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水生养殖场的实际表现取决于许多具体情况因素。 通过比较少的案例研究,可以得出关于封装类型的优势、挑战和可能的应用的一些初步结论。 需要对更多现有案例研究进行实证研究,以确定外壳类型、地理位置和商业成功之间的相关性。

由于环境控制能力有限,中型高科技温室 _ 仅在温和冬季和适度夏季的温带气候中提供了一种商业上可行的选择。 在不需要太多加热和冷却的地方,使用这种温室类型的农场可以以节约资源的方式运行,同时降低其外壳的前期投资。 这些养殖场通常以较低的预算运作,并且在同一温室内设有鱼缸,这将它们的鱼类种类限制在具有较高温度耐受性的鱼类,并将其商业重点放在生菜、绿叶蔬菜和草药的生产上。

_ 被动式太阳能温室 _ 依靠被动系统,特别是使用热质量来控制室内气候。 在水生系统中使用这种类型是有利的,因为鱼缸中的大量水提供了额外的热量。 由于它们的能源效率,它们常常用于北纬地区,那里的传统温室需要高水平的补充供暖。 然而,由于冬季光线低和白天短,这些地区的任何温室的运作都依赖于使用补充照明。 虽然欧洲和北美的被动太阳能温室目前正在小规模的实验范围内使用,但在中国 183 万英亩(74 万公顷)的农田上,这些单斜坡、节能温室在较普遍的应用表明,这种类型可以成功实施了大规模(高等人,2010 年)。

_ 高科技温室 _,尤其是大型 Venlo-式、排水沟连接系统,是商业水培生产的行业标准。 最大的资金充足的商业水产养殖场将这种类型用于水培生长系统,并为其水产养殖基础设施提供一个独立的外壳。 这种设置保证了最高水平的环境控制以及作物和鱼类的生产率。 从技术上讲,这种类型的温室可以在任何地方运作,只要产生的收入支付在极端气候下的高能源和运营成本。 然而,由于大量需要取暖和补充照明,在北纬某些地区,这种作业可能不会对环境敏感。 高科技温室的确切环境足迹只能根据每个项目进行评估,主要取决于用于补充热和光的能源的质量。

大多数屋顶温室是文洛风格的高科技温室,建在屋顶上。 虽然存在类似的好处和挑战,但屋顶温室的建造甚至比普通高科技温室更昂贵,这主要是由于建筑规范和建筑要求。 屋顶温室的结构系统往往超出面积,以符合商业办公楼的建筑规范,这些规范比农业结构的建筑法规要求更为严格。 此外,屋顶上的水上运营需要额外的基础设施才能进入屋顶,并遵守防火和出口法规,这在最近的一个例子中产生了喷水灭火设备温室(Proksch 2017)。 屋顶温室最有希望的应用是在城市中心的主机建筑顶部。 城市屋顶通常提供充足的阳光照射,温室需要有效运作 — 这种资源通常缺乏,或者至少由于阴影而不一致,在密集的城市地区(Ackerman,2012 年)。 如果有目的设计,宿主建筑物可以提供其他资源,例如排气热和 COSub2/Sub,使屋顶水上养殖场的运作更加可行。 这种与东道建筑的整合可以产生能源和环境协同增效作用,从而改善温室建筑和宿主建筑的性能。

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** 图 21.10** INAPRO 水上乐器外壳有两个部分,不透明的鱼类和植物温室(西班牙穆尔西亚)

_ 室内生长空间 _ 完全依赖人工照明和主动控制系统进行加热、冷却和通风,从而导致高能耗、环境足迹和运营成本。 这种类型学最适用于冬天寒冷和生长季节短的地区,在这些地区,自然暴露于阳光和热量增加很少,需要大量补充物来运营一个商业水生温室。 使用不透明的外壳可实现高级别的绝缘,从而减少冬季的热损失,并提供免受外部温度波动的影响。 除了依赖电气照明外,室内生长超过了温室的生产率,如水、COSub2/Sub 和土地面积(Graamans 等人,2018 年)。 此外,通过使用堆叠式种植系统,土地面积单位产量可能会高得多。 关于城市水上乐园的城市一体化,室内种植空间允许工业建筑物和仓库的适应性再利用,从而降低建造围墙的前期成本,并支持服务不足的社区的水生养殖场整合。

面向专业应用的创新型 Aquaponics(INAPRO,2018)项目设置包括在德国、比利时和西班牙的多个地点比较最先进的水生系统和温室技术。 位于中国的水生系统被安置在一个被动的太阳能温室。 国家航空研究所在欧洲的水生设施使用玻璃包覆的温室型进行植物生产,并使用工业类型的棚部件用于鱼缸和过滤装置(图 21.10)。 国家气候研究所项目表明, 温室技术需要加以调整和选择, 以适应当地的气候条件. 西班牙 INAPRO 团队发现,选定的外壳非常适合于较冷的北欧地区,但不适用于南欧较温暖的地中海地区。 这一观察强调了对温室类型学性能进行更多研究的重要性,以推动商业水产养殖业务领域的发展。

虽然对不同类型的比较显示了类型、位置和投资之间的某些性能模式(表 21.3),但为了全面了解农场绩效和环境影响,需要有一个更强大的系统来分析和设计农场外壳。


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