農村工学研究所

農業施設工学

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担当分野概要

高品質で安全な,しかも,安定的な農産物供給への社会的ニーズに伴い,施設農業が益々重要となっています。特に,わが国の施設園芸面積は5万haを越え,面積では世界第二位です。このような施設農業の進展は,施設構造・材料,環境制御技術,コンピュータの利用,センシング技術などの工学技術の開発や普及に大きく依存しています。しかし,小規模の施設が多い点や,わが国の気候への適合など,問題点は少なくありません。また,農業者の高齢化や担い手不足の問題もあり,国際競争力も脆弱です。一方では,21世紀の地球を維持していくために,環境問題も重要な課題です。

当研究チームでは,園芸施設,畜産施設,流通施設などの農業施設を対象として,施設構造,環境制御,生体情報などの工学技術の開発を統合的に行い,人と環境にも優しい高能率施設農業を目指して国際的視野から研究を推進しています。宇宙などの極限環境での食料生産・生命維持・リサイクルにも関心が向けられています。

具体的には,中期計画課題「農業施設の耐風構造と複合環境制御技術の開発」の下に,パイプハウスの補強対策技術,温室内の光環境改善・快適化・周年利用化等の技術開発を行っています。また,温室内環境を制御するために,音響や生体電位等を始めとした植物体からの生体情報のセンシング技術やその利用についても研究を行っています。さらに,畜舎における衛生環境,病原体・汚染物質拡散抑制技術の開発を推進します。これらの開発には,大型風洞,環境チャンバー,流体数値シミュレーション(CFD)等の方法が積極的に活用されています。

nogyosisetu1近未来の人と環境にも優しい高能率農業施設

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高い耐雪性を有する温室構造に関する載荷実験           異なる光質におけるペチュニア(筑波大との共同研究)

 

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温室の周年利用化に向けた細霧冷房装置の      汚染物質拡散性状に関する風洞による

制御法に関する研究                                           畜舎後流の可視化実験

スタッフ

上席研究員 奥島 里美 Tel:029-838-7594 e-mail:limi◎affrc.go.jp
主任研究員 石井 雅久 Tel:029-838-7655 e-mail:masaisii◎affrc.go.jp
主任研究員 森山 英樹 Tel:029-838-7655 e-mai:hmori◎affrc.go.jp

※メールを送信する際は「◎」を「@」にしてください

研究課題名

1) 積雪荷重に対するパイプハウスの補強方法の開発 平成14~16年度
2) 園芸用ハウスの基礎補強技術の開発 平成16~17年度
3) 温室の周年利用化に向けた快適化技術の開発 平成15~17年度
4) 温室等における経済性を考慮した補光制御のシステム化 平成15~17年度
5) 温室における環境情報用ネットワークデータセンターの構築 平成16~17年度
6) 半乾燥地における効率的作物生産のための施設環境解析・制御 平成16~19年度
7) 風荷重下の最適設計に必要な温室の風力係数の解明及び接合部等の局所的な強度を考慮した構造解析による低コスト対策技術の開発 平成18~22年度
8) 風洞実験及び数値流体力学による自然換気温室の最適換気設計技術の開発と温室の細霧冷房技術と循環扇による空気分布の改善技術の開発 平成18~22年度
9) 光質制御による機能発現環境と空気制御による生体応答環境の解明 平成18~22年度

 

研究成果

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成果情報

[平成17年度]

1) 2004年の強風被害事例を踏まえた温室の強風対策技術(PDF)

 

[平成16年度]

1) CFDによる連棟数や換気窓の形態が温室の風力換気に及ぼす影響(PDF)

 

[平成15年度]

1) 強風被害にみる園芸施設構造の被災特徴と改善策
2) 農産物冷却の補助エネルギーとしての大気放射冷却の集蓄熱利用

 

[平成14年度]

1) LEDの局部補光による園芸作物の形態制御
2) 園芸施設における温熱環境改善のための遮光技術
3) 積雪荷重を受けるパイプハウスの座屈を考慮した構造解析

 

[平成13年度]

1) CFDのアニメーション化による多連棟温室の気流・気温分布解析

 

[その他]

■平成17年度 (2006):農業工学関係研究成果情報

・2004年の強風被害事例を踏まえた温室の強風対策技術

■平成16年度 (2005):農業工学関係研究成果情報

・CFD(数値計算流体力学)による連棟数や換気窓の形態が温室の風力換気におよぼす影響

■平成15年度 (2004):農業工学関係研究成果情報

・強風被害にみる園芸施設構造の被災特徴と改善策

・農産物冷却の補助エネルギーとしての大気放射冷却の集蓄熱利用

■平成14年度 (2003):農業工学関係研究成果情報

・LEDの局部補光による園芸作物の形態制御

・園芸施設における温熱環境のための遮光技術

・積雪荷重を受けるパイプハウスの座屈を考慮した構造解析

■平成13年度 (2002):農業工学関係研究成果情報

・CFDのアニメーション化による多連棟温室の気流・気温分布解析

■平成12年度 (2001):農業工学関係研究成果情報

・風洞実験におけるPIVの精度と温室内気流解析への適用

・CFDによる多連棟温室の風力換気時の気流解析

・人工環境下における光質による花弁の形態制御

■平成11年度 (2000):農業工学関係研究成果情報

・フェンロ型温室の換気性状の特徴

■平成10年度 (1999):農業工学関係研究成果情報

・アコースティック・エミッションによるトマトの水ストレスの検出

■平成 9年度 (1998):農業工学関係研究成果情報

・水耕栽培における精密ろ過膜を用いた病害抑制技術

■平成 8年度 (1996):農業工学関係研究成果情報

・貯蔵施設内気流に関する環境評価を支援する可視化手法

・かん水制御への応用のためのメロン茎部におけるアコースティック・エミッションの検出法

■平成 6年度 (1995):農業工学関係研究成果情報

・貯蔵施設内気流の数値シュミレーションプログラム開発

■平成 3年度 (1992):農業工学関係研究成果情報

・鉄骨パイプハウス(APハウス)の構造と強度

■平成 2年度 (1991):農業工学関係研究成果情報

・人工環境下において単色光が植物の生育におよぼす影響

■昭和63年度 (1990):農業工学関係研究成果情報

・作物の工場的生産システムにおける光制御

・農業施設内気流分布の予測と制御

・農業施設環境のパッシブコントロール機能に関する基礎的研究-生物機能発現のための環境測定・制御-

・農業施設環境のパッシブコントロール機能に関する基礎的研究-パッシブコントロールのための施設上屋及び基礎構造の実験-

・農業施設環境のパッシブコントロール機能に関する基礎的研究-施設の経済的評価法-

■昭和62年度 (1988):農業土木関係研究成果情報

・パイプハウスの構造と強度

■昭和61年度 (1987):農業土木関係研究成果情報

・各種防風網の支柱にかかる抗力

・防風林の減風効果の風洞模型実験

・自然換気温室の環境制御モデルの実証

・現地地形の日射量推定法

・構造の異なる豚舎における舎内環境と豚の発育

■昭和60年度 (1986):農業土木関係研究成果情報

・畜舎床設計のための牛の歩行の工学的解析

・屋根及び床構造が鶏舎の通気性に及ぼす影響

■最近の研究成果選集(1986)

・園芸施設の低コスト・安全構造の標準化

・園芸施設の被覆材強度試験法の開発

・園芸施設の耐風・耐雪技術の開発

・牛舎における鋼材の腐食防止技術の開発

・風洞実験による風圧係数の算定と防風施設効果の解明

・温室用複合環境制御システム(予測・知識ベース制御ロジック)の開発

・生産施設における太陽熱有効利用技術(畜舎用水式ソーラーシス テム)の開発


水と土を活かし豊かな農村を目指して(2006) -最新 農業工学研究所 成果集-


・LEDの局部補光による園芸作物の形態制御

・園芸施設における温熱環境改善のための遮光技術

・積雪荷重を受けるパイプハウスの座屈を考慮した構造解析

・強風被害にみる園芸施設構造の被災特徴と改善策

・農産物冷却の補助エネルギーとしての大気放射冷却の集蓄熱利用

・CFD(数値計算流体力学)による連棟数や換気窓の形態が温室に及ぼす影響

 

2002年以降の主な原著論文等

1) Kim K.S.・Giacomelli G.A.・Sase S.・Son J.E.・Nam S.W. and Nakazawa F.,2006:Optimization of growth environment in a plant production facility using a chlorophyll fluorescence method. Jpn. Agric. Res. Quart.,40(2),149-156.
2) 古野伸典,佐瀬勘紀,石井雅久,2006:連棟ハウスの温風送風融雪システムにおける最大融雪能力の推定と能力向上のための試算,農業生産技術管理学会誌,13(1),29-34.
3) Kudo K.・Mizutani K.・Futamata R.・Itoga K. and Sase S.,2006:Thermometry in medium-scale greenhouse using a small number of acoustic sensors. Acta Hortic.,710,265-271.
4) 工藤功介,水谷孝一,赤上晃通,石井雅久,佐瀬勘紀,2005:長スパン超音波温度計を用いた温室内気温測定,2005,植物環境工学,17(3),121-127.
5) Sase S.・Ishii M.・Ikeguchi A.・Kurata K.・Kubota C.・Yokoi S.・Sabeh N. and Giacomelli G.A.,2005:Efficient greenhouse cooling in semiarid climate (I) Fog cooling in combination with natural ventilation in a single-span double-polyethylene greenhouse. Proceedings of International Conference on Research Highlights and Vanguard Technology on Environmental Engineering in Agricultural Systems,CD-ROM (ISSN 1880-2087),207-210.
6) Ikeguchi A.・Sase S.・Ishii M.・Kurata K.・ Kubota C.・Yokoi S.・Sabeh N. and Giacomelli G.A.,2005:Efficient greenhouse cooling in semiarid climate (II) Natural ventilation measurement with gas tracer method in a single-span double-polyethylene. Proceedings of International Conference on Research Highlights and Vanguard Technology on Environmental Engineering in Agricultural Systems,CD-ROM (ISSN 1880-2087),11-16.
7) Kacira M.・Sase S.・Ikeguchi A.・Ishii M. and Okushima L.,2005:Determining temperature and airflow distributions in a naturally ventilated multi-span greenhouse by wind tunnel experiments and CFD analysis. Proceedings of International Conference on Research Highlights and Vanguard Technology on Environmental Engineering in Agricultural Systems,CD-ROM (ISSN 1880-2087),231-239.
8) Sase S.・Kacira M.・Okushima L・ Ishii M.・Moriyama H. and Kowata H.,2004:Cooling greenhouses under natural ventilation. International Workshop,Environmental Control and Structural Design for Protected Cultivation,National Institute of Agricultural Engineering,Korea,21-27.
9) 佐瀬勘紀,2004:施設園芸における新しい環境制御技術,農業施設, 34(4), 308-311.
10) Ikeguchi A.・G Zhang・L. Okushima・J.C.Bennetsen,2003:Windward windbreak effects on airflow in and around a scale model of a naturally ventilated pig barn,,Transactions of the ASAE, 46(3), 789-795.
11) Ikeguchi A,2003:A case study of drying wet floors with mixing fans in free-stall dairy housing,Transactions of the ASAE,46(2),435-441.
12) 石井雅久・佐瀬勘紀・小綿寿志・森山英樹・奥島里美・In-Bok Lee・Murat Kacira,2004:施設園芸に期待される新たな環境制御技術,ARIC情報,70(1),26-35.
13) 石井雅久,2003:施設園芸の労働衛生環境について考える,農業および園芸,78(5),563-568.
14) 森山英樹・佐瀬勘紀・小綿寿志・石井雅久,2003:台風0221による千葉県・茨城県下の園芸施設構造の被災状況と考察,農業施設34(3),9-22.