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人工光型植物工厂光环境技术规范发展报告

DevelopmentReportonTechnicalSpecificationsforLightEnvironmentinArtificialLightPlantFactories

摘要

随着现代农业技术的快速发展，人工光型植物工厂与补光型温室大棚已成为光辐射电光源产品在农业领域的重要应用场景。LED光辐射产品因其高效、节能、可调控性强等优势，在植物栽培中的应用日益广泛。然而，由于应用场景的特殊性及利益相关方的多样性，亟需通过标准化手段规范光环境技术指标，推动行业健康发展。本报告围绕《人工光型植物工厂光环境技术规范》的立项背景、目的意义、范围及主要技术内容展开分析，重点阐述了标准在协调工程方与用户需求、提升光环境质量评价一致性方面的作用。研究结果表明，该标准将通过明确光量子通量密度、均匀性等核心指标及其测试方法，为植物工厂的光环境设计与优化提供科学依据，对促进植物照明产业的标准化、规模化发展具有重要指导意义。

关键词

人工光型植物工厂；光环境技术规范；LED光辐射；光量子通量密度；均匀性；植物照明；标准体系

ArtificialLightPlantFactory;LightEnvironmentTechnicalSpecification;LEDOpticalRadiation;PhotosyntheticPhotonFluxDensity;Uniformity;PlantLighting;StandardSystem

正文

1.立项目的与意义

全人工光型植物工厂与补光型温室大棚是光辐射电光源产品在农业领域的重要应用形式。其独特的安装与使用方式（如多层架式结构）进一步推动了LED光辐射产品的普及。以全人工光植物照明和温室补光为代表的LED农业应用，作为LED光源的细分领域，目前处于快速发展阶段。然而，由于缺乏统一的技术规范，产品性能评价与市场应用存在较大不确定性，亟需通过标准化文件引导行业有序发展。

此外，光辐射产品在植物栽培领域的应用涉及多方利益相关者，包括产品供应商、工程实施方及农业用户等。与传统照明领域不同，这些利益相关方的关注点存在差异：供应商注重产品性能，工程方关注系统集成效果，用户则重视栽培效率与成本。因此，通过制定《人工光型植物工厂光环境技术规范》，可协调各方需求，建立统一的光环境评价体系，减少应用过程中的争议，提升行业协作效率。

从政策层面看，电光源产品在植物栽培领域的应用被列为照明行业“十四五”重点发展方向。根据《照明行业“十四五”标准体系规划》，针对植物栽培光辐射主题，本次同步提出三项标准立项建议：

1.《人工光型植物工厂光环境技术要求》；

2.《植物栽培用LED光源和LED灯具性能规范》；

3.《植物栽培用光辐射术语》。

其中，本规范以植物工厂工程方和用户为直接服务对象，旨在通过明确安装后植物栽培区域的光环境指标，帮助双方达成评价共识，满足光环境质量评估的实际需求。

2.范围与主要技术内容

本标准拟规定人工光型植物工厂中植物栽培作业区域的光环境指标及其配套测试方法，核心内容包括光量子通量密度（PhotosyntheticPhotonFluxDensity,PPFD）、光分布均匀性等关键参数。需特别说明的是，本标准仅针对植物栽培区域的光环境技术要求，不涉及植物工厂内其他区域的普通照明指标。

主要技术内容详述如下：

-光量子通量密度（PPFD）：作为衡量植物光合作用有效光强的核心指标，PPFD的合理范围直接影响作物生长速率与品质。标准将根据不同作物类型（如叶菜、果菜）的光合特性，规定PPFD的阈值区间，确保光环境既满足作物需求，又避免能源浪费。

-光分布均匀性：通过量化栽培区域内光强的空间分布差异，确保作物受光均匀，减少生长不均现象。标准将定义均匀性计算方法及可接受偏差范围，为工程设计与验收提供依据。

-测试方法：规范PPFD与均匀性的测量点位布局、仪器精度要求及数据处理流程，保证检测结果的可重复性与可比性。例如，要求使用经过校准的光量子传感器，并在栽培层面对角线及中心区域布设测点。

-附加指标：考虑到光质对植物形态建成与代谢的影响，标准可能补充不同光谱波段（如蓝光、红光）的比例要求，为光配方设计提供参考。

通过上述技术内容的标准化，本规范将帮助用户科学评价光环境质量，指导工程方优化光照系统设计，最终提升植物工厂的生产效率与经济效益。

介绍修订的企事业单位或标委会

全国照明电器标准化技术委员会（SAC/TC224）

作为本标准的主要起草单位，全国照明电器标准化技术委员会（以下简称“TC224”）是经国家标准化管理委员会批准成立的权威技术机构，负责照明电器领域的国家标准与行业