隨著石化原料日益枯竭、能源價格不斷攀升以及全球氣候變暖對CO2等溫室氣體限排規(guī)定的執(zhí)行，節(jié)能已成為世界普遍關(guān)注的話題。溫室是一個高能耗產(chǎn)業(yè)，全世界每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能耗量的35%用于溫室加溫，能耗約占溫室生產(chǎn)總費用的15%至40%。對于溫室建設(shè)與使用來說，節(jié)約能源、提高能源利用率，是降低溫室成本和提高溫室生產(chǎn)效益的重要途徑。因此，節(jié)能是溫室建造的核心研究課題。

　　規(guī)劃階段的節(jié)能意識

　　建設(shè)單位在溫室大棚規(guī)劃初期，要慎重考慮場區(qū)的位置、地勢、局部氣象條件和地?zé)豳Y源等情況，分析溫室建設(shè)的可行性，避免盲目建設(shè)而導(dǎo)致項目失敗。

　　溫室規(guī)劃方案的設(shè)計，要充分利用地勢、采光、避風(fēng)和地?zé)岬茸匀粭l件，降低溫室建造成本和運行費用。在場區(qū)內(nèi)溫室與輔助設(shè)施的布置中，盡量合理安排各功能建筑設(shè)施的位置，在滿足整體流程的要求下，減少外管線的長度，減小建筑的體量，并合理考慮操作間與溫室的位置，如溫室北墻盡量利用操作間來提高北側(cè)保溫性能，減少熱量損失。

　　由于國內(nèi)溫室建設(shè)投資人不一定是溫室真正使用者。溫室建設(shè)之初，用戶應(yīng)根據(jù)溫室的用途合理規(guī)劃溫室規(guī)模與配套設(shè)備，避免溫室規(guī)模過大，配套設(shè)備過多，造成初始建造成本的浪費。例如，目前溫室行業(yè)盲目追求高大溫室，就連普通的育苗溫室柱高也在4米至6米，高度增加，導(dǎo)致溫室側(cè)墻散熱面積增加，增大了溫室的后期運行成本。

　　另外，從各地現(xiàn)在溫室建造狀況來看，投資人更多選擇壓縮溫室建設(shè)資金，導(dǎo)致溫室交付使用后配套設(shè)備少、質(zhì)量差，不能滿足正常情況下溫室節(jié)能運行的需要。例如，為了壓縮建設(shè)資金，溫室不設(shè)置頂部開窗系統(tǒng)，或減小頂部開窗面積，導(dǎo)致溫室使用時過多依賴風(fēng)機進行強制通風(fēng)，從而增大了溫室的運行能耗和成本。

　　設(shè)計階段的節(jié)能技術(shù)

　　溫室的方位

　　溫室建筑方位通常影響溫室內(nèi)光照環(huán)境的優(yōu)劣，而光照環(huán)境的優(yōu)劣會影響溫室保溫性能、作物產(chǎn)量以及總的經(jīng)濟效益。

　　對于溫室的方位，不少專家進行了大量研究與實驗，基本結(jié)論都認(rèn)為，在中高緯度地區(qū)，屋脊南北方向的溫室室內(nèi)光照環(huán)境均勻性好，適合作物早期生長；東西方位溫室冬季耗能少，保溫性好，但由于太陽入射角的原因，室內(nèi)會形成較固定的弱光帶，室內(nèi)光線分布不均勻。因此，溫室方位的選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣�產(chǎn)需要和氣候條件，盡量考慮采光充足、降低能耗的方位來建造。

　　溫室屋面形式

　　溫室屋面的形狀不同，對太陽直射光的透過率不同，造成進入溫室內(nèi)的太陽輻射存在差異，進而影響室內(nèi)光照及地面、墻體對太陽輻射的吸收，導(dǎo)致溫室保溫性能的差異。有研究表明，雙坡面溫室在寒冷季節(jié)，其直射光透過率比圓拱形溫室提高約10%。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的專家發(fā)明了一種階梯型連棟玻璃溫室，屋面為雙坡面不對稱形狀，屋面透光高，遮陽率較低，光照均勻性好。在實際項目中，北京航天華陽環(huán)境有限公司建造的北大荒農(nóng)業(yè)觀光園玻璃溫室也采用了雙坡面不對稱屋面，溫室東側(cè)屋面適當(dāng)增大，西側(cè)屋面適當(dāng)減小，以利于增加溫室上午的透光率，提高作物的光合作用水平。

　　近幾年，荷蘭等國家憑借其獨特的氣候條件，開始逐漸推廣屋面全開啟式溫室，該項技術(shù)主要通過專用傳動機構(gòu)，以天溝為轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)溫室兩屋面同時張開或閉合。屋面全部開啟，排除了覆蓋材料對光波的濾波損失，改善溫室內(nèi)部的光環(huán)境，使植物完全享受自然光的照射，提高了作物品質(zhì)，可實現(xiàn)溫室100%通風(fēng)，快速排濕、降溫，降低能耗。此類型溫室適合于冬季溫暖、風(fēng)力不大的地區(qū)應(yīng)用，因此，在我國北方地區(qū)屋面全開啟式溫室的應(yīng)用較少。但對于我國中低緯度地區(qū)，或以春夏秋季種植為主的用戶而言，此類型溫室可顯著降低通風(fēng)、排濕和降溫的運行能耗，提高效益。

　　溫室尺寸與聯(lián)體方式

　　溫室的降溫方式大多采用風(fēng)機-濕簾系統(tǒng)，一般采取負(fù)壓縱向通風(fēng)的方式。濕簾安裝在溫室北側(cè)墻上，風(fēng)機安裝在南側(cè)墻上。受濕簾降溫效果的影響，南北側(cè)墻之間的距離不宜過大，通常情況下不超過70米，否則會影響降溫效果。

　　對于既要在夏季充分利用自然通風(fēng)系統(tǒng)降溫，又強調(diào)冬季保溫節(jié)能的溫室設(shè)計來說，可以把溫室設(shè)計成具有靈活使用功能的可變單元。例如，各單棟溫室采用8米跨三連跨形式，單棟溫室間設(shè)有連接間，夏季運行時連接間頂部去掉覆蓋材料，有利于各單體間的通風(fēng)降溫；冬季運行時連接間頂部覆蓋塑料膜，將各單棟溫室通過連接間組成一個大溫室聯(lián)體使用，減少外圍護的總面積，降低溫室的采暖能耗，降低運行費用。

　　材料的節(jié)能設(shè)計與選用

　　覆蓋材料的節(jié)能考慮

　　覆蓋材料是溫室的重要組成部分，其性能的好壞決定著溫室整體的采光性能和保溫性能。從節(jié)能角度來說，覆蓋材料的保溫性能越好，其節(jié)能潛力越大；透光性能越好，利用自然光的效率越高。

　　覆蓋材料的透光性能和保溫性能常有矛盾，往往是透光性能好的材料，保溫性能則差。目前常用的覆蓋材料有聚乙烯薄膜、玻璃、聚碳酸酯波浪板和PC板。

　　其中，薄膜透光性能好，但是保溫性能較差；中空玻璃的保溫性能好，但對溫室鋼結(jié)構(gòu)要求高。塑料薄膜和PC板的透光率還會隨著使用時間的增加而降低，溫室設(shè)計時應(yīng)根據(jù)作物對光照的要求，合理選擇適宜的材料，既保證作物的品質(zhì)和產(chǎn)量，又兼顧節(jié)能運行的要求。

　　PC板的優(yōu)點是質(zhì)量輕、保溫性能好，且易于安裝。由于我國北方地區(qū)冬季較寒冷，PC板的應(yīng)用較為普遍。目前國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)廠家也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，市場競爭激烈，導(dǎo)致不少廠家都推出低于標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的廉價產(chǎn)品，除了使板材抗沖擊性能降低外，更重要的是板材保溫性能也隨之降低，造成溫室設(shè)計時采用的傳熱系數(shù)數(shù)據(jù)與實際不符，運行時供暖和降溫能耗增加，成本增大。因此，采用標(biāo)準(zhǔn)板材對于溫室節(jié)能意義重大。

　　玻璃是溫室覆蓋材料中最傳統(tǒng)、至今仍在廣泛應(yīng)用的材料。目前，大多數(shù)文洛型玻璃溫室均采用4毫米至5毫米浮法玻璃作為覆蓋維護材料。對于頂部玻璃而言，可以采用單側(cè)玻璃+遮陽保溫雙層幕，以減少冬季夜間頂部熱量損失；對于四周側(cè)墻來說，可以采用雙層中空或真空玻璃作為覆蓋材料，以減少熱量損失。

　　墻體的節(jié)能措施

　　墻體是溫室外圍護結(jié)構(gòu)的主體，其功能主要是防水、隔熱、保溫。溫室的墻體應(yīng)盡可能做到高保溫。提高墻體保溫節(jié)能的措施主要有以下幾點：增加四周土建維護墻的高度，并在維護墻外側(cè)貼類如聚苯板的保溫材料，提高墻體的保溫性能。墻體的高度以不超過苗床高度為宜。

　　對于較寒冷地區(qū)，北側(cè)墻體宜采用高熱阻的材料，通常使用高密度的聚苯夾芯彩鋼保溫板作為墻體材料，可以極大提高整個溫室的保溫性能。

　　對于北方地區(qū)普通的日光溫室，北側(cè)墻除采用高熱阻的墻體結(jié)構(gòu)外，還可以從增加后墻蓄熱面積著手，采用凹凸結(jié)構(gòu)的墻體或相變材料，提高溫室的蓄熱保溫性能。

　　門窗材料的節(jié)能技術(shù)

　　窗戶在溫室中的主要作用是通風(fēng)，但大面積的開窗是溫室熱耗的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，在建筑中，普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物冬季保溫或夏季降溫能耗的50%以上，改善其絕熱性能是節(jié)能的重點。目前，溫室的窗框材料均為溫室廠家設(shè)計的鋁合金型材。由于溫室廠家技術(shù)水平的差異，相關(guān)溫室門窗的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不健全，窗框型材存在材質(zhì)單一、結(jié)構(gòu)不合理、空氣滲漏嚴(yán)重等問題。因此，針對溫室開窗型材的研究與開發(fā)，也是溫室實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計的重要方向。

　　PVC塑料異型材在結(jié)構(gòu)上采用中空多腔室，內(nèi)部被隔成數(shù)個充滿空氣的密閉小空間，使熱傳導(dǎo)率相對降低，具有優(yōu)良的隔熱保溫性能。相同面積、相同玻璃層數(shù)的PVC塑鋼窗的隔熱保溫性能比金屬窗優(yōu)越。從經(jīng)濟性考慮，PVC塑鋼型材應(yīng)是溫室窗戶材料推廣的重點。

　　天溝的防漏和節(jié)能考慮

　　近幾年，荷蘭的溫室廠家推出一種新型中空鋁合金天溝，有效解決了溫室覆蓋材料與天溝連接處“漏”的難題。鋁合金型材加工精度高，在安裝時連接部位同樣使用鋁合金型材連接板，并配有防水墊片，雨水從上層天溝排出，結(jié)露水被收集到下層天溝后，集中排出室外或回收利用，確保所有匯集到天溝的排水都不會滴漏到溫室內(nèi)部。由于其截面尺寸較小，比同樣排水能力的鋼制天溝可以減小遮光面積，增加溫室采光，對于光照不足的地區(qū)，具有明顯的推廣優(yōu)勢。但由于鋁合金的熱傳導(dǎo)系數(shù)約是鋼板的3.5倍，傳熱快、能耗大，不利于溫室的保溫節(jié)能。因此，在我國北方寒冷地區(qū)使用這種鋁合金天溝需要作保溫處理。