從實際項目工程出發(fā),從糧食倉庫建筑的結構選型、機械通風設計、建筑構造設計等幾個方面,對糧食平房倉的保溫隔熱做法歸納總結,為之后類似的項目提供參考數(shù)據(jù)。
保溫隔熱; 雙層拱板屋架體系; 地上籠風道; 現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯
TU761.1+2A
建筑論壇與建筑設計建筑論壇與建筑設計
[定稿日期]2023-03-07
[作者簡介]楊媛喬(1985—),女,碩士,高級工程師,從事建筑設計工作。
0" 引言
糧倉是用于儲藏糧食與油料,且能滿足安全儲糧基本功能要求的建筑物。主要建筑形式有:房式倉、筒式倉、地下倉、簡易倉。其中房式倉包括平房倉、高大平房倉、樓房倉;筒式倉包括淺圓倉、立筒倉;地下倉有巖體地下糧倉(平洞倉、立洞倉)、土體地下糧倉(窯洞倉、喇叭倉);簡易倉有簡易房式倉、土堤倉等,簡易倉不能滿足長期安全儲糧要求。
糧食倉儲選型主要取決于存糧要求,工藝作業(yè)方式,本著節(jié)約環(huán)保,節(jié)約用地的原則選擇存儲方式。目前試運行的高標準糧倉建設技術要點中提出,聚焦儲備倉型,以提升糧食儲備倉房隔熱氣密等性能、強化綠色儲糧技術應用和提高設施及裝備信息化,以智能控溫、智能通風、智能氣調等為技術途徑,建設綠色智能儲糧倉房。本文通過實際接觸的工程闡述,從平房倉類型的結構選型、機械通風、構造做法等方面分析倉房保溫隔熱的方法(圖1)。
1" 背景工程
本項目位于云南省孟連縣,儲糧期較短,存儲以稻谷為主。建筑面積為2 281.63 m2,建筑高度為10.440 m,倉型規(guī)格為122.4 m×18 m,12廒間,裝糧高度均為7.5 m,單廒間的倉容均為981 t(局部廒間因分縫需要,倉容均為952 t),單倉倉容均為1.165萬t。共新建2棟糧倉,總倉容為2.33萬t。
孟連縣氣候垂直變化明顯,屬于南亞熱帶氣候類型。年平均氣溫為19.6 ℃,最高氣溫達36 ℃,每年僅有1月、2月較冷,平均氣溫13 ℃左右。年平均降雨量1 373 mm,雨季為5~10月,雨量占年降雨量的87.7%,年雨日達170天左右。糧食以稻谷、玉米為主,年平均日照2 048.6 h。風速一般為3級,最高達6至7級。屬于儲糧生態(tài)區(qū)第七區(qū),是我國最“濕熱”地區(qū),蟲害問題嚴重,儲糧難度最大(圖2)。
2" 保溫隔熱設計
倉房的隔熱最關鍵的條件是低溫儲糧,本項目主要以機械通風物理降溫和選取合理的保溫隔熱構造設計兩個方面來達到該效果。
2.1" 結構選型
根據(jù)糧倉設計相關規(guī)范要求,儲藏散裝糧食、油料的糧倉,倉廒間隔墻應為承重墻,在本工程設計中,結構選型為砌體,墻體承重,墻體厚為490 mm,采用頁巖實心磚砌塊。
屋面是受熱面最直接的區(qū)域,糧堆的熱量最大來自于屋面,為實現(xiàn)常年低溫儲糧,屋面的選型極為重要,選用雙層拱板屋架體系,利用兩層拱板及中間的空氣層形成頂部的隔熱構造,達到物理降溫的效果。
2.2" 機械通風設計
本項目平房倉運用的儲糧通風系統(tǒng)設計包括降溫通風系統(tǒng)設計和排除糧層上部空間積熱的通風設計。
2.2.1" 整倉降溫通風系統(tǒng)
通風系統(tǒng)以單廒間為一個通風單元,風道形式為地上籠通風道,風道布置成一機一道形式,壓入式通風。單位通風強度6~8 m3/(h·t),10.2 m×21 m廒間風道間距3.425 m,通風途徑比為1∶1.23。16.5 m×21 m廒間風道間距3.355 m,通風途徑比為1∶1.22。 10.2 m×18 m廒間風道間距3.425 m,通風途徑比為1∶1.23。地上籠風道直徑為D500 mm,主風道開孔率不小于30%。10.2 m×21 m廒間、10.2 m×18 m廒間設5條風道,每條風道連接一臺移動式離心風機接口(圖3)。
移動式離心風機選用4-72NO.6C,風量Q=14000 m3/h;全壓H=1300 Pa;功率N=7.5 kW;轉速n=1600 r/min。
2.2.2" 糧面以上排積熱通風
排除倉上積熱的通風系統(tǒng)由廒間上層雙向防爆軸流風機及風機外側的窗戶組成。根據(jù)室外溫度及糧情測溫系統(tǒng)采集的參數(shù),確定是否開啟倉上雙向防爆軸流風機,實現(xiàn)排除積熱通風。當滿足通風條件時,開啟的順序為:先打開軸流風機外側的窗戶,再開啟軸流風機;運行時,一端軸流風機送風,另一端排風,也可反向運行。當通風結束時,關閉的順序為,先關閉軸流風機,再關閉窗戶。
每個廒間兩側檐墻上部各設置相應數(shù)量防爆雙向軸流排風機,軸流風機型號采用BT35-11NO.5.6型,風量Q=8579~17426 m3/h;全壓H=178.3~260.7 Pa;功率N=1.1 kW。 在高溫季節(jié),利用環(huán)流均溫風機將糧層內的冷空氣通過倉內風道、移動風機接口、環(huán)流均溫管道送至倉頂糧面以上空間,用于降低糧面以上空間空氣溫度,同時倉上的空氣均勻向下運行,達到糧食均溫目的,確保儲糧安全。
2.3" 建筑構造設計
拱板上弦結構板上方主要作好防水處理,拱板下弦板則需要做保溫隔熱處理,拱板下弦上部現(xiàn)場噴涂80 mm厚發(fā)泡聚氨酯硬泡體保溫層,在墻面也采用保溫層,選用現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯硬泡體,聚氨酯硬質泡沫是一種理想的有機質低溫隔熱材料,現(xiàn)場發(fā)泡、噴涂其表面是一個整體,沒有接縫,閉孔率達90%以上,密閉性好,冷損失少,隨主體結構的形狀噴涂,這一優(yōu)點恰恰可以與拱板屋頂相契合,可邊施工邊行人,現(xiàn)場噴涂施工簡便快捷,省工省時。
外墻為丙烯酸涂料外墻。丙烯酸外墻涂料二道,外墻分格縫寬20 mm,深7 mm,橫向分格縫中心標高4.8 m,縱向分格縫間距7.2 m,內刷灰白色涂料;外墻用防水柔性膩子一道;5 mm厚抹面用抗裂砂漿中間壓入耐堿玻纖網格布找平;15 mm厚聚合物砂漿打底找平;均勻噴涂40 mm厚硬泡聚氨酯保溫層(密度不小于45 kg/m3,B1級);涂刷兩遍聚氨酯界面劑;20 mm厚1∶3的水泥砂漿進行打底,掃毛或劃出紋道。經過計算,外墻傳熱系數(shù)為0.48 W/(m2·K),在0.46 W/(m2·K)≤0.48 W/(m2·K)≤52 W/(m2·K),滿足要求。
建筑論壇與建筑設計楊媛喬: 糧食平房倉設計的保溫隔熱淺析
太陽輻射吸收系數(shù)ρ=0.75,外墻傳熱系數(shù) Kp=1/Ro= 0.48/[W/(m2·K)]
硬泡聚氨酯的導熱系數(shù)為0.024 W/(m·K),拱板下弦的上部由專業(yè)施工人員使用專業(yè)設備現(xiàn)場噴涂80 mm厚,經過計算,可得出屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為0.26 W/(m2·K),0.26≤0.35 W/(m2·K),滿足要求。
太陽輻射吸收系數(shù)ρ=0.75,傳熱系數(shù) K=1/(0.16+∑R)=0.26W/(m2·K)
通過整倉通風降溫和糧面以上排積熱通風,再加上墻面和雙面拱板屋面聚氨酯保溫隔熱層的構造做法,可以使平房倉隔熱達到較好的效果。
3" 結語
糧倉的隔熱控溫方式主要取決于儲糧生態(tài)區(qū)的劃分和儲糧特性,一般采用機械通風、密閉與空氣調節(jié)、構造隔熱等技術組合。本文以實際工程中糧食平房倉為主要研究對象,對其保溫隔熱的建筑構造技術措施進行分析并總結,可以將其應用到以后的類似的項目工程中。
參考文獻
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