グリーンハウス照明
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グリーンハウス照明とは
グリーンハウス照明とは、ビニールハウスやガラス温室などのグリーンハウス内で、植物の生育に必要な光を補うために設置される照明を指します。
一般的には「温室照明」「植物育成照明」「園芸用照明」「補光照明」などの名称でも扱われます。
グリーンハウスは屋外と違い、透明または半透明の被覆材を通して太陽光を取り入れます。
そのため、植物を育てるための光を基本的に太陽から得られる一方、季節や天候、時間帯、温室の構造、被覆材、遮光設備などによって、植物が実際に受け取る光の量は大きく変化します。
特に冬季や曇天時、早朝や夕方などは、自然光だけでは植物が必要とする光量を確保しにくくなる場合があります。
そこで人工照明を利用し、不足する光を補うのがグリーンハウス照明の基本的な役割です。
温室で使用する補光照明は、単純に空間を明るくするための照明ではなく、植物が光合成に利用できる光をどの程度供給できるかという視点から設計することが重要です。
グリーンハウス照明と一般照明の違い
一般的な住宅や店舗の照明では、人間がどの程度明るく感じるかが重要になります。
そのため、照明の明るさを表す単位として「ルーメン」や「ルクス」がよく使われます。
一方、植物育成を目的とするグリーンハウス照明では、人間の視覚だけを基準にすることはできません。
植物は光を光合成などの生理作用に利用するため、植物が受け取る光合成有効光量子の量を考える必要があります。
グリーンハウス照明では「人間に明るく見えるか」だけではなく、「植物にどれだけ利用可能な光が届いているか」を考えることが基本となります。
この違いを理解することは、温室照明を選ぶうえで非常に重要です。
見た目には明るい照明であっても、植物にとって十分な光量があるとは限りません。
グリーンハウス照明における補光照明
グリーンハウス照明を考える際によく登場するのが「補光照明」です。
補光とは、太陽光を完全に人工照明へ置き換えるのではなく、温室内で不足している光を人工照明によって補う考え方です。
グリーンハウスでは、日中に太陽光が十分に入る場合には人工照明を弱めたり消灯したりし、自然光が少ない時間帯や天候のときに照明を追加するという運用も考えられます。
そのため、グリーンハウス照明は「一日中同じ明るさで点灯させる照明」とは限りません。
自然光の変化と人工照明を組み合わせ、植物が一日に受ける光の総量を調整することが重要です。
温室内の補光照明では、自然光によるDLIと人工照明による補光量を合わせて考える方法が用いられます。
光質とは
光質とは、照明に含まれる光の波長構成やスペクトルの特徴を指す言葉です。
グリーンハウス照明では、赤色光、青色光、緑色光、遠赤色光など、それぞれの波長域が植物に異なる影響を与えることが知られています。
例えば、植物育成用LEDでは赤色や青色を中心としたスペクトル設計が採用されることがあります。
一方で、自然光に近い幅広いスペクトルを持つ照明もあり、植物の種類や栽培目的、成長段階によって照明設計の考え方は変わります。
そのため、「植物育成照明なら特定の色だけを強くすればよい」と単純に考えるのではなく、対象となる植物や栽培環境に応じて光質を検討することが大切です。
LEDグリーンハウス照明
現在のグリーンハウス照明では、LEDを使用した植物育成用照明が重要な選択肢となっています。
LEDは従来型の光源と比較して、光のスペクトルを設計しやすく、器具の形状や配光もさまざまに設計できます。
また、必要な場所へ光を届ける照明設計と組み合わせることで、温室内の栽培環境に合わせた照明計画を立てやすいという特徴があります。
特に温室では、照明器具を多数設置することになる場合があるため、照明器具の効率、発熱、重量、設置方法、耐久性、メンテナンス性なども重要な検討項目になります。
ただし、LEDだから必ず植物に適しているという意味ではありません。
LED照明であっても、光量、スペクトル、配光、設置高さ、点灯時間などによって植物が受ける光環境は変わります。
光合成とグリーンハウス照明
植物は光を利用して光合成を行います。
そのため、グリーンハウス照明では「明るさ」そのものよりも、植物が光合成に利用できる光をどのように供給するかが重要です。
温室内の自然光が十分な場合には人工照明を追加する必要性が低くなりますが、冬季や曇天時などには植物が受ける光量が低下することがあります。
温室の被覆材や構造物による光の減衰も考慮する必要があります。
屋外で測定した日射量と、実際に植物の葉へ届く光量は同じではありません。
温室の屋根や側面の素材、汚れ、構造材、遮光設備などによっても光の透過量は変化します。
そのため、グリーンハウス照明では温室内の実際の光環境を把握し、不足している光を補うという考え方が基本になります。
光周期とグリーンハウス照明
「光周期」も植物栽培において重要な用語です。
光周期とは、一日の明期と暗期の長さを指します。
植物の中には、昼と夜の長さによって開花などの生理反応が変化するものがあります。
ここで注意したいのが、光周期を調整するための照明と、光合成のために光量を増やす補光照明は同じではないという点です。
光周期調整を目的とする照明は、植物に長日・短日などの条件を与えるために使用されるもので、必ずしも非常に高い光量を必要とするわけではありません。
一方、補光照明は植物が受ける一日の光量を増やすことを目的とします。
両者は目的が異なるため、グリーンハウス照明を検討する際には用途を明確にすることが重要です。
グリーンハウス照明の配光と均斉度
温室照明では、単に照明器具を設置するだけではなく、植物全体へできるだけ適切に光を届けることも重要です。
照明器具の直下だけが明るく、少し離れた場所では急激に暗くなるような状態では、温室内の植物が受ける光量にばらつきが生じます。
そのため、器具の設置間隔、設置高さ、レンズや反射板による配光、照射範囲などを検討します。
特に商業的な温室では、PPFDの平均値だけでなく、最低値や最高値、照明エリア全体の均一性を確認することも重要です。
近年の温室照明設計では、実際の温室形状や器具配置をもとにPPFDをシミュレーションし、設置後に植物の高さで測定して確認する考え方も用いられています。
温室の被覆材と照明
グリーンハウスでは、ガラスやフィルムなどの被覆材を通して太陽光を取り入れます。
しかし、被覆材を通過する際には光の一部が失われます。
また、温室の柱や梁などの構造物、遮光カーテンなどによっても植物に届く光が減少することがあります。
このため、屋外の日射量だけを見て「温室内にも同じだけの光がある」と判断することはできません。
グリーンハウス照明を設計する場合には、実際の温室環境における自然光の量を確認し、その不足分を人工照明によって補うという考え方が基本となります。
グリーンハウス照明と植物育成照明の関係
「グリーンハウス照明」と「植物育成照明」は近い意味で使用されることがありますが、完全に同じ意味ではありません。
植物育成照明は、屋内栽培、植物工場、家庭菜園、育苗設備など、植物を育てるための人工照明全般を指す広い言葉です。
一方、グリーンハウス照明は、太陽光を利用する温室という環境を前提にした照明です。
そのため、自然光をどの程度利用できるか、どれだけ不足しているかを考慮して人工照明を設計することが大きな特徴になります。
つまり、植物工場などの完全人工光型の環境では人工照明が主要な光源になりますが、グリーンハウスでは太陽光と人工照明を組み合わせるケースが多くなります。
グリーンハウス照明が求められる理由
グリーンハウス照明が注目される背景には、季節や天候による自然光の変動があります。
夏場の晴天時と冬場の曇天時では、温室内の光環境は大きく異なります。また、朝夕は日中より自然光が弱く、冬季には日照時間そのものも短くなります。
このような自然光の不足を人工照明で補うことで、植物が受ける光環境を調整しやすくなります。
特に温室栽培では、単に「明るい温室」を作ることが目的ではなく、栽培する植物に合わせて必要な光量、光質、光周期を考えることが重要です。
まとめ
グリーンハウス照明とは、温室やビニールハウス内で植物に必要な光環境を整えるための照明です。
最大の特徴は、人工照明だけで植物を照らすのではなく、太陽光を基本としながら不足する光を補うという考え方にあります。
また、照明器具の性能だけでなく、温室の被覆材、構造物、自然光、季節、天候、栽培する植物、設置高さ、配光、点灯時間、調光制御など、多くの条件が植物の光環境に影響します。
現在はLEDを利用した植物育成用照明も広く利用されており、スペクトル設計や配光、調光などを組み合わせたグリーンハウス照明の設計が行われています。
一方で、LEDという名称だけで性能を判断するのではなく、植物の位置でどの程度のPPFDを確保できるのか、どれだけのDLIを補えるのか、温室全体に光を均一に届けられるのかという視点が大切です。
グリーンハウス照明は、単なる「温室を明るくするための照明」ではありません。
太陽光という自然エネルギーと人工照明を組み合わせ、植物に届く光の量と質を調整するための重要な栽培環境設備です。