JP2018113912A - 鉄骨とパイプのハイブリッドハウス - Google Patents

Abstract

【課題】栽培作業などの管理にも適し大型の栽培ハウスを実現する。【解決手段】農業用ハウスであって、鉄骨フレーム３で形成された部分とパイプフレーム２で形成された部分とを組み合わせたハイブリッドハウス１。【選択図】図１

Description

本発明は、植物栽培用温室や簡易倉庫用のハウスに関する。

栽培ハウスは、施設農業として、注目されており、普及している。
特に、日本農業の抱える構造的課題、農業の再生、競争力強化が求められている。農商工連、六次産業化、ＴＰＰ、企業の参入など変革点にある。市場から農業の産業化として、品質の安定化、出荷数量の安定化、周年供給など要素の充足が求められている。農産物を生産する供給サイドから見ると、このような３要素を充足することができれば、安定した売り先（市場）を確保でき、経営の安定化を計ることができるようになって、家業から事業へ転換し、産業として成長することが期待できる。
ハウス栽培は、天候変動の影響を緩和して、栽培環境をコントロールし、計画栽培、安定出荷の手段として有効である。農業の課題を解決する技術的に有効な手段の1つである。

ハウスの例としては、丸パイプをアーチ型に曲げたパイプフレームを６０〜１００ｃｍ程度の間隔で多数列設して骨組みを構成し、透明シートで被覆した温室（図７参照、特許文献１：特許第５７９８４６４号公報）等がある。
特許文献２（特開２００８−２２０２５７号公報）や特許文献３（特許第５３９９６７６号公報）には、丸パイプハウスを並列した例（図８参照）が開示されている。
栽培用温室としては、丸パイプフレームの他鉄骨フレームも用いられている。図９（ａ）は、鉄骨フレーム系の連棟タイプのハウスであり、（ｂ）は丸パイプフレーム系の連棟タイプのハウスの例である。

特許第５７９８４６４号公報 特開２００８−２２０２５７号公報 特許第５３９９６７６号公報

１ｈａ以上の栽培面積を保有する大型の栽培ハウスが求められており、本発明は、栽培作業などの管理にも適した大型の栽培ハウスを実現することを目的とする。

１．農業用ハウスであって、鉄骨フレームで形成された部分とパイプフレームで形成された部分とを組み合わせたハイブリッドハウス。
２．鉄骨縦フレームの間隔をパイプ縦フレームの間隔よりも大きく形成したことを特徴とする１．記載のハイブリッドハウス。
３．鉄骨フレーム端部及び／又は中間部に鉄骨フレームを配置したことを特徴とするハイブリッドハウス。
４．出入り口を鉄骨縦フレームで形成された妻面あるいは鉄骨縦フレームの間隔に設けたことを特徴とする３．記載のハイブリッドハウス。
５．鉄骨フレームを支持部として、ハウスの棟方向に架線したことを特徴とする３．又は４．記載のハイブリッドハウス。
６．母屋材あるいは胴縁材がリップ溝形鋼あるいは断面八角形の管材であることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載のハイブリッドハウス。
７．鉄骨フレームで形成された部分を作業機器の展開旋回及び管理作業用部分とし、パイプフレームで形成された部分を栽培用部分とすることを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載のハイブリッドハウス。
８．複数の棟を連接したことを特徴とする１．〜７．のいずれかに記載のハイブリッドハウス。

１．鉄骨フレームで形成された部分とパイプフレームで形成された部分とを組み合わせることによって、鉄骨フレームの強度的特徴とパイプフレームの簡便さの双方を備えた大型の栽培用ハウスを構築することができた。
２．鉄骨フレーム部分は、妻側や中間部などに配置し、鉄骨フレーム部分に外部との出入り口を設けることにより、側面長が１００ｍ以上になる１ヘクタール以上のハウスでも、側面からハウス内部に出入りすることができ、トラクターなどの大型機器の出入り、及び、資材の搬入、出荷作業の効率化ができる。
３．土地形状や道路付き、南北の向きなどの立地条件によって、搬出入などのアクセスと栽培に適したハウスの棟の向きによって、ハウスの形状、規模が限定されることもあるが、出入り口を側面に設置することにより、ハウスの四方に搬出入ルートが確保でき、ハウス設計の自由度が向上する。
４．栽培領域をパイプフレーム部分とし、出入り口や、栽培管理機器の支持部や集荷、一次選別などの作業領域として鉄骨フレーム部分に適している。架線の駆動機構など、強度が必要な構造部を鉄骨フレームで支持することができる。
５．連接したハウスにおいて、隣接部分にパイプ支柱があっても、鉄骨フレーム部分で棟間を移動でき、作業効率とハウス構造の簡便化の両立をはかることができる。
６．作業効率の良い大規模ハウスを低コストで実現することができる。

５棟を連接したハイブリッドハウスの一例を示す。 ５棟を連接したハイブリッドハウスの他の例を示す。 鉄骨フレームハウス部妻面の例を示す図。 境界部の鉄骨フレーム屋根面に施した嵩上げ調整例を示す図。 八角管材の例を示す図。 誘因等設備機器が設置された栽培用ハウス内部の様子を示す図。 パイプフレームハウスの例を示す図。 連棟タイプのパイプフレームハウスの例を示す図。 連棟タイプの鉄骨フレームハウスの例（ａ）、連棟タイプのパイプフレームハウスの例（ｂ）を示す図。 連棟温室の設置例（ａ）、独立した支柱を設けて連接部を構成した例（ｂ）を示す。

本発明は、パイプフレームで構成した部分と鉄骨フレームで構成した部分を組み合わせた農業用のハイブリッドハウスである。
本発明では、特に断らない限り、「パイプフレーム」は、断面円形の通常の丸形温室用に用いられているパイプ材であり、「鉄骨フレーム」は、角柱材あるいはＨ形鋼材であり、三角屋根あるいは丸屋根の温室に用いられている鋼材を意味している。
農業用栽培ハウスは、単なる保温のための温室から、各種の栽培管理機器を装備するようになってきている。栽培方法も作物が自立して生育する方法のほか、トマト、キュウリ、メロンなどをはじめ、誘引などして長期間にわたって、生育・収穫するなど、ハウス栽培に適した手法も進んでいる。
パイプフレームで構成するハウスは、アーチ型に湾曲させたパイプ材を畑に突き刺して、その上をビニルシートで被覆するものであるので、部材構成が少なく、容易かつ簡便、低コストで構築することができ、初期の温室として普及してきた。パイプフレームでは、管理機器や誘引器具などを支える強度が不十分であるので、内部に別途支柱などを立てて、取り付けている。この結果、作業スペース、栽培スペースが制限され、コスト有利性も失われる。ハウスの大型化に対応する大型の農作業機器の活用も制限される。
鉄骨フレームでは高強度のハウスを構築することができるが、パイプフレームに比べて、手間と費用を要する。

本発明は、パイプフレームを主として、一部に鉄骨フレームの部分を形成したハイブリッド構造のハウスによって、ハウスの大型化、ハウス栽培に適した低コストを実現したものである。
鉄骨フレーム部分を出入り口や機器の支持部にすることにより、強度や作業空間とし、パイプフレーム部分を栽培用空間とすることにより、これらの要望を実現するものである。鉄骨フレーム部分を、一方の妻側あるいは中間部、または、複数個所に設けるなど配置の組み合わせは適宜設定する。鉄骨フレーム部分は強度的にコア部となり、外部からの風耐力を向上させ、内部装備の支持部、作業空間を提供する。
柱となる縦フレームは、鉄骨フレームでは、パイプフレームより大きな間隔で配置することができる。広くした鉄骨フレームの間隔を利用して、出入り口を側面部に作ることができ、妻側に限られていた出入りを自由にした。パイプフレームの支柱間隔は、６０〜１００ｃｍであるが、鉄骨フレームの支柱は、１００ｃｍ以上に設定することができ、強度的にも十分に設置することができる。側面長が１００ｍを超えるような長いハウスの場合、出入り口が一方の妻側だけにあったら、日々の収穫作業や管理作業を奥の端まで往復が必要であり、効率が悪くまた、運搬などの労働負担も大きい。側面にアクセスができるようになると作業効率、労働生産性も向上し、栽培面積の増大も可能である。
装備される設備機器類は、二層カーテン、暖房設備、循環ファン、細霧冷房、照明、架線、施肥、灌水、防除など各種あり、温室栽培技術の開発に伴って、高度化している。また、高設栽培台やトラクター、収穫ロボットなどの作業機や設備の導入も必要となり、取扱量の増大により、出荷搬送用の搬送車両の導入も必要となってきている。

図１、２に、５つの棟を連接した本発明のハイブリッドハウスの一例を示す。
図１は、鉄骨フレーム部の屋根形状が丸形の例を示し、図２は鉄骨フレーム部が三角屋根の例を示している。
この例は、第１棟１１ａから第５棟１１ｅまでの５棟の側面をつないで一体化したハイブリッドハウス１である。両端部と中央部に鉄骨フレーム部３、鉄骨フレーム部の間にパイプフレーム部２を配置した例を示している。
鉄骨フレーム部３は主に作業スペースであり、長さは出入り口が形成できる程度の大きさより大きいことが望ましいが、必要以上に大きくする必要はなく、例えば３ｍほどである。鉄骨フレーム部は、少なくとも４本の柱、梁で構成された方形の架構構造を形成しており、自立し、強固なコア構造体を形成する。
パイプフレーム部２は、主に栽培スペースとするので、その長さは、栽培作物や栽培方法、収穫などの作業性などに応じて、設定する。例えば、カーテンや架線を張り調整単位を考慮するなどしてパイプフレーム部の長さを設定する。

第１棟１１ａの鉄骨フレーム部３は、端部鉄骨フレーム部３１ａ、中間鉄骨フレーム部３２ａ、端部鉄骨フレーム部３３ａが設けられている。第２棟から第５棟も同様に３つの鉄骨フレーム部が配置されている。
図の例では、出入り口が妻面側とそれぞれの鉄骨フレーム部の側面に出入り口を設けることができることを示している。妻側出入り口４１、側端部出入り口４２ａ、４４ａ、中間部出入り口４３ａである。門型の枠体を鉄骨に取り付けて、開閉扉を設ける。
第２、第３、第４棟の中間部に設けられた中間鉄骨フレーム部は、作業の他、連通させて、棟間を作業機器が移動できる通路に活用することができる。
パイプフレーム部単位や棟単位で管理を調整して、育成段階や栽培スケジュールに合わせることができる。

一棟の幅は、パイプフレームの幅で限定され、大きなものでも現状では８ｍ程度である。巾方向には、この単位で拡幅する。鉄骨フレームもこのパイプフレームの幅に合わせた、ユニット化を図ることができる。
したがって、本ハイブリッドハウスは、パイプフレームと同じ幅を備えた鉄骨ハウス部分とを規格化して、パイプフレームと組み合わせることにより、構成部品数が簡素化され、設置作業も容易にすることができる。

図３に鉄骨フレーム部妻面５を鉄骨フレーム部の例として示す。
柱鉄骨３４と梁鉄骨３６で連結し、棟頂部と柱鉄骨上端部とを斜材鉄骨３５で連結して、屋根型構造物となる。縦桟を設け中央部に出入り口４を設置する。
柱梁構造で十分な強度を有しており、梁鉄骨や柱鉄骨を利用して、各種器具類の支持部として活用することができる。

パイプフレーム部は、本出願人が提案している特許文献１（特許第５７９８４６４号公報）や、特許文献２（特開２００８−２２０２５７号公報）に開示されている例を用いることができる。
アーチ型に湾曲させたパイプ材を数十センチメートル間隔で立てて骨組みとするものである。パイプ材は、基本的には畑に突き刺すもので、これを横桁で連結し、その上に透明シートを張って、温室を設置する。透明シートで被うには十分な強度であり、改変も容易であり、簡易な栽培用温室として適している。
複数のアーチ型のパイプフレームハウスの側面を合わせた場合、隣接部のパイプの間隔が狭くなり、隣の棟に移動することが困難で、規模拡大のメリットを減殺している。特に、作業員はパイプ材の間をすり抜けても、作業機械の移動が困難であって、妻側の出入り口を経由する必要がある。

鉄骨フレームが三角屋根の温室の場合は傾斜面に嵩上げ部材を設置して、パイプフレームのアーチと鉄骨フレームの傾斜屋根面の形状をなじませて、被覆するシートのパイプフレームハウス部から鉄骨フレームハウス部の移行部とする。嵩上げ部材６を設置した状態の例を図４に示す。屋根の斜材（垂木）３５に高さの異なる嵩上げ用のコマ材６１〜６５を並べて、その上にシートを被覆する。
また丸屋根の場合はパイプフレームのアーチと鉄骨フレームの円弧面の形状をなじませることができるため嵩上げ部材を用いることなくビニールフィルムを展張することができる。

母屋材あるいは胴縁材には、リップ溝形鋼あるいは断面八角形の管材などが使用できる。
母屋材あるいは胴縁材として断面八角形の管材（図５参照）を用いる場合は、各種の器具類が取り付け容易であり、位置合わせ、緊締、着脱などに適している。温室用八角パイプ管材は、本出願人が特開２０１５−３９３５８号公報に提案したものを用いることができる。
断面八角形の管材は、外面と内面が八角形である。八角形とすることにより、四方八方からの応力に対して均等に対応できると共に、面を利用して、方向性を出すことができる。例えば、接合部材として、八角形の外面に挿入される内面八角の鞘管による長手方向の接合は、相互の捻れが防止され、方向性を特定することができる。肩部ジョイント部材に見られるように、鞘管の外面に結合片を溶接することが容易にできることとなり、結合片の方向も特定することができる。丸管の場合は、溶接が線上になり、溶接がむずかしく、かつ、挿管しても回転するので、安定に欠ける。
また、管材同士の結合においてもクランプ材の廻り止めできる。

図６に栽培ハウス内に縦横に配置した支持材に架線や誘引線、カーテン類を備えた状況を示す。作物を誘引する紐類やネット類は大変数も多く、つる性のキュウリ、メロン、トマトなどでは、植物体の重量も加わって、総負荷はとても大きくなる。これらの装備をパイプフレーム単体に支持させることは困難で、現状では、ハウスのフレーム材とは別にこれら設備機器用に支持構造を準備している。図６（ａ）はナス栽培の誘引状態を示す例であり、図６（ｂ）は照明や撒布、空調、ボイラー、移動、などを含む水耕栽培システムを示している。このように、ハウス栽培は、栽培方法により装備化されている。
パイプフレーム温室では、架線に加わる重みに負けて傾かないようにしっかりと建てこむ必要があり、取り外しが困難となり、作業性が低下し、パイプフレームの簡便性と、低コスト性が損なわれることとなっている。
本発明では、強度的な要求に対しては、鉄骨フレーム部が担当するので、パイプフレーム部では、中継用の補助支柱を設ければ十分である。補助支柱は、撤去、再設置が容易であり、栽培条件などによって、柔軟に対応できることとなる。

温室内カーテン装置として本出願人が提案した特開２００７−２５２２０１号公報を例示することができる。駆動軸を棟方向に設け、支柱構造を配置して開閉操作できるカーテン装置の例である。このカーテン装置では、駆動軸の両端を鉄骨フレーム部に取り付けることができる。

１ ハイブリッドハウス
２ パイプフレーム部
３ 鉄骨フレーム部
４ 出入り口
５ 鉄骨フレーム部妻面
６ 嵩上げ部材

Claims (8)

1. 農業用ハウスであって、鉄骨フレームで形成された部分とパイプフレームで形成された部分とを組み合わせたハイブリッドハウス。
2. 鉄骨縦フレームの間隔をパイプ縦フレームの間隔よりも大きく形成したことを特徴とする請求項１記載のハイブリッドハウス。
3. 鉄骨フレーム端部及び／又は中間部に鉄骨フレームを配置したことを特徴とするハイブリッドハウス。
4. 出入り口を鉄骨縦フレームで形成された妻面あるいは鉄骨縦フレームの間隔に設けたことを特徴とする請求項３記載のハイブリッドハウス。
5. 鉄骨フレームを支持部として、ハウスの棟方向に架線したことを特徴とする請求項３又は４記載のハイブリッドハウス。
6. 母屋材あるいは胴縁材がリップ溝形鋼あるいは断面八角形の管材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッドハウス。
7. 鉄骨フレームで形成された部分を作業機器の展開旋回及び管理作業用部分とし、パイプフレームで形成された部分を栽培用部分とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のハイブリッドハウス。
8. 複数の棟を連接したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のハイブリッドハウス。