谈《温室通风设计规范》农业行业标准修订

前言

由农业部规划设计研究院主持起草的农业行业标准《NY/T1451-2007温室通风设计规范》自2007年9月发布、2007年12月实施以来，至今已近10年，鉴于标准引用了《GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范》，并采用的是2003年之前的版本依据20世纪90年代数据统计得出的气象数据资料，《温室通风设计规范》标准修订工作列入了2016年农业行业标准制定（修订）项目计划，目前标准征求意见稿已完成（以下简称“修订稿”）。

除编辑性修改外，修订稿的技术内容变化包括以下几个方面：

（1）在前言中，删除了附录性质的陈述，增加了标准编制所依据的起草规则；

（2）标准的适用范围修改为“适用于温室通风系统的工程设计和通风系统运行调控方案设计”；

（3）修改了规范性引用文件的引导语，删去了引用《GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范》的部分，气象数据资料在附录B中给出；

（4）修改了“通风量”和“换气次数”定义的中英文描述；

（5）原标准中的“设计一般原则”和“温室通风设计要求”合并为一章，章标题改为“基本要求”；

（6）由于已经制定了《NY/T2133-2012温室湿帘-风机降温系统设计规范》标准，在修订稿中删除了有关湿帘-风机降温系统设计的内容；

（7）增加了“室内空气循环”和“通风系统运行调控方案设计”两章；

（8）增加了资料性附录“常见设施蔬菜、花卉对空气温度、湿度的要求”；

（9）原标准的资料性附录A“室外气象参数”改为资料性附录“通风设计用室外气象数据”，并修改了内容。直接给出了全国359个气象台站各月的室外水平面太阳辐射照度、室外计算干球温度、室外最大空氣含湿量、昼间最多风向和昼间月平均风速数据；

（10）增加了资料性附录“蒸腾蒸发热量损失系数β”；

（11）原标准的资料性附录B“温室覆盖材料的透射率”和附录C“温室覆盖材料传热系数”合并，标题改为“温室常用覆盖材料性能”；

（12）删除了原标准的资料性附录D“作物适宜种植密度的叶面积指数”；

（13）修改了原标准的规范性附录E“自然通风系统设计通风量计算方法”，并将该部分内容纳入正文；

（14）修改了原标准的资料性附录F“通风系统设计通风量计算参数”，删除了“温室风压系数”内容，并改标题为“通风风口及防虫网特性”。

本文分标准结构、必要通风量计算、自然通风量估算、资料性附录4个方面，就主要技术内容的修改思路加以介绍。

标准结构

修订稿对原标准结构进行了调整，并增加了相关章节。例如，将原标准的第4章“符号”和第3章“术语和定义”放在了一个复合标题“术语、定义和符号”之下，分成“术语和定义”和“符号”两节。

将原标准的第5章“设计一般原则”和第7章“温室通风设计要求”合并为一章，章标题改为“基本要求”，修订稿所涉及的通风系统设计及运行调控满足条件、温室通风系统类型选择、设计通风量要求、必要通风量确定方法、自然通风系统和风机通风系统设计、空气循环和通风系统周年运行方案设计等方面的基本规定和一般性原则均置于该章。

原标准中“自然通风系统设计通风量计算方法”由于篇幅长，放在了规范性附录中，而修订稿中修改了自然通风量估算方法，并将全部内容置于正文。

修订稿中增加了“室内空气循环”和“通风系统运行调控方案设计”两章。“室内空气循环”章在室内空气循环气流组织方式、循环风机布局和安装方式、循环风机风量等方面进行了规范。“通风系统运行调控方案设计”章节着重强调了运行通风设备进行温度、湿度调控时的一般要求、通风机运行控制要求等。

必要通风量计算

温室通风设计包括通风能力设计和通风调控设计两方面。通风能力设计有2项主要任务，一是确定通风窗口的尺寸和位置；二是确定通风机的规格和数量。通风调控设计则是在通风机和通风口等硬件设施确定后，对风机风量和窗口开闭大小的日常管理调控措施。通风窗口尺寸、位置以及通风机规格、数量的确定，取决于温室内环境对通风量的需求。因此，计算必要通风量是进行温室通风设计的前提。

计算必要通风量一般要基于温室排热、除湿和增加CO2含量3方面目标，也称为排除多余热量、湿气和增加所需CO2的必要通风量。设计通风能力时需要知道最大必要通风量，而通风调控设计时则需要知道调控时段的必要通风量。

原标准推荐的最大必要通风量是通过比较以上3种必要通风量计算结果，最终取其中最大值获得的。但由于气象数据获取困难、通风量计算繁琐，实践起来有一定困难。另外，由于排湿需求，一般早上温度较低时，通风量不宜过高，通风时间也尽量缩短。如果按最不利室外气象条件来计算排除多余湿气的必要通风量，最不利情况应该是室外高温高湿的时段，而此时对于室内环境调控的主要矛盾是降温而非除湿，计算得出的除湿必要通风量会远小于排除热量的必要通风量。因此，通过相对确定的室外气象条件估算除湿必要通风量对工程设计的意义并不大。增加CO2必要通风量的估算会受室外CO2浓度水平的影响，即使室外CO2浓度达到350 μL/L的水平，距离作物增产所需CO2浓度（500 μL/L以上）也还有较大差距，必要通风量的估算仅是限定CO2浓度水平不低于一定值的前提下进行的，采用此方法估算的通风量会趋于某一定值，如限定CO2浓度水平不低于270 μL/L时，则通风量为0.021 m3/（s·m2）；如果限定CO2浓度水平趋向于室外水平，通风量则趋近于无穷大，此时用于工程设计也没有实质性意义。因此，修订稿推荐，仅需计算排除多余热量的最大必要通风量，该必要通风量计算采用温室预计使用期间最热月份的气象数据，同时以附件形式给出了全国各省份气象台站12个月的数据。例如，表1所示为采用本标准方法计算得出的北京地区某连栋玻璃温室作为育苗用途和栽培用途时的必要通风量，该温室单栋跨度9.6 m、5连栋、长48 m、檐高4 m，面积2304 m2。

在修订稿中，仍保留了除湿、增加CO2和排出有害气体的必要通风量计算方法，以供通风调控设计时参考。

自然通风量估算

无论温室通风还是工业、民用及其他用途建筑通风，准确计算自然通风量一直都是研究人员的难题，既有外部条件尤其是室外风速、风向变化无常的原因，也有内部作物、设备等情况复杂的因素。在原标准中，推荐了一套自然通风量估算方法，该方法虽然是基于理论推导出的可行计算方法，但实践中风口型式多样、灵活，相关参数难获得，工程设计时既繁琐也很难达到工程需要的准确程度。因此，修订稿对这部分内容进行了修改。修订稿不再给出整个温室自然通风量的估算方法，而是推荐了几种简易的通风口气流量估算方法，同时在资料性附录中以曲线图形式给出了风口气流量增加率与进（出）风口面积的关系，风压和热压作用对风口气流量的影响，防虫网压力损失等相关信息，如图1～3所示，供设计人员在设计通风口和估算通风口气流量时参考。

资料性附录

修订稿汇集了“常见设施蔬菜、花卉对空气温度、湿度的要求”“通风设计用室外气象数据”“温室常用覆盖材料性能”“蒸腾蒸发热量损失系数β”“通风风口及防虫网特性”5方面的技术数据和信息，以附录形式提供给设计人员使用，均为资料性附录。

“常见蔬菜对空气温度的要求”包括种子发芽、营养生长和食用器官生育階段的最低、最适和最高温度。“常见蔬菜对空气湿度的要求”指空气相对湿度，这些数据引自《日光温室蔬菜栽培理论与实践》[1]。“常见花卉对空气温度、湿度的要求”包括最低温度、最高温度、最适温度、花芽分化最适温度和适宜相对湿度，数据引自《设施花卉栽培技术》[2]。

“通风设计用室外气象数据”涉及全国359个台站，包括台站信息、各月的室外水平面太阳总辐射照度、各月的室外计算干球温度、各月的室外最大空气含湿量、各月的昼间最多风向和各月的昼间月平均风速，这些气象数据根据《建筑用标准气象数据手册》[3]中的标准年气象数据统计得出，该标准气象数据提供的是台站全年各月每日逐时的干球温度、含湿量、水平面太阳总辐射照度、风向、风速等气象数据，是使用1995～2005年的气象观测数据统计获得。修订稿中，台站信息含海拔高度、经度和纬度；室外水平面太阳总辐射照度取各月逐时数据中的最大值；室外计算干球温度，是当月所有日逐时温度中不保证率为5%的温度值，即按月30天计算的不保证时数为36 h；室外最大空气含湿量取当月所有日逐时含湿量数据中的最大值；昼间最多风向采用地方标准时8：00～17：00的当月所有日逐时数据，以16个方位风向的出现频次，由大到小排序后取前3位；昼间月平均风速取当月所有日地方标准时8：00～17：00的逐时数据的统计平均值。如表2所示为其中几个城市的气象数据。

“温室常用覆盖材料性能”合并了原标准的资料性附录B“温室覆盖材料的透射率”和附录C“温室覆盖材料传热系数”，并补充了部分数据。

“蒸腾蒸发热量损失系数β”是鉴于计算必要通风量时而增加的资料性附录。在附录中以曲线图的形式给出了特定条件下室内温度升高值与通风率以及蒸腾蒸发热量损失系数的关系，蒸腾蒸发热量损失系数与通风率的关系和蒸腾蒸发热量损失系数与叶面积指数的关系，供确定β值时参考。

“通风风口及防虫网特性”给出了5项技术内容，分别为风口气流量增加率与进（出）风口面积的关系；风压和热压作用对风口气流量的影响；进、出风口局部阻力系数；有效防控各类害虫的防虫网孔口尺寸；防虫网压力损失。这部分内容供设计自然通风时确定通风口位置、尺寸，估算气流量，以及选用防虫网和计算防虫网阻力时参考。

结束语

目前，标准修订稿的征求意见稿已经完成，并已刊登在温室行业相关网站上，在全国范围内征求意见，敬请各位同行提出宝贵意见，以便修改。

参考文献

[1] 李天来.日光温室蔬菜栽培理论与实践[M].北京：中国农业出版社，2013：10.

[2] 孙红梅.设施花卉栽培技术[M].2版.郑州：中原农民出版社，2015：10.

[3] 张晴原，杨洪兴.建筑用标准气象数据手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2012：3.

*项目支持：2016年农业行业标准制定和修订及农产品质量认证项目：修订《温室通风设计规范》（2130109）。

作者简介：王莉（1963-），女，重庆人，研究员，主要从事设施园艺栽培及果蔬采后加工技术装备研究、设计、工程咨询及标准化工作。