JP2012205510A - 農業用ハウス - Google Patents

Abstract

【課題】ハウス内の温度環境を通年で良好に制御できる農業用ハウスを提供する。
【解決手段】農業用ハウス１は、骨格体２と、被覆材３と、骨格体２の上部に設けられた複数の散水管４と、複数の散水管４に接続された散水装置とを備えている。骨格体２の内部には農作物の栽培を行う栽培空間が形成され、後側には温度制御体である傾斜壁２１が配置されている。被覆材３は日射透過性のシートから形成され、栽培空間を覆うように骨格体２に取り付けられている。各散水管４には複数の散水孔が設けられている。寒冷期には屋根被覆材３１からハウス１内に入ってきた日射の熱エネルギーは傾斜壁面２１ａで蓄積され、低温対策となる。暑熱期には散水装置を駆動して各散水管４から傾斜壁面２１ａに散水を行う。傾斜壁面２１ａは蓄熱体としての機能が抑制され、散水された水が気化して吸熱体として機能する。これにより栽培空間が冷却されてハウス１内の高温対策となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、農業用ハウスに関する。

従来より、温暖な気候で水はけの良好な土壌の西日本の中山間地域は、カンキツ類の栽培が盛んであり、主要な産地を形成している。１９６０年代以降の果実需要の増加に伴い急傾斜地でも積極的にウンシュウミカン園として開園されてきた。しかし、今日ではウンシュウミカンの価格低迷の影響などから高価格販売が期待できる中晩生カンキツへの栽培品種の転換が進められている。

ウンシュウミカンよりも熟期が遅く、また、温度要求性の高い中晩生カンキツ栽培は施設栽培が有利である。さらに、中晩生カンキツ‘不知火’などでは良好な果実形状を形成するために、発芽期から展葉期において温度の日格差が必要である。カンキツ産地の活性化や中山間地域の傾斜地の有効利用のためにも、傾斜地の特徴を活かした新たな栽培施設の展開が必要である。

農作物の栽培環境を制御する施設としては、農業用ハウスが知られている。この農業用ハウスは、一般的に農作物の栽培空間を内部に形成する骨格体と、この骨格体に取り付けられて前記栽培空間を覆う被覆材とを備えている。農業用ハウスは寒冷期でも農作物の栽培に適した温度を保持することができるが、必要な温度を保待できない場合は、別途暖房設備により加温し栽培空間の低温対策とすることもある。化石燃料などの燃焼による暖房設備を用いない寒冷期の低温対策として、特許文献１、２や非特許文献１、２に記載されているように農業用ハウス内部に熱容量が大きい固体壁面を具備し、この固体壁面を蓄熱体として用いることがある。このことによって農作物の栽培に適した温度環境を保持することができる。

また、暑熱期の構造体内部の高温対策としては、特許文献３〜６に記載されているような構造体の外部に散水し冷却する方法が用いられている。これは非特許文献３に記載されているように農業用ハウスの冷却方法としても用いられている。

特開２００７−３１２６１６号公報 実用新案公開平６−７９２３０号公報 特開２００１−２４１１５１号公報 特開２００１−４９８０６号公報 特開２００６−９７３６７号公報 実用新案登録第３０９３２８４号公報 山口智治、畔柳武司、陳青雲、「日光温室の熱環境形成機構に関する研究（第１報）」、農業施設、農業施設学会、２００３年６月、第３４巻、第１号、ｐ．３１−３７ 山口智治、馬承偉、薫仁傑、「中国の施設園芸における工学技術の現状と展望」、農業施設、農業施設学会、２００１年６月、第３２巻、第１号、ｐ．２３−３２ 森川信也、「屋根散水による夏季のパイプハウス内昇温抑制技術」、近畿中国四国農業研究、近畿中国四国農業研究協議会、２００９年３月、第１４巻、ｐ．２０−２５

非特許文献１、２に記載されている農業用ハウスは、寒冷期でも農作物の栽培に適した温度環境を提供できるが、暑熱期の対策は検討されず、被覆材を取り除くなどして運用されることが多い。従来のハウス内の温度環境の制御技術は、暑熱期の高温対策か、あるいは寒冷期の低温対策かに特化して検討されてきており、通年で制御している事例は少ない。

高温対策として特許文献３〜６、非特許文献３に記載されている散水による対策は、屋根面等への散水により冷却効果を得ているが、ハウス内の空気を直接冷却するものではないため、高い冷却効果が十分に得られているとは言い難い。

特に永年性作物を対象とした場合、良好なハウス内の栽培環境作出のためには、寒冷期の低温対策に加え暑熱期の高温対策を兼ね備えた温度環境を制御できる方策が要求されている。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、ハウス内の温度環境を通年で良好に制御することができる農業用ハウスを提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のような農業用ハウスを採用した。

本発明は、農作物の栽培空間を内部に形成する骨格体と、前記栽培空間を覆うように前記骨格体に取り付けられた被覆材とを備える農業用ハウスにおいて、
前記被覆材に設けられ、日射を前記栽培空間に通すための日射透過部と、
前記栽培空間内に少なくとも一部が位置するように設けられ、前記日射透過部を通して前記栽培空間に入ってきた前記日射の熱エネルギーを蓄積または放出する温度制御体と、
前記温度制御体で前記栽培空間内に位置している部分に散水する散水手段とをさらに備え、
前記温度制御体は、散水によって前記日射の熱エネルギーの蓄積が抑制されるとともに、散水された水が気化して前記栽培空間の熱エネルギーを吸収することを特徴とする。

ここで、散水手段は、温度制御体へ散水した水がハウス内の地面に到達する前に全て気化するように散水量を制御することが好ましい。

また、本発明の農業用ハウスは、ハウス内に外気を供給する給気手段と、ハウス内の空気を排出する排気手段とをさらに備えることが好ましい。

また、本発明の農業用ハウスは、温度制御体で栽培空間内に位置している部分を斜め上向きに傾斜して配置し、日射透過部を当該温度制御体の傾斜部分と対向して配置することが好ましい。なお、日射透過部および温度制御体の傾斜部分を必ずしも真南に向ける必要はない。日射透過部および温度制御体の傾斜部分を真南にすれば、日射の熱エネルギーを効率よく得られるが、過剰な高温対策が必要となる。一方、日射透過部および温度制御体の傾斜部分を、南東側、あるいは南南東側などにすれば、傾斜部分が受ける日射の時間が短く、高温対策は緩和され、温度の日格差が容易に作れることができる。

また、擁壁として設置されている既存のコンクリート製の傾斜壁を、温度制御体の傾斜部分に使用しても良い。

本発明の農業用ハウスでは、寒冷期にはハウス内に入ってきた日射の熱エネルギーを温度制御体が蓄積して蓄熱体として機能するため、日射の無い夜間でもこの温度制御体が放熱体として機能し、ハウス内の温度環境を維持することが可能になる。また、暑熱期には温度制御体への散水によって、日中の蓄熱体としての機能が抑制される一方、散水された水が気化して吸熱体として機能するため栽培空間が冷却される。これは、従来と異なりハウス内から冷却することになり、ハウス内の冷却効果を高めることが可能になる。よって、本発明の農業用ハウスは、ハウス内の温度環境を通年で良好に制御することができる。

本発明の一実施の形態を示す農業用ハウスの斜視図である。 同実施の形態の農業用ハウスの内部を示す図である。 同実施の形態の農業用ハウスの傾斜壁面に散水が行われた状態を示す図である。

以下、本件発明の実施の形態を図にしたがって説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を示す農業用ハウス１の斜視図である。この農業用ハウス１は、骨格体２と、骨格体２に取り付けられた被覆材３と、骨格体２の上部に設けられた複数の散水管４と、複数の散水管４に接続された散水装置（図示せず）とを備えている。なお、複数の散水管４と散水装置とにより本発明の散水手段が構成されている。

骨格体２は半蒲鉾型のハウス状に形成されている。骨格体２の内部には、図２に示すように農作物のハウス栽培を行うための栽培空間Ｓが形成されている。

また、図１や図２に示すように、骨格体２は、後側に配置された傾斜壁２１と、左右側に配置された複数の支柱フレーム２２と、天井側から前側に配置された複数のアーチフレーム２３と、支柱フレーム２２やアーチフレーム２３に結合された複数の横フレーム２４とから形成されている。

傾斜壁２１は既存のものであり、擁壁として設置されている。この傾斜壁２１は斜め上向きに配置されている。また、この傾斜壁２１はコンクリートで形成されており、本発明の温度制御体を構成している。

複数の支柱フレーム２２は、傾斜壁２１の前方にある設置場所Ｐに左右に対向して立設している。複数のアーチフレーム２３は、この左右の複数の支柱フレーム２２，２２間に左右に並列して配置されている。各アーチフレーム２３は上方へ弓形に曲げられており、上端部が傾斜壁２１の上面２１ｂに載せられて設置場所Ｐに立設している。また、これらの複数のアーチフレーム２３のうち、左右側に位置しているアーチフレーム２３は、それぞれ左右の複数の支柱フレーム２２に接合されている。

複数の横フレーム２４は、複数のアーチフレーム２３に前後に並列して架設されている。これらの横フレーム２４とアーチフレーム２３とにより骨格体２の屋根部２ａが形成されている。

その他の複数の横フレーム２４は、左右のアーチフレーム２３と支柱フレーム２２とを結合し、また、支柱フレーム２２，２２間を結合している。これらの横フレーム２４、左右のアーチフレーム２３、支柱フレーム２２により骨格体２の左右側部２ｂが形成されている。また、左右側部２ｂには、支柱フレーム２２，２２間に扉１０が開閉可能に取り付けられている。

被覆材３は日射透過性のシートから形成されている。この日射透過性のシートは既存のものが使用されている。また、被覆材３は、栽培空間Ｓを覆うように骨格体２に取り付けられている。具体的に説明すると、この被覆材３は、屋根部２ａに取付けられた屋根被覆材３１と、左右側部２ｂ，２ｂに取り付けられた左右側被覆材３２，３２とを備えている。

屋根被覆材３１は本発明の日射透過部を構成している。この屋根被覆材３１は屋根部２ａの下端部分と上端部分を除いて屋根部２ａに取り付けられている。これにより屋根部２ａの下端部分には複数の地窓５（給気窓）が形成され、上端部分には複数の天窓６（排気窓）が形成されている。地窓５は本発明の給気手段であり、天窓６は本発明の排気手段である。

複数の散水管４は、図３に示すように屋根部２ａの上端部分（地窓５が形成されている部分）において、複数のアーチフレーム２３に前後に並列して架設されている。各散水管４には、複数の散水孔４ａが設けられている。散水装置は複数の散水管４に接続されており、散水管４に水を供給して散水を行うものである。

以上のように構成されている農業用ハウス１において、次に、傾斜壁２１を利用したハウス１内（栽培空間Ｓ内）の温度制御方法について説明する。

寒冷期（冬季）においては、日射が屋根被覆材３１を透過してハウス１内に入る。傾斜壁２１は、ハウス１内に入ってきた日射の熱エネルギーを蓄積する。したがって、寒冷期の日中においては、傾斜壁２１は蓄熱体になる。夜間にはこの蓄えられた熱によって傾斜壁２１は放熱体として機能し、ハウス１内の温度環境が維持され、低温対策となる。

暑熱期（夏季）においては、傾斜壁２１は、寒冷期の日中と同様に屋根被覆材３１を通してハウス１内に入ってきた日射の熱エネルギーを蓄積するが、このときに散水装置を駆動する。これにより図３に示すように各散水管４の散水孔４ａから傾斜壁面２１ａ（傾斜壁２１においてハウス１内に位置する面）に散水を行う。傾斜壁面２１ａは、散水された水Ｗによって、日中の蓄熱体としての機能が抑制される。また、このときの傾斜壁面２１ａの表面で水Ｗが気化することで、ハウス１内の熱エネルギーを吸収する。したがって、傾斜壁面２１ａの表面の水Ｗは吸熱体として機能しハウス１内が冷却され、高温対策となる。

本実施の形態の農業用ハウス１では、傾斜壁面２１ａを蓄熱体、放熱体として機能させる、また傾斜壁面２１ａの表面の水Ｗを吸熱体としての機能させることによって、温度環境を通年で良好に制御することができる。

また、散水装置は少量の水を点滴のように継続して散水できればよく、その総散水量は傾斜壁面２１ａへ散水した水がハウス１内の地面に到達する前に全て気化するように制御されることが好ましい。これにより、散水した水が地面に到達して余剰となった水を回収する設備を必要としないので、設備コストを抑えることができる。

また、暑熱期（夏季）においては晴天の正午頃がハウス１内の温度が最も高くなるが、この時に傾斜壁面２１ａに散水を行うだけではなく、日中間欠的に散水し続けて傾斜壁面２１ａ自体の温度が上がらないように抑制しても良い。また、夏季以外にも春先の発芽期から展葉期の夕方に少量を散水することで日没以降の傾斜壁面２１ａの温度低下を促し、日中と夜間のハウス１内の温度差を効果的に形成することができる。これは中晩生カンキツ‘不知火’などでは良好な果実形状の形成ができる。また、これを晩秋に行うと着色促進の効果も得られる。

また、散水手段は、本実施の形態のような散水管４と散水装置との組み合わせの他に畑地用のかん水設備等を用いても良い。点滴チューブなどのかん水設備等を用いた場合、点滴チューブの適用範囲内の水圧で用いれば、大規模散水のようにエンジンや電動ポンプによる加圧を行わなくても散水は駆動する。また、農業施設で主に用いられている細霧冷房などの暑熱対策では、送風機や機械換気装置が必要であるが、本実施の形態では、それらと比較して大きな動力を用いることなく、温度環境を通年で良好に制御することができる。また、散水の実施は、かん水時刻を制御するタイマーと、かん水量を制御する電磁弁、栽培に適したハウス１内の温度・湿度に合わせて行うことが合理的である。

また、本実施の形態の農業用ハウス１では地窓５と天窓６を設けた。このため、図１や図２に示すように地窓５から新鮮な外気Ａが供給され、傾斜壁面２１ａで暖められたハウス１内の空気Ｂは傾斜壁面２１ａに沿って上昇して天窓６から排出される。したがってハウス１内が換気されるので、ハウス１内に継続的に散水してもハウス１内の高多湿状態を防ぐことができる。よって、ハウス１内の栽培環境を良好に維持することができる。

また、地窓５と天窓６にそれぞれ開閉可能な扉を取り付けても良い。この扉を状況に応じて開閉することでハウス１内の温度や湿度を自由に調節することが可能になる。よって、ハウス１内の栽培環境をさらに良好に維持することができる。

また、本実施の形態の農業用ハウス１では、傾斜壁面２１ａを斜め上向きに配置し、この傾斜壁面２１ａと対向するように屋根被覆材３１を配置した。しかし、必ずしも真南に向いている壁面を傾斜壁面２１ａとする必要はない。真南壁面を傾斜壁面２１ａにすれば、日射の熱エネルギーを効率よく得られるが、過剰な高温対策が必要となる。一方、南東壁面、あるいは南南東壁面などを傾斜壁面２１ａにすれば、壁面が受ける日射の時間が短く、高温対策は緩和され、温度の日格差が容易に作れることができる。

また、本実施の形態の農業用ハウス１では、擁壁として設置されている既存のコンクリート製の傾斜壁２１を後部壁として使用するとともに温度制御体として使用した。このため、農業用ハウス１の部品点数が抑えられるので、コストの低減化を図ることができる。

以上、本発明にかかる実施の形態を例示したが、この実施の形態は本件発明の内容を限定するものではない。また、本件発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。

例えば、本実施の形態の農業用ハウス１では、本発明の温度制御体として既存の傾斜壁２１を使用したが、この傾斜壁２１を必ずしも使用する必要はなく、温度制御体としての機能が得られるのであればコンクリート製積みブロック、単純コンクリート壁、自然石を積み上げた壁などでもよく、その積み方は平積み、布積みなど問わない。また、これらの物を温度制御体として使用する場合には、ハウス１内（栽培空間Ｓ内）に少なくとも一部が位置するように設置されれば良い。このようにして温度制御体を設置することにより、ハウス１の内部の温度環境を通年で良好に制御することが可能になる。

また、本実施の形態の農業用ハウス１では、栽培空間Ｓ内の対象作物は中晩生カンキツ栽培のみを対象としたものではなく、温度環境の制御が必要なさまざまな作物に適用可能である。

以上説明したように本発明の農業用ハウスは、ハウス内の温度環境を通年で良好に制御することができる。したがって、本発明の農業用ハウスを、農業用ハウスの技術分野で十分に利用することができる。また、本発明の農業用ハウスを、農作業性が低く重労働を伴うために敬遠されがちな傾斜地に設置して、日射の熱エネルギーを有効に活用することにより、経済効果を高めることができ、中山間地域において十分に利用することが可能である。

１ 農業用ハウス
２ 骨格体
３ 被覆材
４ 散水管（散水手段）
５ 地窓（給気手段）
６ 天窓（排気手段）
２１ 傾斜壁（温度制御体）
２１ａ 傾斜壁面（温度制御体で栽培空間内に位置している部分）
３１ 屋根被覆材（日射透過部）
Ｓ 栽培空間

Claims (5)

1. 農作物の栽培空間を内部に形成する骨格体と、前記栽培空間を覆うように前記骨格体に取り付けられた被覆材とを備える農業用ハウスにおいて、
   前記被覆材に設けられ、日射を前記栽培空間に通すための日射透過部と、
   前記栽培空間内に少なくとも一部が位置するように設けられ、前記日射透過部を通して前記栽培空間に入ってきた前記日射の熱エネルギーを蓄積または放出する温度制御体と、
   前記温度制御体で前記栽培空間内に位置している部分に散水する散水手段とをさらに備え、
   前記温度制御体は、散水によって前記日射の熱エネルギーの蓄積が抑制されるとともに、散水された水が気化して前記栽培空間の熱エネルギーを吸収することを特徴とする農業用ハウス。
2. 請求項１に記載の農業用ハウスにおいて、
   前記散水手段は、前記温度制御体へ散水した水が前記ハウス内の地面に到達する前に全て気化するように散水量を制御することを特徴とする農業用ハウス。
3. 請求項１または請求項２に記載の農業用ハウスにおいて、
   前記ハウス内に外気を供給する給気手段と、前記ハウス内の空気を排出する排気手段とをさらに備えたことを特徴とする農業用ハウス。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の農業用ハウスにおいて、
   前記温度制御体で前記栽培空間内に位置している部分を斜め上向きに傾斜して配置し、前記日射透過部を当該温度制御体の傾斜部分と対向して配置したことを特徴とする農業用ハウス。
5. 請求項４に記載の農業用ハウスにおいて、
   擁壁として設置されている既存のコンクリート製の傾斜壁を、前記温度制御体の傾斜部分に使用したことを特徴とする農業用ハウス。