西北非耕地日光温室环境温度保障技术研究现状＊

骆乾亮，程杰宇，王平智，赵淑梅（中国农业大学水利与土木工程学院/农业农村部设施农业工程重点实验室，北京 100083）

中国人口众多，可利用的土地资源较少，85% 以上的土地资源为非耕地资源，且主要集中在中国的西北地区[1]。2022 年中央一号文件指出，应加快发展设施农业，在保护生态环境的基础上，探索利用可开发的空闲地、废弃地发展设施农业[2]。中国西北地区有着丰富的沙漠、戈壁和荒地等非耕地资源和自然光热资源，适合设施农业的发展[3]，因此，开发利用非耕地资源发展非耕地温室，对于保障国家粮食安全、缓解用地矛盾等问题具有重大的战略意义。

非耕地日光温室目前是非耕地高效农业发展的主要形式。在中国的西北部地区，昼夜温差大、冬季夜间气温较低，往往会导致室内最低气温低于作物正常生长发育所需温度的现象。而温度是作物生长发育不可缺少的重要环境因子之一，过低的温度会使作物生理生化反应变慢，生长发育迟缓，当温度低于作物所能承受生长的极限时，甚至会导致冻害[4]，因此，保障作物正常生长发育所需的温度显得尤为重要。要维持日光温室的适宜温度，不是单一的措施就能解决的，需要从温室设计、建造、选材、调控及日常管理等多个方面加以保障。因此，本文将从温室设计与建造、保温增温措施以及环境管理等方面总结近些年来中国非耕地温室在温度调控方面的研究现状及进展，以期为非耕地温室合理的设计和管理提供系统的参考。

温室构造与材料

日光温室的热环境主要取决于温室对太阳辐射的透射、拦截和存储能力，这与温室的朝向、透光面的形状与材料、墙体和后屋面的构造及材料、基础保温、温室尺寸以及前屋面的夜间保温方式与材料等方面的合理设计相关，同时也涉及到温室的施工与建造过程能否确保设计要求的有效实现。

前屋面透光能力

温室内的主要能量来源于太阳，增加前屋面的透光能力，有利于温室获得更多的热量，也是确保温室冬季温度环境的重要基础。目前增加温室前屋面透光能力和接受光照时间的方法主要有以下3 种。

设计合理的温室朝向及方位角

温室朝向影响温室的采光性能，对温室的蓄热能力影响很大，因此为了使温室获得更多的蓄热量，中国西北地区的非耕地温室的朝向都采用坐北朝南。对于温室的具体方位角，当选择南偏东时，利于“抢阳”，室内上午升温快；当选择南偏西时，则有利于温室利用下午的光照。正南方向为上述两种情况的折中[5]。根据地球物理学的知识，地球在一天内自转一周为360°，太阳的方位角则约每4 min 移动1°，因此，温室的方位角每相差1°，太阳直射出现时间就会相差约4 min，即温室方位角影响着温室早晚见光的时间。

当上午和下午的光照时间相等时，偏东或偏西相同角度时，温室会获得相同的光照时间。但是，对于北纬37°以北地区，早上的气温较低，揭被的时间较晚，而下午傍晚时刻气温相对较高，可以适当延迟关闭保温被的时间，因此这些地区宜选择南偏西，充分利用下午的光照。对于北纬30°～35°地区，因为早上光照条件较好，保温被揭被时间也可以提早，因此这些地区宜选择南偏东方向，为温室争取更多上午的太阳辐射。而在北纬35°～37°地区，上下午太阳辐射差别不大，则宜选择正南方向。不管是南偏东还是南偏西，偏的角度一般为5°～8°，最大不得超过10°。中国西北地区处于北纬37°～50°范围，所以温室方位角一般采用南偏西[5-10]。鉴于此，张京社等[11]在太原地区设计的日光温室，选择了南偏西5°的方位，常梅梅等[12]在河西走廊戈壁地区建造的“口”字形砖墙体日光温室，采用了南偏西5°～10°的方位，马志贵等[8]在新疆北疆地区建造的戈壁滩日光温室采用了南偏西8°的方位。

设计合理的前屋面形状和倾角

前屋面的形状和倾角决定着太阳光线入射角的大小，入射角越小，透射率越大。孙炬仁[5,13]认为前屋面的形状主要由主采光面和后坡长短的比例决定，长前坡、短后坡利于前屋面的采光和保温。陈维铅等[14]认为在戈壁地区使用的日光温室主采光屋面采用半径为4.5 m 的圆弧，能有效的抵御寒冷。张京社等[11]则认为在高寒和高纬度地区的温室前屋面采用半圆拱形更为适宜。对于前屋面的倾角，根据塑料薄膜透光的特点，当入射角为0～40°时，前屋面对太阳光线的反射率较小，超过40°时，反射率显著增加，因此以40°作为最大入射角来计算前屋面的倾角，这样即使是在冬至日，也能保证太阳辐射最大限度的进入到温室内[5]。因此，何斌等[15]在设计适用于内蒙古乌海非耕地地区的日光温室时，以入射角为40°来计算前屋面的倾角，认为只要大于30°，便可满足温室采光和保温的要求；而张彩虹等[13]认为在新疆非耕地地区建造温室时，南疆地区温室的前屋面倾角为31°较合适，北疆地区则为32°～33.5°为宜。

选用合适的透光覆盖材料

除了室外太阳辐射条件的影响，温室薄膜的材质和透光特性，也是影响温室光热环境的重要因素。目前所采用的PE、PVC、EVA 以及PO 等塑料薄膜，因材质和薄膜厚度不同，其透光率也不同，总体而言，对于使用1～3 年的薄膜，其透光率总体上可以保证在88% 以上，具体应根据作物对光照和温度的需求进行选择[16]。另外，除了温室的透光量之外，温室的光照环境分布性也是人们越来越关注的因素，因此，近年来散射光增强型的透光覆盖材料得到了产业高度认可，特别是在西北强太阳辐射地区，使用散射光增强型薄膜，减少了作物冠层上下的遮阴影响，增加了作物冠层中下部的光量，提升了作物整体的光合特性，表现出了较好的促进增长和增产效果[17-19]。

合理设计温室尺寸

温室长度过长或过短都影响室内温度的调控，当温室的长度过短时，日出和日落前，东西山墙遮荫的面积较大，不利于温室的增温，并且由于容积较小，会影响室内土壤和墙体对热量的吸收和释放。当长度过大时，室内温度调控比较困难，并且会影响温室结构的牢固性和保温被卷放机构的配置[14-15]。温室的高度和跨度则直接影响前屋面的采光性、温室空间的大小和保温比。当温室的跨度和长度一定时，增加温室的高度，从光环境的角度而言，可以增加前屋面的采光角，利于透光；从热环境的角度而言，墙体增高，后墙蓄热面积增加，利于后墙蓄热和放热，且空间大，热容率也大，温室的热环境稳定性更好。当然，增加温室高度，会增加温室造价，需要综合考虑。所以在设计温室时，要因地制宜地选择合理的长度、跨度和高度[6,13,20-22]。比如张彩虹等[13]认为在新疆北疆地区，日照时间较长，温室宜选择为长度50～80 m，跨度7 m，温室高度3.9 m，而在南疆地区，温室尺寸宜选择为长度50～80 m，跨度8 m，温室高度3.6～4.0 m；同样是在新疆，邹平等[20]在吐鲁番沙漠地区建造的日光温室时，也认为温室的跨度不宜小于7 m，且当跨度为8 m 时，保温效果最好。另外，陈维铅等[14]认为在甘肃酒泉戈壁地区建造日光温室时，温室的长度、跨度和高度宜分别选择为80 m、8～10 m、3.8～4.2 m。

提高墙体蓄热和保温能力

在白天期间，墙体通过吸收照射到墙面的太阳辐射和部分室内空气的热量而蓄热升温，在夜间，当室内气温低于墙体温度时，墙体就会被动地释放热量对温室加温。墙体作为温室的主要蓄热体，提升其蓄热能力，可以显著地改善室内的夜间温度环境。同时，墙体的保温作用，是温室热环境稳定的基础。目前提升墙体蓄热和保温能力的方法主要有以下几种。

设计合理的墙体构造

墙体的作用主要包括蓄热和保温，同时大部分温室的墙体还兼做支撑屋架的承重构件。从获得良好的热环境的角度，合理的墙体构造应该是内侧具有足够的蓄热能力，外侧具有足够的保温能力，同时减少不必要的冷桥。在墙体蓄热和保温的研究方面，鲍恩财等[23]在内蒙古乌海沙漠地区设计的固化沙被动蓄热墙体，外侧采用多孔砖作为保温层，内部用固化沙作为蓄热层，试验表明，晴天条件下室内气温可达13.7℃；马月虹等[24]在新疆北疆地区设计的一种麦壳砂浆砌块复合墙体，将生石灰填充在砂浆砌块内作为蓄热层，用炉渣包作为保温层堆叠在室外；赵鹏等[25-26]在甘肃戈壁地区设计的空心砌块墙体，外侧采用100 mm 厚的苯板作为保温层，内侧采用砂石和空心砌块砖作为蓄热层，试验表明，冬季夜间平均气温为10℃以上，柴再生等[4]也在甘肃戈壁地区将砂石作为墙体的保温层和蓄热层。在减少冷桥方面，闫俊月等[27]设计了一种轻简化装配式后墙，通过在后墙外侧贴聚苯板，不仅提高了墙体的热阻，还提高了墙体的封闭性；吴乐天等[28]在温室墙体的基础上方设置钢筋混凝土圈梁，圈梁正上方使用梯形砖跺，用于后屋面的支撑，解决了新疆和田地区温室容易出现裂缝和地基下沉，从而影响温室保温性的问题。

选用适宜的蓄热保温材料

墙体的蓄热和保温效果如何，首先在于材料的选择。在西北沙漠、戈壁和砂石地等地区，研究人员根据现场条件，就地取材，大胆尝试，设计了很多不同种类的日光温室后墙。比如张国森等[29]在甘肃砂石地建造温室时，采用砂石作为墙体的蓄热保温层；赵鹏等[26]针对西北戈壁和荒漠的特点，用砂石和空心砌块为材料，设计了一种空心砌块墙体，试验表明，室内夜间平均气温为10℃以上。针对西北戈壁地区砖和黏土等建筑材料稀缺的问题，周长吉等[30]在新疆克孜勒苏柯尔克孜州戈壁地区的日光温室调研时，发现当地建造的温室，通常利用卵石作为墙体材料；鉴于卵石的热工性能和力学强度，利用卵石所建造的温室，无论是在保温、蓄热和承重方面，都具有较好的性能。同样，张勇等[31]也用卵石作为墙体的主体材料，在陕西等地设计了一种自主蓄热卵石后墙，测试显示蓄热效果良好。Zhang 等[32]根据西北戈壁地区的特点，设计了一种砂石墙体，该墙体可将室内气温提升2.5 ℃。另外，马月虹等[33]在新疆和田地区对砌块填充沙土墙体、砌块墙体和砖墙体的蓄热能力进行了测试，结果表明，砌块填充沙土墙体的蓄热能力最大。此外，为提升墙体的蓄热性能，研究人员积极开发新的蓄热材料和技术，比如鲍恩财等[3]提出了一种相变固化剂材料，可用于提升西北非耕地地区日光温室后墙的蓄热能力。作为就地取材的探索，草垛、炉渣、苯板和稻草等也被用于墙体材料[9,11,31,33-40]，但这些材料通常只起保温作用，并无蓄热能力。总体而言，卵石以及砌块填充砂石的墙体，蓄热及保温能力良好。

适当增加墙体厚度

热阻通常是衡量墙体保温性能的重要指标，而影响热阻的因素，除了材料的导热性能之外，就是材料层的厚度，因此，在选择适当保温材料的基础上，再适当增加墙体厚度，可以增大墙体整体的热阻，减少通过墙体的热量损失，从而增加墙体及整个温室的保温和蓄热能力[41-42]。比如在甘肃等地区，张掖市沙袋墙的平均厚度为2.6 m，酒泉市浆砌石墙体厚度则达到了3.7 m，墙体越厚，其保温能力和蓄热能力通常越大[43]。但是过厚的墙体会增加占地和温室建造成本，所以从提升保温能力的角度，也应优先考虑选择导热系数较小的高保温材料，比如聚苯、聚氨酯等材料，然后再适当增加厚度。

合理设计后屋面

对于后屋面的设计，主要是考虑不能导致遮阳影响和提升保温能力。为了减少后屋面遮阳影响，其倾角的设置依据，主要是在进行作物种植生产时，后屋面在白天期间能接受到太阳光的直射，因此一般选择后屋面的仰角最好大于当地冬至太阳高度角7°～8°[6,41]。比如张彩虹等[13]认为在新疆戈壁和盐碱地地区建造日光温室时，后屋面的投影长度为1.6 m 较合适，因此南疆地区后屋面的倾角为40°，北疆地区为45°为宜；陈维铅等[14]认为酒泉戈壁地区的日光温室，其后屋面宜采用40°的倾角。对于后屋面的保温，主要应在保温材料的选择、必要的厚度设计以及建造时保温材料的合理搭接等方面确保保温能力。

降低土壤热损失

在冬季夜间期间，由于室内土壤的温度高于室外土壤，所以室内土壤的热量会以热传导的方式传递到室外，引起温室热量的损失。降低土壤热损失的方法有以下几种。

土壤保温

地面适当下沉，避开冻土层，利用土壤进行保温。比如柴再生等[44]在河西走廊地区研发的非耕地“1448 三材一体型”日光温室采用了下挖1 m 的方式进行建造，有效避开了冻土层；王华民等[45]根据吐鲁番地区冻土的深度为0.8 m，温室建造时，建议下挖0.8 m，提升温室的保温能力；张国森等[46]在建造非耕地双拱双膜下挖型日光温室的后墙时，下挖深度为1 m，试验表明，与传统二代日光温室相比，夜间最低温度提高2～3℃。

基础防寒

主要做法是沿前屋面基础部分挖一道防寒沟，内填保温材料，或者沿基础墙部分在地下连续埋设保温材料，目的都是降低温室边界部分通过土壤传热导致的热损失。所采用的保温材料主要是根据西北地区当地的条件，可就地取材，比如干草、炉渣、岩棉[16]、聚苯板[25,47]，玉米秸秆[48]，马粪、落叶、碎草[6]，锯末，杂草、秸秆[49]等。

覆盖地膜

通过覆盖地膜，在白天太阳光可透过地膜到达土壤，土壤吸收太阳的热量而升温，并且地膜能够阻碍土壤反射的长波辐射，从而减少土壤的辐射损失，增加土壤的蓄热量。在夜间，地膜能够阻碍土壤与室内空气的对流换热，从而减少土壤的热损失。同时，地膜还能降低因土壤水分蒸发所引起的潜热损失。魏文祥[50]在青海高原地区的日光温室内覆盖地膜，试验表明，可将地温提升1℃左右。

加强前屋面保温性能

温室前屋面是主要的散热面，散失热量约占温室总热损失的75% 以上[51]，所以加强温室前屋面保温能力，可以有效的降低通过前屋面的损失[29,52]，改善温室的冬季温度环境。目前提升前屋面保温能力的措施主要有以下3 种。

采用多层透光覆盖

从构造上，采用双层薄膜或者三层薄膜作为温室的透光面，可以有效提升温室的保温性能，比如张国森等[29]在酒泉市戈壁地区设计了双拱双膜下挖型日光温室，该温室的前屋面外侧采用EVA 膜，内侧采用PVC 无滴防老化膜，试验表明，与传统的二代日光温室相比，保温效果突出，夜间最低温度平均升高2～3℃；同样张京社等[11]针对高纬度严寒地区的气候特点，也设计了一种双膜覆盖的日光温室，显著的提高了温室的保温性，与对照温室相比，夜间温度提高了3℃。另外，吴乐天等[28]在新疆和田沙漠地区设计的日光温室，前屋面则尝试采用三层0.1 mm 厚的EVA 膜。多层薄膜可以有效减少前屋面的热损失，但是因为单层薄膜的透光率基本在90% 左右，多层薄膜自然会导致透光性能的衰减，因此选用多层透光覆盖时，还需要适当兼顾光照条件和温室的采光需求，进行综合考虑。

强化前屋面夜间保温

前屋面采用塑料薄膜增加白天透光率，夜晚就成了温室整个温室保温最薄弱的地方，因此前屋面外表面覆盖厚型复合材料保温被是日光温室必备的保温措施。比如在青海高寒地区，刘延杰等[53]使用草帘和牛皮纸作为保温被进行了试验，测试结果显示温室夜间室内最低气温能达到7.7℃以上；进一步，魏文祥[50]认为在该地区采用双层草帘或草帘外面加牛皮纸作保温覆盖，可使温室的热损失减少90%以上。另外，邹平等[54]在新疆戈壁地区的日光温室中采用了再生纤维针刺毡保温被，常梅梅等[12]在河西走廊戈壁地区的日光温室中采用保温夹芯棉保温被。目前，日光温室用保温被种类繁多，但基本都是采用以针刺毡、喷胶棉、珍珠棉等作为保温芯材，两侧加防水或防老化面层的构造。根据保温被保温机理，要提高其保温性能，就应该从提高其热阻、降低其传热系数入手，而主要措施就是降低材料导热系数、增加材料层厚度或增加材料层数等，因此，目前高保温性能的保温被，芯材往往采用多层复合材料构成。根据测试，目前保温性能较高的保温被，传热系数可以达到0.5 W/(m2.℃)，为寒冷地区的冬季温室保温提供了更好的保障。当然，西北地区风沙大、紫外辐射强，保温被面层应具有良好的抗老化性能[55]。

增设内保温幕

日光温室的前屋面虽然在夜间覆盖了外保温被，但是就整个温室其他构造而言，前屋面仍然是整个温室夜间保温较为薄弱的地方，因此“西北非耕地温室结构与建造技术”项目组设计了一种简易内保温铺卷系统（图1），其构造包括前底脚处固定内保温幕部分和上部空间活动内保温幕组成。上部活动保温幕白天打开收拢在温室后墙处，不影响温室采光；底部固定保温被则是起到夜间密封作用。该内保温设计铺卷整齐、操作方便，在夏季还可起到遮阳降温的作用[52]。

图1 内保温铺卷系统剖面图[52]

主动增温技术

由于西北地区冬季的气温较低，若仅靠温室的保温和蓄热，在一些寒潮天气，仍无法保证作物越冬生产的要求，因此一些主动增温措施也被关注。

太阳能蓄放热系统

温室墙体承担保温、蓄热和承重等功能，是导致日光温室建造成本偏高、土地利用率很低的一种重要原因，因此日光温室的轻简化、装配化，必然是未来的一个重要发展方向。这其中，简化墙体的功能，是将墙体的蓄放热功能释放出来，让后墙只承担保温作用，是轻简化发展的一个有效途径。比如方慧等[56]在甘肃、宁夏和新疆等非耕地地区推广使用的主动蓄放热系统（图2），其集热装置悬挂于北墙，白天期间，通过蓄热介质的循环，将集热装置收集的热量储存在储热体内，夜晚再通过蓄热介质的循环，将热量释放出来进行加温，实现了热量在时间和空间上的转移，试验表明，采用该设备可将温室内最低气温提升3～5℃。王志伟等[57]提出了一种适用于南疆沙漠地区的日光温室水幕集热地暖加温系统，夜间能为温室增温2.1℃。

图2 日光温室主动蓄放热系统集放热机理示意图[61]

另外，鲍恩财等[58-59]设计了一种北墙主动蓄热循环系统，白天期间通过轴流风机的循环，使室内热空气流经埋设在北墙内部的传热风道，传热风道与墙体内部的蓄热层进行热交换，显著的提升了墙体的蓄热能力。此外，闫彦涛等[60]设计的太阳能相变蓄热系统，白天期间，通过太阳能集热板将热量储存在相变材料内，夜间再通过空气的循环，将热量散失到室内空气中，可将夜间期间的平均气温提高2.0℃。以上太阳能利用技术及设备，具有经济、节能、低碳等特点，经过优化和完善，在西北太阳能资源丰富的地区，应该具有良好的应用前景。

其他辅助加温技术

生物质能加温

将垫料、稻草、秸秆、牛粪、羊粪和禽类粪等与生物菌混合在一起，埋于温室内的土壤中，通过发酵过程产生大量的热量，并且在发酵过程中生成大量的有益菌株、有机质和CO2。有益菌株对多种病菌有抑制和杀灭作用，可以减少温室病虫害的发生；有机质能够成为作物的肥料；生成的CO2能够增强作物的光合作用[4,42,50,62]。如魏文祥[50]在青海高原地区的日光温室内，将马粪、牛粪和羊粪等热性有机肥埋入室内土壤内，有效提升了地温。周志龙[42]在甘肃沙漠地区的日光温室内，利用秸秆、有机肥料在作物行间进行发酵，测试表明，可将温室的温度提升2～3℃。

燃煤加温

有人工生炉、节能热水炉和暖气等方式。如魏文祥[50]在青海高原地区调研后，发现当地主要采用人工生炉的方式进行加温，这种加温方式的优点是升温较快，加温效果明显。但在燃烧煤的过程中会产生SO2、CO 和H2S 等有害气体，因此需要做好排放有害气体的工作。

电加热

用电热丝在温室的前屋面进行加热，或采用电暖风机。加温效果显著，使用安全，在温室内不会产生污染物，并且加热设备易于调控。陈维铅等[14]认为在酒泉地区冬季冻害问题阻碍了当地戈壁农业的发展，可以采用电加热元件对温室进行加温。但由于使用的是高品质的电能资源，所以耗能大，成本较高，建议在极端寒潮天气下，作为应急加温的临时手段。

环境管理措施

温室在生产使用过程中，并不是设备齐全和正常运转就能有效保证其热环境满足设计需求，实际上，设备的使用及管理方式，往往对热环境的形成和维持起到关键作用，其中最主要的就是保温被和通风口的日常管理。

保温被的管理

保温被是前屋面夜间保温的关键所在，因此细化其日常管理和维护极为重要，特别是要注意以下问题：①选择合适的保温被开启和关闭时间。保温被开启和关闭的时间既影响温室的采光时间，同时也影响温室内的升温过程，过早或过晚的开启和关闭保温被，都不利于热量的收集。早上，如果揭被时间过早，由于室外气温较低，并且光照较弱，会造成室内气温下降过大；反之，如果揭被时间过晚，则会使温室内接受光照的时间缩短，室内温升时间推迟。在下午，如果关闭保温被的时间过早，会使室内接受光照的时间变短，降低了室内土壤和墙体等的蓄热量；反之，如果关闭保温被过晚，由于此时室外气温较低，并且光照较弱，会加大温室的散热。因此，一般来说，早上开启保温被时，温度下降1～2℃后开始回升为宜，而关闭保温被后，温度回升1～2℃后开始下降为宜。②关闭保温被时，要注意观察，保温被是否将前屋面全部密实覆盖，若出现缝隙要及时调整。③在保温被完全放下后，要检查下部是否已经压实，以防止夜间被风掀起，影响保温效果。④及时进行保温被的检查与维护，特别是当保温被损坏时，要及时修补或更换。⑤及时关注天气情况，当发生雨雪天气时，要及时盖好保温被，并及时进行除雪[14,16,63,64]。

通风口的管理

冬季通风的目的，一是调节空气温度，避免中午前后温度过高；二是排除室内湿气，降低温室内空气湿度，控制病虫害；三是增加室内CO2浓度，促进作物生长。但通风和保温是矛盾的，如果通风管理不当，很可能会导致低温问题，因此，何时开启通风口，开启多长时间，需要随时根据温室的环境状况进行动态调整。在西北非耕地地区，温室通风口的管理主要分为人工手动操作和简单机械辅助通风两种方式，但是通风口开启时刻和通风时间，还主要是以人的主观判断为主，因此也会出现开启通风口过早或过晚情况。针对以上问题，尹义蕾等[65]设计了一种屋脊智能通风装置，该装置可以根据室内环境的变化，确定通风口开启的时间和通风孔开合的尺寸。随着对环境变化规律和作物需求研究的不断深入，以及环境感知、信息采集分析、控制等技术和设备的不断普及与进步，日光温室通风管理的自动化应该是未来重要的发展方向。

其他管理措施

在各种棚膜使用的过程中，其透光能力会逐渐减弱，其减弱的速度既与其自身的物理性质有关，同时也与周围环境及使用过程中的管理有关。在使用过程中，导致透光性能下降的最主要的因素就是薄膜表面的污染，因此，在条件允许的条件下，进行定期清扫和清洗极为重要[4]。此外，还应定期检查温室的围护结构，当墙体和前屋面等出现漏缝时，要及时修补，避免温室受冷风渗透影响[42]。

存在问题及发展方向

研究人员对西北非耕地地区温室的保温蓄热技术、管理技术和增温方式进行了多年的探索和研究，基本实现了蔬菜的越冬生产，使温室抵御低温冷害的能力得到了极大的提升，基本实现了蔬菜的越冬生产。为缓解国内粮菜争地的矛盾作出了历史性的贡献。但目前在西北地区温度保障技术方面还存在以下的问题。

温室类型有待升级

目前的温室类型，仍以20 世纪后期和本世纪初期建成的普通类型为主，结构较简单，设计不尽合理，维持温室热环境及抵御自然灾害的能力较差，缺少标准化。因此，未来的温室设计应该充分结合当地地理纬度和气候特点，对前屋面的形状与倾角、温室方位角、后墙高度、温室下沉深度等进行标准化的设计；同时，尽量做到一个温室只种植一种作物，这样便可根据种植作物对光照和温度的需求，进行标准化温室配套。

温室规模相对较小

温室规模过小会影响温室热环境的稳定性，也会影响机械化发展。随着人工劳动力成本的逐渐提高，机械化发展是未来的重要方向。因此今后应该立足当地的发展水平，兼顾机械化发展的需求，合理设计温室内部空间和布局，加快研发适用于当地的农业装备，提升温室生产的机械化率。同时，根据作物及栽培模式的需求，对相关设备进行标准配套，推进通风、降湿、保温、加温等设备的一体化研发、创新和推广。

砂石和空心砌块等墙体的厚度仍然较厚

墙体过厚，虽然保温效果较好，但是会降低土壤的利用率，增加成本和建设的难度。因此，未来发展，一方面可以根据当地的气候条件，科学优化墙体厚度；另一方面，应推进后墙轻简化发展，让温室后墙只保留保温的功能，用太阳能集热器等设备替代墙体的蓄放热作用。太阳能集热器具有集热效率高、集热能力强，节能、低碳等特点，且大部分可以实现主动调控，能够根据温室夜间环境需求进行针对性放热加温，热能利用效率更高。

专用型保温被有待于研发

前屋面是温室散热的主体，保温被的保温性能直接影响室内的热环境。目前有些地区温室温度环境不佳，一部分原因在于保温被过薄、材料保温性能不足，同时保温被还存在防雨滑雪能力较差、表面及芯材容易老化等问题。因此今后应该根据当地的气候特点和需求科学筛选适宜的保温材料，设计开发适合当地使用推广的专用型保温被产品。