室内栽培でいつも問題が起きる部屋には、たいてい共通の原因があります。栽培期間を通して、温度、湿度、二酸化炭素(CO₂)、気流を安定させられないことです。品種や肥料のシリーズが原因であることはまれです。このガイドでは、スペース選びからファンのサイズ決めまで、環境が安定する部屋の計画方法を説明します。
前編では、スペース、熱負荷、断熱、密閉、気流を扱います。後編では、エアコン、除湿機、CO₂、ライトの熱、センサー、レイアウト、衛生管理、電気の安全、記録を扱います。
訳者注:この段落のように「訳者注」で始まる段落では、タイや東南アジアで条件が変わる点を補足します。たとえば30〜35 °Cの外気、雨季の高い湿度、停電などです。また、元記事に見つかった誤りも訂正しています。
1. スペースの選び方と広さの決め方
1.1 天井の高さと床面積
栽培する量に合ったスペースを選んでください。狭すぎる部屋を改造すると、その部屋を使い続ける限り、狭さによる制約に悩まされます。植物の周りには、十分な量の空気も必要です。空気の量が十分あれば、ファンで空気をこまめに入れ替えられ、湿度と病気を抑えられます。
趣味の栽培や小規模な商業栽培の部屋では、天井高を最低2.5〜3 m確保することを目標にしてください。そうすれば、背の高いライト、ダクト、植物の上の空気の層のための空間が取れます。2.2 m未満では、ライトが植物に近づきすぎます。また、暖かい空気が天井の下にたまり、追加したCO₂も均一に広がりません。
栽培面積は、床の広さではなくライトの数から計画します。600 WのHPSランプ(高圧ナトリウムランプ)1灯、または同じ出力のLED照明1台で、推奨の吊り下げ高さなら約1.0〜1.2 m²のキャノピーをカバーできます。キャノピーとは、光を受ける葉と花穂のいちばん上の層のことです。
ライトの数に1.0〜1.2 m²を掛けます。さらに、空気の流れ、機器、植物のトレーニング作業の通路のために、周囲に20〜30%を足します。たとえばライト4灯ならキャノピーは4.0〜4.8 m²なので、床面積は約4.8〜6.2 m²を計画します。この計算は何かを買う前にしてください。その部屋に実際に何灯入れられるかがわかるからです。
1.2 部屋の形と空気が動かない隅
正方形や長方形の部屋がいちばん扱いやすいです。空気の通り道を均等に配置できるからです。L字形、不規則な形、仕切られた部屋には、空気がほとんど動かない隅ができます。そこには湿気がたまります。部屋の中央の数値が正常でも、こうした隅からボトリティス(灰色かび病。花穂を腐らせる灰色のカビ)が始まります。
建てる前に、部屋の図を紙に描いてください。吸気口(空気が入る所)から排気口(空気が吸い出される所)までの空気の通り道を書き込みます。その通り道から外れた隅やくぼみを、すべて丸で囲みます。それぞれについて対策を1つ選びます。ふさぐ、首振りファンを向ける、植物ではなく収納や養液タンクの置き場にする、のいずれかです。
1.3 部屋が出す熱量を計算する
冷房機器を選ぶ前に、部屋全体の発熱量を計算してください。エアコンの能力はBTU/h(英国熱量単位毎時)で表示されています。電気1 Wは、約3.41 BTU/hの熱になります。熱の発生源は次のとおりです。
- ライト。 ランプが消費する電気は、ほぼすべてが最終的に部屋の中で熱になります。600 WのHPSランプ4灯なら4 × 600 × 3.41 = 8,184 BTU/hで、約2.4 kWです。
- 除湿機。 70パイントの機種(米国の表示で、1日に約33リットルの水を除去)は、除湿しながら約700 Wの熱を出します。
- ポンプなどの機器。 10〜15%を足します。
- 建物からの熱。 暑い気候では、断熱されていない壁に日が当たると1〜3 kWの熱が加わることがあります。量は壁の面積と断熱によって変わります。
すべてを合計し、安全余裕として20%を足します。その合計を取り除ける冷房を選んでください。冷房能力の不足は、室内栽培で高温ストレスと収量低下を招く最も多い原因です。また、飽差(VPD)が高くなりすぎる原因にもなります。VPDは、温度と湿度を1つにまとめた数値です。空気が葉から水をどれだけ強く引き出すかを示します。
訳者注:元記事では、LEDの発熱は1 Wあたり1.5〜2.0 BTU/hだけだとしています。この数値は誤りです。LEDの光は植物、壁、床に吸収されるので、結局は部屋の中で熱になります。LEDでもHPSでも、1 Wを3.41 BTU/hとして計算してください。LEDの部屋が涼しくなるのは、同じ明るさを少ないワット数で出せるからにすぎません。
計算例(上の数値を使った訳者による計算):
| 項目 | ワット |
|---|---|
| 600 Wのライト4灯 | 2,400 |
| 70パイントの除湿機1台 | 700 |
| ポンプとファン(+15%) | 465 |
| 建物からの熱(1〜3 kWの中間値) | 2,000 |
| 小計 | 5,565 |
| 安全余裕(+20%) | 1,113 |
| 必要な冷房能力 | 6,678 W(約22,800 BTU/h) |
この部屋には約22,800 BTU/hの冷房が必要です。18,000 BTUのエアコン1台では足りません。タイの条件でのサイズの決め方について詳しくは、タイの開花室向け除湿機とエアコンのサイジングをご覧ください。機器とワット数のリストは保管しておいてください。後編で電気回路を考えるときに、もう一度使います。
2. 断熱、防湿層、密閉
2.1 断熱が重要な理由
断熱材は、外からの熱を防ぎます。結露も防ぎます。結露とは、暖かく湿った空気が冷たい表面に触れてできる水のことです。濡れたままの表面には、うどんこ病やAspergillusのカビが発生します。
元記事では、専用の栽培室の壁に最低R-13の断熱を推奨しています。R-13は、素材が熱をどれだけ通しにくいかを示す米国の数値です。メートル法では約RSI 2.3(m²·K/W)です。
タイ、ベトナム、フィリピンなどの熱帯の国では、外気が33 °Cを超えることが多く、湿度も高くなります。そうした地域では、外壁にR-19(約RSI 3.3)の断熱材か吹き付け発泡断熱を使うと、冷房費も結露のリスクもはっきり下がります。
製品資料によっては、R値ではなく熱伝導率(「k」値、単位W/m·K)が書かれています。その場合は、厚さ(m)をkで割るとRSIが出ます。製品はRSIで比べてください。どれが目標値を満たすかがわかります。
2.2 防湿層を入れる位置
防湿層とは、湿った空気が断熱材に入り込むのを防ぐシートです。濡れた断熱材は熱を防ぐ力が落ち、見えない所でカビの発生源になります。元記事では、防湿層を断熱材の暖かい側、つまり栽培室側に張るとしています。
6ミルのポリエチレンシート(厚さ約0.15 mm)か、アルミ箔張りの発泡ボードを使います。継ぎ目は最低15 cm重ねます。継ぎ目には、エアコンダクト用のアルミテープを貼ってください。マスキングテープや養生テープは、湿度が高いと数週間ではがれてしまいます。
訳者注:「暖かい側を部屋に向ける」というルールは、外壁が室内より冷たい寒冷地のものです。タイでは、外気のほうがエアコンの効いた部屋よりたいてい暑く、湿っています。高温多湿の気候向けの建築科学の指針では、エアコンの効いた壁の室内側に防湿層を張ると、外から入る湿気が壁の中に閉じ込められ、壁が早く傷むおそれがあると警告しています。そうした気候では、防湿層は外側に張るか、独立した防湿層を入れずに壁を造ります。あなたの壁の種類でどこに防湿層を入れるかは、冷蔵室(コールドルーム)を施工する業者に聞いてください。どちらの場合も、目的は断熱材に水を入れないことです。
2.3 床
冷房した部屋では、むき出しのコンクリートの床が空気より冷たいままになることがあります。すると、鉢の下や床に結露します。元記事では、次の3つの方法を挙げています。
- ゴム製の排水マット(厚さ5〜10 mmのEVAフォームまたは再生ゴム):安価で、鉢を冷たいコンクリートから離せて、掃除もしやすい。
- エポキシ樹脂の床塗装:コンクリートを湿気から密封でき、掃除もしやすい。
- 栽培ベンチで高さを上げる:根を冷たい床から完全に離せる。
訳者注:お金をかける前に、まず測ってください。温度計のプローブを床に数時間置き、床のすぐ上の気温と比べます。床がはっきり冷たければ、上のどれかを使います。そうでなければ、水は灌水の排水から来ている可能性が高いので、先に排水を直してください。
2.4 部屋の密閉と24時間の変動チェック
密閉した部屋では、空気は吸気口、排気口、エアコンからしか出入りしません。ドアのすき間、ケーブルや配管の穴、緩んだダクトの継ぎ目からは、暑く湿った空気、害虫、カビの胞子が入ってきます。においも外に漏れます。ドアにはドアシールを付け、すべての穴の周りをシーリング材でふさぎ、ダクトの継ぎ目にはアルミテープを貼ってください。
元記事には、密閉の具合を確かめる方法が書かれていません。実用的なのは、空の部屋の状態を24時間、つまり明期と暗期の1サイクル分記録する方法です。誰も触らないときに、温度と湿度が設定値からどれだけずれるかがわかります。
- 普段の栽培日と同じように部屋を動かします。ライトはタイマーで点灯させ、エアコン、ファン、除湿機も動かします。
- 記録機能付きの温湿度ロガーを、部屋の中央のキャノピーの高さに置きます。2台目は天井の下か、1.2で丸を付けた隅に置きます。
- 24時間後、各ロガーの最低値と最高値、それぞれの時刻を読み取ります。
- 次の3つのパターンがないか確認します。昼に温度が上がるなら、冷房が小さいか、日射で壁が熱くなっています。夜、たとえば午前3時ごろに温度が下がると、湿度が上がります。2台のロガーの差が大きいなら、空気がよく混ざっていないか、空気が止まった隅があります。
- 1か所ずつ直し、そのたびにチェックをやり直します。暑季と雨季の始まりにも、もう一度行ってください。
CO₂を追加する予定なら、CO₂濃度も記録します。供給を止めたあと濃度が速く下がるなら、空気が漏れています。修理のたびにテストをやり直し、濃度が下がる速さを比べてください。漏れは、作物が入っているときより、空の部屋のうちに直すほうがずっと安く済みます。
3. 気流
3.1 空気を動かす3つの役割
空気を動かすことには3つの別々の役割があり、役割ごとに専用の機器が必要です。
植物の間に空気を通す。 キャノピーの高さに置いた首振りファンで、茎を揺らします。植物はそれに反応して、丈夫でやや太い茎に育ちます(接触形態形成:揺らされることに対する植物の成長反応)。それ以上に大事なのは、ファンが葉の表面にある、動かない湿った空気の薄い層(境界層)を吹き払うことです。葉はこの層に水を放出し、その水が湿度とVPDを上げます。葉が目に見えて揺れるけれど、激しくはためかない程度を目標にしてください。
上下の空気を混ぜる。 暖かい空気は上昇して、天井の下にたまります(熱の成層化)。天井に沿って横向きに吹くファン(HAFファン:水平気流ファン)や、角度をつけた首振りファンでこれを防ぎます。混ぜないと、天井付近はキャノピーより3〜5 °C暖かくなることがよくあります。すると、天井近くのセンサーは、植物が実際にいる環境とは違う数値を示すことになります。
外気と空気を交換する。 ダクトにつないだ排気ファンが、部屋の空気をカーボンフィルターに通して外に出します。CO₂を追加していないときは、これで新しいCO₂が入ってきます。また、この排気で部屋の気圧も決まります(3.4参照)。
3.2 排気ファンのサイズ
大麻の栽培室では、排気ファンで1時間あたり60回の換気回数(ACH)が標準的な目標です。換気1回で部屋全体の空気が1回入れ替わるので、60 ACHなら1分ごとに入れ替わります。ファンを常に全速で回す必要はありません。速度コントローラーを使えば、十分な空気の交換を保ったまま、消灯時に風量を下げられます。
メートル法では、必要風量(m³/h)=部屋の容積(m³)× ACHです。3 m × 4 m × 2.7 mの部屋の容積は32.4 m³です。60 ACHなら、32.4 × 60 = 1,944 m³/hが必要です。
元記事は米国の単位を使っています。CFM(立方フィート毎分)=容積(立方フィート)× ACH ÷ 60です。同じ部屋は1,145 ft³なので、1,145 CFMが必要です。1 CFMは約1.7 m³/h(0.0283 m³ × 60分)です。
ファンは、最低必要量の1.3〜1.5倍の定格風量のものを選んでください。この余裕で、カーボンフィルターの抵抗(静圧)と将来の拡張に対応します。例の部屋なら、定格約2,530〜2,920 m³/hのファンになります。
訳者注:東南アジアで売られているファンには、m³/h表示のものとCFM表示のものがあります。機種を比べる前に、どちらかの単位にそろえてください。
3.3 箱に書かれた風量は実際の風量ではない
ファンの定格風量は、何もつながない状態で測った値です。カーボンフィルター、ダクトの曲がり、数メートルのフレキシブルダクトをつなぐと、ファンが実際に動かす空気の量は、多くの場合大きく減ります。1.3〜1.5倍は最低ラインと考えてください。フィルターと長いダクトを使うなら、さらに大きいファンを選び、ダクトはできるだけ短くまっすぐにします。全出力が要らないときは、速度コントローラーで風量を下げてください。
3.4 気圧、補給空気、カーボンフィルター
負圧。 ライセンスを持つ栽培室や準商業規模の部屋の多くは、わずかな負圧で運用されています。負圧とは、計画した吸気口から入る空気より、排気で出す空気のほうが多い状態です。すると、足りない分の空気はすき間ではなく吸気口から引き込まれます。その結果、次の効果があります。
- ドアのすき間やケーブル・配管の穴から、においが漏れなくなります。
- 入ってくる空気は、すべて吸気フィルターかエアコンを通ります。
- においの対策が規則で求められる場所では、規則を守りやすくなります。
訳者注:あなたの栽培場所でにおいの対策が必要かどうか、地元の行政に確認してください。規則がない場所でも、においが近所に届けば苦情になります。においの対策は最初から計画に入れてください。
陽圧。 排気よりも多くのろ過した空気を部屋に送り込むので、外気が入れません。医薬品のクリーンルームは、汚染を防ぐためにこの方式で運用されています。大麻の部屋でこの方式を使うには、すべての穴を完全に密閉する必要がありますが、改造した部屋ではまず実現できません。すき間が1つでも残れば、そこからにおいが外に押し出されます。
補給空気(メイクアップエア) とは、排気で出ていった分を補うために入ってくる空気です。吸気口が開口部だけのパッシブ吸気の場合、排気ファンは古い空気を押し出すだけでなく、この空気を引き込む役目も負います。これもファンを大きめにする理由の1つです。吸気ファンを付ける場合は、排気より風量を少なく設定し、部屋が負圧に保たれるようにします。
暖かい空気は上昇するので、吸気口は低い位置、排気口は高い位置に、できるだけ離して付けます。近すぎると、排気口から出したばかりの空気をまた吸い込んでしまい、部屋の空気が本当には入れ替わりません。害虫や胞子もここから入ってくるので、吸気口には網を付け、清潔に保ってください。
気圧は、排気ファンを動かした状態で確認します。テントなら、壁がわずかに内側にへこむはずです。部屋なら、閉めたドアの下のすき間にティッシュの切れ端をかざすと、内側に吸い寄せられるはずです。吸い寄せられれば、すき間からにおいは漏れていません。
カーボンフィルター。 カーボンフィルターは、活性炭を詰めた筒です。空気が通るとき、においの分子が炭に吸着されます。上で説明した構成では、排気ファンが部屋の空気をフィルターに通してから外に出します。フィルターは、ファンが実際に動かす風量以上に対応したものを選んでください。ファンが正常に動いているのににおいが漏れてきたら、活性炭を交換します。湿度がとても高い空気では、炭の細かい穴を水が埋めるため、においを吸着できる量が減ります。湿気の多い部屋では、フィルターの寿命が短くなると考えてください。
3.5 循環ファンは別の役割
排気は、空気を部屋の外に出すためのものです。循環ファンは、植物の間に空気を通すためのものです。キャノピーの高さに1台、キャノピーの下に1台置き、どちらも吸気口側から排気口側に向けて風を送ります。
葉や花穂が密集したキャノピーの中で空気が止まり、湿度も高いと、花穂の腐れが始まります。キャノピーの下に置くファンは、最も安く導入できるカビ対策の1つです。
3.6 高温多湿の気候で換気にできないこと
訳者注:以下は、上の気流のルールをタイと東南アジアの条件に当てはめたものです。
- 換気では、入ってくる空気の温度より低く部屋を冷やせません。 東南アジアの多くの地域では、暑季の外気が35 °C以上になることがあります。吸気の温度が上限の設定温度に近づくと、換気を増やしても部屋は冷えなくなります。そうなったら、エアコンを入れるか、熱負荷を減らす必要があります。
- 換気では、入ってくる空気の湿度より低く部屋を乾かせません。 雨季の外気は、相対湿度(RH)が80〜90%になることがよくあります。換気で植物が放出した水は出ていきますが、代わりに湿った空気が入ってきます。換気だけでは45% RHまで下げられないので、除湿は独立したシステムとして計画してください。
- それでも換気は必要です。 CO₂の補給とカビ対策には、空気の交換と空気の動きが欠かせません。排気ファンは空気の交換に必要な量で、循環ファンはカビ対策に必要な量でサイズを決めます。温度と湿度は、それとは別の方法で解決してください。
暑季に1週間、雨季に1週間、吸気口から入る空気を記録してください。吸気の温度が高ければ、エアコンを計画する必要があるとわかります。吸気の湿度が高ければ、除湿機を計画する必要があるとわかります(後編参照)。
3.7 密閉型の部屋か、換気型の部屋か
換気型の部屋は、吸気口と排気口を通して外気と空気を交換します。密閉型の部屋は、外の新しい空気を取り入れません。熱と湿気はすべてエアコンと除湿機で処理し、通常はCO₂も追加します。下の表は、このガイドで説明した点をもとに両者を比べたものです。
| 換気型の部屋 | 密閉型の部屋 | |
|---|---|---|
| 温度 | 吸気の温度より下げられない | ライト、除湿機、機器、建物からの熱をすべて冷房で取り除く必要がある |
| 湿度 | 吸気の湿度より下げられない | 外気の影響を受けない。植物が放出する水はすべて除湿機で取り除く必要がある |
| CO₂ | 外気(約427 ppm)から補充される | 1,000〜1,500 ppmまで上げられる。警報と自動停止機能付きのCO₂モニターが必要 |
| 害虫と胞子 | 吸気口が侵入経路になるので、網を付ける | 吸気口がないので、侵入経路が少ない |
| バックアップ | 冷房が止まったときに備え、タイマーで動くフェイルセーフの換気 | 予備のエアコン。これがないと、最初の暑い日にCO₂施用が失敗する |
| コスト | 低い | はるかに高い |
訳者注:タイでは1年の大半、外気が暑く湿っているため、換気型の部屋でも通常はエアコンと除湿機が必要です。実際に選ぶのは、さらに部屋を密閉してCO₂を追加するかどうかです。まずは換気型の部屋から始めてください。密閉を検討するのは、冷房と除湿機だけで部屋が温度と湿度を保てることを記録で確認でき、予備のエアコンも用意できてからにしてください。
購入前に計画を確認してほしい場合は、部屋の広さ、ライトのワット数、ファンの機種、24時間のロガーの記録を、このトピックの下に返信で投稿してください。