JP2021121225A - 鉄骨とパイプのハイブリッドハウス - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
棟の端部及び/又は中間部に鉄骨フレームが配置されており、
鉄骨フレーム形成された部分には、屋根の斜材(35)にパイプフレームのアーチの形状に沿う移行部(嵩上げ用コマ6を配置)が形成されていることを特徴とするハイブリッドハウス。
2.鉄骨フレームで形成された部分の縦フレームの間隔をパイプフレームで形成された部分の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.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1.又は2.記載のハイブリッドハウス。
4.農作業機が出入りできる出入り口を鉄骨フレームで形成された部分に設けたことを特徴とする1.〜3.のいずれかに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1.〜4.のいずれかに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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 農業用ハウスであって、棟方向に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であって、
棟の端部及び/又は中間部に鉄骨フレームが配置されており、
鉄骨フレーム形成された部分には、屋根の斜材にパイプフレームのアーチの形状に沿う移行部が形成されていることを特徴とするハイブリッドハウス。 - 鉄骨フレームで形成された部分の縦フレームの間隔をパイプフレームで形成された部分の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。
- 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請求項1又は2記載のハイブリッドハウス。
- 農作業機が出入りできる出入り口を鉄骨フレームで形成された部分に設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハイブリッドハウス。
- 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1〜4のいずれかに記載のハイブリッドハウス。
- 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。
- 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。
- 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。
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