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探寻世园温室 感受绿色智慧

来源: 中国花卉园艺
阅读 169 | 0 | 2019-10-19 |

作为最高级别的A1类世界园艺博览会, 北京世园会的配套服务和设施同样具备“最高标准”。园区重要配套设施之一的植物检疫隔离与园艺技术服务区 (又称世园温室) 从立项设计到建设运营都遵循这一标准。

世园温室位于北京世园会生活园艺展示区, 占地面积近3.1万平方米, 建筑面积约2.5万平方米。在世园会期间, 世园温室为园区提供植物隔离检疫与园艺技术服务。截至目前, 世园温室植物检疫隔离区为新加坡、俄罗斯、印度、朝鲜、德国、法国、联合国教科文组织、国际马铃薯中心等多个国家地区和国际组织, 累计提供超过4000平方米的检疫隔离与养护场所。新技术展示区累计生产盆花超过40万盆, 部分盆花被用在了中国馆、国际馆等重要场馆。

日前, 北京世界园艺博览会事务协调局园艺部邀请日本AGC GreenTech株式会社社长安井一郎、德国EBF GmbH公司负责人弗朗兹·施莱尔 (Franz Schreier) 一行参观考察世园温室。北京世园局副局长王春城为安井一郎和弗朗兹颁发荣誉证书, 以感谢他们为世园温室所用“F-clean”膜和和建设项目设计方案做出的贡献。

高标准集成多重功能

在前期充分调研的基础上, 世园温室采取国际合作设计开发、核心设备进口、国内制造安装的项目实施方案, 集成了多项先进技术与设备, 在国内具有极高的建设标准。该项目由中国航天建设集团有限公司、北京航天华阳环境工程有限公司、上海都市绿色工程有限公司等国内一流水平的大型温室公司合作完成温室主体设计与建造, 德国EBF GmbH公司完成了温室冷热负荷模拟计算和正压空气综合处理系统的设计与测试。

项目负责人温永刚表示, 从前期调研到项目建设、运营, 北京世园局对温室建设提出了高要求。在温室技术方面, 要能够体现目前及未来的温室发展趋势, 通过世园会平台为行业提供一个示范样板;在会前和会期, 要能为展会提供园艺技术服务、支持和保障;世园会结束后, 温室能够可持续运行, 成为引领北京地区园艺行业发展的榜样。

世园温室是国内历届世园会中第一次在围栏区内建设的具有保障展示功能的综合性温室。温室集成了多重功能:一是服务保障功能, 保障世园会展会期间进口植物材料的检疫隔离与养护复壮需求;二是设施蔬菜现代化栽培技术展示功能, 在温室内向大众展示设施蔬菜栽培的新技术、新理念、新方法;三是设施园艺新技术展示示范, 引领设施园艺发展方向, 高保温高透光的温室结构、新一代温室正压送风环控系统、节能为核心的能源解决方案、自动化生产解决方案等集中展示;四是会后利用, 温室建设之初便充分考虑了世园会结束后温室的利用问题, 现有设施可满足现代化高档盆花和无性母本生产。

世园温室集中展示国际最前沿的节能高效温室设施设备、设施园艺生产理念和技术, 将国际顶尖的温室建造技术和智慧农业融合为一体, 打造成智慧、节能和高效的现代温室, 极具亮点和看点。

体现智慧、节能与高效

为了契合“绿色生活美丽家园”办会主题, 北京世园局园艺部组织参建各方在温室结构和内部系统配备上与各合作商进行了多次详细分析和讨论, 通过精心设计和设备选配, 处处体现节能高效。在覆盖材料、通风、操作间、内帘幕、开窗方式等材料和设备的选择上都有独到之处。

王春城 (中) 为安井一郎 (右) 和弗朗兹 (左) 颁发荣誉证书

王春城 (中) 为安井一郎 (右) 和弗朗兹 (左) 颁发荣誉证书

世园温室

世园温室

正压送风环控系统

正压送风环控系统

盆花机械自动化生产

盆花机械自动化生产

温室顶部采用日本AGC GreenTech公司提供的“F-clean”膜作为覆盖材料。该膜与奥运场馆“水立方”外部的建筑用膜成分相同, 由人工高强度氟聚合物ETFE (聚四氟乙烯) 制成, 相比水立方建筑用膜, 两者在厚度上有所差别。AGC GreenTech公司将这种适用于农业项目的ETFE膜的商标名取作“F-clean”。“F-clean”膜具有93%的高透光率, 超过20年的使用寿命, 以及自洁、阻燃、可防止内部环境水气冷凝滴落等多重优点, 双层“F-clean”膜结构能够很好地实现高保温和高透光的结合。“第二层膜采用的是散射光膜类型, 可以将透过的直射太阳光变成散射光, 提高植物叶片对光的利用率。根据荷兰瓦赫宁根大学的研究, ‘F-clean’膜大约可以使黄瓜产量、蔬菜产量提高7%~10%。”温永刚介绍说。“F-clean”膜类型多样, 可用于不同环境下农业生产的需求。“种植者可根据不同植物选择不同波长、透过或防止紫外线的‘F-clean’膜。这是该膜第二次在中国花卉温室上大规模应用。”安井一郎说。

世园温室的高新技术区采用荷兰新一代温室正压送风环控系统 (Mixing chamber) 对温室环境进行精准化控制。德国EBF GmbH公司对温室热负荷和冷负荷进行模拟计算, 大幅降低了设备材料用量, 通过对正压空气综合处理系统进行创造性改进, 提高了温室利用效率。该系统将送风风道由常见的苗床下置改为温室桁架下方上悬式, 并采用单层透明“F-clean”膜作送风通道, 最大限度地降低了上悬式风道的遮光率;风机采用EC-blue变频风机, 风机扇叶具有独特的仿生结构, 大大降低了系统耗电量和噪音。

送风风道的膜孔结构看上去简单, 实际上经过了非常复杂的模拟和计算。整个膜通道的长度、直径要考虑空气湿度、阻力以及与风机的匹配, 小孔的密度、大小关系到送风量。风机将处理后的空气通过风道送至温室各处, 精确计算的小孔能够保证空气非常均匀的充满温室。风机叶片模仿鹰的羽毛边缘, 呈锯齿状仿生设计, 送风更均匀、稳定。负责这一系统设计计算的弗朗兹表示, 高新技术区温室正压空气综合处理系统属于专为世园温室“定制”, 采用了很多先进理念, 即使在国际上也属于高端。他希望未来有越来越多的中国生产者意识到温室设计理念的重要性。

智能控制的冷热储能罐

智能控制的冷热储能罐

世园小镇现代日光温室

世园小镇现代日光温室

太阳能板为温室供能

太阳能板为温室供能

除此之外, 温室屋面设计有冷凝水回收系统, 冷凝水被回收经消毒后用于灌溉, 节约了用水;屋面铝合金型材粘贴了保温材料, 可进一步降低温室冬季能耗。在能源系统方面, 采用储能罐储能技术、变频控制技术, 与国内普通地源热泵系统相比降低40%以上, 大幅减少地源热泵设备装机容量, 降低了工程造价。同时, 控制系统充分利用分时电价, 在夜间谷电时段将能量储存在储能罐中, 在需要能源时优先使用储能罐中的能量, 进一步降低了运营成本, 经测算可降低40%的能源费用支出。

除了高新技术区的先进温室, 世园温室还有两部分采用了变频冷凝空调和传统的风机水帘系统进行控温, 均采用了国内先进设备。“整个世园温室项目也是一个大型试验, 3种不同类型的温室系统, 经历春夏秋冬完整的试验, 一年的各项数据统计报告, 可以对比三种温室系统的性价比, 找到投资和收益的平衡点, 为筛选符合不同需求的温室系统提供数据参考。”温永刚补充说。

了解到整个世园温室的各部分组成后, 看到自己的设计方案变成现实, 弗朗兹兴奋地说:“中国发展迅速, 有能力、有需求使用最新技术来发展园艺事业。世园温室集成国际先进技术建造, 也打开了温室设计的新领域, 并将这一新理念展示给世界, 我非常荣幸参与其中。”

传统日光温室的未来

除了世园温室项目, 园区世园小镇里还有一处北京世园投资发展有限责任公司投资、弗朗兹设计、北京市花木有限公司建造的小型温室。这座温室为传统中国一面坡式的日光温室, 坐落在世园小镇的花田之间, 与周围的花园、花田映衬成景。

走进温室, 一半是整体排列的无土种植蔬菜, 生菜、番茄、辣椒长势良好, 另一半是立体种植的花卉栽培区。中间放置着一张餐桌, 让人在花草绿色环绕中享受花园生活。墙边的鱼缸添加了鱼菜循环系统, 养鱼的水经过循环处理后用来浇花、浇菜。这座温室的外覆盖材料也应用了“F-clean”膜, 能够最大限度地透过阳光。不同的是, 膜结构下并排安装着许多太阳能板。这些太阳能板可以追踪太阳光照角度调整方向, 产生的电量用于温室风机和电气设备的运行, 同时还能起到一部分的遮阴作用。整个温室设计巧妙, 处处体现着节能、循环、绿色理念。“中国传统一面坡温室冬季保暖效果好, 具有良好的能源利用率, 是东方智慧的体现, 也是我设计构思的灵感来源。而这座现代化的一面坡温室, 借鉴了中国智慧, 结合了先进的材料和能源技术, 能在更小面积里能够生产更多的绿色能源和健康食物。”弗朗兹说。他还强调, 自己首先是地球保护专家, 环境保护、节能设计都是他所热衷和乐于实践的事情。

北京花木公司团队也在连续记录这座日光温室的光照利用率、温度分布、控温效果等运行数据, 为以后的改进和推广打下基础。“我梦想中的美好生活是有座小花园, 建一座能种花、种菜的小型日光温室, 享受绿色健康生活。而这些在世园小镇里都能寻找到, 这也是我们设计建造这座日光温室的初衷。”花木公司董事长于学斌说。

日本AGC Green-Tech公司在俄罗斯市场的技术顾问和合作伙伴维塔利·古芬克尔 (Vitaly Gurfinkel) 也是一位温室专家。在考察和了解世园温室项目后, 维塔利觉得项目具有很好的示范效果, 他希望能够将这些技术成果引入俄罗斯, 让俄罗斯农场能够使用到有着技术集成的现代科技温室。

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