城市植物工廠現狀以及未來發展趨向

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

人造光工廠最重要的特點是完全封閉，由于多階段栽培，每單位面積生產力高。另外由于生長周期可以縮短，外部環境影響較小，環境控制相對容易。即可以精確地控制栽培室內部的溫度，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。

1 在韓國植物工廠的實例分類和特點

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構，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，而空調和病蟲害流入防止設施對于生產不含殺蟲劑的環保作物是重要的。建筑玻璃窗戶被安裝用于觀察，通風，通風和自然光線，但是它們惡化了不通過室內空氣或氣體的特性。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。空調系統具有控制溫度和濕度的清潔功能，以及控制風速的通風功能。為了減少能源消耗，創造一個適合種植農作物的室內環境，熱環境和空氣環境是相互聯系的。

防蟲害防治設施包括消毒設施和攔截設施。密封建筑物的縫隙，排水口，通風口等，阻擋昆蟲流入路徑?？梢园踩行У貜呐_風，洪澇，干旱等氣象災害中進行培育，可以在大城市種植農作物。低運輸成本。建筑型植物工廠由于初期建設成本高，所以需要投資選擇性設施，可利用現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經濟[1]。

1.2 容器類型

集裝箱工廠是適應冷凍集裝箱的植物栽培的結構。通常，冷凍容器被用于在鋼板之間運輸冷凍，冷藏產品，聚氨酯泡沫厚度70～120mm，注入絕緣環繞處處絕熱性能優異。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行改造。使用聚苯乙烯泡沫塑料，玻璃棉等作為絕熱材料內壁通過增加反射率來提高光利用效率。集裝箱左右兩側安裝養殖架，養分供應循環系統，空調，熱交換器，光源，環境控制裝置等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。可以提供每天每個人吃50g新鮮蔬菜。還有容器型、太陽光型等分類。

2 新材料新技術與示例的方案

自然采光的導入，自然光是一種將太陽能吸引到所需位置的技術（太陽能電池，太陽能鍋爐，地下，室內）它可以解決在大城市建筑密集建筑物內部陽光不足的問題（由于人口集中和建筑物高層的整合）使城市環境更加舒適，實現連接地下和地下的能源零度建設是一項非常重要而有益的技術。特別是最近快速進入老齡化社會，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量的背景下，未來居住空間超越了簡單的建筑功能，重點是保持使用者身心的穩定，保持愉快的生活。為了營造健康的室內，室內環境內綠色的植物的存在的必須性，在數千年以來，人們生活的環境最離不開的光，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，所以在室內環境中最健康的就是直接導入太陽光即導入自然光，只有當你點亮它時，才能創造出最健康的室內環境，自然光是實現它的最重要的功能。

3 未來的展望

全世界正在經歷環境惡化，人口增加，糧食生產日漸高產化。農村農業生產發展不不再能滿足現代高速發展的時代。從已經完成的四次工業革命發展來看，城市中植物工廠建立解決了遠距離運輸，適應當今高速高效的社會節奏，在受污染的城市環境中為工廠和環境提供了健康食品而做好準備，來應對第六次工業革命。

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