糧食平房倉(cāng)建筑設(shè)計(jì)保溫隔熱研究

楊 淦 邢毅彤

(1.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430056； 2.中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043)

糧食平房倉(cāng)建筑設(shè)計(jì)保溫隔熱研究

楊 淦1邢毅彤2

(1.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430056； 2.中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043)

通過分析糧食平房倉(cāng)建筑設(shè)計(jì)保溫隔熱性的重要性，對(duì)提高平房倉(cāng)保溫隔熱性的方法進(jìn)行了研究，結(jié)合平房倉(cāng)屋面保溫設(shè)計(jì)的基本要求，闡述了折線形屋架平房倉(cāng)、彩鋼板屋架平房倉(cāng)、糧食平房倉(cāng)“雙層表皮”的節(jié)能構(gòu)造特點(diǎn)及保溫隔熱設(shè)計(jì)做法，以供參考。

糧倉(cāng)，建筑設(shè)計(jì)，保溫隔熱，節(jié)能

1 概述

通過對(duì)我國(guó)各個(gè)地區(qū)已建糧倉(cāng)進(jìn)行了一定程度上的調(diào)研和總結(jié)，得出結(jié)論：糧倉(cāng)在建設(shè)和使用過程中，都表現(xiàn)了其共性問題。大部分糧倉(cāng)都具有夏季倉(cāng)溫偏高，導(dǎo)致糧堆表層的溫度也隨之增高的不良現(xiàn)象；在糧倉(cāng)內(nèi)，四周角落處的糧食溫度會(huì)相對(duì)偏高；向陽(yáng)面的靠墻位置糧食溫度稍高。糧倉(cāng)內(nèi)的熱量大部分是通過糧倉(cāng)的屋頂、門窗、外墻等外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)進(jìn)入的，而這其中經(jīng)過屋面?zhèn)魅氲臒彷椛淞孔疃啵渌鶄魅氲谋壤s占糧倉(cāng)傳入總熱量的70%。

據(jù)目前已建設(shè)的糧倉(cāng)中統(tǒng)計(jì)出平房倉(cāng)的倉(cāng)容量約占全國(guó)建倉(cāng)總倉(cāng)容量的80%以上。在糧庫(kù)建設(shè)的很長(zhǎng)一段時(shí)間，對(duì)比各類倉(cāng)型，平房倉(cāng)因自身的經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性以及施工方便，施工難度低的特點(diǎn)，到如今仍然被全國(guó)各地廣泛地采用。故需進(jìn)行平房倉(cāng)建筑設(shè)計(jì)的保溫隔熱研究。

2 平房倉(cāng)建筑設(shè)計(jì)保溫隔熱性的重要性

糧倉(cāng)內(nèi)設(shè)置溫度越低,所儲(chǔ)糧的品質(zhì)越能夠得到保持。雖然糧倉(cāng)存儲(chǔ)過程中糧食所進(jìn)行的安全綠色儲(chǔ)糧與很多因素有關(guān)，包括自然條件、倉(cāng)房自身的保溫、隔熱、氣密等構(gòu)造措施，但溫度始終是影響糧倉(cāng)安全儲(chǔ)糧的重要因素。為了能不斷提高和保持糧食優(yōu)良品質(zhì)，需要在進(jìn)行糧倉(cāng)建筑設(shè)計(jì)時(shí)考慮到糧倉(cāng)的保溫隔熱，從而能更大程度上提高糧食倉(cāng)房自身的外圍護(hù)體系性能。

根據(jù)21世紀(jì)初編寫執(zhí)行的《中國(guó)儲(chǔ)備糧庫(kù)倉(cāng)型建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，設(shè)計(jì)者對(duì)倉(cāng)房的屋面和墻身等主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)做了保溫隔熱設(shè)計(jì)，平房倉(cāng)屋面節(jié)能還具有相當(dāng)大的提升空間。

3 提高平房倉(cāng)保溫隔熱性的方法

因屋面長(zhǎng)時(shí)間直接受到太陽(yáng)光照射，所以糧堆熱量主要來(lái)自傳熱最多的屋頂，屋頂所吸收的熱量約占整個(gè)建筑熱量交換的70%。因?yàn)槠椒總}(cāng)的屋面投影面積等于倉(cāng)體建筑的下底面積大小，從而會(huì)對(duì)整個(gè)糧倉(cāng)建筑的熱交換系數(shù)影響很大，因此提高屋面的節(jié)能技術(shù)手段，對(duì)平房倉(cāng)能否實(shí)現(xiàn)其低溫儲(chǔ)糧有著關(guān)鍵作用。

通常對(duì)于一般建筑而言屋面可以采用的節(jié)能辦法有多種，譬如對(duì)建筑屋面做架空通風(fēng)以降溫設(shè)計(jì)，屋面的隔熱保溫設(shè)計(jì)，建筑屋面蓄水，在建筑物的屋頂做綠化，又或者屋面采用淺色涂料等。據(jù)歐洲其他國(guó)家研究的數(shù)據(jù)表明，顏色深暗的屋面會(huì)吸收大量的熱輻射，自身反射的熱輻射不足30%；而采用淺色系的屋面能夠反射的熱輻射量大大提高，可達(dá)70%之多。為達(dá)到屋面節(jié)能的目的，一般建筑屋面普遍都已采用淺色材料，而且這種做法也被越發(fā)重視和得到推廣。

4 糧食平房倉(cāng)保溫隔熱技術(shù)措施

隨著新的儲(chǔ)糧技術(shù)的發(fā)展，糧食低溫儲(chǔ)藏技術(shù)已在糧庫(kù)被大力地推廣，伴隨而來(lái)并日益突出的矛盾是倉(cāng)房屋面是外界熱輻射傳入倉(cāng)內(nèi)的最主要途徑，但其倉(cāng)頂?shù)谋馗魺嵝阅苋赃_(dá)不到理想的目標(biāo)。當(dāng)今，怎樣在考慮保溫隔熱性能的前提下做好平房倉(cāng)的建筑設(shè)計(jì)，是建筑設(shè)計(jì)人員關(guān)心的問題。以下重點(diǎn)對(duì)平房倉(cāng)的屋面保溫隔熱做了總結(jié)。

4.1 平房倉(cāng)屋面保溫設(shè)計(jì)基本要求

1)散體材料的填鋪高度難以保證，會(huì)影響倉(cāng)頂?shù)谋馗魺嵝阅埽虼似椒總}(cāng)屋面保溫層需要減少使用松散狀的材料，轉(zhuǎn)而替代使用擠塑聚苯板[1]。

2)當(dāng)平房倉(cāng)采用比較大坡度的坡屋面時(shí)，屋面上所鋪設(shè)的保溫層應(yīng)適當(dāng)采取防滑設(shè)計(jì)措施。

3)平房倉(cāng)屋面需要避免使用水拌和的材料做保溫層。當(dāng)無(wú)法避免時(shí)必須設(shè)置上下聯(lián)通的排氣道和排氣孔。

4)倉(cāng)體內(nèi)易存在結(jié)露現(xiàn)象，為了預(yù)防糧倉(cāng)內(nèi)結(jié)露必須做保溫層的鋪設(shè)，平房倉(cāng)屋面的保溫層應(yīng)延伸到外墻皮。

4.2 折線形屋架平房倉(cāng)

折線形屋架平房倉(cāng)見圖1。

1)因?yàn)樵谶M(jìn)出糧過程中由于屋架裸露，日積月累所積的塵土灰塵落于屋架，極其不容易打掃清除干凈，因此在可以選擇于折線形屋架之下弦設(shè)計(jì)具備吊頂功能的通風(fēng)屋蓋。設(shè)置通風(fēng)屋蓋不僅僅能有效地隔絕糧倉(cāng)內(nèi)粉塵上揚(yáng)并帶走糧層上表面所積大量濕熱；需要保證屋架與吊頂之間產(chǎn)出的積熱能盡快排出，不僅需所吊吊頂具備氣密、保溫和隔熱性能，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)具備通風(fēng)功能。

2)堆糧面以上空間過大，即倉(cāng)內(nèi)屋頂蓄熱空間大。舉例24 m和30 m折線形屋架，其所占的屋頂空間就達(dá)到1.6 m～3 m左右，再加上屋架下弦距離倉(cāng)內(nèi)糧面一般為2 m左右，那么糧面上空間就高達(dá)3.6 m～5 m，積熱極不易排除，因此設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)及時(shí)將積熱排除。

4.3 彩鋼板屋架平房倉(cāng)

彩鋼板屋架平房倉(cāng)見圖2。

彩色鋼板屋面高大平房倉(cāng)的特點(diǎn)：1)因糧倉(cāng)的檐墻結(jié)構(gòu)限制而沒有辦法達(dá)到裝糧線的糧倉(cāng)，為了實(shí)現(xiàn)其的熏蒸氣密要求，不可以把它的密閉線移動(dòng)到6.0 m之下；2)隔熱性能差(倉(cāng)溫比外溫高8.3 ℃),不利于儲(chǔ)糧安全；3)氣密性采用膜下密閉糧面、門窗方式，工作量大；4)不均勻的地上籠間距離，不準(zhǔn)確的電纜布設(shè)，因而導(dǎo)致測(cè)得糧溫?cái)?shù)據(jù)不精確；5)糧食存在集中入庫(kù)的速度較快，但是出離庫(kù)的速度太慢，效率低下。

4.4 糧食平房倉(cāng)“雙層表皮”節(jié)能構(gòu)造

從20世紀(jì)90年代末開始建造了一批嚴(yán)格實(shí)施“六雙”工程的低溫房式倉(cāng)，即“雙層表皮”設(shè)計(jì)原理，以實(shí)現(xiàn)常年低溫或準(zhǔn)低溫綠色儲(chǔ)糧[5]。

利用兩層屋面和中部的空氣層形成的頂部隔熱構(gòu)造，如拱板倉(cāng)，或折線形屋架加吊頂或再加一層彩板頂棚等。屋頂下又吊頂?shù)霓k法，即在屋架平梁下，選用水平面的鋼板網(wǎng)再出掛吊裝一個(gè)天棚，雙頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)工序自下而上為：紙筋石灰粉平→水泥砂漿抹底→釘牢鋼板網(wǎng)→裝釘木板條→吊裝木骨架。

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)我國(guó)各個(gè)地區(qū)已建糧倉(cāng)進(jìn)行了一定程度上的調(diào)研和總結(jié)，得出結(jié)論：糧倉(cāng)在建設(shè)和使用過程中，都表現(xiàn)了其共性問題。此篇論文以糧食平房倉(cāng)為主要研究對(duì)象，對(duì)比國(guó)內(nèi)現(xiàn)有平房倉(cāng)保溫隔熱等各項(xiàng)建筑技術(shù)措施的特點(diǎn)，可指導(dǎo)下一步適合糧食低溫保鮮儲(chǔ)存特點(diǎn)的低能耗建筑設(shè)計(jì)技術(shù)。

[1] 唐為民.國(guó)外的糧食儲(chǔ)備及無(wú)公害儲(chǔ)糧技術(shù)[J].西部糧油科技，2003(5):44-48.

[2] Yin Liu, Guanghui Zhou, Jing Ma. Feasibility Analysis for a Large Scale Solar Energy Heating in Central Region of China[C].5th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. Taichung,2010:874-877.

[3] Yin Liu, Jing Ma. Analysis of Refrigeration System for Quasi-Low Temperature Warehouse[C].2011 International Conference on Energy and Environment.Shenzhen,China,2011.

[4] 張振鎔.糧食倉(cāng)庫(kù)建設(shè)回顧與倉(cāng)型選擇[J].糧食儲(chǔ)藏，2002(10):37-42.

[5] Yin Liu, Guanghui Zhou, Jing Ma. Experimental Study of a Solar Assisted Air Source Heat Pump in Heating Condition[J].Advanced Materials Research,2011(7)：243-249，4909-4912.

Study on thermal insulation design of grain storehouse

Yang Gan1Xing Yitong2

(1.ChinaCommunication2ndHighwaySurvey&DesignAcademyCo.,Ltd,Wuhan430056,China;2.ChinaRailway1stSurvey&DesignAcademyGroupCo.,Ltd,Xi’an710043,China)

Through analyzing the importance of thermal insulation design of grain storehouse, the paper studies the methods of improving thermal insulation performance of grain warehouse, combines with basic thermal insulation design demands of grain warehouse, describes energy-saving structure characteristics and thermal insulation design methods of linear roof warehouse, color steel board roof warehouse, grain warehouse “double-surface” structure and so on, with a view to provide some guidance.

granary, architectural design, thermal insulation, energy-saving

1009-6825(2015)28-0184-03

2015-07-22

楊 淦(1988- )，男，助理工程師； 邢毅彤(1988- )，男，助理工程師

TU201.5

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