本發(fā)明涉及為了在農(nóng)業(yè)用塑料大棚中提高保溫性而使用的雙層透光薄膜或者透光板的包覆結(jié)構(gòu)。所謂的薄膜或者板僅厚度與硬度存在不同，在隔絕空氣而能夠使光大概透過(guò)的功能方面沒(méi)有區(qū)別，在本說(shuō)明書(shū)中，在使用“薄膜”這樣的表達(dá)時(shí)，也包含所謂的“板”的情況。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)用塑料大棚雖然是指通過(guò)使透明的塑料薄膜(乙烯薄膜)在由金屬等構(gòu)成的框架上展開(kāi)，困住太陽(yáng)熱從而對(duì)大棚內(nèi)部進(jìn)行保溫，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，或錯(cuò)開(kāi)收獲時(shí)期，由此實(shí)現(xiàn)高價(jià)交易，但是在僅有一片薄膜的情況下，由于薄膜的熱傳導(dǎo)，導(dǎo)致夜間大棚內(nèi)的氣溫降低至與外部氣溫幾乎相同，無(wú)法充分地實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。因此進(jìn)行如下操作：將兩片薄膜重疊展開(kāi)，并使它們之間具有一定程度的厚度的空氣層，由此將兩片薄膜之間的空氣作為隔熱層從而構(gòu)筑保溫性良好的塑料大棚。作為其以往技術(shù)，包括：如專利文獻(xiàn)1那樣地，為了拉開(kāi)雙層薄膜，而雙層地設(shè)置薄膜固定部件，分別地拉開(kāi)薄膜而形成隔熱層的方法；此外，如專利文獻(xiàn)2那樣地，在雙層薄膜之間通過(guò)電動(dòng)風(fēng)扇送風(fēng)，由此形成隔熱層的方式；將預(yù)先在具有一定厚度的框架上展開(kāi)雙層薄膜而得到的面板安裝在農(nóng)業(yè)用大棚的屋頂表面的專利文獻(xiàn)3等。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本國(guó)特開(kāi)2008－5798號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本國(guó)特開(kāi)2012－75405號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本國(guó)特開(kāi)2014－217377號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

使用這些的雙層透光薄膜的農(nóng)業(yè)用大棚，雖然保溫性非常良好，但是因?yàn)楸蝗∪氲酱笈飪?nèi)的光量降低，所以存在作物的光合作用量減少，即便能夠確保溫度收獲量也會(huì)減少，或者徒長(zhǎng)而抗害蟲(chóng)能力變?nèi)踹@樣的問(wèn)題。

其主要原因是，由于2片透光薄膜、合計(jì)4個(gè)折射面中的菲涅爾反射光，光線透過(guò)率會(huì)降低。特別是在冬季太陽(yáng)高度較低的季節(jié)里，因?yàn)楣庀蛲腹獗∧と肷涞娜肷浣亲兇?，所以菲涅爾反射率變高，光線透過(guò)率顯著下降。使用折射率n＝1.52的透光薄膜(農(nóng)業(yè)用聚烯烴類特殊薄膜)，在假設(shè)冬季的光線入射角θ1＝75°時(shí)，雙層薄膜的光線透過(guò)率低于40％(圖4)。

此處，從以往就公知以下內(nèi)容：作為大棚的建造方向，通過(guò)將屋頂?shù)睦饩€方向設(shè)為東西方向(之后稱為東西梁)，能夠使向薄膜入射的光線入射角變得在所有的季節(jié)中都比屋頂?shù)睦饩€方向?yàn)槟媳狈较?之后稱為南北梁)的大棚的光線入射角小，所以菲涅爾反射率降低，能夠提高大棚整體的平均光透過(guò)率(圖5)。

但是，在該方法中，雖然南面屋頂?shù)耐队安糠州^亮，但是北面屋頂?shù)耐队安糠肿儼担创嬖诖笈飪?nèi)的亮度不均勻而出現(xiàn)生長(zhǎng)不均這樣的問(wèn)題。

用于解決上述技術(shù)問(wèn)題的手段

通過(guò)將東西梁作為具有雙層透光薄膜的大棚的建造方向，入射角變得比以南北梁作為大棚的建造方向時(shí)的入射角小，所以菲涅爾發(fā)射率降低，能夠提高雙層透光薄膜整體的光透過(guò)率。另一方面，為了解決由于東西梁產(chǎn)生的大棚內(nèi)的亮度不均勻而出現(xiàn)生長(zhǎng)不均這樣的問(wèn)題，使用光擴(kuò)散薄膜，由此能夠降低大棚內(nèi)的亮度不均勻，所述光擴(kuò)散薄膜具有如下的擴(kuò)散角：透過(guò)南面屋頂?shù)墓鈱?duì)應(yīng)地覆蓋北面屋頂?shù)耐队安糠帧?/p>

發(fā)明效果

若使用本發(fā)明，因?yàn)槟軌蛟诙咎岣唠p層透光薄膜的保溫性，并且大棚內(nèi)的光強(qiáng)度也較高且均勻地被維持，所以能夠利用無(wú)加溫或者小型的取暖機(jī)或者少量的燃料實(shí)現(xiàn)各種作物的最優(yōu)生長(zhǎng)環(huán)境，較高地維持收獲量，因此非常有益于農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)，并且能夠經(jīng)營(yíng)從全球變暖等的地球環(huán)境的觀點(diǎn)來(lái)看也很有意義的設(shè)施園藝。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的農(nóng)業(yè)用大棚即在金屬框架上平面狀地展開(kāi)薄膜的平張型大棚的圖。

圖2是并排設(shè)置在該農(nóng)業(yè)用大棚的屋頂表面上的面板部件的立體圖。

圖3是該面板部件的要部側(cè)視圖。

圖4是大棚內(nèi)采入的采光量因光線的入射角不同而產(chǎn)生的變化(po薄膜的情況)。

圖5是屋頂?shù)睦饩€方向?yàn)槟媳狈较虻拇笈?南北梁)與東西方向的大棚(東西梁)的圖。

圖6是大棚的各建造方向的各自的單層以及多層薄膜的光線透過(guò)率隨季節(jié)而變化的圖。

圖7是本發(fā)明的多層薄膜東西梁的南面屋頂與北面屋頂，在每個(gè)季節(jié)的中天附近的時(shí)刻中的光線透過(guò)率的圖。

圖8是示出建造為東西梁的大棚中的冬季的亮暗分布的圖。

圖9是示出建造為東西梁的大棚中的夏季的亮暗分布的圖。

圖10是建造為東西梁的大棚中的、南面屋頂與北面屋頂各自的透過(guò)率與投影面積加權(quán)平均透過(guò)率的值。

圖11是示出因薄膜而散射的光的前進(jìn)方向的圖。

圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的簾子的收納與展開(kāi)的2種關(guān)系的圖。

圖13是示出該簾子的收納位置的圖。

圖14是示出相對(duì)于圖13對(duì)比來(lái)說(shuō)簾子的收納位置的圖。

具體實(shí)施方式

(實(shí)施方式1)。

圖1示出被稱為平張型大棚、在金屬框架上平面狀地展開(kāi)薄膜的類型的農(nóng)業(yè)用大棚。圖2是并排設(shè)置在該農(nóng)業(yè)用大棚的屋頂表面上的面板部件的立體圖，圖3是該面板部件的要部側(cè)視圖。

如圖1所示，在農(nóng)業(yè)用大棚(以下稱為大棚)的屋頂表面上，并排設(shè)置有多個(gè)屋頂面板部件1。屋頂面板部件1由農(nóng)業(yè)大棚結(jié)構(gòu)部件2支承。

如圖2所示，屋頂面板部件1具有形成外框的長(zhǎng)方形的框架部件3。在框架部件3的內(nèi)部，根據(jù)需要設(shè)置木條作為加強(qiáng)部件。在框架部件3的兩面，展開(kāi)有如圖3所示的光擴(kuò)散透光薄膜4、5。

在配置于框架部件3的一側(cè)的表面的光擴(kuò)散透光薄膜4與配置于框架部件3的另一側(cè)的表面的光擴(kuò)散透光薄膜5之間，形成有空氣隔熱層。

另外，在以下的實(shí)施方式中，雖然使用光擴(kuò)散透光薄膜4、5進(jìn)行說(shuō)明，但是也可以使用雙層的光擴(kuò)散透光板代替光擴(kuò)散透光薄膜4、5。

此外，也可以在框架部件3的一側(cè)的表面使用光擴(kuò)散透光薄膜4，在另一側(cè)的表面使用透光薄膜，或者在框架部件3的一側(cè)的表面使用透光薄膜，在另一側(cè)的表面使用光擴(kuò)散透光薄膜5。

在光擴(kuò)散透光薄膜4、5中，能夠使用光擴(kuò)散角度的半值角為5度到50度的梨皮薄膜。

在使用折射率n＝1.52的農(nóng)業(yè)用聚烯烴類特殊薄膜，屋頂?shù)膬A斜為一般的27°的情況下，能夠得到如圖6那樣的每個(gè)季節(jié)的光線透過(guò)率的計(jì)算值。圖6中縱軸的透過(guò)率是指南面屋頂?shù)耐高^(guò)率×地面投影面積與北面屋頂?shù)耐高^(guò)率×地面投影面積的平均值，能夠考慮到取入到大棚內(nèi)的光的總量。根據(jù)圖6，雖然若將保溫性較高的多層薄膜建造在南北梁上，則冬季的光線透過(guò)率低于40％，但是若將保溫性較高的多層薄膜建造在東西梁上，則冬季的光線透過(guò)率為56％，高于南北梁的單層薄膜的大棚的光線透過(guò)率。

另一方面，若將保溫性較高的多層薄膜建造在東西梁上，則南面屋頂?shù)耐高^(guò)率與北面屋頂?shù)耐高^(guò)率不同，在大棚內(nèi)產(chǎn)生明亮處與陰暗處的不均。雖然在圖7中示出每個(gè)季節(jié)的南面屋頂與北面屋頂?shù)耐高^(guò)率的差，但是特別是在冬季北面屋頂?shù)耐高^(guò)率大幅度地降低，明暗(亮暗)之差變得明顯。但是，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明通過(guò)使用梨皮薄膜能夠大幅度地減輕該問(wèn)題。

圖8以及圖9示出其原理。如圖8相對(duì)于圖9所示，冬季太陽(yáng)高度較低，因?yàn)樵诒泵嫖蓓數(shù)膬A斜角度中，光線是以非常大的入射角入射至薄膜中，所以北面屋頂?shù)耐高^(guò)率大幅度地降低，同時(shí)北面屋頂?shù)耐队懊娣e也減少，在南面屋頂?shù)睦嫫け∧ぶ袛U(kuò)散的光(圖中2’、2”、3’、3”的光線)能夠充分地到達(dá)北面屋頂?shù)耐队安糠郑虼嗣靼抵畋粶p輕。

該理論也被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了。圖10中分別地示出，北緯31度的地點(diǎn)中的、11月25日上午11點(diǎn)前后，使用透明薄膜的情況下，較亮部分的光量與較暗部分的光量的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的各自值。根據(jù)圖10，關(guān)于亮度偏差，透明薄膜的情況下的計(jì)算值為亮部：暗部＝84：20，與之相對(duì)，在梨皮薄膜的情況下實(shí)測(cè)值大幅度地減輕為58：54，可知通過(guò)使用梨皮薄膜，能夠大幅度地減輕亮度的不均。

另一方面，雖然在夏季，原本北面屋頂?shù)耐高^(guò)率與南面屋頂?shù)耐高^(guò)率相比幾乎沒(méi)有改變，但是在南面屋頂?shù)睦嫫け∧ぶ袛U(kuò)散的光(圖中2’、2”、3’、3”的光線)還是能夠充分地到達(dá)北面屋頂?shù)耐队安糠?，所以通過(guò)使用梨皮薄膜能夠進(jìn)一步減輕明暗之差。

此處，即便是在冬季～夏季的任意的太陽(yáng)高度下，具有以下這樣的薄膜也極為重要，所述薄膜具有使得南面屋頂?shù)臄U(kuò)散光充分地到達(dá)北面屋頂?shù)耐队安糠值墓饩€擴(kuò)散角度，雖然光擴(kuò)散角度因大棚的屋頂?shù)母叨然蛘唛_(kāi)口的大小而不同，但是優(yōu)選是半值角為5度到50度，更優(yōu)選是10度到50度。若半值角過(guò)小，則擴(kuò)散光會(huì)因季節(jié)而不能充分地到達(dá)暗部，或者擴(kuò)散光(圖11的3’的光線)不能到達(dá)具有一定高度的作物上方的葉子上。此外，若半值角過(guò)大，則出現(xiàn)在大棚外部的光會(huì)增加，大棚整體的光利用效力降低。(圖11的1’、1”、4’、4”的光線)。像這樣地，使南面屋頂?shù)墓鈹U(kuò)散角度在所有的季節(jié)都比到達(dá)北面屋頂?shù)耐队安糠值慕嵌却蟆?/p>

此處，使用光擴(kuò)散薄膜而對(duì)一般的作物群落具有效果，即防止光飽和點(diǎn)以上強(qiáng)度的光照射在直射日光照射的葉子上，當(dāng)然也通過(guò)光照射在葉影的葉上，而兼具增加作物群落的受光量的效果。

(實(shí)施方式2)

接著示出組合了用于遮光或者保溫的簾子的例子。

在圖12a、12b中示出遮光以及保溫用簾子的配置(在收納狀態(tài)下的位置與展開(kāi)方向)的兩個(gè)例子。圖12a是大棚的屋頂?shù)睦饩€方向與簾子的展開(kāi)方向呈直角的情況，圖12b是大棚的屋頂?shù)睦饩€方向與簾子的展開(kāi)方向呈相同方向的情況。這兩者通過(guò)大棚的地點(diǎn)或柱的間隔、簾子驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)等區(qū)分使用。

此處，本發(fā)明為圖12a的情況，即簾子的收納位置為北面的屋頂?shù)慕涌p部分，展開(kāi)方向?yàn)橄蚰险归_(kāi)的情況。圖13示出其剖視圖。像這樣地，原本北面的屋頂?shù)耐队安糠值墓廨^弱，因收納的簾子的影子而被遮光的影響變小，減輕大棚整體的平均光量降低。如圖14所示，與將簾子收納在南面屋頂?shù)耐队安糠值那闆r相比，其不同較明顯。另一方面，在圖12b的簾子的配置中，簾子收納位置沒(méi)有特別的不同。

無(wú)論是在以上何種的實(shí)施方式中，無(wú)論使用氟薄膜、聚烯烴類特殊薄膜、聚碳酸酯板、亞克力板、玻璃板等、無(wú)論使用何種材質(zhì)，作為透光薄膜或者透光板的材質(zhì)，都能夠得到相同的效果。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1屋頂面板部件

2農(nóng)業(yè)大棚結(jié)構(gòu)部件

3面板的框架部件

4農(nóng)業(yè)大棚外側(cè)的光擴(kuò)散透光薄膜

5農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)側(cè)的光擴(kuò)散透光薄膜