氣霧栽培植物工廠解決方案

為了更好的做到保溫隔熱作用，側板采用 50 mm 厚高密度巖棉保溫凈化彩鋼板隔墻，內外彩鋼。吊頂采用 50 mm 厚玻鎂凈化巖棉保溫板，內外彩鋼?；鶎硬捎铆h保防火保溫材料，絕熱性能好，耐水性能好，阻燃性好，綠色環保、尺寸穩定。該材料不銹、隔熱、耐潮、美觀、環保，安裝方便，使育苗間長期保持良好的外觀狀態。頂部微孔鋁板均勻送風，更有利于溫度、濕度的均勻分布，氣流速度穩定。吊頂結構采用吸音、不起塵的防火材料，構成吸收噪音平面。

圖 3-3 微孔鋁板示意圖

項目方案

本項目一期共占地500平方米。如圖 2-1，包括育苗種植區、輔助設備及操作區。種植區域采用了源自美國硅谷技術研發的?trium 智能育苗植物生長系統，并根據植物生長需求設置了一個獨立的氣候環境控制系統，同時配有二氧化碳補給系統、植物實驗設備等。

圖 2-1 項目方案布局圖

表 2-1 項目方案報價單

環境控制系統

由于智能化室內垂直農業種植對溫度、濕度、二氧化碳濃度等環境因素的高要求，我們的種植環境結構系統需要做到環境的各個因素的穩定且可控。種植環境系統有將室內溫度、濕度、二氧化碳濃度、光強度等參數控制在育苗植物生長所需范圍內，確保室內環境因素足夠穩定，保證育苗植物的穩長、高產。

圖 3-1 種植環境控制系統設計原理示意圖

表 3-1 種植環境控制系統規格參數表

圖 3-2 種植設備空氣擾動系統示意圖

種植設備空氣擾動系統，由 5 組風機系統組成。每組風機系統有四層獨立控制的風管，每層風管風口風速為 0.2-3m/s。空氣擾動系統可根據幼苗生長狀況大小調整風速，讓幼苗能在適宜的條件下快速生長。

表 3-2 環境控制系統報價清單

施工依據：

1. 《通風與空調工程施工及驗收規范》GB50234－2002

2. 《工業金屬管道工程施工及驗收規范》GB50235－97

3. 《工業設備及管道絕熱工程施工及驗收規范》GBJ126－89

4. 《建筑給排水與及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242-2002

5. 《制冷設備、空氣分離與設備安裝工程施工及驗收規范》GB50274-98

6. 《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》GB50231-98

7. 《建筑內部裝修設計防火規范》（GB 50222-95）

8. 《民用建筑電氣設計規范》（JGJ/T16-92）c

9. 《供配電系統設計規范》（GB 50052-95）

10.《低壓配電設計規范》（GB 50054-95）

11.《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》GB 50169—2006

12.《冷藏陳列柜》GB_T 21001.2-2007/ISO23953-2：2005

13.《環境試驗設備溫度、濕度校準規范》JJF1101-2003

14. ISO14644 標準

15. 中國 2010 版 GMP 標準

種植環境結構系統

環境結構系統是為了更好的做到保溫隔熱、隔絕外界環境、降低環境控制方面的能耗等。我們選擇絕熱性能好，耐水性能好，阻燃性好，綠色環保、尺寸穩定的高密度保溫隔墻作為種植環境的結構，同時能夠為植物創造一個舒適、美觀而整潔的環境。

地面

為了保證種植環境系統地面的平整美觀及設備進出的便利，我們將地面進行環氧樹脂地坪處理。該材料可滲透到與素地處理后的原水泥地面內部，有較強的粘接力，不易脫層，抗沖擊性、耐磨性顯著增強、耐腐蝕、耐溶劑也明顯提高，并具有抑菌作用。

環氧樹脂自流平地坪工藝流程概括：

1、素地清掃、清潔

2、地面打磨、吸塵

3、涂刷封閉底漆

4、打磨、清潔

5、涂布環氧砂漿層

6、打磨、清潔

7、涂布環氧砂漿層

8、打磨、清潔

9、涂布自流平面漆層

10、保養 72 小時

門窗

因為設計有觀光通道，所以觀光窗設計確保大方美觀。采用雙層中空設計，尺寸： 2000*1200mm（W*H），密閉性優良，可防止能量的損失，同時確保種植室內溫濕度的均勻性。而門體采用凈化密閉保溫門，不僅干凈、美觀、整潔，同時也便于育苗種植環境系統內設備的進出移動。

種植環境電氣系統

種植環境電氣系統能夠在安全、可靠、美觀的前提下，確保整體智能化室內垂直農業解決方案的種植環境空調、給排水系統、視頻監控系統與種植設備部分的穩定有序運行。

照明系統

a、照明系統分普通照明和應急照明兩大系統

b、各功能區房間對照度要求各不相同，平均照度可按 400 lx 取值

c、各功能區的普通照明均勻，穩定，無眩光。主要采用凈化燈具

d、車間設置應急照明系統，照度不低于 50 lx

電纜線路

a、所有電線電纜均敷設在環境結構框架內

b、天花照明電源線在天花吊頂上穿PVC 線槽敷設 

c、電線電纜除具有相應的載流量外，充分考慮阻燃特性要求 

d、所有電線電纜嚴禁有接頭、斷頭、焊點。方便查線，每個電纜兩端均加標記

種植環境空調系統

種植育苗間內的溫度、濕度及控制精度，這必須由長期可靠運行的精密空調系統及房間的密閉性來保證。如工作人員在里面長期工作，種植育苗間中缺少新風，會直接影響工作人員的身體健康，所以空調新風的設計就顯得尤其重要。新風必須是充足的新鮮潔凈的空氣，新鮮空氣不能直接進入車間，應經過空氣過濾器處理后再送進車  間。同時補充一定的新風量，也可以保持種植育苗間適度的正壓，以避免灰塵的進  入。根據耗氧量及維持正壓所需補充新風量，種植育苗間新鮮空氣補給量按總風量的15%來設計。

本方案中，為了使育苗間內氣流能均勻分布，我們在設計氣流組織時，主要考慮了以下幾個原則：

a、合理地組織氣流流向，充分發揮送風氣流的冷卻或加熱作用。

b、建立一個穩定均勻的溫度場，以保證在氣流到達工作區時，其平均溫度與工作區的溫度差不超過允許的溫度波動值。

c、根據室內工作人員的衛生要求，在氣流到達工作區時，其流動速度要符合相關規范。

送風：育苗室上部做凈化板吊頂，上部為 50 mm 厚保溫夾芯鋼板吊頂，并在凈化吊頂板上方配備靜壓箱，使專用空調加裝管道送風進靜壓箱，風經高效過濾器整體均勻向下送風。

側底回風：考慮育苗室種植環境系統對于溫濕度分布均勻的需求，我們采用側回風的回風方式，回風從底側，經過管道回到機組間。

單年度運行功率分析

1、本方案設備配置：1 臺 24000m3/h 恒溫恒濕機組。

2、單臺機組總裝機功率為 172KW,其中制冷 40KW，加熱 80KW，加濕 36KW，風機15KW，其它 1KW。

3、夏季只開制冷，制冷功率平均為實際功率的 50%左右，風機常開，夏天按 60 天計算，所用功率為（40*50%+15）*24 小時*60 天=50400KW。冬季開加熱，輔助制冷（但基本不用），加熱功率平均為實際功率的 10%左右，風機常開，冬天按 60 天計算，所用功率為（40*10%+15）*24 小時*60 天=27360KW。春秋季節，開制冷，制冷功率平均為實際功率的 30%左右，風機常開，春秋季節按240 天計算，所用能耗為（40*30%+15）*24 小時*240 天=155520KWh。

單臺機組一年所用能耗=50400+27360+155520=233280KWh。

備注：

1、以上數據根據現場情況，可能會有變化。

2、加濕系統基本不用，但考慮到可擴展性及特殊情況，機組標配。

?trium智能育苗系統

?trium 智能育苗系統可以有效減少作物的病害。由于它可降低溫室濕度，使作物的葉和花始終保持在干爽的狀態，從而減少病菌滋生。作物可以同時同步地均勻澆  灌，便于精確控制，提高作物品質。 傳統的種植生產的人工成本很大一部分源于手工灌溉，但使用 ?trium 智能育苗系統后，利用多層的垂直空間大大的增加了種植密度，使種植效率提高。

噴灌系統是把由水泵加壓或自然落差形成的有壓水通過壓力管道，再經噴頭噴射到空中，形成細小水滴或形成彌霧降落到植物上和地面上的灌溉方式。一般說來，移動式噴灌系統明顯的優點是提高產量，灌水均勻，少占耕地，節省人力，對地形的適應性強。

表 4-1 ?trium 智能育苗系統報價清單

?trium 育苗種植系統

專為高效能室內培育植物育苗期設計，?trium 育苗種植系統提供一個 4 層的垂直式育苗單元，通過使用 Guardian™ Grow Manager 控制系統和的 LED 植物生長燈， 在植物生長的幼苗期為您節省大量空間、水資源、肥料、勞力和其他投入，幼苗出芽率高，長勢均一。設備使用高精度探測器監控植物生長，是一種現代科學的農業產業化模式，幫助實現農產品的持續高產和高品質控制。

圖 4-1 多層垂直式植物育苗系統示意圖

育苗植物生長箱

一組?trium 育苗生長箱系統，由垂直方向 4 層，水平方向 1 行 1 列，共計由 4個育苗植物生長箱組成。

圖 4-2 ?trium 育苗生長箱系統（1 組）示意圖

表 4-2 ?trium 育苗植物生長箱規格參數表

LED 植物生長燈

光是植物生長發育的基本因素之一。光強、光質（波長）、光周期對植物的生長、形態建成、光合作用、物質代謝以均有調控作用。在太陽照射中，只有可見光部分才能被光合作用利用。用不同波長的可見光照射植物葉片，測定到的光合速率不一樣。

本項目需滿足各類花卉的育苗，所以愛盛選擇?dge LED 植物生長燈。?dge LED 燈可通過Guardian™ Grow Manager 軟件控制系統對光強進行調控，從而滿足各類花卉育苗所需要的光強度。

圖 4-3 ?trium 育苗系統 LED 植物生長燈結構示意圖及規格參數

圖 4-5 ?trium 育苗系統一組植物生長燈光通量分布圖

圖 4-6 植物生長燈在不同調光模式下的光強線性圖

圖 4-7 植物生長燈在不同調光模式下的光譜圖

?trium 系統具有可擴展性，可配合您所想要之種植規模，植物種類，或生長階段進行移動與重組，滿足各種商業需求。本項目充分利用了垂直方向的空間，使每臺設備可放置多達 64 個標準育苗穴盤。在育苗種植區共配置 42 臺 ?trium 育苗系統，通過Guardian™ Grow Manager 軟件控制系統對光強度調整。本項目利用了垂直空間與Guardian™ Grow Manager 軟件控制系統，實現了育苗的智能化、多樣化及高產量化。

圖 4-8 育苗種植區示意圖

營養液補給及移動式噴灌系統

自動營養液補給系統

圖 4-10 自動營養液補給系統原理圖

RO 水經過水泵、過濾器、壓力計、流量計，再由電磁閥控制進入比例吸肥器。營養液桶中的營養液通過電磁閥控制進入比例吸肥器與RO 水混合后，再由吸肥器供給到移動式噴灌系統。

吸肥系統特點：

1) 吸肥系統采用文丘里吸肥器，利用管路中水流的壓力驅動，無需電力；

2) 水流通過就能精確按比例添加肥料，比例可以保持恒定；

3) 不同生長期施肥的比例可調節；

可以根據不同植物和生長期，通過控制系統，選擇施肥的種類。

多層移動式噴灌系統

圖 4-11 移動式噴灌系統示意圖

灌溉系統特點：

1) 通過控制系統，根據植物灌溉計劃，澆水和澆肥進行自由切換；

2) 過濾系統預防噴頭堵塞，保障末端噴灌均勻；

3) 管道壓力監測，保證噴灌的霧化顆粒及均勻度；

4) 流量監測，精確控制不同品種植物不同生長期的灌溉量；

在本項目中，愛盛采用了多層移動式噴灌系統。多層移動式噴灌系統可做到 4 層

同時噴灌，每層使用 3 個可調式噴頭，可調節噴水量從而滿足育苗各個時期的需水量。此噴管方式盡量的保證了噴灌的均勻性良好，減少了噴灌時的重疊區域。

圖 4-12 移動式噴灌系統示意圖

單年度運行功率分析

1、本方案設備配置：1008 臺 ?dge LED 植物生長燈。單臺 LED 燈能耗 60W， 總共 60.48KW。按 12 小時/天，365 天/年，按照LED可達到的光強度來計算。一年能耗=60.48KW×12h/天×365 天=264,902KWh。

2、小車行進每天 2 小時，2kw 計算，年能耗=1,460 KWh

備注：

1、以上數據根據現場情況，可能會有變化。

2、上述數據根據可達到的光強計算

農業物聯網系統

農業物聯網系統是指利用多種傳感器作為節點構成監控網絡，通 Guardian™ Grow Manager 軟件，實現監控功能，并將大數據同步到移動端，以幫助用戶及時發現問題，并且準確地確定發生問題的位置，使農業從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式，從而實現真正的智能化。

優勢：

1、科學栽培：經過傳感器數據剖析可斷定適合栽培的作物種類，經過環境傳感器能夠實時收集作物成長環境數據。

2、精準操控：經過布置的各種傳感器，體系迅速依照作物成長的需求對生長環境中的光照強度等進行調控。

3、品質農業：愛盛物聯網農業系統可經過各種監控傳感器和網路體系將一切監控數據保存，便于產品的追根溯源，完成農業出產的安全高質。

移動式高精度植物表型成像系統

PhenoWatch高通量植物表型分析系統，深度集成了激光雷達、多光譜成像與RGB成像單元，生成含多光譜信息的三維影像，進行群體植物的單株識別，單株植物的莖葉分離，精準獲取植物株高、株幅、葉長、葉寬、葉傾角和葉面積等表型參數，進行光譜特征和植被指數的計算與分析。

圖 5-1 移動式高精度植物表型監測系統

PhenoWatch高通量植物表型分析系統，深度集成了激光雷達、多光譜成像與RGB成像單元，生成含多光譜信息的三維影像，進行群體植物的單株識別，單株植物的莖葉分離，精準獲取植物株高、株幅、葉長、葉寬、葉傾角和葉面積等表型參數，進行光譜特征和植被指數的計算與分析。

3D成像單元

PhenoWatch高通量植物表型分析系統的硬件部分包括3D成像單元、移動平臺

3D成像單元（Sensor Box）

? 點云模塊：激光雷達。掃描獲取植物的點云數據，面向不同平臺以及不同種植模式下的數據源，進行群體參數和單株形態參數計算，從而為不同的研究需求提供服務。

? 多光譜模塊：多光譜相機。以五通道（Blue、Green、Red、NIR、RedEdge）光譜影像為數據源，通過影像與點云的匹配融合從而為三維空間點云賦予光譜信息，實現三維的植被指數計算。

色彩單元：高清晰分辨率的RGB相機。色彩影像與點云匹配融合，以保障在獲取高精度三維影像的同時，還原植物真實的色彩。

移動平臺

PhenoWatch高通量植物表型分析系統，可以根據作物的種植環境，結合溫室現有結構、植物培養架進行安裝，可以在溫室或田間安裝，可以門式或天車方式的移動平臺安裝：

自動化程度高，多移動平臺安裝，X、Y、Z軸高精度、全自動化掃描運行；

定制化程度高，X、Y、Z軸尺寸可以自定義設定；

擴展性強，可以搭載激光雷達、RGB成像、多光譜成像、熱紅外成像等多傳感器單元；

移植性強，傳感器單元可以輕便移植到適宜平臺運行；

CropQuant分布式作物表型監測系統

l 大規模、標準化的作物監測監控：

ü 對作物生長的全生育期監控

ü 通過物聯網對作物、環境分布式采集

l 分布式預處理和集中式性狀分析：

ü 對多區域數據的標準化和預分析

ü 多區域數據同步云端后的集中管理

ü 基于云端的集中式性狀分析

l 基于人工智能的深度分析和預測

ü 結合歷史數據對關鍵產量、質量性狀進行深度分析

ü 通過機器學習對動態性狀的監測和分類對比

ü 擴展至多作物動態監測和早期預警等

Guardian^TM Grow Manager 軟件系統

遠程控制功能

針對設施內的育苗系統，植物生長燈系統等機電設備，可實現遠程控制功能。用戶可通過手機或電腦登錄系統，控制開關；也可設定好控制邏輯，系統會根據內外情況自動開啟或關閉。

圖 5-2 遠程控制設備

專業種植技術支持

軟件搭載科學的種植計劃，保證植物高效、高產，專業細化到每個植物品種。我們可通過大數據對種植方案的分析及優化，其分析優化內容包含合理灌溉時間、營養液配方、水溫、空氣溫度、濕度、二氧化碳濃度等各項環境參數。從而形成一套客戶專屬的育苗種植方案。

Guardian™ Grow Manager 軟件服務包

Guardian™ Grow Manager 白金版服務包：協調所有 ?trium 系統，為用戶提供網關。

表 5-3 軟件服務包設備及服務清單

植物次生代謝產物變化監測

植物葉片光譜分析儀CI-710

CI-710功能*，可以非破壞性測量葉片的透射光、吸收光、反射光光譜；通過光譜可以定性、定量的研究葉片內各組分葉綠素a或b、蛋白質、糖、礦物質等含量及比例變化。SpectraSnap軟件集合了多種的反射和吸收計算公式，可以方便的進行選擇，為植物葉片光合作用、植物遺傳特性、植物脅迫生理、植物病理等方面研究提供分析方法

主要功能

? 非常便攜，適合于室內或野外使用

? 非破壞性精密地測量葉片在400～950nm波長范圍內的反射率、透射率和吸收率

? 掃描速度快，靈敏度高

? USB接口連接UMPC數據處理終端

? 樣品類型，葉片或扁平的物體

測量參數 ? 可以定性、定量的研究葉片內各組分葉綠素a或b、蛋白質、糖、礦物質等含量及比例變化 ? 測量葉片的透射率、吸收率和反射率 ? 有29中計算參數，CNVDI、NVDI、ARVI等參數

CI-710軟件SpectracSnap測量界面