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イチゴの生育において、夏期の気温が高すぎると、花芽分化や受粉、果実肥大、最終的な果実品質に悪影響を及ぼします。 温室 温度管理のため、多くの温室ではファン、冷却パッド、ミストシステム、またはその他の冷却装置が用いられています。
こうした装置は確かに温度を効果的に低下させますが、運転時間を長くすればするほど、電力消費量と生産コストも増加します。能動的な冷却装置への依存に加えて、温室の建設段階で光学的・断熱的特性に適したポリカーボネート板や温室用フィルムを選定することも有効です。これらの材料は太陽放射による熱の蓄積を抑え、温室の昇温速度を緩やかにし、冷却装置の負荷を軽減します。
1．なぜ温室の温度は簡単に高くなってしまうのか？
まず、太陽光が温室に入射すると、その一部が植物や土壌、栽培トレイ、設備などに吸収され、熱エネルギーに変換されます。温室内部の空気の流れや熱の排出速度は限られているため、熱が蓄積し続け、結果として室内温度が上昇します。
したがって、温室の高温化は単に外気温の高さだけによるものではなく、温室自体がどれだけの太陽エネルギーを透過させるか、および発生した熱を適切なタイミングで排出できるかにも大きく関係しています。被覆材は温室の外周部に設置されていますが、太陽放射の入射量と入射形態を決定するため、その後の冷却設備が処理すべき熱量にも直接影響を与えます。
2温室被覆材において、冷却に関連するどの特性に着目すべきか？
温室の温度を下げ、ファンや冷却パッドなどの設備の運転時間を短縮することを目的とする場合、ポリカーボネート板や温室用フィルムを選ぶ際に、厚さや価格、商品名だけに注目してはいけません。代わりに、以下の特性に特に注意する必要があります。
1．太陽光透過率
2．光拡散性能
3．太陽光反射率
4．近赤外域熱放射制御性能
5．断熱性能
6．換気装置および外部日よけシステムとの適合性
光透過率が高すぎると、過剰な太陽放射が温室内部へ侵入し、低すぎるとイチゴの光合成に悪影響を及ぼす可能性があります。したがって、材料には、有効な光量と温度制御の両方をバランスよく実現する性能が求められます。
光拡散性能により、直射日光の一部を散乱させ、葉や果実の表面に集中する強い光を低減できます。反射性能により、太陽放射の一部を温室の外へと反射させることができます。近赤外線制御は、主に熱に変換されやすい太陽放射を対象としています。
3．ポリカーボネート板は、どのようにして温室の熱負荷を低減できるか？
ポリカーボネート板は、その板構造、光透過率、光拡散性能、および断熱性能を通じて、主に温室の温度に影響を与えます。
プロジェクトが夏の気温が高く、太陽放射が強い地域に位置している場合、以下の点に特に注意してください。
1．当地の日照条件に合った光透過率；
2．直射日光の分布を改善できる光拡散性能；
3．近赤外線による熱放射の制御；
4．中空構造による断熱性能；
5．屋根換気および外部日よけシステムとの互換性。
ポリカーボネートパネルと温室用フィルムの違いは、必ずしも夏季の冷却効果として現れるわけではありません。例えば、ポリカーボネートパネルで被覆した温室と二重層ポリエチレンフィルムで被覆した温室を比較した試験では、夜間加温条件下において、ポリカーボネート温室の総熱エネルギー消費量が、二重層ポリエチレンフィルム温室に比べて約27.89％低かったことが示されています。これは、ポリカーボネートパネルの断熱性能の優位性が、熱交換の低減や冬季の保温性向上といった形でより顕著に表れることを意味します。すなわち、ポリカーボネートパネルを用いれば、必ずしも夏季の気温が温室用フィルムよりも常に低くなると単純に理解してはなりません。
4．温室用フィルムは、どのように夏季の気温低下に貢献するか？
温室用フィルムは機能が多様であるため、選定の際には厚さや価格だけに注目してはいけません。たとえば、プロジェクトの目的が夏期の冷却および電力消費の削減にある場合、以下のタイプのフィルムを特に重視する必要があります。
1．散光フィルム
散光フィルムは直射日光の一部を散乱させ、光がイチゴの冠層内に均一に届くようにします。
ある温室での試験では、ヘイズ値が約20％および29％の散光フィルムが使用されました。その結果、これらのフィルムにより、作物の冠層内の光の縦方向・横方向分布が改善され、葉温が低下することが確認されました。試験では、いくつかの測定点で葉温と空気温度の差が約2.64 ℃ となり、対照区（非散光フィルム）の約4.08℃と比較して低減しました。 ℃ 他の被覆条件の下でのC。これは、散光フィルムの価値が室内気温の低減にとどまらないことを示しています。葉や果実表面の局所的な熱ストレス低減にも寄与します。
2．反射・遮光フィルム
反射フィルムは、日射が強く、夏季の気温が著しく高い地域に適しています。
乾燥地帯で実施された温室比較試験では、反射フィルムを用いた場合、従来のPEフィルムと比べて正午時の室内気温が約3 ℃ ℃低下しました。
3．近赤外線カットフィルム
近赤外線カットフィルムの主な目的は、単に可視光を減らすことではなく、温室内部へ侵入して熱に変換されやすい近赤外線放射量を低減することにあります。
近赤外線制御フィルムに関する温室試験の結果によると、近赤外線制御PEフィルムを用いた場合、温室の気温が最大で約2 ℃ Cは、従来の被覆フィルムと比較して、夏季の熱負荷をより効果的に制御できる。
別の温室エネルギー消費シミュレーションでは、被覆材が近赤外線放射をすべて反射すると仮定した場合、夏季の正午における温室内の空気温度は約2 ℃ ℃低下し、冷却負荷は最大50％削減された。ただし、この結果は特定のモデル条件に基づくものであり、実際の性能は温室の構造、換気、日よけ、および作物の葉群（キャノピー）などに影響を受ける。
4．断熱フィルム
断熱フィルムは主に夜間の温室からの熱損失を低減するために用いられ、昼夜の温度変動の緩和にも寄与する。
冬期の断熱性と夏期の運転コストを両立させる必要があるプロジェクトに適しています。ただし、主な課題が夏期の高温である場合、フィルムの断熱性能のみに注目するのは避けましょう。太陽光の透過率や光の拡散性能、近赤外線の制御性能も併せて検討する必要があります。
5．被覆材は設備の電力消費をどのように削減できるか？
被覆材は、温室への熱流入量を制限することで、熱負荷の一部を発生源で低減します。
その動作原理は以下の通りです。
太陽放射の流入量を減少 → 室内への熱蓄積を抑制 → 温室内の温度上昇速度を遅延 → 最高温度を低下 → 冷房設備の運転負荷を軽減
上記のデータから、被覆材が確かに冷却負荷に影響を与えることがわかります。ただし、すべてのプロジェクトで同様の結果が得られるとは限りません。温室の面積、換気効率、外部日除け、外気温度、日射量、イチゴの栽培密度など、さまざまな要因が最終的な結果に影響します。
電力削減効果を正確に評価したい場合は、以下の項目も併せて監視することをお勧めします。
- 温室内外の温度；
- 正午時の最高気温；
- 日射強度；
- 送風機および冷却パッドの運転時間；
- 冷却設備の消費電力；
6．プロジェクトの気候に応じた被覆材の選定方法
夏期の気温が高く、日射が強い地域では、被覆材の光拡散性、反射性、近赤外線制御性能を重視し、外部日除けや屋根換気システムと組み合わせて使用してください。
夏期に冷房が必要な一方で、日照が十分でない地域では、過度な日よけを避ける必要があります。比較的高い有効光透過率と優れた光拡散性能を備えた材料を、優先的に検討してください。
通年運転するイチゴ用温室では、夏期の冷却と冬期の保温の両方を評価する必要があります。構造的な安定性や熱交換制御を重視するプロジェクトには、多層ポリカーボネート板がより適しています。一方、季節に応じて被覆性能を調整したり、初期投資を抑えたり、後続の交換を容易にしたいプロジェクトには、多層機能フィルムがより適しています。
イチゴの温室栽培業者にとって、被覆材は建設コストだけでなく、その後の温度管理、冷却設備の運転時間、長期的な電気料金にも影響します。適切な被覆材は、活性冷却設備を完全に代替することはできませんが、温室への熱の流入を抑制し、温室の温度上昇速度を遅らせ、設備の運転負荷を軽減することで、より省エネルギーで安定したイチゴ温室の構築を支援します。
FZYは、各地域の気候条件、イチゴ栽培の要件、および温室の運用方法を踏まえ、 温室 被覆材、換気システム、外付け日除け、冷却設備がどのように連携して機能するかを包括的に評価し、長期運用に適した温室ソリューションをご提案します。