金屬波紋板屋蓋平房倉整倉氣密改造試驗(yàn)*

吳 瓊，曾雨桐，黃 軍, 張來林,胡學(xué)潤,于 博, 魏 超

（1.河南工業(yè)大學(xué)糧食和物資儲(chǔ)備學(xué)院，鄭州 450001；2.江西省宜春市發(fā)展和改革委員會(huì)，江西 宜春 336000；3.江西省宜春市靖安縣糧食安全保障中心，江西 宜春 330000；4.鄭州豌豆芽智能科技有限公司，鄭州 450003）

隨著科技發(fā)展和綠色儲(chǔ)糧技術(shù)在國內(nèi)大量應(yīng)用， 良好的倉房氣密性能成為綠色儲(chǔ)糧技術(shù)有效實(shí)施和保證儲(chǔ)糧安全的關(guān)鍵。 金屬波紋板屋蓋平房倉是我國早期托市糧收購政策實(shí)施期間興建的簡(jiǎn)易平房倉型之一，具有建倉成本低、工期短的特點(diǎn)，但其氣密性極差[1]，整倉氣密檢測(cè)時(shí)難以達(dá)到500 Pa 的測(cè)試壓力， 遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前綠色儲(chǔ)糧對(duì)倉房氣密性的要求。每年入糧前，對(duì)此類倉房進(jìn)行氣密處理成為糧庫不可避免的工作， 該過程耗時(shí)費(fèi)財(cái)、 處理量繁重、效果又差。 因此，提高此類倉房氣密性能成為糧庫改造中亟待解決的首要問題。

基于金屬波紋板屋蓋平房倉結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和改造難點(diǎn)，鄭州豌豆芽智能科技有限公司與糧庫、院校組成產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)， 在總結(jié)分析糧食行業(yè)前期多種改造方案，如屋頂及倉壁上噴涂氣密涂料、倉內(nèi)吊掛龍骨或輕型鋼材吊頂?shù)然A(chǔ)上， 前期應(yīng)用倉內(nèi)“吊頂膜”的改造方案[2-4]，在金屬波紋板屋蓋平房倉糧面以上空間氣密性改造取得較好的效果。 此次又對(duì)這類倉房進(jìn)行了整倉氣密改造， 使其滿足綠色儲(chǔ)糧的需求（圖1）。

圖1 金屬波紋板屋蓋平房倉

1 試驗(yàn)地點(diǎn)

改造倉房位于江西省宜春市靖安縣仁首糧管所新庫區(qū)內(nèi)的平房倉11 號(hào)廒間， 廒間尺寸為30 m ×21 m，倉頂為金屬波紋板屋蓋結(jié)構(gòu)，裝糧線為6 m，檐高8 m，墻體厚3.7 m；廒間共有倉窗6個(gè)，軸流風(fēng)機(jī)孔4個(gè)，倉門2個(gè)，單側(cè)墻面上有通風(fēng)口4個(gè)；東西山墻上（吊膜上方）各有2個(gè)通風(fēng)孔，東側(cè)孔洞中裝有軸流風(fēng)機(jī)。

2 整倉氣密改造使用材料與施工工藝

2.1 膜材料的組成

試驗(yàn)所用的吊膜與墻膜同前期的 “吊頂膜”材質(zhì)，為定制的高強(qiáng)度拉伸膜，地坪處理材料為PVC防水卷材。

2.2 施工工藝

整體施工工藝可分為倉頂?shù)跄?、墻面掛膜、頂膜與墻膜熱合、地坪密閉處理、通風(fēng)口及倉門處理等5個(gè)施工環(huán)節(jié)。

（1）倉頂?shù)跄な┕?。吊頂膜整體施工工藝與金屬波紋板屋蓋平房倉“吊頂膜”氣密改造工藝相同[2]，即先在倉頂圈梁部位安裝槽鋼件， 再將預(yù)制的整張建筑膜材吊裝在標(biāo)準(zhǔn)槽鋼上。 為防止氣密測(cè)試或充氣等作業(yè)時(shí)而引起倉內(nèi)壓力變化而導(dǎo)致的吊膜上下波動(dòng)，對(duì)頂梁造成破壞，在倉頂?shù)牟垆撎幵O(shè)置鋼架與高強(qiáng)度鋼絲繩， 吊膜通過膜貼合方式固定在鋼絲繩上，鋼絲與鋼絲交叉處通過螺母固定，從而將安裝的吊膜固定在頂梁高度的平面處。

（2）墻面掛膜施工。 為保證膜材與墻體貼合緊密，先把四周墻體打磨平整，刷上墻體固化劑，然后把墻膜平整粘貼到墻面上， 膜材與膜材拼接處使用同質(zhì)膜材粘合密封，以免在膜材連接處產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致漏氣。 同時(shí)，在施工過程中，分段固定密封與鋪設(shè)在墻面上的測(cè)溫電纜。

（3）吊膜與墻膜熱合。當(dāng)?shù)跄づc墻膜分別固定好后，在墻壁上方的圈梁處，通過熱熔法將倉頂?shù)跄づc墻面掛膜粘合在一起，在內(nèi)形成一整張氣膜（如圖2左）；最后在吊膜上鋪設(shè)保溫棉，使其兼具良好的氣密和隔熱效果。在吊膜與墻膜熱合時(shí)，為保證二者粘合緊密與施工方便，在吊膜固定時(shí)，可預(yù)留30～50cm長度作為披簾，通過披簾與墻膜熱合，可達(dá)到粘合緊密、施工方便的效果。

圖2 頂膜與墻膜熱合(左)、地坪密閉處理(右)的效果

（4）地坪密閉處理。先清潔地坪、處理裂紋處，再在地坪上鋪設(shè)PVC 防水卷材，最后使用打密封膠方式處理墻膜與PVC 卷材的銜接處（如圖2 右）。

（5）通風(fēng)口及倉門處理。 根據(jù)現(xiàn)有倉房實(shí)際情況，更換通風(fēng)口上的密封膠條，并在通風(fēng)口蓋板門上加裝4 只緊固手輪，以提高通風(fēng)口氣密性。倉門內(nèi)側(cè)處安裝雙槽密封槽管，用膠條結(jié)合薄膜法密閉倉門。

3 糧情測(cè)控與安全防護(hù)系統(tǒng)

根據(jù)整倉氣密改造后倉房的特點(diǎn)， 配備相應(yīng)的糧情測(cè)控與安全防護(hù)系統(tǒng)，并設(shè)置有多功能控制柜，具備糧情測(cè)控、水分含量預(yù)警、壓力預(yù)警、火災(zāi)預(yù)警及能耗測(cè)算等功能， 以滿足倉內(nèi)作業(yè)與儲(chǔ)糧安全的要求。

（1）在墻面掛膜期間，分段固定密封與鋪設(shè)墻體測(cè)溫電纜； 在裝糧線以上位置預(yù)留糧情檢測(cè)鏈接端口，方便與入糧后埋設(shè)的測(cè)溫電纜和測(cè)水電纜相連，進(jìn)行糧堆溫度及水分檢測(cè)。 在倉內(nèi)糧面空間設(shè)置溫度感應(yīng)裝置，各溫度感應(yīng)器與倉外控制柜相連，使整個(gè)系統(tǒng)具有檢測(cè)和記錄墻體、膜上和膜下溫度功能。

（2）通過手自一體的通風(fēng)控制系統(tǒng)，可根據(jù)倉內(nèi)膜上溫度、倉外溫度的溫差，通過智能分析，開啟自動(dòng)排積熱通風(fēng)或提示工作人員自行選擇手動(dòng)通風(fēng)，同時(shí)可記錄通風(fēng)時(shí)間等數(shù)據(jù)。

（3）在倉內(nèi)膜下空間設(shè)置壓力傳感器，與倉外控制柜相連，并設(shè)置倉內(nèi)正負(fù)壓力報(bào)警閾值，使系統(tǒng)具有檢測(cè)倉內(nèi)壓力的功能， 當(dāng)充氣或抽氣作業(yè)超過或低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)安全報(bào)警功能，防止作業(yè)時(shí)倉內(nèi)外壓差過大對(duì)倉房結(jié)構(gòu)造成破壞。

（4）系統(tǒng)具有氣密性檢測(cè)功能，在氣調(diào)前進(jìn)行自檢，還可通過控制閥門實(shí)施氣調(diào)作業(yè)。

（5）在倉內(nèi)安裝4～5 只消防煙霧報(bào)警器，并與倉外控制柜相連，使系統(tǒng)具有消防安全報(bào)警功能。

（6）系統(tǒng)具有智能控制空調(diào)的功能，根據(jù)倉內(nèi)溫度變化， 通過設(shè)置空調(diào)啟閉的閾值溫度實(shí)現(xiàn)倉內(nèi)空調(diào)智能控溫，實(shí)現(xiàn)控溫作業(yè)的智能化，降低控溫作業(yè)成本。

（7）在控制柜內(nèi)安裝電表，與各控制系統(tǒng)相連，可及時(shí)統(tǒng)計(jì)倉內(nèi)各個(gè)作業(yè)的能耗，計(jì)算用電量，核算作業(yè)成本。

（8）控制柜配備氣調(diào)閥門的控制單元，可實(shí)現(xiàn)智能充氮作業(yè)和與空調(diào)相結(jié)合的智能內(nèi)環(huán)流糧堆控溫控水作業(yè)。

（9）倉內(nèi)膜上裝有攝像頭，工作人員可隨時(shí)查看倉內(nèi)情況。

4 整倉氣密改造效果

為驗(yàn)證整倉密閉改造的效果， 在倉房完成施工后，做好倉房密封工作，檢測(cè)風(fēng)機(jī)通過蝶閥與安裝在倉體上的通風(fēng)口相連， 壓差計(jì)與倉外濃度檢測(cè)管相連，通過風(fēng)機(jī)將空氣送入倉內(nèi)，檢測(cè)倉內(nèi)壓力500Pa衰減至250 Pa 的時(shí)間，檢測(cè)結(jié)果見表1。 金屬波紋板屋蓋平房倉經(jīng)吊膜與墻膜及地坪密閉處理后，整倉氣密性500 Pa 壓力下的半衰期： 最低值為169.03min （通風(fēng)口有少量漏氣）、 最高值為237.67min，且測(cè)試時(shí)倉體或部件各部位均無異?，F(xiàn)象發(fā)生， 表明整倉氣密改造使簡(jiǎn)易平房倉達(dá)到極好的氣密效果，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有國標(biāo)對(duì)氣密性的要求。

表1 改造后金屬波紋板屋蓋平房倉整倉氣密性檢測(cè)結(jié)果

5 倉房氣密性改造的意義

5.1 簡(jiǎn)化儲(chǔ)糧步驟，降低勞動(dòng)強(qiáng)度

傳統(tǒng)的覆膜氣密改造僅能實(shí)現(xiàn)糧面以下部位低水平的氣密性，不同作業(yè)應(yīng)用時(shí)，頻繁揭膜與覆膜已成為保管員不可避免的繁重的任務(wù)。 這項(xiàng)工作不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，存在安全隱患，還有效果差、耗時(shí)長等問題。實(shí)現(xiàn)整倉氣密后，可簡(jiǎn)化以前熏蒸或氣調(diào)作業(yè)準(zhǔn)備過程中的多個(gè)操作環(huán)節(jié)，大大提高工作效率，減輕保管員的工作量。

5.2 提高空調(diào)冷源利用率，科學(xué)儲(chǔ)糧智能升級(jí)

采用傳統(tǒng)糧面覆膜時(shí)， 空調(diào)的冷量?jī)H能用于降倉溫，若想冷卻糧溫，只能通過膜下布置回流管，采用膜下環(huán)流方式，達(dá)到糧堆降溫要求，此操作增加了環(huán)流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度與投資費(fèi)用。 若實(shí)現(xiàn)整倉密閉后， 通過環(huán)流系統(tǒng)可同時(shí)達(dá)到降低糧溫和倉溫的目的，且環(huán)流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，儲(chǔ)糧成本降低，儲(chǔ)糧效果好。

5.3 節(jié)約儲(chǔ)藏能耗，降低儲(chǔ)糧成本

傳統(tǒng)平房倉糧面覆膜儲(chǔ)糧，除操作繁瑣、工作量大外，密封效果也達(dá)不到要求，且薄膜屬易損耗材，使用一兩年就需更換，也增加了儲(chǔ)糧成本，倉房實(shí)現(xiàn)整倉氣密后，對(duì)提高氣調(diào)效果，維持氣調(diào)濃度，提高空調(diào)制冷效果等方面都大有助益， 對(duì)于節(jié)能減排也有積極的意義。

5.4 方便糧情處理，有利糧食安全

在覆膜儲(chǔ)糧時(shí)，如遇到糧情突變，必須進(jìn)行揭膜處理，且處理好后又需再次覆膜。 相比之下，整倉密閉處理操作簡(jiǎn)單，有利于及時(shí)處理異常糧情，對(duì)安全儲(chǔ)糧有利。

6 總結(jié)

針對(duì)簡(jiǎn)易頂平房倉氣密存在的不足， 通過倉頂?shù)跄?、墻面掛膜和地面PVC 板材處理方式，對(duì)金屬波紋板屋蓋平房倉實(shí)施整倉氣密改造， 使倉內(nèi)整體形成一個(gè)完整的密閉空間，加上吊膜上鋪保溫棉，有效提高了金屬波紋板屋蓋平房倉的氣密隔熱效果，為此類型倉房氣密性改造提供了一種新途徑， 也為其它倉型的氣密性改造提供參考。 通過整倉氣密改造， 可達(dá)到簡(jiǎn)化儲(chǔ)糧環(huán)節(jié)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高空調(diào)利用率，科學(xué)儲(chǔ)糧智能升級(jí)，節(jié)約儲(chǔ)藏能耗，降低儲(chǔ)糧成本，方便糧情處理，有利糧食安全的效果， 在糧食儲(chǔ)藏行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景。