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封闭型LED植物工厂的设施分类及技术比较

2015-11-02 11:10
铁马老言
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  经过多年探索和发展,我国封闭型植物工厂无论在材料、装置和技术都取得了快速进步,生产产量成数倍增长。随着植物工厂技术不断完善和提高,甚至有微型化、迷你型植物工厂已应用于人们生活的各种环境,植物工厂已无处不在。

  1、封闭型植物工厂设施分类

  1.1 闲置的厂房和地下室

  当前,几乎每个地方都出现了闲置的房屋、厂房、停车场和地下室, 植物工厂是利用这些闲置资源并创造更高价值的最佳选择。把这些闲置地资源改造成封闭型植物工厂,进行高产量、高品质、高效益植物生产,既盘活了闲置资源又降低了成本,并且创造出很高的价值,可谓一举多得。

  1.2 废旧的集装箱

  我国每年都有大量集装箱淘汰弃用,把这些废旧的集装箱改造成人工光封闭型植物工厂,也是提高资源利用率的新举措。集装箱有各种不同规格,长度一般5~12 m,高和宽相差无几,一般都在2~3 m。利用废旧集装箱改建的人工光封闭型植物工厂,具有密封性好、安全度高、景观性、整体性、结构性好,温度便于控制、移动方便、使用期长、环境适应性强等特点。单箱可以成为独立的植物工厂,多个也可以组成大型植物工厂,多个叠加可以形成高楼式植物工厂。

  1.3 泡沫板房

  用泡沫夹心板为材料建设的人工光型植物工厂,具有材质轻、成本低、工期短、封闭性好等优点,还能做到大、小、高、低任意自如,便于内部设施的建设规划,广泛受到植物工厂建设者青睐。

  1.4 充气膜

  充气膜是一种在以高分子材料(高强度碳纤维和气凝胶制成的薄膜制品) 充入空气后而形成的全封闭性结构空间。在这样结构空间中建设的高层次立体植物栽培系统,就叫充气膜封闭型植物工厂。这种充气膜是膜轻型空间结构的重要分支,具有多种丰富多彩的造型,可建成占地面积20 hm2 以上、高度达40 m以上的巨型充气膜温室,具有优异的建筑特性、结构特性和适宜的经济性。充气膜结构是一个相对密闭的空间结构,有别于传统的空间结构,它通过风机向结构内部鼓风送气,使膜结构内外保持一定的压力差,以保证膜结构体系的刚度和维持所设计的形状。

  充气膜具有丰富多彩的造型,充气屋是将充气膜设计成屋的形状。这种充气屋的材料是高强度碳纤维、气凝胶膜和空气,外面以太阳能为能源,内部是信息智能化和植物工厂系统设施,中间是空气。这样的充气屋封闭型植物工厂,具有成本低、密封性强、整体性好、使用方便等优点。

  1.5 太空气密膜

  多年来,前苏联在“礼炮”号和“和平”号空间站,多次进行了植物栽培和粮食作物生产长期实验,从培植小球藻等藻类实验到各种花卉、蔬菜和粮食作物,让这些植物在太空经历了从播种到收获的全过程,且已取得了突破性进展;在“和平”号空间站上已经培育了上百种植物,并成功地种植了小麦等粮食作物。

  我国在全封闭的“天宫一号” 中实验种植植物也获得成功。我国科学家张懋取得了“太空魔方充气居住屋”发明专利,这个太空小屋墙面壳体由1层或多层类似于太空服材料的高强度气密膜组成;气密膜有不透明或透明两种,可以使多个小屋彼此被牢固地连接,并保持全封闭气密状态,其充满氮气,与金属性太空飞行器相比,具有重量轻、成本低、安全性高、抗温性好、抗压性强等特点,是未来开发利用太空资源、建设太空植物工厂、成为生命保障系统的重要器材和设施。

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