商业温室的通风和气流规划该如何制定？
通风直接影响温室的温度、湿度、空气质量以及温室内的种植面积。对于商业温室，应制定通风方案，该方案需考虑温室结构、植物密度、气候条件以及高效运行要求。
这不仅仅是增加空气流动的问题。从工程角度来说，通风方案必须在两个截然不同的运行点提供特定的空气交换率：夏季高峰期需要大量制冷时，大约需要每小时 40-60 次换气 (ACH)；而冬季只需控制湿度时，换气率则低至每小时 1 次。几乎所有在成熟的商业温室中发现的通风故障，都可以追溯到当初的设计只考虑了其中一个运行点，而没有考虑另一个运行点。
商业温室制造商的良好设计能够控制新鲜空气的引入，使空气在作物中循环，并排出，而不会形成停滞区域、强风或不必要的能源消耗。
规划温室结构周围的气流
在选择冷却设备、风扇或通风口之前，应根据温室结构确定基本的气流策略。即使配备了充足的通风设备，如果开口位置不当，商业温室仍然可能造成温度和湿度失衡。
绘制增长区域地图
绘制作物行、苗床、走道、隔断、设备以及其他可能影响空气流通的设施的分布图。考虑作物完全生长时的预期产量，而不仅仅是空温室的产量。
确定作物或设备密集可能阻碍空气流通的区域。这有助于确定通风口和风扇的安装位置。在此阶段，一个有用的方法是标记出完全覆盖作物后仍保持开放的地面区域和横截面，因为内部空气流通取决于作物上方的自由空气量，而不是温室的总容积。
建立空中进出通道
所有通风操作都需要建立稳定的空气流通路径（进气和排气）。室外空气可能通过侧面开口进入，暖空气也可能通过屋顶开口上升。
这些通风口应该相互配合，而不是各自独立运作。如果位置合理，通风口可以让空气流通到更大的种植区域。可衡量的设计目标是总开口面积：为了使自然通风有效发挥作用，屋顶和侧面通风口的总面积应不小于温室地面面积的15%至20%。将此比例应用于1000平方米的温室，可得出150至200平方米的有效开口面积，此处有效开口面积是指扣除框架和遮挡物后的自由开口面积，而非标称通风口尺寸。
考虑温室高度
要考虑建筑结构，而不仅仅是平面图。屋顶高度和排水沟高度控制着烟囱效应，而烟囱效应是自然通风的基础，因为低位进气口和高位出气口之间的压力差会随着它们之间垂直距离的增加而增大。
典型的商业 Venlo 配置采用 4-6 米的屋檐高度，而大跨度结构的立柱高度可超过 10 米。提高屋檐高度的作用不仅仅是增加作物间隙：它还能增加热空气通过屋脊排出的浮力水头，并扩大缓冲体积，从而抑制短期温度波动。
作物过于茂密会阻碍空气流通，造成局部区域湿度较高。设备、悬挂植物、屏风和其他构筑物也会产生类似的效果。
找出气流可能减弱的区域，并保持预定的通风路径畅通。这有助于确定通风口和风扇的安装位置，并确保系统在作物生长过程中保持高效运行。
选择和协调通风设备
在确定空气流量后，根据温室环境和作物需求选择通风系统的组成部分。商业温室可以采用自然通风、机械风扇和/或冷却设备，但这些系统应作为综合通风策略进行设计。
有效利用屋顶开口
上升到屋顶的自然空气可以通过屋顶通风系统排出。其有效性取决于开口位置、进气量、屋顶结构和外部环境条件。
屋顶开口的设计必须确保引入的空气能够穿过作物区域，并与任何较低位置的进气口协调配合。屋顶开口无法保证空气循环的均匀性。对开口组合的实地研究显示出明显的优劣之分：侧通风口与迎风屋顶通风口相结合可产生最高的自然通风量，在风速仅为 0.5 米/秒的情况下，每小时换气次数可达约 12.3 次。仅依靠屋顶通风口或仅依靠背风侧开口的配置，其通风量则明显较低。
采用侧面通风进行进气
侧开口可以从较低位置吸入室外空气，有助于促进种植空间内的空气交叉流通。规划侧开口时应考虑作物行、遮挡物、设备和其他建筑物的位置。
如果采用侧面和屋顶通风，空气可以从作物所在的高度或附近进入建筑物，并在温度升高后向上流动。在有利的外部条件下，这可以促进更有效的自然循环。在低风速下，通风口的搭配也很重要：侧面进气口搭配迎风屋顶排气口可以实现最佳的风量和空间均匀性，而相对的开口则可能导致空气直接穿过屋脊，而无法到达作物。
考虑防虫网和气流阻力
防虫网在商业温室中很有用，但它们也会限制通风口的空气流通。在规划通风系统时，需要考虑到这一点。
检查屏幕开放区域
遮阳网的类型和开口面积会影响室外空气进入温室的难易程度。过于封闭的遮阳网可能会减少自然通风，增加对机械通风的需求。
已发表的关于孔隙率在25%至53%范围内的防虫纱窗的风洞试验表明，通风率随孔隙率的降低而下降，这是因为纱窗降低了开口的通风系数，而不仅仅是缩小了开口。实际上，一个标准的防虫纱窗会损失大约10%至20%的未遮挡开口的通风量；从40目纱窗升级到75目纱窗，自然通风量还会进一步减少25%。举例来说：一个50目、开孔率为55%的纱窗安装在100平方米的开口上，其通风量仅相当于约55至60平方米的无遮挡开口。
因此，在确定屋顶和侧面通风口的尺寸和位置时，应考虑纱窗的影响。保持纱窗清洁，因为灰尘和植物碎屑会进一步减少通风面积。
将通风系统与遮蔽结构相匹配
如果在通风口安装了防虫网，制造商在设计气流系统时应考虑其影响。选择风机容量和通风面积时，不应忽略防虫网造成的阻力。正确的做法是：首先确定所需的空气交换率，将其转换为所需的风量，然后根据防虫网的阻力和压降，调整通风面积和风机容量。
在炎热气候下，温室可能严重依赖自然通风，这一点尤为重要。最终设计应确保在预期的室外条件下，作物能够获得足够的空气交换。
在自然通风受限的地方加装风扇
当自然通风无法提供足够的空气流动时，就需要使用机械风扇。它们可以帮助改善因温室结构或室外气候变化而导致空气流通不足的区域。
对于作物层面的循环，水平气流（HAF）方法有一个沿用已久的经验法则：每平方英尺地面面积大约需要2 CFM的风机风量，约合每平方米0.6立方米/分钟。HAF风机与冷却风机不同。冷却风机在墙面排出空气，并以高交换率运行以实现最佳散热效果；而HAF风机持续运行，保持作物冠层运动，从而平衡各区域的温度、湿度和二氧化碳浓度。
一个实用的风扇设计方案商业温室制造商看起来像：
气流方向：调整风扇位置，以支持预期的气流吹过生长区域。
覆盖范围：检查远处的作物区域，而不是只判断设备附近的空气流动情况。
控制：允许气流水平随条件和作物需求的变化而变化。
维护：保持风扇和控制装置易于检查和维修。
协调通风与冷却
通风和冷却应相辅相成。如果室外温度过高，自然通风无法有效降温，则可借助机械冷却来辅助控制温度。然而，冷却设备不能取代基本的空气流动规划。冷空气或新鲜空气的输送路径应确保良好的空气流通，避免作物中出现空气流动薄弱的区域。
将两者结合起来进行尺寸设计，意味着要达到既定的效率。蒸发式湿帘系统通常设计为湿球温度差的70%至80%；在系统整体效率约为80%的情况下，结构良好的湿帘壁上的实际温降约为9°F（5°C），而相对于环境温度的总送风温差通常在10至20°F范围内。湿帘无法达到设计效率几乎总是润湿、气流分布或表面风速的问题，而不是湿帘介质的问题。
测试和维护气流系统
通风系统安装后应进行测试，并在生产过程中进行检查。随着作物生长、使用遮挡物或增加设备，气流可能会发生变化。通风设置也可能需要根据作物密度、天气或生产条件的变化进行调整。
检查作物区域的气流情况
检查空气是否流通到种植区的各个部分。寻找气流较弱或过强的区域。随着作物的生长，茂密的作物、设备和防护网都会改变气流。烟雾测试或使用手持式风速计在作物冠层高度进行测量，是将“感觉这里很安静”转化为可测量气流图的最快捷方法。
监测温度和湿度
温度和湿度读数有助于识别通风系统运行不正常的区域。应在温室的不同位置进行读数检查，而不应仅依赖单一位置的读数。
在大型多跨房屋中，单个传感器无法代表整栋建筑。应比较不同区域（例如屋檐附近、屋檐高度、山墙末端和中心位置）的温度和相对湿度读数，并将持续存在的垂直或水平梯度视为气流问题而非控制问题。
保持风扇和通风口畅通
应定期检查风扇、屋顶通风口、侧面通风口和防虫网。清除灰尘、植物碎屑或其他可能阻碍空气流通的障碍物。还应根据设备要求检查和维护活动部件。
保持气流通道畅通
当现有通风通道被设备、储存物品、屏风、悬挂植物或生长中的作物阻塞时，通风系统的性能可能会降低。这些变化可能是渐进的，在日常运营中可能不易察觉。
当生产流程发生重大变化时，需要重新设计商业温室的布局。保持通风气流通道畅通，才能确保通风系统按预期运行。
根据生产变化调整系统。
理想的气流模式会随着作物高度、种植密度、设备摆放位置和季节条件的变化而变化。因此，通风方案应被视为一个可调整的操作系统，而不是一个固定不变的装置。通常情况下，在空温室条件下平衡的通风方案，在作物冠层闭合后需要重新调整，因为自由空气量和水平气流阻力都会发生显著变化。
记录反复出现的温度、湿度或气流问题。这些来自商业温室制造商的记录可以帮助操作人员确定是否需要调整风扇运行、开口位置或气流分布。有用的维护检查包括：
通风口：检查通风口是否打开、关闭，以及是否畅通无阻。
风扇：检查叶片、电机、防护罩和控制装置是否正常运行。
气流路径：寻找设备或作物生长造成的新障碍物。
环境读数：比较不同区域的温度和湿度。
操作控制：确认手动或自动调节功能正常。
常见问题解答
两个数值都很重要，而不是一个。夏季制冷高峰期，设计时应保证每小时大约 40-60 次换气；冬季则应提供可控的最低换气量，约为每小时 1 次，以控制湿度和二氧化碳浓度。如果系统仅满足夏季换气量的要求，通常会在中午时分过度制冷，并且冬季若不输入过多热量则无法维持设定温度。
作为基准，屋顶和侧面通风面积的总和应至少占建筑面积的15%至20%，才能确保自然通风有效发挥作用。此处所指的有效通风面积是指扣除桁架、通风装置和任何防虫网后的有效开口面积，而非通风口的标称尺寸。以1000平方米的建筑单元为例，有效通风面积约为150至200平方米。
标准的防虫纱窗通常会使通风量减少同等大小的无遮挡开口的10%至20%。网眼越细，通风量越少：从40目到75目，自然通风量会进一步减少25%，已发表的针对孔隙率在25%至53%之间的纱窗进行的风洞测试也证实了这一趋势。例如，如果一个50目、开孔率为55%的纱窗覆盖了100平方米的开口，则实际有效开口面积约为55至60平方米。
水平气流的经验法则是每平方英尺地板面积约 2 CFM（立方英尺/分钟），相当于每平方米约 0.6 立方米/分钟，气流应均匀分布在房屋各处，使空气形成连续循环。循环风扇的尺寸应根据通风效果和空气均匀性来确定，而壁挂式冷却风扇的尺寸则应根据空气交换率来确定——这两项计算应分别进行。
通风口敞开并不等同于通风充足。如果通风口总面积低于建筑面积的15%左右，如果开口处设有遮挡物且未进行补偿，或者如果建筑物没有迎风口与屋顶出风口配套，则测得的换气率可能远低于夏季高峰日所需的40-60次/小时。在增加制冷量之前，应将测得的室内外温差与设计值进行比较。
蒸发垫通常设计为湿球温度降低效率的70%–80%。在系统整体效率约为80%时，实际温降约为9°F (5°C)；如果系统效率仅为一半，通常是由于蒸发垫润湿不良、面风速过大或空气绕过蒸发垫表面造成的，而不是蒸发垫尺寸过小。
有效的空气流通始于结构规划，而非设备选择。一个规划完善的商业温室应提供畅通的空气通道、协调的通风口、合适的机械支撑，以及足够的灵活性以应对作物和天气条件的变化。
在购买硬件之前确定以下参数也很有帮助：通风面积占地板面积的15%至20%，峰值设计换气次数为每小时40至60次，筛网阻力为10%至20%（细网阻力更大），循环回路的风量约为每平方英尺2立方英尺/分钟，冷却系统垫层效率为70%至80%。这五个参数决定了通风方案是否可行，而且在图纸上修改这些参数远比在已建成的结构上修改成本低得多。
对于商业项目，通风系统的设计应与结构和环境控制要求同步进行。与经验丰富的商业温室制造商合作，有助于在安装前协调温室布局、通风口、气流设备和运行要求。
