溫室結構
Sally Drury調查：隨著農作物價格上漲和糧食需求增加，正在推動最新進展，但未來對於種植者而言是什麼呢？
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隨著越來越多的糧食需求的增加、農作物價格上漲，信心增加，溫室的建設在全世界已經有成長的趨勢。 在荷蘭，花費數百萬歐元用於擴建溫室設施，而在英國，第六個溫室已被證實為 Thanet Earth。每個都將配備作物產量和品質提升的技術以及節能係統。
現在的溫室材質傾向於使用玻璃、聚乙烯或聚碳酸酯薄膜，但未來我們將會使用什麼呢？目前已經可以將波長運用在溫室設施上，也許可能會看到材料也可以產生能量！更可持續保護作物！
我們使用可應用於玻璃和覆層材料的各種塗料。一些用於夏季遮陰材料，例如： ReduSol（溫室隔熱白漆），是 ReduSystems 生產的產品之一，是一種反映高水平太陽能的遮光劑，功能在保護作物免受過熱和過度的光照。 它可提供高達80％ 的遮陰效果；但因雨天時，也會降低光線傳輸。可適用於玻璃、丙烯酸酯、聚碳酸酯和塑料薄膜。另外，還有一些塗層，如 ReduSystems 的 ReduHeat（溫室透明漆），功能在增強光合作用的輻射，植物使用的一部分光譜，同時反射大部分的熱輻射。而尚有 ReduFuse （溫室散光塗料），使用這樣的塗層，當光進入溫室時就會散開光線，使光能夠更深地照到每個作物裡面，從而提高生產和質量。
還可以使用選擇性塗料應用在塑料膜上，會如同過濾器一樣起作用。例如：ReduFlex Blue透過藍光少於紅光之特性，可用於生產切花玫瑰。而 ReduFlex Green 可減少房屋內的綠色和黃色燈光，以降低植物和溫室的溫度。玻璃仍然作為溫室結構材料，但尚未完美。首先，即使在最乾淨的玻璃上，透射也不是 100％。 只有部分的光可以照到作物。 陽光的一部分被外層材質吸收，並被正常的溫室玻璃反射回去，根本不會到達作物。 當我們將光的角度納入考量時，情況變得更糟。
透射率
當光垂直照射在玻璃屋頂時，透射率可以達到90％。但要多久才會發生這樣的情況呢？因為大部分時間的光照射都來自其他角度，角度越小，透射率越低，反射率越高。這代表反射在西北歐洲的在冬季最明顯。Mardenkro 國際客戶經理 Paul van Gils 說：「今年大部分的時間，在玻璃溫室下，光成了生產作物的有限因素。 因此，更多的光線是非常受歡迎的，對於水果和好光的觀賞植物而言，有 1％ 以上的光線等於 1％ 的產量。」
當建造新房時，可以指定防反光玻璃，以減少反射量，改善給作物的光透射。 而現有的溫室解決方案來自荷蘭的 ReduSystems 產品製造商- Mardenkro 的最新產品，一種稱為 AntiReflect 的塗層。Van Gils 說：「 AntiReflect 是光透射領域的一個真正的突破！它能夠在整個一年中實現更多的光照，這不僅可以帶來更多的生產，而且還能帶來更好的品質。由於屋內有更多的太陽能，所以額外的光線還能夠節省能源」 。
AntiReflect 是三年研究的結果。它的作用是因為當光從空氣中進入到玻璃中時，光線會改變方向，方向變化的程度由材料的折射率確定，反過來又決定了反射。指數差異越大，反射越大。空氣的折射率約為 1，而玻璃的折射率為 1.5。當光從玻璃進入玻璃時，反射的光量大於4％，而光從另一側出來時，則反射出來。 AntiReflect 將折射率降低到 1.3，所以將所有入射角的反射減少至少 3％。 在荷蘭瓦赫寧根大學的光照實驗室進行的測量顯示，透過 AntiReflect 塗層的光增益最高在 60度 – 是在西歐和加拿大特別常見的入射角。 AntiReflect 提供的光增益也被認為是整個光譜的透射增益。
溫室演變的下一步可能是看到塗層，而不是用相鄰的固定能源面板或風扇渦輪機來控制調節溫室結構內部的氣候能量。在溫室中生產作物，作物保護透過控制氣候、供水和植物營養，與傳統的戶外生產相比，溫室生產在相對較小的土地上可行季節性的生產。然而，溫室的建設、維護和運作是很昂貴的。
在加州大學河濱分校的研究機構，正在建造一個半透明屋頂的溫室，陽光照射作物，提供太陽能。由 UC Santa Cruz 開發的技術涉及一種熒光染料，其原理是將一部分用光譜的於發電，而植物生長所需的紅光在通過能源面板時會被放大。該計畫將土地同時利用於電力和作物生產，專門研究太陽能生產、植物生長和在這種系統中種植食物的成本。在加州有兩個地方的商業種植者與一位在加拿大的商業種植者也在試驗面板。這可能在未來，在溫室裡種植作物不需要使用外部的電源或發電機來提供照明和風扇的供電。除了提供氣候適中的溫室結構外，也許這些能源面板可用於田間進行作物生產並同時發電。
能源收穫
在澳洲，開發一種能量收集的玻璃，玻璃內嵌有奈米顆粒，用於收集太陽的紫外線和紅外光，並將光線轉移到面板邊緣的太陽能板。在澳洲．伯斯的埃迪斯考恩大學的電子科學研究所開發技術，讓 70％的可見光可以通過，使植物生產。
在現今的溫室裡，由電腦控制環境，以確保作物的生長、品質和產量，達到最佳的條件。工程開發代表著可以根據需要提供通風，並且在某些情況下，整個屋頂都可以開放，就像 Naturelight's greenhouse 和 Rovero's Roll Air structure 的溫室敞篷屋頂系統一樣。去年，經過多年的發展，新的Plantopia 大樓在英國蘭開夏郡的 Plantopia 苗圃完成。
Plantopia 所有氣候商業溫室都可以滿足戶外氣候的所有好處，同時根據需要充分保護溫室。 Plantopia公司總監 Chris Haley 說：「這代表溫室不會過熱，而且包括紫外線在內的全光譜也能提供作為大自然的生長調節劑。」該結構具有完全自動化的屋頂，是由鋁結構製成，具有剛性，注入塑聚碳酸酯面板，電子操作配有控制系統，並能在兩分鐘內打開，以便在自然雨和陽光下使用。透過使用開放式溫室或奈米技術來控制光透射，使光從外部進入，是我們今後可能看到溫室結構變化的兩種方式。但或許因為土地使用壓力，最終我們也可能會看到地下生產的LED照明被用來完全取代陽光。
生質案例研究：Bridge Greenhouse
Bridge Greenhouses 在Roundstone苗圃裝設995 瓩（kW）的木片鍋爐 （Justsen Woodchip boiler）。由生質材料來源由核心生物質提供，燃燒的木片含水量更高，並為經過認證的木材，為可燃燒的高檔廢木材（如果需要）。 選擇陶瓷襯裡的鍋爐，可以將木材燃燒出濕氣高達50％。
鍋爐在溫室內，由置於在路外的 Javo Toploader 供給。它受到錨固在框架上的聚氨酯屋頂的保護，因此克服了新燃料儲藏建築的必要性。Toploader提供免提燃料處理。燃油在步行地板車上運送，然後由Toploader內的大型耙子剷除，無需用木材加工機械。
鍋爐控制是透過溫室電控只產生所需的熱量。如果鍋爐在寒冷天氣下不能提供足夠的熱量，則氣泵會自動升高。生質能源承載仔總是再優化、進步，運行時間延長、節省化石燃料，並提高可再生能源熱量收入。
參考原文： https://goo.gl/VytDfI