測定は、９月５日の外気日射量（Ｌ×２５Ｗ／ｍ^２ ）と、各冷房機の吹出口の温度を測定した。

冷房による効率は、設定温度 (２５℃）以上となる吹出口温度の積算温度と電力積算値の積と考えられる。この値が小さいほど冷房効率は高いことから、冷房効率を評価する指標と考えることが可能である。吹出口温度が設定温度 (２５℃）を超えた 温度の積算値 (℃分) と該当日における使用電力積算値（ｋＷ）の積を求め、これを表１に示す。

上表結果から、１層ハウスの積を１とした時の、２層ハウスと３層ハウスの積の比を求めた。これらの結果から総合的に見ると、１層ハウスに対して、２層ハウスは０．９３で、３層ハウスは０．５１となり、約５０％効率が向上していることが確認された。

しかも、図３から３層ハウスの吹出口の温度は、最大の１４時でも２０℃であるのに対して、１層ハウスの吹出口の温度は、２８℃、２層ハウスの吹出口の温度は２３℃で、また１０時１６分では３層ハウスは１層ハウスに比べて１０度、２層ハウスに比べて５度も温度が低下していた。

なお上記説明では、新設の場合について説明したが、既設の２層ハウスの上に上段フイルム固定レール４Ｃを取付け、ここに上段フイルム層８Ｃを追加して３層構造としても良い。

本発明の実施の一形態による３層断熱構造の農業用ハウスを示す概略構成図である。 図１の農業用ハウスの３層断熱構造の要部を拡大して示す断面図である。 冷房機の吹出口温度と外気日射量の変化を示すグラフである。

符号の説明

１ 農業用ハウス
２ 屋根フレーム
３ 壁フレーム
４Ａ 下段フイルム固定レール
４Ｂ 中段フイルム固定レール
４Ｃ 上段フイルム固定レール
５ ビス
７ 波形のスプリング
８ フイルム
８Ａ 下段フイルム層
８Ｂ 中段フイルム層
８Ｃ 上段フイルム層
９ フイルム押えカバー
１０Ａ 第１の断熱空間部
１０Ｂ 第２の断熱空間部
１１ ビス
１３ 冷房機
１４ 吸込口

Claims (2)

1. 金属製構造材料で形成された温室フレームの屋根や壁に、所定の間隔で複数本の下段フイルム固定 レールを取付け、ここに透明なフイルムを張り渡して下段フイルム層を形成し、前記下段フイルム固定レールの上に、中段フイルム固定レールを接合して、ここに透明なフイルムを張り渡して中段フイルム層を形成して、これと前記下段フイルム層との間に第１の断熱空間部を形成し、更に前記中段フイルム固定レールの上に、上段フイルム固定レールを接合して、ここに透明なフイルムを張り渡して上段フイルム層を形成して、これと前記中段フイルム層との間に第２の断熱空間部を形成したことを特徴とする農業用ハウスの３層断熱構造。
2. フイルム固定レールが、アルミニウムで押出し成型されていることを特徴とする請求項１記載の農 業用ハウスの３層断熱構造。