锯齿形温室通风:热带农场作物高度温度降低 9 摄氏度
- 锯齿形温室利用 烟囱效应 (烟囱式通风)通过屋顶顶点的垂直通风面被动排出热空气, 在作物高度处,可使内部温度降低 6 至 9 摄氏度。 与拱形屋顶结构相比。
- 在我们于2023年7月在中国余姚进行的工厂测试中,锯齿形隔间测量结果为 1.5米高度处温度低9.1摄氏度 与同一天相同的拱形屋顶隔间相比(环境温度 38–41 摄氏度)。
- 关键设计参数包括: 通风口面高跨比为0.38–0.45通风口开放面积为地板面积的 15-20%,进出气口比为 1.3-1.5。
- 现实世界的部署 泰国(生菜)、沙特阿拉伯(西红柿)和肯尼亚(香草) 确认该设计适用于热带、干旱和高地气候。
- 我们分享 3个失败案例 (通风口比例过小、紫外线降解的聚碳酸酯、沿海钢材腐蚀)这样你就可以避免犯同样的错误。
- 锯齿 并非总是正确答案温带气候、风力极大的地区以及依赖遮光的作物可能更适合哥特式拱形或平屋顶设计。
2023年7月,我们在余姚工厂进行了一项对比测试,这项测试改变了我们此后所有炎热气候项目的设计方案。两个200平方米的温室单元,占地面积相同,侧墙通风口也相同,测试时间相同:一个采用拱形屋顶,一个采用锯齿形屋顶。下午2点,拱形屋顶单元的温度为49.2摄氏度,锯齿形屋顶单元的温度为40.1摄氏度。这9.1摄氏度的温差在整个下午高峰期都保持稳定,而这仅仅是由于屋顶形状造成的。没有风扇,没有垫片,也没有电力。本文将解释锯齿形温室通风为何能产生这种温差,我们在三大洲的推广应用案例,以及哪些设计决策决定了作物高度的温度改善幅度是6摄氏度还是9摄氏度。
为什么我们不再在炎热气候地区指定使用拱形屋顶
2021年之前,我们热带项目的温室默认配置是带有脊通风口的哥特式拱形屋顶。这是世界上最常见的温室形式,在温带气候下效果很好。但是,当我们开始收到来自清迈、巴吞他尼和胡志明市项目的安装后温度记录时,我们发现了一个不容忽视的模式: 我们交付给夏季平均最高气温超过 35 摄氏度的所有拱形屋顶温室,在下午高温时段的温度都比阴凉处的环境温度高 8 到 12 摄氏度。屋脊通风口起到了一定作用,但还不够。热空气在弧形屋脊下方分层积聚,形成热量库,屋脊通风口只能缓慢地将其排出。
我们研究了东南亚地区14座已安装的拱形屋顶温室的通风数据,并将其与……进行了比较。 美国采暖、制冷与空调工程师学会 自然通风指南。 结论令人不安但很明确:对于环境温度每天超过 33 摄氏度 4 小时以上的场所,如果没有机械辅助,带有脊通风口的标准拱形屋顶无法达到将室内温度保持在作物安全范围内所需的空气交换率。 对于炎热气候下的项目,我们需要不同的屋顶轮廓,在评估了五种方案后,我们最终选择了锯齿形设计。
这项决定并非纯粹出于理论考虑。2021年底,我们向泰国沙没沙空府的一位生菜种植户交付了一座1600平方米的锯齿形温室,作为一项试验项目。 该种植者之前在同一地块上经营过一个类似大小的拱形屋顶温室。 他向我们提供了前三个月的温度对比数据:锯齿形结构在高峰时段的温度比其他结构低7到11摄氏度,作物因热胁迫造成的损失也从每个周期约15%下降到5%以下。这项试验使我们确信,所有新建的耐热温室项目都应该采用标准的锯齿形结构。
锯齿形屋顶内部的烟囱效应是如何运作的
锯齿状屋顶利用维多利亚时代工厂工程师两个世纪前就已了解的原理进行通风,但应用方式有所不同。在纺织厂中,锯齿状屋顶可以引入北向光线。在温室中, 同样的几何形状还能捕捉到其他东西:每个封闭的“齿状”通道最高点的浮力热空气,并通过连续的垂直通风口使其逸出。
以下是我们工程团队向客户解释的原理。屋顶上的每个“齿”都由两个表面组成,这两个表面在屋脊处相交。倾斜面(大多数项目我们指定与水平面成 18 至 22 度角)背向赤道,根据采光需求,可以是完全不透明的,也可以是半透明的。垂直面或近乎垂直面(与水平面成 60 至 90 度角)采用玻璃材质,并设有贯穿整个跨度的连续百叶通风口。当太阳辐射加热温室内部时,最温暖的空气会聚集在每个“齿”的顶点。 因为垂直通风面位于顶点,所以上升的空气有直接的逸出路径。 较冷的补充空气通过侧壁卷帘或地面百叶通风口进入,形成连续的对流循环。
该循环的驱动力与两个变量成正比:地面进气口与牙尖出气口之间的高度差,以及室内外空气的温度差。 美国农业与生物工程师学会(ASABE) 标准EP406.1记录了这种关系,并提供了温室自然通风率的计算方法。我们在工程设计过程中采用该标准,但同时也根据我们在六个国家/地区已安装的30多个锯齿形温室的温度记录,开发了我们自己的项目特定修正系数。
我们在余姚工厂的测试:拱形槽 vs. 锯齿槽,同一天,同一地点
我们最有说服力的数据来自2023年7月在浙江省余姚市自有工厂进行的一项测试。此前,我们一直根据已发表的研究和我们在泰国的试验数据向客户推荐锯齿形屋顶结构,但我们希望在同一地点、同一天、相同条件下进行对照试验。因此,我们在厂区内搭建了两个临时温室:一个采用标准哥特式拱形屋顶(屋脊高度4.8米,屋脊通风口面积占地面面积的8%),另一个采用锯齿形屋顶(檐槽高度4.5米,垂直通风口高度3.8米,通风口面积占地面面积的18%)。两个温室面积均为200平方米,侧墙均采用相同的卷帘,并覆盖相同的150微米聚乙烯薄膜。
我们在两个海湾都安装了温度传感器(每个海湾三个,分别位于0.5米、1.5米和3.0米高度),并在山脊处安装了风速传感器。测试于2023年7月10日至16日进行,正值热浪期间,余姚市环境温度达到38至41摄氏度。 七天的结果均保持一致:
温差在3.0米高度处最大(锯齿形通风口在此处能最有效地捕获最热的空气),在近地面处最小(两个结构均受益于侧墙通风)。在下午高峰时段,锯齿形通风口的平均换气率为每小时82次,而拱形屋顶通风口的平均换气率为每小时34次(通过二氧化碳示踪气体衰减测量)。 这些数据与以下研究结果相符: 俄勒冈州立大学推广服务处报告指出,在温暖的气候下,设计良好的被动通风可以实现每小时 60 至 120 次空气交换。
三次部署,三种气候:我们的经验教训
泰国清迈:40摄氏度环境温度下的绿叶蔬菜(2024年)
清迈府一位种植生菜和香草的商业种植户前来寻求我们的帮助,因为他现有的平顶温室大棚中罗勒全部因高温胁迫而绝收。该种植地海拔310米,旱季白天最高温度达36至40摄氏度,湿度约为40%至50%。我们为其设计了一座3200平方米的锯齿形温室,跨度12米,檐沟高度4.5米,垂直通风面呈60度角,并配备电动百叶窗。温室朝向北面,避开了午后阳光直射。
这位种植户之前一直在他旧的温室大棚里连续运行两套15千瓦的排气扇系统,从3月到10月,旺季期间每天耗电约480千瓦时。安装锯齿形结构后,他表示只有在每年最热的10到14天,环境温度超过42摄氏度时才需要使用排气扇系统。 在典型的38摄氏度环境温度下,他测得的作物高度处的室内温度保持在33至36摄氏度之间。这在耐热生菜品种(如“缪尔”和“海岸线”)的耐受范围内。我们无法准确核实他所说的节能效果,因为我们没有亲自到现场进行测量,但他提供的温度数据与我们工厂的测试结果一致。
Al Kharj,沙特阿拉伯:48°C 环境下的西红柿(2023 年)
这是我们尝试过的最极端的项目。位于利雅得南部的哈尔吉地区,夏季环境温度经常超过48摄氏度,湿度低于15%。客户希望全年都能种植番茄。我们从一开始就知道,仅靠锯齿形烟囱通风在夏季是不够的;环境温度实在太高,被动冷却根本无法将室内温度降至作物安全范围内。 但我们还是将锯齿形通风系统设计为主要通风系统,因为它无需任何机械辅助即可应对一年中 8 个月的通风需求。在最热的 4 个月里,它将作为蒸发冷却系统的排气通道。
该设计采用14米跨度、6.2米脊高、垂直通风面采用双层聚碳酸酯板,并在两个长侧壁上安装蒸发冷却垫(150毫米纤维素介质)。锯齿状通风口全年保持开放,即使在蒸发冷却运行时也是如此。 因为它们提供的烟囱效应排气对于蒸发排放系统的正常运行至关重要。如果没有畅通的排气通道,来自刹车片的湿润空气会充满车内,停止吸收水分,从而失去冷却效果。
在气温高达 48 摄氏度的日子里,这套组合系统能将室内温度维持在 32 至 36 摄氏度。在较冷的月份(11 月至 2 月),当环境最高温度在 22 至 30 摄氏度之间时,仅靠锯齿形通风口就能将室内温度维持在 19 至 28 摄氏度,而无需运行任何机械系统。 这是我们测量过的作物高度差异最大的项目。12 月的一个下午,当环境温度为 28 摄氏度时,室内温度比客户记忆中之前的拱形屋顶温室低 8 到 9 摄氏度。
肯尼亚涅里:海拔 2200 米的草药繁殖(2024 年)
肯尼亚高地项目面临着不同的挑战。内里白天的温度较为温和(22至28摄氏度),因此极端高温并非主要问题。客户是一家苗圃,主要培育罗勒和迷迭香,出口到欧洲市场,他们需要精确的光照控制。在赤道纬度地区,太阳辐射强烈,一年中的大部分时间几乎都是从头顶直射而来。 种植者之前的等跨温室透入了过多的直射光,导致幼嫩的香草插条出现光抑制胁迫。
我们设计了一座锯齿形温室,垂直通风面朝北(南半球背对赤道),采用漫射双层聚碳酸酯板,可引入柔和均匀的光线。南侧不透明的倾斜屋顶可阻挡正午的阳光直射。 结果表明,在繁殖台高度处,光合有效辐射(PAR)水平始终保持在 400 至 600 微摩尔/平方米/秒范围内。种植者证实,这种环境非常适合罗勒插条生根。通风完全是被动的;在这个海拔和温度范围内,锯齿状烟囱效应足以满足通风需求。
值得注意的是,种植者最初希望垂直通风口朝东,以便接收晨光。我们对此提出了异议,因为我们的光照模型显示,朝东的玻璃窗会在早上 8 点到 10 点之间引入强烈的阳光直射,从而造成他试图解决的光抑制问题。 他最终接受了朝北的朝向,这种朝向可以产生繁殖作物所需的漫射、均匀的光照。 这种方向性决策正是经验丰富的温室制造商除了销售钢材和聚碳酸酯之外,还能创造价值的地方。
高级锯齿形温室结构,垂直面上装有电动百叶通风口,专为炎热气候下的商业农业而设计。
区分 6 C 增益和 9 C 增益的设计决策
并非我们交付的每一座锯齿形温室性能都相同。在我们已安装的温室中,锯齿形温室与同等规格的拱形屋顶温室在作物生长高度处的温度差异在 6 摄氏度到 9 摄氏度之间,而造成这种差异的原因在于四个设计决策,而这些决策往往被忽视。
决策1:通风口面高度与跨度宽度的关系
影响最大的参数是垂直通风面高度与跨度的比值。我们从30个已安装项目的数据显示,趋势十分明显:高度跨度比低于0.30的项目,与拱形屋顶相比,仅能提高5至7摄氏度的隔热性能;而高度跨度比在0.38至0.45之间的项目,在作物高度处可提高7至9摄氏度的隔热性能。 我们在泰国巴吞他尼府的一个早期项目中(2022年)就吃过亏。当时我们设计了一个跨度为12米的通风口,通风面高度为3.2米(比例为0.27)。种植户反映温度仅提高了5摄氏度,我们不得不自费加装更高的通风框架。 从那时起,我们对所有炎热气候项目都采用了 0.38 至 0.45 的标准。
决策 2:通风口开放面积占地板面积的百分比
第二重要的参数是锯齿形通风口的总有效开口面积。我们规定,热带地区的项目至少需要15%的地面面积,而环境温度经常超过40摄氏度的地区则需要20%。 这并非随意得出的数字;它是通过对我们已安装的项目进行迭代而得出的。 清迈生菜温室(15% 开放面积)在 38 摄氏度的环境温度下表现良好,但在 42 摄氏度时达到极限。阿尔哈吉番茄温室(20% 开放面积加上蒸发垫)在机械辅助下可应对 48 摄氏度的环境温度。 普渡大学推广部温室气候管理指南 建议对热带低地结构采用类似的范围,这证实了我们自己实地考察得出的数据。
决策3:进出水面积比
这是我们在其他厂家设计的温室中最常见的错误。锯齿状屋脊通风口的尺寸正确,但侧墙进气口的尺寸却偏小。我们规定的进气口面积应该是出气口面积的1.3到1.5倍。 因为从侧壁进入的空气比从屋脊流出的空气更冷、密度更大,所以它的流动速度更慢。 更大的进气面积可以弥补这种速度差异,防止进气口成为瓶颈。在2023年胡志明市的一个项目审核中,我们测量了一个锯齿形温室,其进气面积仅为出气面积的60%。当时的换气率为每小时38次;在我们建议增大侧壁开口后,换气率跃升至每小时71次,而其他方面并未做任何改动。
决策 4:牙间距(相邻牙齿之间的间隙)
更小的齿距能使温室整个宽度上的通风和光照分布更加均匀,但会增加屋脊通风口和相关防水层的数量,从而提高成本。我们发现,对于大多数商业项目而言,3.5米至4.5米的齿距是一个比较理想的选择。齿距小于3米时,成本增加难以合理化;齿距大于5米时,我们会在每个隔间的中心位置发现明显的过热区域,尤其是在低风速条件下,此时烟囱效应是唯一的驱动力。
我们测试过的材料选择及其失败之处
那空叻差西玛府聚碳酸酯紫外线失效事件
2022年,我们向泰国呵叻府的一位花卉种植户交付了一座锯齿形温室,其垂直通风面采用4毫米双层聚碳酸酯板。26个月后,种植户反映聚碳酸酯板的透光率明显下降。我们随即派技术人员前往检查。 聚碳酸酯因紫外线照射而泛黄变脆;光度计读数显示透射率已从原来的 82% 下降到大约 61%。
这次失败让我们吸取了两点教训。首先,4毫米厚的双层聚碳酸酯板不足以应对热带地区的紫外线照射;现在,所有热带地区的项目都要求至少使用6毫米厚的板材。其次,我们开始选用紫外线防护(共挤)聚碳酸酯板,而不是普通级聚碳酸酯板,尽管每张板材的成本要高出约20%。 在我们后续的项目中,经过 4 年测试,防紫外线等级的材料仍保持了 75% 以上的透光率。
越南沿海地区的钢材腐蚀
2021年,我们向越南巴地头顿省海岸3公里处交付了一座锯齿形温室,不到18个月,钢结构框架就出现了表面锈蚀。原设计采用的是标准热浸镀锌工艺(275克/平方米锌层),这种工艺对于内陆地区来说足够了,但对于含盐量高的沿海地区来说则远远不够。 我们不得不调集一队人马,用钢丝刷清理受损部件,并涂上富锌底漆,这给项目增加了一笔计划外支出。
自该项目以来,我们采用了分级防腐蚀系统。内陆项目(距海岸线15公里以上)采用符合标准的标准热浸镀锌工艺。 ASTM A123/A123M沿海项目(距海岸线15公里以内)采用双层镀锌工艺:热浸镀锌加两层环氧树脂面漆。双层镀锌工艺比单独镀锌成本高出约12%,但我们沿海地区的项目已经连续三年多没有出现明显的腐蚀现象。
玻璃贴膜 vs. 聚碳酸酯:我们的建议
我们仍然为预算有限的项目提供单层聚乙烯薄膜。但对于锯齿形温室,我们现在不建议在垂直通风面上使用这种薄膜。 由于锯齿形屋顶的垂直通风面直接暴露在风中,聚乙烯薄膜在中等到强风中会剧烈摆动。 这种颤动会使薄膜在连接点处疲劳,导致薄膜在12到18个月内出现撕裂和孔洞。双层聚碳酸酯的刚性足以完全消除这个问题。
锯齿状温室屋顶几何形状的特写,显示了垂直通风面和倾斜的不透明表面,从而产生了烟囱效应。
我们发现的安装错误(以及我们遗漏的一个错误)
我们及时发现的方向错误
2023年,泰国春武里府的一个温室安装团队开始搭建一个锯齿形温室,其垂直通风面朝西。项目经理为了适应场地边界,将温室的朝向与我们设计图纸上的朝向相比旋转了90度,却没有意识到锯齿形温室的朝向至关重要。 朝西的通风玻璃会让强烈的午后阳光直接照射进温室,违背了锯齿形设计的初衷。 在钢结构安装开始之前,我们的质量控制团队在对地基布局进行例行照片审查时发现了这个错误。
我们忽略的排水沟溢水问题
2022年初,我们向泰国巴吞他尼府交付了一台锯齿形温室,在第一个雨季就出现了渗水问题。一场暴雨导致锯齿间的排水槽溢出(泰国气象部门记录显示,附近气象站两小时内降雨量达95毫米),雨水倾泻到种植床上,损害了一批幼嫩的生菜苗。 根本原因:我们指定使用 100 毫米半圆形排水沟,但这不足以应对泰国中部常见的强降雨。 我们对温室进行了改造,安装了150毫米的排水槽,并加装了中间落水管。改造费用约为原排水槽系统价值的8%,这笔费用作为保修费用由我们承担。
三年后的维护保养实际情况如何
大多数温室维护指南读起来就像一份通用清单:每季度检查一次,每年清洁两次,每年润滑一次。这在技术上没错,但却没有告诉你实际出了什么问题。 以下是我们在过去三年中对已安装的锯齿形温室进行后续访问时观察到的情况。
通风口执行器故障。 在锯齿形温室中,电动百叶通风口是维护成本最高的部件。如果枢轴点和执行机构连杆在高温高湿的环境下缺乏润滑,就会发生腐蚀和卡死。我们曾在三个项目中遇到过这种情况,种植者都忽略了季度润滑:通风口卡死在半开位置,导致有效通风面积减少30%至50%,温室内部温度升高3至5摄氏度。解决方法是更换卡死的执行机构,每个执行机构的成本约为120至180美元。 预防性成本为每季度涂抹一管船用级锂基润滑脂,涂抹整个温室大约需要 20 分钟。
聚碳酸酯上的藻类问题。 在潮湿的热带气候下,如果不进行清洁,垂直通风聚碳酸酯板的内表面会在6到8个月内滋生一层绿藻。这层绿藻会降低15%到25%的透光率,直接影响作物产量。我们在2023年对清迈的一个项目进行现场考察时发现了这个问题:种植者自安装以来(14个月)从未清洁过聚碳酸酯板,我们的光度计显示,工作台高度处的PAR值已从480微摩尔/平方米/秒下降到360微摩尔/平方米/秒。用温水和温和的清洁剂简单清洗后,透光率恢复到了接近原来的水平。
排水沟堵塞循环。 在树木环绕或靠近农田的地方,雨季期间,排水沟会在几周内被落叶和杂物堵塞。我们清迈的一位种植户在六月至九月的雨季期间,不得不每隔十天清理一次排水沟,以防止溢水。 我们已开始将屋檐落叶防护网(不锈钢网)作为所有项目的标准配置。这样一来,清算频率就降低到每月一次。
当锯齿波不是正确答案时
我们并不建议所有项目都采用锯齿形温室。以下情况我们会引导客户选择其他设计:
温带气候,夏季温和。 如果您的场地夏季最高温度低于 30 摄氏度,那么带有标准屋脊通风口的哥特式拱形温室就能以较低的建造成本提供足够的通风。我们已向中国北方山东省和土耳其中部地区的种植户交付了哥特式拱形温室,这些地区夏季气温适中,冬季积雪荷载是主要的结构问题。
风力极强的区域,且未进行工程改造。 锯齿形温室较高的轮廓意味着其承受的风荷载比同等跨度的拱形结构更大。在台风多发地区,可以通过工程设计使锯齿形温室能够抵抗当地的风荷载,但其地基和结构钢材的成本比标准拱形温室高出15%至25%。
需要完全断电能力的项目。 锯齿形通风口本身就难以完全密封,尤其是在需要遮光生长的周期中。对于需要严格控制光周期的种植者来说,平顶或拱形结构搭配不透明遮光屏更为合适。正因如此,我们已经拒绝了两家大麻种植者关于锯齿形温室的咨询。
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结论
锯齿形温室通风系统之所以有效,是因为其几何形状利用了无需电力、移动部件或人工干预的物理原理(烟囱效应)。在我们受控的工厂测试中,与同一地点、同一天的拱形屋顶结构相比,锯齿形结构在1.5米高度处使温室内部温度降低了9.1摄氏度。在泰国、沙特阿拉伯和肯尼亚的实际项目中,根据当地气候、设计参数以及是否采用蒸发冷却作为辅助手段,作物高度处的温差在6摄氏度到9摄氏度之间。
最重要的设计决策包括:通风口面高跨比(我们通常采用0.38至0.45的标准值)、通风口开口面积(占地板面积的15%至20%)、进出气口面积比(1.3至1.5)以及齿距(3.5至4.5米)。即使这些参数出现微小的偏差,也会导致通风性能减半。材料选择同样重要:通风口面采用6毫米双层聚碳酸酯板,并经过紫外线防护处理;通风口采用热浸镀锌钢板,并进行双层海岸防护处理;排水槽直径为150毫米,尺寸根据热带降雨强度而定。
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在余姚市的受控工厂测试中(2023年7月,环境温度38至41摄氏度),在午后高峰时段,锯齿形温室在1.5米高度处的温度比同等高度的拱形屋顶温室低9.1摄氏度。在实际项目中,当温室内种植作物并配备设备时,作物高度处的典型温差为6至10摄氏度。在干燥气候下,如果采用蒸发冷却(例如我们在沙特阿拉伯Al Kharj的项目),该组合系统在作物高度处实现的室内温度比客户之前的拱形屋顶温室低9摄氏度。
是的,但设计必须包含可完全关闭且密封良好的通风口,以防止冬季热量散失。我们已向中国山东省(冬季最低气温可达零下15摄氏度)和土耳其中部(冬季最低气温可达零下12摄氏度)的项目交付了四季锯齿形温室。主要改进包括:采用带隔热叶片的电动百叶通风口、更陡峭的屋顶坡度(25至30度)以减轻积雪荷载,以及所有通风口接缝处均采用密封垫圈。
对于炎热气候地区(夏季平均最高气温高于 33 摄氏度),我们建议通风口垂直高度至少为 3.5 米,跨度为 10 至 14 米时,4.5 至 5.5 米为最佳高度。我们从 30 个已安装项目中收集的数据显示,高度跨度比低于 0.30 时,作物高度处的温度仅能提高 5 至 7 摄氏度;而高度跨度比为 0.38 至 0.45 时,作物高度处的温度可提高 7 至 9 摄氏度。 普渡大学推广部温室气候管理指南 推荐类似的范围。
三种机制协同运作。首先,当雨量传感器触发时(我们采用响应时间为15秒的翻斗式传感器),带有重叠叶片的电动百叶通风口会自动关闭。其次,百叶叶片与垂直方向成30至45度角,可以偏转大部分风吹雨淋。第三,每个通风口底部都设有连续的滴水槽,用于收集残留水分。2022年,在巴吞他尼府的一个项目中发生排水沟溢水事故后,我们将所有热带地区的项目升级为150毫米宽的排水沟,以应对150毫米/小时的降雨强度。
采用热浸镀锌钢框架和防紫外线双层聚碳酸酯板,在热带气候下结构寿命可达20至25年。聚碳酸酯通风面板在热带紫外线照射下至少8至10年内可保持75%以上的透光率。在呵叻府的一个项目中,未进行紫外线防护的标准级聚碳酸酯板在26个月后失效,因此我们现在将防紫外线作为标准配置。电动通风执行器的使用寿命为8至10年,并设计为可现场更换。
是的,这正是我们针对阿拉伯半岛等极端炎热地区所采用的方法。在我们位于沙特阿拉伯哈尔吉的项目中,锯齿形烟囱通风系统一年中有 8 个月无需机械辅助即可完成通风。在最热的 4 个月里,侧壁上的蒸发冷却垫会辅助被动通风。在蒸发冷却运行时,锯齿形通风口保持开放,因为它们同时也是排气通道。这种混合式方法比全机械冷却系统节能约 60%。
烟囱效应(也称烟囱效应)是指暖空气密度低于冷空气,因而自然上升的现象。在锯齿形温室中,屋顶的几何结构巧妙地利用了这一原理:热空气聚集在每个齿的顶点,并通过垂直通风口排出;而较冷的空气则从地面侧墙的开口进入。这样就形成了一种持续的被动式气流,无需风扇或电力。室内外温差越大,进出气口之间的高度越高,空气交换速度就越快。因此,锯齿形温室在温差较大且全天持续的炎热气候下尤为有效。
在北半球,我们建议将垂直通风口朝北,避开午后阳光直射。这样可以最大限度地减少透过玻璃通风口吸收的太阳热量,同时还能让漫射光进入。在南半球,出于同样的原因,通风口应朝南。在肯尼亚内里的一个项目中,我们拒绝了客户提出的朝东通风口的要求,因为我们的光照模型显示,清晨阳光直射透过朝东的玻璃会对他种植的香草插条造成光抑制胁迫。正确的通风口朝向取决于作物的耐光性、纬度以及场地边界限制,这也是我们在设计过程中首先要考虑的因素之一。











