设计商业温室时应避免的常见错误
选择合适的结构和覆盖材料只是商业温室设计的一部分。设计还需要从一开始就考虑布局、气候控制、作物需求、通风、灌溉、排水和生产计划。
糟糕的商业温室设计会导致运营成本上升、生长条件不均、维护困难以及产能下降。战略规划可以帮助企业避免建成后进行代价高昂的变更，也便于未来进行规划。
大多数代价高昂的设计失误都有一个共同点：这些决策看似合理，是因为没有设定目标值。通风、冷却、结构承载力和透光率在商业实践中都有常规的设计值，而一份从未明确规定这些数值的设计方案是无法进行验证的。以下列出的数值值得在向任何供应商询价之前写入规范中。
温室规划和布局中的错误
最初的设计问题往往出现在施工开始之前，企业往往只关注温室结构，而忽略了整个生产系统的运作方式。一个成功的商业温室应该围绕作物、可用空间、工作流程、气候和预期扩展进行规划，而不是将每个需求孤立地看待。
忽略当地气候
建造温室若不充分利用其自然环境，可能会导致过热、过冷或通风问题。温室的结构和环境控制要求与温度范围、湿度、日照、风力和季节变化密切相关。
通风和制冷设备的选型应充分考虑气候因素。温室结构应具备足够的调节能力，以便在外部环境变化时调整内部条件。气候规划对于商业温室至关重要，因为各种问题可能同时发生，影响范围更广。尤其需要避免的是，在设计制冷系统时只考虑干球温度峰值而忽略湿球温度低谷，因为湿球温度低谷决定了蒸发式制冷系统在潮湿夏季的实际制冷量。
内部空间规划不合理
作物生长对室内布局的日常运作影响巨大。种植区域可能过于拥挤，降低日常操作的便利性；狭窄的通道也可能减慢工作速度；设备难以接近和灌溉管线布局不合理也会影响工作。
在完成布局之前，应先规划好工人、物料、收获产品和设备从布局区域一个部分到另一个部分的移动路线。服务区域不应不必要地中断，以免干扰生产区域。一个合理的布局应提供足够的空间，用于：
作物生产：分配足够的空间用于种植和预期的作物生长。
工人流动：保持生产区域之间路线的合理性。
设备检修：预留安装、检查和维护的空间。
物料搬运：考虑物料和收获的产品如何在设施内移动。
未来变化：预留灵活性以应对生产需求的变化。
不考虑未来扩展的设计
小规模生产目标可以作为温室的起点，一旦市场建立起来，规模即可大幅扩大。如果在最初的设计中没有考虑扩建，那么增加新的生产区域可能会既困难又昂贵。
规划未来的温室用地、额外设备、公用设施空间和进出道路。商业温室制造商即使目前没有扩建计划，也必须确保原址在未来的开发中不会变得过于复杂。实际检验的标准是，那些需要随着建筑规模扩展而升级的系统——例如排水沟和落水管、通风装置、遮阳系统、电力容量和排水系统——其设计容量是否足以覆盖比一期工程实际覆盖面积更大的屋顶区域。
环境控制和作物管理中的错误
环境控制系统的设计应体现作物的实际需求，并应纳入温室设计阶段，而非在温室建成后才考虑。对于商业温室制造商而言，了解规划生产区域与通风、温度控制、湿度控制、光照和灌溉之间的相互作用至关重要。
低估通风需求
如果通风不足，尤其是在作物种植密度较高的情况下，会导致室内温度和湿度过高。仅仅安装风扇而没有明确的气流规划，可能会导致某些区域的通风效果不佳。
设计通风系统时，应确保新鲜空气流入，暖空气排出。屋顶开口、侧面通风口、循环风扇和机械通风设备应作为一个整体系统运行。这不仅适用于通风设备附近的区域，也适用于整个种植区域。
可衡量的目标如下：夏季制冷高峰期，空气交换量应设计为每小时约 40-60 次换气；冬季湿度控制时，可控的最低换气量约为每小时 1 次。屋顶和侧面开口的总面积应至少占建筑面积的 15%-20%，有效自由面积是指扣除桁架、机械装置和遮挡物后的面积。内部循环是另一项单独的要求，风机风量约为每平方英尺建筑面积 2 CFM，即每平方米约 0.6 立方米/分钟。
纱窗造成的通风量损失必须被考虑在内，而不是忽略不计：一个标准的防虫纱窗会损失大约10%到20%的通气量，75目纱窗比40目纱窗的自然通风量减少约25%，而一个100平方米的开口上安装50目纱窗，即使开口面积为55%，其通风量也仅相当于55到60平方米的开口。开口的布局也很重要：侧面进气口配合迎风屋顶通风口可以实现最高的自然通风量，在0.5米/秒的风速下，每小时换气次数约为12.3次。
使用不充分的环境监测
单个传感器位置可能无法代表整个大型温室的状况。监测点应设置在合适的生长区域，以便操作人员能够识别温度和湿度的差异。
传感器的数量和位置应与温室布局、作物种植方式和气候控制区域相匹配。一个可行的最低限度方案是在多个区域监测三个高度（屋檐、冠层和地面），而不是仅在温室中央监测一个点，因为不同高度之间的温湿度模式是区分配电故障和容量故障的关键。
在最终确定设计方案前，请检查公用设施容量。
温室布局方案获批前，应先计算公用设施需求。随着产量增加，水、电、供暖燃料、排水和其他服务可能需要更大的容量。
计划运行所需的水和电力系统规模
灌溉泵、施肥设备、风扇、冷却系统、加热设备、筛网、照明和控制系统都会影响公用设施的需求。设计时应考虑所需的流量、压力、电力负荷和连接点。
灌溉系统的检查应以最远端区域的压力损失为基础，而不是以水泵为单位，因为长距离输送的摩擦损失通常是造成大型并网住宅末端供水不均的原因。电气设计应基于通风、制冷、遮阳、灌溉和照明系统同时运行的负载，因为这些系统在最热的日子里会同时达到峰值负荷。
公用设施管线的走向也应便于检查和维修，而不会对生产区域造成不必要的干扰。
将大型温室划分为易于管理的区域
大型温室并非总是需要作为一个单一的环境区域来运行。不同的作物区域可能对灌溉、通风、供暖或气候有不同的要求。
将设施划分为合适的区域，可以让操作人员根据作物类型、作物生长阶段或种植区域内的差异来调整系统。区域的数量和大小应与生产计划和设备产能相匹配。将区域边界设置在结构模块内的排水槽线上，既能保证区域划分清晰，便于施工，又能简化管理。
避免将所有系统设计成最大容量。
设备尺寸过大可能会增加购置和运营成本，而设备尺寸过小可能无法在严苛条件下满足作物需求。
风机、水泵、冷却系统、加热系统和灌溉组件等设备的选型应根据实际设计要求进行。计算时应考虑温室规模、当地气候、作物种类、预期产量和运行条件。
检查系统在高峰时段的容量
设计检查应考虑需求高峰期，例如酷暑天气下的制冷需求或作物生长旺季的灌溉高峰期。这有助于防止系统超负荷运行。
具体到制冷方面，应根据峰值热负荷而非平均热负荷来确定系统尺寸，并明确规定系统必须达到的湿球温度效率——蒸发式冷却垫的设计目标是达到湿球温度降低的70%至80%，在系统整体效率约为80%的情况下，可产生约9°F（5°C）的温降，送风温度比环境温度低10至20°F。如果系统报价中未明确标明效率，则无法在性能不佳时进行检查。
在最终确定楼层布局之前，先规划排水系统。
排水系统的设计应与温室地面、种植系统、灌溉系统和场地排水系统协调一致。施工前应确定低洼处和积水区域。
如果需要收集排水进行处理或再利用，则应在原始设计中包含所需的收集点和管道。
施工、运营和维护计划中的错误
温室即使拥有良好的基本理念，如果忽略施工细节和长期维护，仍然会效率低下。在最终确定商业温室的建设方案之前，企业应该考虑温室的结构和设备将如何安装、检查、维修以及在其使用寿命期间如何运行。
选择材料时未考虑其应用
考虑温室的各个组成部分，并根据环境和用途选择材料。仅考虑购买价格可能会导致在耐用性、维护或环境性能方面做出妥协。
需考虑结构需求，包括耐腐蚀性、材料、清洁要求和运行环境。尤其框架承载能力应根据温室专用结构标准（例如 EN 13031-1）进行计算，该标准规定了风荷载、透明覆层上的受控雪荷载以及覆盖物和悬挂设备的重量；典型的商用框架设计用于承受约 85 英里/小时的风速和约 32 磅/平方英尺的雪荷载，在需要承受更大风速的情况下，可升级至约 140 英里/小时。
覆盖材料的选择也会带来实际的光学效果：玻璃 Venlo 屋顶组件通常可提供约 75%–85% 的整体透光率，4 毫米玻璃的透光率比 5 毫米玻璃高约 1%，雾度选项的透光率范围约为 15% 至 85%，而防反射漫射玻璃在面板层面的透光率可高达约 97.5%。
此外，各个部件需要协调使用，而不是单独使用。优秀的温室制造商能够详细说明这些材料将如何应用于项目中。
忘记设备维护通道
最终，风扇、通风口、水泵、控制装置、灌溉系统组件等部件都需要进行检查或维修。如果它们安装在难以触及的区域，维护起来会非常耗时，日常维护工作也难以完成。因此，在设备安装前的布局设计阶段就应该考虑好维护通道。
工作人员应该能够在不损坏系统其他部件或损害作物的情况下检修关键部件。这一点在大型工厂等大型生产设施中尤为重要，因为一旦出现重大维护问题，可能会影响大面积的生产区域。清洁的筛网也值得一提，因为即使清洁的筛网也会损失 10% 到 20% 的气流，一旦受到污染，损失的气流会更多。
将自动化视为事后考虑
自动化虽然有助于提高操作一致性并最大限度地减少重复性的人工操作，但如果在初始设计阶段就考虑到自动化，则会容易得多。后期添加自动化控制系统可能涉及重新布线、更改设备位置、安装传感器以及调整控制操作。
确定哪些功能需要自动控制，哪些功能可以手动操作。系统还应包含便于操作人员检查状态和进行调整的方法。最能可靠地实现自动化的功能是分阶段通风控制、纱窗控制和循环风扇顺序控制，因为这三项功能决定了大型房屋内热量和湿度的均匀分布。
常见问题解答
仅根据当前生产水平进行规划是最常见的问题之一。企业在建设前应考虑作物生长、设备使用、环境控制、工人流动以及未来可能的扩张。与之相关且危害更大的错误是根本不设定目标值，导致通风、制冷和结构承载能力无法进行任何检验。
通风对于控制温室内的温度、湿度和空气流动至关重要。通风系统的设计应与温室结构和作物布局相结合，而不是作为一项孤立的设备配置。具体而言：在制冷高峰期，每小时换气次数应为 40-60 次；冬季每小时至少换气 1 次；屋顶和侧面通风口的总面积至少应占温室有效通风面积的 15%-20%。
足以揭示规律，而不仅仅是平均值。一个可行的最低限度措施是在多个气候区，分别在屋檐、顶棚和地面三个高度监测温度和湿度，这样就能区分配电故障和容量故障。在一个大型多跨温室中，单个传感器可能显示完全正常，而远处的作物却可能处于胁迫状态。
在询价前，需明确设计条件和所需性能指标。例如，对于制冷系统，需说明峰值热负荷和所需的湿帘效率（70%–80%），这相当于系统整体效率达到 80% 左右时，温度大约会下降 9 华氏度（5 摄氏度）。对于风机，需说明所需的换气率和内部循环能力（约 2 立方英尺/分钟/平方英尺）。
对于商业生产温室，应参考温室专用结构标准，例如 EN 13031-1，该标准涵盖风荷载、透明覆层上的受控雪荷载以及覆盖物和悬挂设备的重量。典型的商业温室框架设计可承受约 85 英里/小时的风速和约 32 psf 的雪荷载，而对于暴露地点，则可采用升级设计，以承受约 140 英里/小时的风速和雪荷载。
因为大型温室中最重要的故障是垂直和空间上的，而非绝对的。如果温室顶部出现一个温暖潮湿的区域，而排水沟温度正常，则说明是循环问题；如果整个温室跨度上的温度均匀上升，且上升趋势与室外环境一致，则说明是通风或容量问题。只有多点、多层次的数据才能区分这两种情况。
温室设计中最昂贵的错误往往是由于决策过早或未考虑完整的生产流程而造成的。尺寸、气候、布局、通风、灌溉、监控、材料、维护通道、公用设施和自动化等都应作为同一项目的各个相互关联的部分进行评估。
解决之道在于设计定稿前就将目标值记录下来：有效通风面积15%–20%，高峰时段每小时换气次数40–60次，冬季约为1次，每平方英尺循环风量约为2 CFM，冷却垫效率70%–80%，玻璃组件透光率75%–85%，以及根据EN 13031-1标准计算的实际场地结构荷载。明确列出各项数值的设计方案可以进行审核、报价和测试；而未列出这些数值的设计方案则无法进行这些操作。
企业在选择商业温室制造商时，应着重考察其对温室整体应用场景的理解能力，而不仅仅是提供温室结构本身。精心规划的商业温室能够提供更灵活的运营方式、更便捷的维护，并为企业发展过程中持续稳定的生产奠定更坚实的基础。
