城市植物工廠現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨向

張 武 曹禎烱

（Pukyong National University 韓國釜山）

目前韓國的植物工廠在韓國相關(guān)的技術(shù)水平還不足以達(dá)到世界最高水平（100%）僅僅占50%左右的技術(shù)水平，具體來說，韓國植物工廠的設(shè)備水平是51.2～58.0%，環(huán)境與生物控制系統(tǒng)是51.9～61.9%，人工照明是50%左右的技術(shù)水平，栽培與水培系統(tǒng)是62.3～64.3%，播種與育苗系統(tǒng)是66.5%，與此之外植物工廠還處于技術(shù)不足時期，然而植物工廠的核心是植物生長環(huán)境模擬系統(tǒng)。即人造光源。人造光源是一種人工控制封閉空間環(huán)境的設(shè)施，利用人造光代替日光，利用水和營養(yǎng)物質(zhì)培育作物。換句話說，它是提供了一個適合于植物栽培的人造環(huán)境，通過將結(jié)構(gòu)外部的光和熱能絕緣隔絕。

人造光工廠最重要的特點(diǎn)是完全封閉，由于多階段栽培，每單位面積生產(chǎn)力高。另外由于生長周期可以縮短，外部環(huán)境影響較小，環(huán)境控制相對容易。即可以精確地控制栽培室內(nèi)部的溫度，并且可以任意地控制白天（特定時間段）和夜間（記憶）之間的時間段。

以下是工廠的類型和特點(diǎn)。

1 在韓國植物工廠的實(shí)例分類和特點(diǎn)

1.1 建筑類型

建筑型植物工廠是由屋頂和四面墻組成的結(jié)構(gòu)，如房屋或辦公室，氣密性和隔熱性對于有效的冷卻和加熱是重要的，而空調(diào)和病蟲害流入防止設(shè)施對于生產(chǎn)不含殺蟲劑的環(huán)保作物是重要的。建筑玻璃窗戶被安裝用于觀察，通風(fēng)，通風(fēng)和自然光線，但是它們惡化了不通過室內(nèi)空氣或氣體的特性。很多需要加熱和冷卻建筑物，并通過窗口從外面爬上在建筑物內(nèi)的暖空氣對流由太陽能光入射降低了冷卻效率的能量。

植物工廠內(nèi)濕度高于一般建筑物，外部溫度較低時會形成露水。因此施工時不可能建一個窗戶，如果不可避免地要建一個窗戶，要求有足夠的絕緣措施?？照{(diào)系統(tǒng)具有控制溫度和濕度的清潔功能，以及控制風(fēng)速的通風(fēng)功能。為了減少能源消耗，創(chuàng)造一個適合種植農(nóng)作物的室內(nèi)環(huán)境，熱環(huán)境和空氣環(huán)境是相互聯(lián)系的。

防蟲害防治設(shè)施包括消毒設(shè)施和攔截設(shè)施。密封建筑物的縫隙，排水口，通風(fēng)口等，阻擋昆蟲流入路徑?？梢园踩行У貜呐_風(fēng)，洪澇，干旱等氣象災(zāi)害中進(jìn)行培育，可以在大城市種植農(nóng)作物。低運(yùn)輸成本。建筑型植物工廠由于初期建設(shè)成本高，所以需要投資選擇性設(shè)施，可利用現(xiàn)有建筑物和空置公共建筑物的閑置空間而不是新建筑物也是有效的可循環(huán)經(jīng)濟(jì)[1]。

1.2 容器類型

集裝箱工廠是適應(yīng)冷凍集裝箱的植物栽培的結(jié)構(gòu)。通常，冷凍容器被用于在鋼板之間運(yùn)輸冷凍，冷藏產(chǎn)品，聚氨酯泡沫厚度70～120mm，注入絕緣環(huán)繞處處絕熱性能優(yōu)異。由于一般貨物集裝箱采用傳熱快的鋼材制造，因此有必要對冷熱集中的隔熱處理進(jìn)行改造。使用聚苯乙烯泡沫塑料，玻璃棉等作為絕熱材料內(nèi)壁通過增加反射率來提高光利用效率。集裝箱左右兩側(cè)安裝養(yǎng)殖架，養(yǎng)分供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)，空調(diào)，熱交換器，光源，環(huán)境控制裝置等3～4個階段。集裝箱式工廠受初始投資的威脅較小，使用方便，不需要安裝，只有在供水和供水時才能使用，用于推廣和研究。在韓國南部世宗站的20英尺集裝箱工廠里，加入了LED和熒光燈的混合物，植物的頂端生長著蔬菜，中間的葉子生長著葉菜，底層的植物長出了嫩芽蔬菜?？梢蕴峁┟刻烀總€人吃50g新鮮蔬菜。還有容器型、太陽光型等分類。

2 新材料新技術(shù)與示例的方案

自然采光的導(dǎo)入，自然光是一種將太陽能吸引到所需位置的技術(shù)（太陽能電池，太陽能鍋爐，地下，室內(nèi)）它可以解決在大城市建筑密集建筑物內(nèi)部陽光不足的問題（由于人口集中和建筑物高層的整合）使城市環(huán)境更加舒適，實(shí)現(xiàn)連接地下和地下的能源零度建設(shè)是一項(xiàng)非常重要而有益的技術(shù)。特別是最近快速進(jìn)入老齡化社會，社會成員需要的居住模式和溝通水平不同，在提高健康社會生活質(zhì)量的背景下，未來居住空間超越了簡單的建筑功能，重點(diǎn)是保持使用者身心的穩(wěn)定，保持愉快的生活。為了營造健康的室內(nèi)，室內(nèi)環(huán)境內(nèi)綠色的植物的存在的必須性，在數(shù)千年以來，人們生活的環(huán)境最離不開的光，人們一直以來都在模擬太陽光來制造出來的人工光，人工光卻也不能超越太陽光的存在，所以在室內(nèi)環(huán)境中最健康的就是直接導(dǎo)入太陽光即導(dǎo)入自然光，只有當(dāng)你點(diǎn)亮它時，才能創(chuàng)造出最健康的室內(nèi)環(huán)境，自然光是實(shí)現(xiàn)它的最重要的功能。

3 未來的展望

全世界正在經(jīng)歷環(huán)境惡化，人口增加，糧食生產(chǎn)日漸高產(chǎn)化。農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展不不再能滿足現(xiàn)代高速發(fā)展的時代。從已經(jīng)完成的四次工業(yè)革命發(fā)展來看，城市中植物工廠建立解決了遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，適應(yīng)當(dāng)今高速高效的社會節(jié)奏，在受污染的城市環(huán)境中為工廠和環(huán)境提供了健康食品而做好準(zhǔn)備，來應(yīng)對第六次工業(yè)革命。

[1]Takamasamoto“Status of the Development of Complete Controlled Plant－Factory”Electronicengneering，2008，8：64～68.