糧食平房倉倉型的研究分析

陳 峰,梁曉華

無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)

2017-08-25

陳 峰，女，1972年出生，工程師，主要從事工業(yè)建筑設(shè)計(jì)。

糧食平房倉倉型的研究分析

陳 峰,梁曉華

無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)

本文明確了糧食平房倉的基本要求,分析了各種不同類型糧食平房倉的優(yōu)缺點(diǎn),為建設(shè)、設(shè)計(jì)選擇倉型提供依據(jù)，為平房倉日常管理提供參考。

糧食平房倉；倉型；分析

糧食平房倉由于造價(jià)低、工期短、管理方便、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，一直是我國糧食儲(chǔ)藏的主力倉型。在安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的前提下，平房倉必須滿足密閉、隔熱、防水的基本使用要求。糧食平房倉的氣密性要求應(yīng)滿足GB/T 25229規(guī)定。目前平房倉內(nèi)薄膜密封的糧堆氣密性等級(jí)一般要求為二級(jí)，即熏蒸儲(chǔ)糧時(shí)倉內(nèi)膜下氣壓由-300 Pa降至-150 Pa的壓力半衰期不低于50 s、氣調(diào)儲(chǔ)糧時(shí)倉內(nèi)膜下氣壓由-300 Pa降至-150 Pa的壓力半衰期不低于2.5 min。個(gè)別地區(qū)習(xí)慣于不覆膜熏蒸，則整倉氣密性要求可按三級(jí)執(zhí)行，即氣壓由500 Pa降至250 Pa的壓力半衰期不低于40 s。

根據(jù)我國各地的氣候環(huán)境條件可分為7個(gè)儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)域：第一區(qū)為高寒干燥儲(chǔ)糧區(qū)；第二區(qū)為低溫干燥儲(chǔ)糧區(qū)；第三區(qū)為低溫高濕儲(chǔ)糧區(qū)；第四區(qū)為中溫干燥儲(chǔ)糧區(qū)；第五區(qū)為中溫髙濕儲(chǔ)糧區(qū)；第六區(qū)為中溫低濕儲(chǔ)糧區(qū)；第七區(qū)為高溫高濕儲(chǔ)糧區(qū)。根據(jù)《糧油儲(chǔ)藏技術(shù)規(guī)范》GB/T 29890相關(guān)規(guī)定，平房倉頂蓋傳熱系數(shù)要求分別為：第五、七儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)不大于0.35 W/(m2·K)；第四、六儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)不大于0.40 W/(m2·K)；第一、二、三儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)不大于0.5 W/(m2·K)。

根據(jù)《糧食平房倉設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50320規(guī)定：儲(chǔ)備倉及成品糧倉屋面防水等級(jí)不應(yīng)低于Ⅰ級(jí)，其他使用功能的平房倉屋面防水等級(jí)不宜低于Ⅰ級(jí)。應(yīng)注意二道防水層中至少設(shè)一道卷材防水層。

1 建筑結(jié)構(gòu)

目前新建平房倉均采用高大平房倉系列，平房倉裝糧高度為6～8 m，跨度均在21 m以上，倉房設(shè)計(jì)滿足安全、密閉、隔熱、防水基本要求。

1.1圍護(hù)墻體

圍護(hù)墻體一般采用符合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的實(shí)心砌筑材料，厚度為370 mm、490 mm或620 mm，對(duì)應(yīng)墻體的傳熱系數(shù)分別為1.70 W/(m2·K)、1.40 W/(m2·K)、1.15 W/(m2·K)。當(dāng)平房倉有控溫要求時(shí)，需要額外采取墻體外保溫或內(nèi)保溫措施。

1.2地面

為防止水汽通過地面進(jìn)入糧堆，平房倉地面必須采用防潮地面，防潮層通常采用一道高聚物改性瀝青或高分子防水卷材，卷材上翻墻面300 mm。

1.3屋面

在未采取保溫隔熱措施前平房倉屋面的傳熱系數(shù)均達(dá)不到不同儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)域?qū)ξ菝姹馗魺岬囊螅虼?，屋面均需設(shè)置隔熱保溫層，厚度根據(jù)計(jì)算確定但不宜小于40 mm。

1.4門窗

進(jìn)出糧主大門寬度不小于2.7 m、高度不小于4.2 m，糧情檢查門寬度不小于0.7 m、高度不小于1.8 m，地上籠通風(fēng)口、熏蒸檢測口等門的尺寸根據(jù)工藝要求確定，上述門均采用平開門；檐墻上可兼做進(jìn)糧口的窗寬度1.2～1.5 m、高度1.0～1.2 m，開啟方式有平開和上懸兩種(手動(dòng)或電動(dòng))。為了保證倉房的隔熱效果，門窗均需達(dá)到保溫密閉要求；同時(shí)普通平房倉門窗傳熱系數(shù)不低于1.1 W/(m2·K)，滿足不低于墻體傳熱系數(shù)的要求。控溫倉門窗的技術(shù)參數(shù)需經(jīng)計(jì)算確定。由于擋糧板安裝和拆卸較繁瑣，且在出糧拆卸過程中易發(fā)生人身安全事故，故目前要求推廣由專業(yè)廠家制作的成品擋糧門。

1.5密封槽

為了便于安裝密封用塑料薄膜，應(yīng)在堆糧線以上50 mm處設(shè)置密封槽管，氣調(diào)倉應(yīng)采用雙槽管，同時(shí)，在該處應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志。所有門、窗、洞口處均應(yīng)設(shè)置密封槽管(或在四周、或在門、窗、洞口內(nèi)合適部位)。

1.6倉內(nèi)擱物板

在山墻或者廒間墻上應(yīng)設(shè)置混凝土挑板或挑梁,用于擱置塑料薄膜和倉內(nèi)作業(yè)用的工具。高度有3種：糧面以上1 m左右、糧面以下0.2 m左右、與糧面平齊或稍高處，具體位置應(yīng)根據(jù)庫內(nèi)管理要求和保管人員習(xí)慣進(jìn)行確定。當(dāng)設(shè)置在糧面及以下時(shí)，挑板上應(yīng)開設(shè)通風(fēng)孔。

1.7安全防護(hù)

在墻體適當(dāng)位置設(shè)置安全掛鉤便于人員操作時(shí)系掛安全帶。擋糧門(板)上方建議設(shè)置成品安全系留裝置。

1.8外墻防裂

所有外墻均滿鋪鍍鋅鋼絲網(wǎng)以防止墻面開裂。

1.9作業(yè)面?zhèn)}間距

一般為15～18 m，滿足工藝設(shè)備進(jìn)出糧作業(yè)要求。用地緊張情況下，已取得設(shè)備操作經(jīng)驗(yàn)時(shí)間距可適當(dāng)減小，但不宜小于12 m。

2 倉型分析

2.1鋼筋混凝土折線型屋架平房倉

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線型屋架平房倉采用排架結(jié)構(gòu)體系，屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用大型屋面板。常用跨度有21、24、27、30 m，柱間距6 m。

無保溫層屋面的傳熱系數(shù)約為4.72 W/(m2·K)，屋面保溫材料建議采用擠塑聚苯板或現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯，但燃燒性能不得低于B1級(jí)。為了更好保糧，可以在屋架下方設(shè)置輕質(zhì)保溫吊頂?；炷琳劬€型屋架、大型屋面板均為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，并均有配套的國標(biāo)圖集。屋架可以由專業(yè)廠家生產(chǎn)后運(yùn)輸至工地，但廠家采購會(huì)涉及到超長構(gòu)件遠(yuǎn)程運(yùn)輸問題，運(yùn)輸不當(dāng)易引起構(gòu)件裂縫或損壞，造成安全隱患或構(gòu)件報(bào)廢等問題的；因此，在施工場地許可的情況下屋架通常采用現(xiàn)場預(yù)制，現(xiàn)場制作則對(duì)施工技術(shù)要求較高，需要有制作經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行施工。屋面板通常由專業(yè)廠家生產(chǎn)后運(yùn)輸至工地進(jìn)行吊裝?；炷琳劬€型屋架平房倉的工程造價(jià)較預(yù)應(yīng)力拱板屋蓋平房倉略低，與雙T板平房倉相近；氣密性和隔熱性能一般；施工速度快于預(yù)應(yīng)力拱板屋面平房倉。

2.2鋼筋混凝土拱板屋面平房倉

鋼筋混凝土拱板屋面由拱板上弦板、拱板下弦板及腹桿組成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，圍護(hù)墻體基本上采用配筋砌體或組合砌體形式，下弦板采用先張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)，常用跨度為21 m和24 m。

拱板的構(gòu)造特點(diǎn)是在拱板上弦板和下弦板之間形成了一道空氣隔熱層，其兩側(cè)山墻安裝大面積通風(fēng)百葉，并在屋面設(shè)置無動(dòng)力風(fēng)帽和軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行自然或者強(qiáng)制通風(fēng)，從而可以很快排除空氣隔熱層中的熱空氣，有效減少屋面高熱對(duì)糧面的輻射影響，具有較好的保溫隔熱效果。拱板下層板底為完整平面，不易積塵，有利于倉房的保潔；無保溫層時(shí)，該倉型頂蓋傳熱系數(shù)約為2.69 W/(m2·K)，因此需在屋面上燃燒性能不低于B1級(jí)的保溫層；同時(shí)為了減少拱板空腔內(nèi)溫度通過下弦板對(duì)糧面溫度的輻射影響，在拱板下弦板頂增設(shè)保溫層(一般采用發(fā)泡聚氨酯)，該構(gòu)造措施可以有效提高整個(gè)倉房的氣密性和保溫隔熱效果。

由于兩側(cè)山墻與鋼筋凝凝土拱板屋面之間存在天然的結(jié)構(gòu)縫隙，因此，如何防止因糧食側(cè)壓力引起山墻變形而使縫隙加大并最終導(dǎo)致屋面滲漏是此倉型設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。一般可采取增加山墻剛度、選用懸山構(gòu)造、拱板整體澆筑、設(shè)置拉結(jié)帶等措施。該倉型氣密性和保溫隔熱效果較好，運(yùn)行期整體費(fèi)用較低，尤其適用于南方溫?zé)岬貐^(qū)。由于拱板的施工復(fù)雜、技術(shù)要求較高，可在地面預(yù)制或滿堂腳手架空中張拉后現(xiàn)澆，因此相對(duì)施工周期較長，工程造價(jià)較高。

2.3鋼筋混凝土雙T板屋面平房倉

鋼筋混凝土雙T板屋面平房倉的圍護(hù)結(jié)構(gòu)既可采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)、也可采用組合砌體結(jié)構(gòu)。屋面采用梁板合一的雙“T”板屋面。混凝土排架結(jié)構(gòu)時(shí)柱間距為4～6 m，常用跨度21 m、24 m、27 m、30 m。

無保溫層屋面的傳熱系數(shù)約為4.46 W/(m2·K)，屋面保溫材料建議采用擠塑聚苯板或現(xiàn)場發(fā)泡聚氨酯，但燃燒性能不得低于B1級(jí)。雙T板由專業(yè)廠家制作，最大優(yōu)點(diǎn)為施工工期較短，工程造價(jià)較低，但在確定設(shè)計(jì)方案前需考察建設(shè)地點(diǎn)周邊是否有制作廠家，如需要遠(yuǎn)程運(yùn)輸，則運(yùn)輸費(fèi)用及運(yùn)輸導(dǎo)致的構(gòu)件裂縫或損壞，會(huì)提高建設(shè)成本并延長施工周期，從而失去該倉型的優(yōu)勢。

該倉型氣密性稍好、但隔熱性能一般。其缺陷為：雙T板之間的板縫在使用一段時(shí)間后，由于結(jié)構(gòu)變形、溫度應(yīng)力等原因可能導(dǎo)致板縫開裂從而影響倉房的氣密性和防水效果，因此填縫材料和屋面防水層的選擇非常重要，對(duì)材料的耐老化性及延展性均有較高要求；與拱板屋面平房倉相似，山墻與雙T板之間也存在結(jié)構(gòu)縫隙，需要設(shè)置拉結(jié)帶加強(qiáng)屋面整體性;雙T板屬于大型預(yù)制裝配構(gòu)件，制作過程中誤差加上施工現(xiàn)場的誤差，相鄰板面之間的累積誤差較大，對(duì)屋面拉結(jié)、防水、后期光伏改造等帶來不利影響。

2.4鋼筋混凝土自呼吸屋面平房倉

鋼筋混凝土自呼吸屋面平房倉是近幾年新發(fā)展的一種倉型。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土門式剛架結(jié)構(gòu)，屋面梁有兩種做法：一種純粹是利用門式剛架混凝土梁上下兩側(cè)現(xiàn)澆板形成空間、另外一種借鑒了屋架的設(shè)計(jì)原理從而形成一定高度的空間。墻體采用490 mm厚磚墻，開間一般6 m，裝糧高度6～8 m，適宜跨度為21 m、24 m。

此倉型最大的特點(diǎn)是采用雙層屋面：上層屋面采用坡屋面利于排水，此屋面可以根據(jù)周邊環(huán)境、建設(shè)條件和資金等因素選擇各種裝配式瓦屋面或選用大型屋面板或整體現(xiàn)澆；下層屋面則根據(jù)屋面梁的不同形式設(shè)置一層現(xiàn)澆鋼筋混凝土斜板或平板，兩層屋面之間形成一道空腔層。在空腔內(nèi)對(duì)應(yīng)的倉房檐墻和上層屋面屋脊處分別設(shè)置防風(fēng)雨百葉窗，并在屋脊處的百葉窗外加設(shè)豎向?qū)эL(fēng)板，利用屋面坡度產(chǎn)生的高差及百葉窗的設(shè)置使得隔熱層內(nèi)空氣形成風(fēng)壓和熱壓壓差，及時(shí)排出積熱，避免積熱下傳至糧堆表面，達(dá)到隔熱效果，減少了通風(fēng)能源消耗，綠色節(jié)能，有利于保糧。不計(jì)保溫層時(shí)，該倉型頂蓋傳熱系數(shù)約為2.27 W/(m2·K)。該倉型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)空腔層優(yōu)良的通風(fēng)效果

結(jié)合立面造型，檐墻及屋脊處均設(shè)置通風(fēng)百葉窗，在屋脊百葉窗附近設(shè)置混凝土擋風(fēng)板，不僅防止有迎面風(fēng)時(shí)倒灌風(fēng)，還可充分利用自然風(fēng)形成的形成負(fù)壓，使屋脊與檐墻間形成氣流，更有利于空腔內(nèi)的熱空氣排出，降低溫度。同時(shí)，該擋板有利于防止斜向飄雨通過百葉窗進(jìn)入空腔內(nèi)，很好的解決防雨問題。

(2)良好的密閉和隔熱

下層整體現(xiàn)澆混凝土底板有效的解決了倉房密閉問題，并對(duì)屋面防水系統(tǒng)有良好的輔助作用。同時(shí)，在下層板板面設(shè)置阻燃型保溫隔熱材料，可滿足低溫儲(chǔ)糧要求。

(3)適當(dāng)?shù)目涨豢臻g

屋面梁的設(shè)計(jì)使得上下屋面之間形成合適的空間，有利于光伏發(fā)電等線路和設(shè)施的布置。

(4)多形式的屋面選用

相比其他屋面形式的平房倉，此倉型1∶3的坡屋面坡度既有利于雨水排放同時(shí)有利于太陽能光伏板的設(shè)計(jì)安裝。另外，可以根據(jù)周邊環(huán)境等因素選擇合適的屋面材料，使得倉房外形美觀、和諧。該倉型后期運(yùn)行費(fèi)用低，能夠滿足綠色儲(chǔ)糧的標(biāo)準(zhǔn)。但是下層板的整體澆筑需要大量的支撐系統(tǒng)，施工周期長，工程造價(jià)高。目前在浙江、江蘇省推廣使用，此倉型基本用于儲(chǔ)備倉。

3 倉型推薦

平房倉的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系基本決定了平房倉的保溫、密閉、防水、安全、造價(jià)等主要指標(biāo)，對(duì)于進(jìn)出糧工藝、通風(fēng)、熏蒸、氣調(diào)、糧情測控、信息化等設(shè)施和技術(shù)，可根據(jù)業(yè)主的需求進(jìn)行合理選用。4種適用倉型對(duì)比情況見表1。

表1 4種適用倉型對(duì)比一覽表

綜上所述，結(jié)合各地區(qū)自然、氣象、地質(zhì)、地震情況和目前使用的實(shí)際情況及綠色儲(chǔ)糧發(fā)展等要求，本文推薦不同性質(zhì)平房倉的選用順序如下：儲(chǔ)備倉型依次為：鋼筋混凝土自然通風(fēng)屋面平房倉、鋼筋混凝土拱板屋面平房倉、鋼筋混凝土雙T板屋面平房倉、鋼筋混凝土屋架平房倉；收納倉的倉型依次為：鋼筋混凝土雙T板屋面平房倉、鋼筋混凝土屋架平房倉、鋼筋混凝土拱板屋面平房倉、鋼筋混凝土自然通風(fēng)屋面平房倉。

另外，倉型選擇還應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃、建設(shè)資金、場地條件、倉型用途、設(shè)備選型、業(yè)主要求等因素，經(jīng)過分析比較后確定。在地震設(shè)防烈度大于7度的區(qū)域，建議首選整體性最優(yōu)的鋼筋混凝土自然通風(fēng)屋面平房倉，其次為混凝土折線型屋架平房倉。在建設(shè)資金足夠的情況下，建議儲(chǔ)備倉盡可能選用鋼筋混凝土自然通風(fēng)屋面平房倉。

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Chen Feng， Liang Xiaohua

Wuxi COFCO Engineering & Technology Co.， Ltd. (Wuxi 214035)

The basic requirements of grain storehouse design were illustrated. The advantages and disadvantages of different kinds of grain storehouses were analyzed, in order to provide a basis for construction and design of storehouse and storehouse type choosing, providing references for the storehouse daily management.

grain storehouse; storehouse type; analysis

TU318

B

1672-5026(2017)05-066-04