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溫室的設計與興建-機械工程師的觀點

 

中興大學生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

SourceGreenhouse Product News, Nov, 2012

 

Thad Humphrey 是一個機械工程師,在機械工業服務16年之後,轉行進入溫室工業。在機械工業,其工作為興建與設計此產業,每個工作事項充滿了條碼(codes)與準則(protocol)。當他進入溫室產業時,發現兩者有許多不同:

1.溫室是複雜的建築物

2.許多溫室在興建過程並未有整合性計劃。這種未加整合之作業方式與其他工

業都不相同。

Humphrey對溫室規劃提出如下建議:

一.  確定市場

在搭建溫室之前,要先確立溫室內要種什麼?確定未來的銷售市場,而且這個市場能否長期接受溫室產品。在溫室投資之前,要確知現代化的溫室成本都是十分昂貴的。

二.  確定溫室作物所需要之最佳環境

對於栽培作物,已有豐富的資訊。也有許多技術用以加溫,降溫、加溼、補充與灌溉等。請教職業高手,大學教師與各種刊物已確定作物栽培需要的最佳環境。

對於未來的營運計劃或是擴充計劃都要納入考量。目前適合的栽培環境在未來可能限制了發展。例如地面栽培與植床栽培並不相同。

三.  評估適合的設備與溫室材料

控制溫室環境與栽培過程的最佳技術是什麼?現今階段或許已有新技術或是新材料已可應用。

1.      整合栽培環境與作物生產。一個均勻一致的環境將是生產均勻一致的產品而且降低作物損失。複雜的設備與控制系統能夠改善生產效率與降低投資成本。與富有經驗的系統整合專家討論,以瞭解環境控制的方式。

2.      將生產流程首先考慮:觀察那些設備合乎生產需求,選擇溫室結構以適合生產流程將這些系統簡化。變數愈少,就越容易控制與維持。

3.      選用環控系統以生產健康的植物。健康的植物可增加收入,改善投資的回報率。對於關鍵變數的重要性要加以注重。例如光、熱、水的均勻分佈性,要保護生產環境遠離病源。

4.      環境設備對生產空間的影響。例如空間占用,光線遮蔽,轉角影響等。使得可用面積最大化,以增加單位面積之收益。

5.      在增建新溫室之前,先考慮使得現有生產面積的最佳化。而且要能配合未來擴充目標。在增加設備之前,先瞭解設備的功能侷限與未來擴充性。

四.  計算自己的開銷。

除了溫室結構成本,對於每一個主要設備要計算其購買與運作成本。需要考量的其他成本包括安裝、調整、操作與維修。這些過程都必須參預以避免昂貴設備在與維護過程所付出之高昂成本。

能源成本影響了經費底限。估計每個能源成本,而且確認這種成本是變動成本。系統效益更高,能源成本對經營收益的影響就愈小。

以支出成本以計算各型設備的替代方案。對於各種替代性設備進行成本分析。選用成本與效率相對應的設備可使作物產量最高,風險最小。

五.  建築溫室之前的設計方案

針對各項設備進行空間配置之規劃方案。與不同團隊討論各種設備與溫室結構之限制條件。

對於整合性計劃,要確認各設計元件與興建之次序。新溫室的興建次序:1.地基準備與整平,2.設備之埋入與安裝,3.混凝土作業與地基,4.機械設備安裝,5.控制設備安裝。要區分興建階段,以進行管制。

對於未來擴充地區進行標記。能源、水、電等之輸送路徑要先確立,機械室要預留擴充空間。

 

六.  計劃時程

如果各階段施工作業無法準時完成,將增加成本,而且引起更多的延誤、損失。因此要確定計劃實施時程。

七.  購買設備與溫室結構

老經驗的製造廠興規劃公司對於溫室興建計劃十分重要。

八.  以合格的公司進行施工

合格且專業的公司可以準時完成施工計畫並且減少損失。

九.  佣金制

以佣金方式確立溫室系統的設計、安裝、測試、操作與維護等都能依據要求加以執行。

十.  維持作業場

收集設備的操作與維護資訊,加以文件化。所有安裝與操作手冊都要加以保存。

十一. 自錯誤中學習

對自己的生產空間加以檢討。原有的溫室設備其經營經驗加以學習而不要再犯相同錯誤。

在決定更新、擴充或興建一棟新溫室,事先定義自己的需求,分析自己的選擇,決定要如何進行。