半地下式農業ハウス

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自然が持つエネルギーと、自然にある仕組みで作る空調環境

熱の地産地消によって、ランニングコストを大幅カットします

【冷却プロセス（夏）】

大谷石に保水された水分が乾燥空気には、蒸発するための熱が必要となります。（→気化冷却）

大谷石の表面は水分の蒸発と共に熱を奪われ温度が下がります。冷えた大谷石の熱が輻射の作用によりハウス内を冷却します。（→輻射式冷房）

※冬場は貯留水熱を熱源とした小型のヒートポンプを活用し、温水を流すことによって輻射式暖房を行います

半地下農業ハウスの室内環境は、夏場でも作物に対して15℃～25℃程度の温度を実現しています

昨今の激しい気候変動は、従来式のビニールハウスを利用する農業現場に大きなダメージを与えました。

特に、現在流通している空調機器では、ビニールハウス内を温める手段に比べ、冷やす手段が乏しく、夏場の気温上昇に対応しきれない状況が続いておりました。そして、この状況は冷房需要の増加に比例して、空気中への排熱量も増え、また冷房需要が増えるという悪循環を招いています。

半地下式農業ハウスは気化冷却と輻射式冷房を用いて、ハウス内の空調を行います。その際、ハウス全体を空調するのではなく、培地のある中層～下層部など、温度調整の必要がある部分のみ空調を行うことで、熱エネルギーを無駄なく利用する工夫をしております。サーモグラフィーで確認をすると、従来式のビニールハウス（培地冷却）では冷水を流している部分以外は全体的に温度が上昇しているのに対し、半地下式農業ハウスは大谷石の砕石を利用した冷房装置がある半地下部分の上下で温度がはっきりと変化し、培地部分が冷えていることが分かります。

半地下式農業ハウス内温度状況

地上と地下で温度がはっきりと分かれている

培地部分の温度成層

輻射熱・気化熱発生装置温度状況

冷水を流す配管を中心に冷熱が大谷石全体に伝わっている

半地下式農業ハウス天井部分

夏場の日差しを受け、高温に達している

大谷の環境エネルギーと資源を活用した、大谷ならではの半地下式農業ハウス

大谷で産出される大谷石はこれまで建材用として蔵や塀などに多く利用されてきました。

大谷石の特性として、火に強くて、呼吸をする石として、よく知られており、地元では、大切な米を貯蔵する蔵として、たくさん普及してきました。中には、その蔵の雄姿が右図の様に立派なものまで誕生しました。

そして、大谷の採石場跡として残された立坑に溜まった雨水が貯留水となり貯えられています。現在は冷熱エネルギーとして、様々な形で利用する取り組みが始められています。栃木県名産のイチゴ栽培などにおいて、クラウン冷却に活用されたり、また、低温高湿の環境を作り出す坑道では、ワインやハムなどの熟成倉庫に活用するなど、産業を支える重要な役割を担っている事例もあります。

半地下式農業ハウスもまた、立坑の内の一つから貯留水をくみ上げ、冷熱エネルギーとして利用します。地下空間に蓄えられた貯留水は年間を通して10℃～ 15℃程度の温度を保つため、夏期は、輻射熱・気化熱発生装置における気化冷却を促す冷水として活用。冬期においても、外気よりも高い温度を保つ熱源となるため、小型の地中熱式ヒートポンプのための熱源として活用できます。

汲み上げた貯留水は熱利用後は再度立坑に戻し、安定した地中の温度環境によって徐々に汲み上げ時の温度に返ります。

地域に賦存した熱エネルギーを活用したハウス空調は、従来の農業現場で行われている、化石燃料を使い切る空調設備と比較して、大幅に運転コストを圧縮し、さらに環境への配慮に優れており、また、これからの地球環境を守っていくうえでも、エネルギー消費の問題については誰もが考えていかなければいけない部分だといえます。地域の資源を地域で使う、熱の地産地消によって成り立つシステムを構築し、熱で困っている現場への解決策を提案する一つの形として、大谷のエネルギーの循環の中で成り立つ半地下式農業ハウスが役立つことを期待します。

特に近日のハウス見学に来られたお客様からは、夏期の温室で、このように涼しいハウスに出会ったことはないと絶賛の声をいただきました。冷熱エネルギーは、ポンプで立坑より汲み上げ、ハウス内の配管に回すだけでこのような環境が出来あがります。