2020年新冠疫情泛滥，一家人窝在家里哪儿也不去，这么难得的机会自然要充分利用。这不，全家人业余时间折腾了大半年，在后院整出了一个独一无二的大温室。

春天开工，秋天完成，冬天也可以种菜啦!

圣诞节前暴风雪，夜间最低气温降到接近华氏零度（零下17℃)的时候，温室内最低温度维持在37℉以上。而白天只要有阳光，温室内温度很快就会升高到 65 ℉（18℃）以上, 进入蓄热模式。用来升温降温的只是两个38瓦的风扇，一天最多用大约一度电。

今天去温室察看，顺手摘了几棵小番茄 。味道好极了。

冬天里每天只用一度电，就能把温室里温度提高大约20℃的秘诀，是充分利用，存储太阳能和地下的热能，这样基本上不需要额外的电或油气能源来加热。天寒地冻的季节已经接近尾声了，看起来这个设计效果超出了我们的预期。

今天就来说说这个很特别的温室。

这个温室保温的基本设计思路有两个，一个是被动太阳能（Passive Solar）, 一个是地热（Geothermal)。这两种方法又通过埋在地下的通风管道合为一体。

白天温室收集太阳能，再通过风机把热能存入地下，晚上需要热的时候，再由风机抽回到地上。空气冷凝时还有一些额外的热效应，这里就不细说了。因为这个储热的过程和电池类似，所以这个系统也被人叫做"气候电池"（Climate Battery）。这个存储过程，可以从夏天就开始。

Passive Solar充分利用太阳能的设计还有一个要点，就是朝阳的南面尽量透光，而其他朝向尽可能封闭保温。这点和普通温室四面都是透明的设计很不一样。

好了，大概原理说完了，来看看我们怎么造这个温室的。

这是三月间最早的一张设计图。占地9尺宽，24尺长。 这样可以充分利用现有建筑材料的长度。高度5尺5, 目的是使屋顶不高于后面的围墙，也使得整个建筑在后院不太高大显眼，影响整个花园的景观。这就要求温室内地面低于室外大约18寸，这样进去才不至于低头。降低高度还有一个好处，是减少散热和需要加热的空间。 反反复复修改，各种协调修改之后才定下了所有的尺寸。

搞定设计，正式开工的时候已经五月了。这个10x 25尺，深6尺的大坑，是我们自己徒手挖出来的。这么做一半是出于无奈：这个温室在花园和菜园的中间，别说大型的挖土机，小拖拉机都开不进去。另一半原因，正如开头说的，给一家人找到了学习工作之余劳动出汗的机会， 不用去健身房了。

建温室的这块地，之前因为其他原因打过好几个4尺深的孔，发现地下全是沙土，透水性极好，而且没有新英格兰地区常见的大石头。这也是选这块地做温室的原因之一，不然徒手挖不了。

坑挖深了，把土运上来很费劲，所以用卷扬机造了一个原始的吊车。没想到大家挖土上瘾，觉得把土甩上岸更有锻炼的效果，结果竟然没怎么用上吊车。早知道的话，应该把这个坑设计得更大更深一点。到大坑差不多挖完的时候算了一下，我们一家人（五个人）在两个月不到的时间里，挖出来大约70吨的沙土! 幸亏事先没有计算过，不然被巨大的土方量吓着就不敢挖了。

就这样挖到了6尺深，开始铺设直径4寸的通风管道。这些管道原本是用来排水的（drainage），管壁上有排水的槽，外面还有一层纱布防止沙土渗入。八根管道，每根长32尺左右，一共250尺左右。这个长度是根据温室空间的大小计算出来的，这样才有足够的热量交换。

挖坑工程热火朝天的时候，花园里姹紫嫣红，看不到花园后面那个巨大工程的痕迹。

这棵香水玫瑰是今年花园里的意外惊喜之一

建温室的那块地，原本是小鸡们的地盘，现在给她们另找了一块草地。

逛花园休息好了，回到工地继续干活

管道六尺深处排了4根，回填上一尺半厚的沙土，又排了4根。再铺上2尺多厚的沙土。坑的周围用2.5寸厚的保温板围上。

地基差不多完工，南面的种植床(raised bed ) 也做好了。 这群好奇的鸡以为是给她们盖的新房子，跑过来要吃的。

两个月过去了，才做完地下的部分。建温室的工程刚刚开始。。。

秋天快到了。温室还在造的时候，菜苗就已经种下去了

上面照片里有莴笋苗，后面你会看到它们长大的样子

温室这一端再建一个一千加仑左右的水池作为后备热源。水的蓄热量高，万一空气管道供热不够，还可以补充。另外也方便给蔬菜浇水。以后可能还可以加上鱼菜共生，一举数得。

框架一起来，就有点感觉了

开始油漆。白色油漆是为了避免框架吸热，特别是朝南和屋顶接触透明有机塑料板（polycarbonate）的部分。

北面的支撑柱子漆成和园子里围墙一样的蓝色。增加一些变化，也和园子整体协调

油漆完成，整体感出来了。这么好看一个建筑，连家里的两个专业建筑师都竖起了大拇指

结构工程完工，庆祝一下。

开始设计的时候考虑到了买来材料的尺寸，所以墙面和屋顶封装裁切工作量不大，很快完工了。

花木掩映中的温室。降低温室的高度看起来是对的，明年在花园与温室之间再造一个院门和一些植物隔断，效果会更好一些。

到了这时候，这个温室工程只能说完成了一半。开头说到的温室最重要的功能都还没有实现。密闭保温是很繁琐的活，但也是整个工程成功的重要环节。朝南屋顶和墙面开始只有一层，温室里还要加上可移动的一层透明塑料布，上星期室外平均气温降到华氏20度以下，这一层塑料布证明是有效的。

空气从温室内到地下的循环，用了两个可以变速的风机。风机的开关由一个双工况可编程的温控器控制。大体上白天温度高于设定值就开始蓄热，晚上低于一定温度就开始供热。另外还有一个独立的温度湿度计。两个设备都可以由手机APP 用WiFi监控，种菜也要用大数据啊。这一块有很大的改进余地，明年想用一个rasberry pi加sensor试试。

越说越不好玩了，打住，回到种菜的话题。

在北方冰天雪地的冬天，还能闻到桂花的幽香，尝到番茄的酸甜，这半年的辛劳也值得了

莴笋很喜欢温室内的环境，长得高大粗壮。

一棵莴笋够吃两顿，到了农历新年还有得吃。

豌豆苗

茶花和腊梅都快开花了

全家人爱吃的草头，割了又长，总有得吃。

芹菜

parsley, 香菜，辣椒，无花果，，，今年的菜都是随意种的，明年要好好规划一下。

蓄水池顶部抬高并盖上木板，做成晒台（deck），一些盆栽的植物秋末移到这里。空出的一大片，是给人坐（躺）的。

想象一下，一个外面冰雪覆盖，阳光灿烂的冬日上午，一杯茶，一本书，坐在春天般温暖的晒台上晒太阳，桂花腊梅不时飘过一缕幽香...

这不是梦，写下这段文字的时候，我正坐在这个晒台上。

岁月静好 . . .