温室大棚通风设计与冬季保温技术方案
温室大棚的通风与冬季保温是影响作物生长效率的核心环节，二者需在满足作物环境需求的前提下协同设计，既要避免通风不当导致的温度骤变，也要防止冬季保温措施影响空气流通。以下从通风系统设计和冬季保温策略两方面展开详细说明。
一、温室大棚通风设计：兼顾降温、换气与控湿
通风设计需根据大棚类型（日光温室、连栋温室等）、种植作物（高湿作物如草莓、低湿作物如番茄）及区域气候特点定制，核心目标是调节温度（夏季降温、春秋季排热）、补充 CO₂、降低湿度（减少病害） 。
1. 自然通风系统：低成本、高适配性
自然通风依赖热压（温差形成的空气流动）和风压（室外风力推动），适合中小型大棚或气候温和地区，设计时需注意以下要点：
通风口布局：采用 “顶窗 + 侧窗” 组合式设计，形成立体通风路径。顶窗开设在大棚屋脊处，宽度占屋脊长度的 15%-20%，可选择电动卷膜器控制开启角度（0-45° 可调）；侧窗设置在大棚两侧肩部，高度 1.2-1.5 米，宽度 2-3 米，搭配防虫网（40-60 目）防止害虫侵入。例如，日光温室可在北侧设置固定通风窗，南侧设置可开启侧窗，利用南北温差形成空气对流。
通风口密封与防护：窗框采用热镀锌钢材，窗膜选用抗老化 PO 膜（厚度 0.12-0.15mm），接口处用三元乙丙橡胶条密封，防止漏风（冬季影响保温）；夏季高温时，可在侧窗外侧加装遮阳网（遮光率 50%-70%），减少太阳辐射进入，提升通风降温效果。
辅助设计：在大棚内部种植行之间设置导流板（高度 0.8-1 米，倾斜角 30°），引导空气流向作物冠层，避免通风死角；对于高湿作物，可在地面铺设透气地膜，减少土壤水分蒸发，配合通风降低空气湿度。
2. 强制通风系统：高需求、精准控温
当自然通风无法满足需求（如夏季高温、冬季密闭期换气）时，需采用强制通风系统，核心是风机 + 湿帘组合，适合连栋温室或高温高湿地区。
风机选型与布局：根据大棚体积（长 × 宽 × 高）计算通风量，通常要求每小时通风次数不低于 30 次。风机选用负压风机（功率 0.75-1.5kW），安装在大棚一侧山墙或侧墙，出风口朝外，间距 5-8 米，确保风机轴线与大棚长度方向一致，避免气流紊乱。例如，100 米长、10 米宽、3 米高的大棚，需安装 6-8 台 1.1kW 负压风机。
湿帘配置与安装：湿帘安装在风机对面的侧墙或山墙，高度 1.5-2 米，宽度与墙体一致，选用蜂窝式湿帘（厚度 100-150mm），材质为高分子树脂，具有吸水效率高、耐腐蚀的特点。湿帘外侧需加装防护网（防止杂物堵塞），内侧加装挡水板（避免水流滴落到作物上），同时配备水循环系统（水泵、水管、水箱），确保湿帘均匀湿润。夏季高温时，湿帘通过水分蒸发吸收热量，配合风机形成冷风，可使大棚内温度降低 5-8℃。
智能控制与联动：采用温湿度传感器（精度 ±0.5℃、±5% RH）实时监测大棚内环境，通过 PLC 控制系统联动风机与湿帘。当温度超过作物适宜上限（如番茄 28℃）时，自动开启风机与湿帘；当湿度低于下限（如黄瓜 60% RH）时，关闭湿帘，仅开启风机换气；冬季密闭期，可设置定时通风模式（如每天上午 10 点、下午 2 点各通风 30 分钟），补充 CO₂，排出有害气体（如氨气、乙烯）。
二、温室大棚冬季保温：多层防护、减少热损失
冬季保温的核心是减少热量散失（通过墙体、屋顶、地面）、提升室内温度，需结合被动保温（覆盖、结构优化）与主动加热（辅助热源），确保作物安全越冬（多数作物最低温度不低于 10℃）。
1. 被动保温：低成本、基础防护
被动保温依赖物理屏障减少热损失，是冬季保温的核心措施，适合北方寒冷地区或低温敏感作物。
多层覆盖保温：采用 “外遮阳网 + PO 膜 + 内保温膜” 三层覆盖结构。外层 PO 膜选用高保温型（透光率 85% 以上，保温性比普通膜高 3-5℃），冬季不拆卸，确保透光；中层在夜间覆盖内保温膜（厚度 0.08-0.1mm，材质为 PE+EVA），通过电动卷膜器控制，傍晚开启覆盖，早晨收起，减少夜间辐射散热；外层可在极端低温（低于 - 10℃）时加装遮阳网（选用保温型，遮光率 30%），形成空气夹层，进一步提升保温效果。此外，在大棚门口设置缓冲间（面积 5-8㎡），安装保温门帘（材质为牛津布 + 保温棉），避免开门时冷空气直接进入。
墙体与屋顶保温优化：日光温室的北侧墙体（后墙）采用 “砖墙 + 保温板” 复合结构，砖墙厚度不低于 240mm，内侧粘贴 50-100mm 厚的挤塑板（导热系数≤0.03W/(m・K)），外侧抹水泥防水层，减少墙体散热；屋顶采用 “钢架 + 保温被” 结构，保温被选用针刺棉 + 防水膜复合材质（厚度 50-80mm，保温性比普通草帘高 4-6℃），通过卷帘机控制，夜间覆盖，早晨收起，确保白天透光。连栋温室的屋顶可在檩条之间填充玻璃棉（厚度 100mm），并在外侧铺设彩钢板（内层为保温棉），提升屋顶保温性。
地面保温与加热：冬季大棚地面温度较低（通常比空气温度低 2-3℃），可在地面铺设地暖管（PE-RT 材质，管径 20mm），采用热水循环加热，温度控制在 15-18℃，适合根系敏感作物（如草莓、西瓜）；若不铺设地暖，可在种植行之间覆盖稻壳、秸秆等有机肥（厚度 10-15cm），既能保温，又能改善土壤肥力。此外，在大棚四周开挖防寒沟（深度 50-80cm，宽度 30-50cm），填充聚苯板或稻壳，减少地下热量散失。
2. 主动加热：极端低温、应急保障
当被动保温无法满足需求（如夜间温度低于 5℃）时，需采用主动加热系统，核心是高效、节能、安全，避免对作物造成伤害。
热风炉加热：选用燃煤或燃气热风炉（功率 10-30kW），安装在大棚外侧，通过风道（镀锌钢板材质，直径 300-500mm）将热风送入大棚内，风道间距 8-10 米，出风口朝向地面，避免热风直接吹向作物。热风炉需配备温控器，当大棚内温度低于 10℃时自动开启，高于 15℃时关闭，同时安装排烟管道（伸出大棚外），防止烟气泄漏（避免作物中毒）。
电热丝加热：适合小型大棚或局部加热（如育苗区），电热丝选用镍铬合金材质（功率 500-1000W/m），铺设在地面以下 5-10cm 处，或悬挂在作物冠层上方（高度 1.5-2 米），配合温控器使用，温度控制在 12-18℃。需注意电热丝与作物保持安全距离（不低于 30cm），避免烫伤作物，同时安装漏电保护器，防止触电事故。
太阳能辅助加热：利用太阳能板（功率 100-200W/㎡）收集太阳能，将电能存储在蓄电池中，夜间通过电热管或热泵系统为大棚加热，适合光照充足的地区。太阳能加热系统需配备逆变器（将直流电转为交流电）和温控模块，确保加热稳定，可与被动保温措施结合，降低能耗。
三、通风与保温的协同设计：避免矛盾、优化效率
通风与保温在冬季易产生矛盾（通风会导致热量散失），需通过合理设计实现协同：
时段性通风：冬季选择晴天上午 10 点 - 下午 2 点（室外温度较高、光照充足）进行通风，每次通风 30-60 分钟，既能补充 CO₂，又能减少热量损失；阴天或极端低温天气，可缩短通风时间（15-20 分钟），或采用小幅度开启顶窗（开启角度 10-15°），避免冷空气大量进入。
智能联动控制：通过物联网系统整合温湿度、光照、CO₂浓度等传感器数据，当 CO₂浓度低于 400ppm（作物光合作用需求）时，优先开启通风（即使温度略低），补充室外 CO₂；当温度低于 8℃时，关闭通风，开启加热系统，确保温度优先；当湿度高于 85% RH 时，在温度允许的前提下，开启风机短时间通风（10-15 分钟），降低湿度。
结构优化：在通风口处设置保温层（如顶窗内侧加装保温棉条），减少通风口漏风；强制通风系统的风道可采用保温材质（如聚氨酯保温管），避免热风在输送过程中降温；冬季关闭湿帘，并用保温板封堵湿帘开口，防止冷空气通过湿帘进入。
