《设计与建造“植物工厂”作业设计方案

植物工厂设计方案

一种新型农业模式，是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。以节能植物生长灯和LED为人工光源，采用制冷—加热双向调温控湿、光照—二氧化碳耦联光合与气肥调控、营养液在线检测与控制等13个相互关联的控制子系统，可实时对植物工厂的温度、湿度、光照、气流、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行自动监控，实现智能化管理。

一、总体说明

我公司拟在朱家山村建设一个小型的植物工厂和3个蔬菜大棚，总建筑面积 ，雾培温室 平方米，水培室 平方米，展示厅及控制中心 平方米。宽约20m，长约31m，高约6m。

结构形式：建筑主体采用钢结构，其中有全日光型雾培温室，大跨度人字梁钢结构，屋顶5mm钢化玻璃覆盖，四周5+6+5mm钢化玻璃；人工光培室四周内立面用50机制岩棉夹心彩钢板，外立面用EPS75机制泡沫夹心彩钢板，吊顶用50手工岩棉夹心彩钢板，屋面顶板用EPS75瓦楞隔热彩钢夹芯板；展示厅及控制中心，钢结构，屋顶覆盖采用5+1.14+5玻璃覆盖，四周采用5+9A+5中空透明钢化玻璃；

系统配置包括：温室主体、自然通风系统（顶、侧窗）、遮阳系统、保温系统、控温系统、湿帘风机降温系统、循环风机系统、湿帘外翻窗系统、照明系统、给排水系统、雨水回收系统、配电系统。

二、温室主结构

本工程主结构材质为Q345B及Q235B，次结构为Q235B，全日光型雾培室 主骨架采用国产热镀锌H型钢（规格为300×150×8×12mm）制成，镀锌层厚度≥275g/m2。展示区及控制中心主骨架采用国产热镀锌H型钢（规格为400×300×10×14mm）制成，镀锌层厚度≥275g/m2。水沟采用2.5 mm热镀锌钢板制成，水沟水平安装，两端装有落水孔与落水管套接，用于排水。

课程基本信息

课题 17 设计与建造“植物工厂”（第二课时）

教科书 书名：义务教育教科书 科学 六年级 上册

出版社：人民教育出版社 湖北教育出版社 出版日期：2020 年8 月

教学目标

一、教学目标

【科学知识】

1.能根据设计方案，尝试动手建造一个微型的“植物工厂”。

2.能从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价“植物工厂”的设计，并提出改进和完善建议。

【科学探究】

1. 能合作完成微型“植物工厂”的建造。

2．能基于证据质疑并评价别人的建造成果。

3. 对工程项目从多个角度进行评估，提出改进和完善的建议。

【科学态度】

1. 乐于动手建造“植物工厂”。

2. 能够完成“植物工厂”的建造，具有创新精神。

3. 对设计和建造“植物工厂”感兴趣，体会亲自动手建造的乐趣。

4．在进行多人合作时，愿意沟通交流。

【科学、技术、社会与环境】

知道植物工厂是建立在种植技术基础上的一种智慧农业。

二、教学重点：

能根据设计方案，尝试动手建造一个微型的“植物工厂”。

三、教学难点：

从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计， 并提出改进和完善建议。

教学过程

时间 教学环节 主要师生活动

3分钟 一

建造“植物工厂”

根据选择的场地，在家庭或学校建造“植物工厂”。（如果在家建造“植物工厂”，须有成人陪同，注意一些安全事项。如果在学校建造“植物工厂”，各个小组相互合作，每个小组完成一个子项目，大家在一起完成一个大的“植物工厂”。）

12分钟 二

评议与改进 各小组展示建造的“植物工厂”，说一说它的特点，如利用的是什么技术、如何实现它们的功能等。

谈话：我们建造的“植物工厂”各具特色，它们充分展现了同学们的聪明才智和动手能力。下面小组之间相互评议，大家可以从不同角度对建造的“植物工厂”进行评估，找出它们的优点和不足。

社区植物工厂建设方案

随着生活水平的不断提高，人们对健康的需求也日益增长。而新鲜、绿色、无公害的农产品则成为了人们健康生活的必需品。同时，随着城市化进程的不断加速，土地资源的匮乏以及环境污染等问题也在悄然增加。因此，在当前的社会背景下，建立社区植物工厂已成为了不可忽视的趋势。

概述

社区植物工厂是指在城市社区内，利用光合作用为植物提供生长能量的LED光源，以及通过温度、湿度、二氧化碳浓度等因素的调控，来实现对植物的全程生长管理，从而实现高质量、高效率、低能耗的规模化种植。同时，社区植物工厂也为社区提供了稳定、健康、绿色的蔬菜供给。

建设方案

场地选择

社区植物工厂的建设需要有一个适合的场地。建议选择社区内已有的闲置建筑物，如废弃工厂、车库等。场地需要有适当的面积，同时保证采光和通风条件良好。 设备采购

社区植物工厂的建设需要配备相关的设备。主要的设备包括植物生长灯、环境控制系统、肥料供给系统等。在购买设备时，需要考虑设备的质量和性能等因素。

植物栽培管理

社区植物工厂的核心是植物的栽培管理。在进行种植前，首先需要确定所种植蔬菜的品种和生长周期等情况。随后，需要对植物的生长环境进行调控，如控制温度、湿度、二氧化碳浓度等。同时，还需要合理地选择肥料和农药等物质。

团队组建

社区植物工厂需要有一支专业的管理团队。该团队需要具备相关的知识和技能，包括植物生长管理、设备维护和修理等方面的。同时，还需要针对社区居民的需求定制大众化的蔬菜种植方案。

其他事项

在社区植物工厂建设过程中，还需要考虑一些其他的事项，如安全、环保等。例如，需要对设备进行定期检修和维护，防止设备故障或出现安全问题。同时，在进行农药和肥料使用时，要遵守相关的安全规定，避免对环境造成污染。 收益分析

通过社区植物工厂的建设，不仅为社区居民提供了稳定、健康、绿色的蔬菜供给，同时也可以创造一定的经济效益。社区植物工厂可以直接销售蔬菜收益，也可以采取资源共享的方式为社区居民提供服务。

植物工厂设计方案

1. 引言

植物工厂是一种通过控制环境条件来种植植物的现代农业生产模式。它利用先进的技术手段，如LED光源、温度湿度控制系统等，为植物提供最佳的生长环境。本文将介绍一个基于垂直种植的植物工厂设计方案，旨在提高植物生长效率和提供高质量的农产品。

2. 设计目标

本设计方案的目标是在有限的空间内实现高效的植物生产，并确保农产品的质量和安全性。具体目标如下：

• 提供适宜的光照、温度和湿度，以满足植物生长的需求。

• 最大化空间利用，通过垂直种植方式提高产能。

• 实现自动化控制，减少人工操作和能源消耗。

• 保证农产品的无农药残留和纯净度，提供安全的食品。 3. 设计要素

3.1 空间布局

植物工厂的空间布局应充分考虑到植物的生长需求和操作的便利性。本方案建议采用多层垂直种植架的布局方式，以最大化空间利用。种植架的高度和间距应根据植物的生长特性和灯光的照射需求进行调整。

3.2 光照系统

植物工厂的光照系统是核心设备之一。本方案建议使用LED光源，通过控制不同波长的光线和光照强度，以提供最适合植物生长的光照条件。光照系统还应考虑到节能和照明效果，以确保稳定而高效的生产环境。

3.3 温湿度控制

温度和湿度是植物生长的重要影响因素。本方案建议采用先进的温湿度控制系统，以确保生产环境中的温度和湿度处于最适宜的范围。系统应配备温湿度传感器，并能自动调整加热、冷却和除湿设备，以维持稳定的生产条件。

3.4 自动化控制

为了减少人工操作和提高生产效率，本方案建议实现植物工厂的自动化控制。通过集成传感器和执行器，可以实现对光照、温湿度、水分和营养等因素的自动调节和监控。自动控制系统还可以与农业物联网平台连接，实现远程监控和数据分析。 3.5 无土栽培系统

为了减少土壤传染病的风险并提高水肥利用效率，本方案建议采用无土栽培系统。通过在种植架上设置水培槽和营养液供给系统，可以实现植物的根系生长和养分吸收。无土栽培系统还可以与自动化控制系统集成，实现自动供水和营养液循环。