低溫庫的建筑要求與改造

1、.低溫庫的建筑要求與改造低溫糧倉無論是采取自然冷卻還是人工冷卻，當倉外氣溫較高、濕度較大時，如倉庫無一定的改造措施，糧溫、倉溫及糧食水分，常因受太陽輻射和大氣溫濕度的影響，使糧溫上升，倉濕增加。因此在低溫儲糧過程中，為了減少和削弱外界高溫和潮濕的影響，必須對普通的糧倉進行圍護結構的改造，以滿足低溫儲藏對倉房的建筑要求。 一、低溫庫的建筑要求 （一）隔熱保冷 這是低溫庫能否達到預期效果的一個關鍵。根據(jù)計算，機械制冷低溫儲藏時所需的制冷量，有30%-35%左右是通過圍護結構的耗冷量，如果倉房圍護結構的隔熱性較差，為了維持糧溫倉溫的低溫及穩(wěn)定性，將會延長制冷機組的運行時間及開機次數(shù)，使糧食的保管費用

2、上升。一般糧庫的隔熱保冷措施是采用由多層材料組成的隔熱圍護結構，以減少外界向低溫庫的傳熱量。良好的隔熱結構，能保持倉溫、糧溫的穩(wěn)定，波動小，并減少制冷機或空調機的開啟次數(shù)縮短運行時間，降低運行費用，節(jié)約糧食保管費。 （二）防潮隔汽 主要是防止外濕，包括雨水及水蒸氣通過圍護結構進入庫內，引起倉內濕度增加，由于低溫倉內外溫差較大，必然引起倉內外水蒸氣壓差的增加，這就造成了對低溫倉圍護結構防潮層的嚴格要求。同時當大氣中的水蒸氣通過圍護結構的隔熱層并在其中滯留時，將會降低隔熱結構的隔熱性能，破壞其隔熱保冷效果。因此在對普通倉房進行隔熱改造的同時，還應對房頂、墻壁、地坪均進行防潮處理，增設防潮層或對原防

3、潮層進行修補完善，且注意三面防潮層的連接，使它們連成一體，不留縫隙，常用的防潮材料為瀝青和油氈，也可選用一些新型防潮材料，一般地區(qū)對圍護結構進行二油一氈處理即可，對于潮濕地區(qū)可進行三油兩氈處理。 （三）結構堅固 低溫庫的圍護結構多是由多層材料組成的，要注意各層材料間在結構上應有堅固的拉結，施工時對承重結構尤其應注意，要防止在低溫庫使用期間，由于倉內外溫差大而產生結構變形，影響了倉庫壽命甚至出現(xiàn)危險。 （四）經(jīng)濟合理 在低溫儲藏技術中，倉庫在倉房改造、購置設備的投資較大，低溫庫使用中的運行費也較高，因此在低溫庫的設計中，對所用材料、機組及工質的選擇均應因地制宜、就地取材、充分考慮建庫的經(jīng)濟性，以

4、提高低溫儲藏的經(jīng)濟效益。 二、隔熱材料 通常把導熱系數(shù)小于0.23瓦/米.度，容重小于1000千克/米3的建筑材料稱為隔熱材料或保溫材料。 （一）選擇原則 在選擇隔熱材料時應考慮以下原則： 1、導熱系數(shù)小 在選擇隔熱材料應首先考慮的。一般低溫庫中使用的隔熱材料其導熱系數(shù)應在0.024-0.14瓦/米.度之間，以保證其隔熱性能。 2、容重小 隔熱材料之所以具有較小的導熱系數(shù)和它的多孔性結構是分不開的。而多孔性材料其容重就小。在隔熱材料的微孔中充滿了空氣，而空氣質輕，導熱系數(shù)?。?0.024-0.08瓦/米.度），因此容重小的材料內部孔隙多，值小，隔熱性能好。但是須要注意的是隔熱材料中的孔隙應足夠

5、的小，如果孔隙較大甚至連成大洞，則會產生較強的對流傳熱，使隔熱材料的隔熱性大大下降，所以隔熱材料的容重也可在一定程度上說明其隔熱性。如膨脹珍珠巖容重為300千克/米3時，為0.12瓦/米.度，而容重為90千克/米3時，為0.045瓦/米.度，由此可見良好的隔熱材料多為孔隙多，密度小的輕質材料。 3、材料本身不易燃燒或可自熄 隔熱材料最好具有較好的耐火性、安全性，在發(fā)生火災時，不致沿隔熱材料蔓延至它處和產生有毒氣體。如目前常用的聚苯乙烯泡沫塑料有兩種，一種是可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料，另一種是可熄性聚苯乙烯泡沫塑料，后者離開火焰后，在2秒鐘內可自行熄滅，比較安全，但其價格比前者約高25%左右，所以在

6、低溫糧庫中使用較多的還是可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料。 4、機械強度高 這主要是對預制板材的要求，板材具有一定的機械強度可以避免在使用一定時斯后出現(xiàn)的變形、凸起、撓曲、沉陷和剝落等現(xiàn)象。另外，選擇機械強度高的隔熱材料，還可以簡化施工中的支撐結構，減少“冷橋”，降低施工費用。 5、其它性能 要求隔熱材料應具備一定的增水性，不易吸水；不易霉爛、蟲蛀、鼠食；無毒安全；價廉易購；施工方便。 以上幾方面是在選擇隔熱材料時的一些原則，就目前所使用的隔熱材料來講，難以完全滿足所有要求，因此在選擇材料時要因地制宜，盡量就地取材，考慮材料的主要特性，盡可能做到經(jīng)濟合理。 （二）常用隔熱料簡介 1、稻殼 稻殼又稱礱糠，

7、因其價格低廉，取材容易，被廣泛應用于低溫庫的隔熱結構中，特別在外墻中應用較多，尤其在糧食部門稻殼來源極為豐富，所以是較早在低溫糧庫中使用的隔熱材料之一。 稻殼的干容重為150千克/米3，其導熱系數(shù)隨含水量不同而變化。約在0.093-0.16瓦/米.度之間，這種材料的主要缺點是憎水性差，吸濕性強，易生蟲、霉爛、鼠咬，在使用期間還易產生密實性下沉，因此在使用之前應將稻殼充分曬干，灌注時力求密實，在使用中要定期檢查，發(fā)現(xiàn)沉陷應及時填充密實，避免結構中出現(xiàn)冷橋，另外為了保證其隔熱性能，使用若干年后應將稻殼進行更新或取出翻曬干燥后再填充到結構中。 2、膨脹珍珠巖 膨脹珍珠巖是目前國內低溫庫、民用住宅及工

8、業(yè)建筑中常用的散粒狀隔熱材料，它是以珍珠巖、黑曜巖或松脂巖為原料，經(jīng)破碎、預熱、焙燒（1180-1250），使內部所含結晶水及揮發(fā)性成分急劇汽化，體積迅速膨脹并冷卻成白色松散顆粒的膨脹珍珠巖，膨膨脹后的珍珠巖的體積為原體積的7-30倍，因此其具有容重小和隔熱性好的特點。作為隔熱材料，膨脹珍珠巖具有導熱系數(shù)小、容重小、無毒、無味、無刺激，并能避免蟲蛀、霉爛、鼠咬，且不燃燒，來源豐富，價格低廉，常用于低溫庫外墻及倉頂?shù)母魺?，其缺點是吸水率較高，吸水量可達本身重量的2-9倍，容重越小其吸水率越高，吸水后其強度及隔熱性能下降，因此在使用中應保持其干燥，我國很多地區(qū)都有豐富的珍珠巖礦，如黑龍江、吉林、遼

9、寧、河北、內蒙古、山西及浙江等。根據(jù)珍珠巖的性能不同，一般將產品分為三類，如表9-2所示。表9-2 膨脹珍珠巖性能指標單位產品分類容重千克/米32.5mm的不超過5%；粒徑 0.15mm的不大于8%粒徑 0.15mm的不大于8%粒徑 0.15mm的大于8%導熱系數(shù)瓦/米.度0.0520.052-0.0640.064-0.076含水率重量百分比20%20%2%使用溫度800800800 3、膨脹蛭石 膨脹蛭石是以蛭石為原料，經(jīng)烘干、破碎、焙燒（900-1000），在短時間內體積急劇增大而膨脹（約20倍）成為由許多薄片組成的、層狀結構的松散顆粒。它具有與膨脹珍珠巖一樣的特征，也是一種很好的保溫材料

10、。其容重為80-120千克/米3導熱系數(shù)為0.05-0.07瓦/米.度，使用溫度可高達1000-1100，耐堿不耐酸，吸水性較大。我國的蛭石資源也很豐富，如河南、山西、山東、湖北、遼寧、河北、陜西、四川等地都有。蛭石按其焙燒后的體積膨脹倍數(shù)分為四級：一級的膨脹倍數(shù)大于8倍；第二級為6-8倍；三級為3-5倍；四級小于3倍。蛭石的吸水性與容重成反比，容重越小吸水率越高。每當吸水率提高1%時，它的導熱系數(shù)平均增加2%左右。 4、聚苯乙烯泡沫塑料 泡沫塑料是以各種樹脂為原料，加入一定量的發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑等輔助材料，經(jīng)加熱發(fā)泡膨脹而制成的一種新型輕質隔熱材料。其種類很多，均以所用樹脂材料名稱而得名

11、。用作隔熱保溫的泡沫塑料可分為硬質和軟質兩種，在圍護結構中使用的泡沫塑料均屬硬質泡沫塑料，且常為預制板材。目前應用較普遍的是聚苯乙烯硬質泡沫塑料，也稱作可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料，它又可分為自熄性和非自熄性兩種。在隔熱結構中以使用自熄性為宜。它是以石油的副產品苯與乙烯合成為苯乙烯，再經(jīng)過聚合成顆粒狀的聚苯乙烯，然后加入戊烷作為發(fā)泡劑，若加入溴化物則可生產自熄性聚苯乙烯泡沫塑料。這種材料加工方便，可根據(jù)需要做成不同厚度，不同大小的板材，也可作成管殼，靈活性好。這種材料的優(yōu)點是隔熱保溫性好，導熱系數(shù)常在0.034瓦/米.度左右，容重小，有一定的憎水性，抗壓強度高，不易腐爛變質，施工方便，不生蟲、霉，防

12、鼠咬。 在聚苯乙烯的使用中須要特別注意的是板塊間的連接，施工時一定做到連接嚴密，不留縫隙，消滅冷橋，板塊間的連接可分為粘接、搭接或兩種同時使用，單純的粘接一定要選擇有效的粘接劑，可在市場上直接購買專用膠水，也可自行配制粘結劑，以汽油和瀝青按3：7的比例配制加熱至70即可使用。還可用樹脂膠水與水泥（標號不低于400號）按1：1.5-2配好攪勻使用，搭接是在板四周開出槽將板搭接起來，或用鋁合金槽，木槽等將板接在一起。如果能在槽內先涂一層粘結劑再搭接板則效果更好。 聚苯乙烯泡沫塑料的冷收縮現(xiàn)象較明顯，其重量吸水率亦較大，且使用溫度最高不得超過75，另外在使用和存放時應避免長期受陽光的照射，以防止老化

13、延長使用壽命。 5、硬質聚氨酯泡沫塑料 硬質聚氨酯泡沫容重為20-50千克/米3，導熱系數(shù)0.02-0.036千卡/米.時.，抗壓強度為1.5-2千克/厘米2。由于其氣泡結構幾乎全部是不相連通的。所以，防水隔熱性能都很好。可以預制，也可以現(xiàn)場發(fā)泡，可以噴涂，也可灌注成型，還可以根據(jù)不同的使用要求配制不同密度、強度、耐熱的泡沫體，適于快速施工。由于粘結牢固，包裹密實，內外無接縫，又能保證隔熱效果，既減少了隔熱層厚度，又減少了施工工序，是一種很有前途的隔熱材料，只是目前價格比較高，經(jīng)濟性差。使用溫度為70-160。 6、鋁箔波紋紙板在低溫庫建造中為了不減少倉容可使用反射性隔熱材料，如鋁箔波紋紙板。

14、這種材料是以高強度的波形紙與工業(yè)牛皮紙做成的三層或五層波紋瓦楞板在其上面貼一層厚0.008-0.014mm厚的鋁箔而形成。這種材料的隔熱性能是由于波紋紙板間的空氣薄層與能反射熱射線的鋁箔發(fā)亮表面的共同作用形成的。若將空氣層包括在內，其導熱系數(shù)約為0.04瓦/米.度這種材料具有重量輕、隔熱保溫防潮效果好，有一定剛度、造價低廉、結構簡單、取材容易施工方便等特點，其主要物理性能如表9-3所示。表9-3 鋁箔波紋紙板的物理性能容重（kg/m3)235導熱系數(shù)(w/m.k)0.063比熱(kj/kg.k)1.465導溫系數(shù)(m2/h)0.7*10-348小時吸濕率（%）3反光系數(shù)（%）83太陽輻射熱吸收

15、率（%）17 由此可見鋁箔波紋板具有良好的反射熱輻射性能，因而在外圍護結構中常將鋁箔放置在倉房的吊頂上面，這是因為在外圍護結構各傳熱方式中，若具有了空氣間層，能使輻射傳熱方式起主導作用，再覆上鋁箔空氣層后，就能達到優(yōu)良的隔熱效果。 鋁箔波紋板可以固定于鋼筋混凝土屋面板下或木屋架下，作為保溫隔熱頂棚使用。 三、隔熱結構 低溫庫的隔熱結構是保證庫內外溫差的基礎，是限制和減少由圍護結構而傳入熱量的關鍵，尤其在夏季，隔熱結構的好壞，直接影響著糧食溫度的波動情況及制冷設備的操作運行（屋頂、墻體及地坪）來隔熱保冷。 1、墻體 目前國內低溫糧庫的隔熱墻結構多為夾心墻，在這種隔熱墻結構中，除了隔熱層，還必須設

16、防潮層。因為在隔熱層的內外側由于溫差的存在而造成了一個蒸氣分壓力差值，使得大氣中的水蒸氣同空氣一起進入隔熱層，并向低溫、水氣壓更低的地方滲透。另外，隔熱材料的孔隙不是完全封閉的，水蒸氣可以逐漸通過隔熱層進入庫內，這樣既破壞了隔熱材料的隔熱性能，又增加了庫內濕度，所以隔熱保冷結構中應設置防潮層，并且防潮層應設置在隔熱層的高溫側，如圖9-6所示。 目前國內常用的防潮材料有兩種：一種是瀝青加油氈組成的防潮材料，如兩油一氈，三油兩氈等，這類防潮材料在低溫糧庫中，應用的較廣泛，其防潮效果也不錯，其缺點是施工較麻煩。另一類是塑料薄膜，其特點是施工方便，價格低廉，但易于老化，易脫焊脫膠。塑料薄膜一般在墻體中

17、的應用較少。 2、屋頂 低溫庫的屋頂隔熱結構最常見的有兩種形式，一種稱直貼式，另一種稱閣樓式。 （1)直貼式。在原有倉頂?shù)幕A上直接將防潮層和隔熱層粘貼或連接固定上去，因通常倉庫屋頂均具備防潮層，所以一般只將隔熱材料固定在倉頂內表面即可，工程量較小，如果選用板型隔熱材料如聚苯乙烯泡沫塑料，則施工更方便，但原有倉庫屋頂必須平滑整潔，無橫梁阻擋，其結構如圖9-7所示。 （2）閣樓式。利用閣樓層使屋頂與庫房隔開，并且兩者之間留有空氣隔熱層。這樣進一步降低了由于室外溫度影響和太陽輻射進入庫內的熱量，提高了隔熱效果，是目前低溫庫普遍采用的一種隔熱屋頂結構。且隔熱效果優(yōu)于直貼式，并適用于原倉頂內表面不平滑

18、或有梁阻擋等情況。但這種結構施工量較大，并需新建一個頂棚，新頂棚的料可以就地取材如南方可采用竹笆，北方可用荊笆，價格均較低，若投資資金較為充足，還可選用一些裝飾材料來建新頂棚，如纖維板、膠合板、壓縮板再配合一些板槽或鋁合金槽，不僅結構堅固，而且美觀干凈。在這種結構中防潮材料常用塑料薄膜，它既可以防潮，又可防止顆粒狀隔熱材料的飛濺流失，其結構如圖9-8所示。 3、地坪 冷庫地坪大致可分為兩種：一種稱作高溫庫地坪（指庫溫在0以上），另一種則稱作低溫庫地坪（指庫溫在0以下）。通常的低溫糧庫庫溫在15左右，因此其地坪應屬于高溫庫地坪，此類地坪無須設隔熱層，而是以防潮為主。防潮層主要是防止水分因毛細管和

19、氣壓差作用而滲透到地坪和冷庫內，一般以二油一氈作為防潮層即可，并且此防潮層應與墻體防潮層連接，不可留有縫隙。有時為了提高地坪的隔熱性也可采用爐渣作為隔熱層，爐渣厚度為500mm（粒徑為d=10-40mm）。在北方地區(qū)的低溫糧庫地坪也可不必全部采用隔熱層只須沿外墻的周邊填以深為500mm，寬為0.5m寬的隔熱保溫帶，以防止“冷橋”的作用。 4、門、窗 低溫庫以密閉為主，多余的門窗應封死，庫內側用適當?shù)母魺岵牧隙氯?，僅留一個門供進出糧使用，此門應采用雙層隔熱倉門。門是可以活動、啟閉的隔熱圍護結構，要求輕巧、啟閉靈活、密封性好，所以應選用強度高、質輕、耐低溫、隔熱性能好和不易變形的材料制作，并且隔熱

20、層應有足夠的厚度，在門邊緣還應裝有密封條，利用其彈性，使門縫密閉。另外，當門的尺寸較大時，應在右下方開一個小門，供平時操作、檢驗人員出入，而大門盡量少開，防止過多的熱從門進入庫內。一般選用鋁合金或白鐵皮按門的尺寸大小做好一個具有一定厚度的殼子，中間填充以隔熱材料如超細玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料，硬質聚胺酯泡沫塑料、膨脹珍珠巖等。另外為避免進出糧時過多的熱量進入低溫庫，最好在門的上部裝設氣幕裝置。 在靜態(tài)隔熱結構的施工中還應注意隔熱層及防潮層的連續(xù)性及隔熱層固定在圍護結構上的牢固性。所謂連續(xù)性主要指四周墻的隔熱層、防潮層與倉頂、地坪層應連成一體，不留間隙，否則通過間隙會導致冷量損失及倉內溫度的增加

21、，另外還應注意隔熱層應牢固地固定在圍護結構上，以免使用期間產生脫落、沉陷，破壞其隔熱性。 （二）動態(tài)隔熱 動態(tài)隔熱是目前國外新設計的一種糧倉中所安裝的隔熱結構。特別是一些筒庫常帶有動態(tài)隔熱層，以達到安全、大量、長期儲藏糧食的目的。這種動態(tài)隔熱結構是：使倉庫四壁、倉頂、地坪完全封閉在循環(huán)空氣的夾層中，而夾層中的循環(huán)空氣則通過一定手段保持低溫，這樣便可保證庫內的溫度精確、穩(wěn)定，結構如圖9-9所示。 動態(tài)隔熱結構除了可保證庫溫的精確穩(wěn)定外，還有一個突出的優(yōu)點，可以避免糧面結露，因為在這種結構中，從空調間送出的低溫高速空氣并未直接送入倉間與糧食接觸，而是在夾層中循環(huán)流動，因此不會產生糧面結露。 四，圍

22、護結構的傳熱系數(shù) 低溫庫圍護結構一個重要的性能是其隔熱性，只有圍護結構的隔熱性符合要求，才能達到預期的低溫儲藏效果。那么如何評價一個圍護結構的隔熱性呢？通常我們采用一個K值來進行評價。K是表示圍護結構傳遞熱量能力的系數(shù)，稱作圍護結構的總傳熱系數(shù)，其單位是瓦/米2.K，其物理意義是當圍護結構兩側的空氣溫度相差1K時，1平方米圍護結構的表面積在1小時內所通過的熱量瓦數(shù)。 圍護結構K值是低溫庫建筑的重要技術、經(jīng)濟指標之一。它的大小標志著圍護結構隔熱性能的好與差，當然，在確定K值時不能只從隔熱性方面考慮，應根據(jù)隔熱材料的價格、制冷成本、庫內外溫差等因素進行綜合分析，選擇出一個最經(jīng)濟合理的K值。既考慮初

23、投資，又注意運行費用。 1、K值的計算 首先分析一下熱量經(jīng)圍護結構時的傳熱情況：熱量首先是由外界熱流體（如熱空氣）傳給圍護結構外表面，進而以導熱方式通過圍護結構，最后熱量由圍護結構的內表面?zhèn)鹘o庫內的冷流體。由此可見，熱量從庫外經(jīng)圍護結構傳入庫內的過程為復合傳熱過程，其中有導熱也有對流換熱，根據(jù)平壁傳熱公式，傳過圍護結構的總熱量（單位：瓦）為： Q=KFt 式中：F-傳熱面積（米2)；t-庫內外溫差（K)；K-傳熱系數(shù)（瓦/米2.K） 傳熱系數(shù)K與傳熱過程的熱阻R成倒數(shù)關系，即：K=1/R 由于圍護結構的傳熱屬于復合傳熱，所以總熱阻R應為內、外表面的對流換熱熱阻R與導熱熱阻R之和。 即：R=R外+R內+R； 因為：R外=1/外；R內=1/內；R=i