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隔热技术在粮仓中的应用

2015-05-30许鹏包纯

现代装饰·理论 2015年5期
关键词:隔热层粮堆热传导

许鹏?包纯

在粮仓温度控制中,做好粮仓本身自有的隔热是整个粮仓温度控制的关键,针对此问题,本文提出在粮仓建设和改造中,建设仓顶隔热层,使用双层墙,在墙体间使用隔热材料,这些方法具备成本低,保温效果好的特点,不仅适用于新仓建设,同时也适用于旧仓改造,具有较大的研究探讨意义。

引言

粮食储备中,虫害和温度导致粮食的发霉变质是造成粮食储存损失的重要原因。当下的膜下环流熏蒸技术能够有效的解决粮食虫害问题,而储粮中温度问题厄待解决。控制好粮仓内温度,能够有效的降低粮食的损耗率,有较大的经济效益。

在南方,夏季温度高,日照强烈,日辐射热量大,粮仓内温度也随着气温的上升而升高。有些粮仓使用谷物冷风机来降低仓内温度,但谷物冷风机能耗过高,成本较大,性价比低。结合实际,针对粮仓内温度控制,提出以下几种解决方法:

1.仓顶隔热层

在民用建筑中,隔热层的使用也日益广泛,一般是在楼顶设置隔热层,在夏天可以避免阳光的直接照射,起到间接隔热的作用。参照民用建筑,在粮仓仓顶上设置隔热层。近年来修建的粮仓多为高大的平房仓,屋顶中部平坦,顶面两侧的倾斜角度都在25。-30。。而粮仓内引起粮堆温度变化的主要来源是仓顶传热,部分老旧粮仓为彩钢顶,传热系数更高,向仓内传导的热量也就更多。在粮仓规范手册中明确规定,采用钢顶的粮仓必须加设隔热层,用以降低来自顶面的热传导。在建筑中,仓顶从结构上进行封闭,在储存粮食过程中,起到隔离,防水,避免阳光直射的作用,也能起到一定的隔热的作用,但由于传导性能较高,隔热效果不佳。加设仓顶隔热层能够避免阳光对屋顶的直射,降低由屋面对仓内热传导的能量,同时能够加强顶层的防水的作用,组成双重的防水,防渗防线。目前,高大平房仓力学结构为承重墙结构,在仓顶是加设隔热层具有实际可行性。参照民用建筑经验,仓顶隔热层在0.5m-1.0m之间最佳。

未加设仓顶隔热层的粮仓温度传递,在夏季,阳光的直接照射通过日照辐射将热量传递到粮仓建筑物顶层,顶层通过楼板的热传导效应将热量传递给仓内空气,造成仓内温度升高,仓内空间通过与粮堆的上层对流换热作用将热量传递给粮堆,从而造成粮堆温度升高。有条件的粮仓通过谷物冷却机向仓内通入一定量湿度,低温的空气,通过热交换作用,降低仓内温度,进而保持舱内温度可控,但是由于耗能较大,提高了粮食的储藏成本。相比未加设仓顶隔热层的粮仓,加设隔热层的粮仓在夏季,太阳直射到隔热层,可以避免了顶层的日照辐射。由于隔热层与仓顶的间距较大,自然风可以在隔热层和粮仓的顶层间流动,将大部分的热量带走,降低了由于空气流动对流换热传递给顶层的热。通过转变热传导途径,减少传热源,达到目的。

2.粮仓墙体采用双层外墙

粮仓内粮堆温度凸显“热皮冷心”效应,既粮堆上部与仓内空气进行热传递传热能量多,粮堆表层温度最高;其次就是粮堆四周于墙面接触层,由于墙体的热传导效应,粮堆四周的温度仅次于粮堆表层温度;大地的热传导性能较差,粮堆底部温度较低;粮食为传热不良导体,粮仓中心部分温度最低。粮食的自呼吸作用引起的温度变化很弱,同外界传热相比,一般做忽略不计处理。

我国大部分地区处于北半球,南方地区夏季的大阳辐射大。基于此考虑,一部分位于南方的粮仓坐南朝北,便于储存粮食。双层外墙的好处在于改变了热传导途径,避免了阳光辐射傳热。同时,由于两层外墙间间距较大,建议间距在0.3m-0.5m之间,可以考虑在双层墙间加入风机。阳光辐射使外层墙温度升高,由于辐射传热和对流换热,双层墙间空气温度也会上升,随之热量又传递给内墙,最后导致粮堆温度上升。加入风机的好处可以及时带走双层墙间的热量,由于双层间墙体空间有限,并在双层墙间温度上升到一定温度时开启风机,节约能源。同样环境下,将粮堆温度控制在同一范围内,使用双层墙的粮仓与使用谷物冷却机的粮仓相比,能节省了大部分能耗。

3.墙体使用保温材料

墙体保温材料,又称无机活性墙体保温隔热材料,其广泛使用在建筑中,分墙体内保温和外墙体保温,外墙体夹心保温。使用墙体内保温材料,难免会造成热桥效应,会造成保温材料结露、发潮,损坏墙体,在粮仓保温中谨慎使用。结合上文所述双层外墙保温,可以考虑双层墙中外墙内侧使用保温材料,即使在内外温度差较大的情况下,在双层墙间强制对流通风,带走多余温度,控制内外差,达到避免结露、发潮现象。在施工中,墙体夹层间使用保温材料技术成熟,保温材料对外墙体技术要求低,成本相对较低,性价比高。

总结:总体来看,隔热技术发展迅速,在大型办公楼中应用也较为广泛,并且通过能耗对比,发现使用隔热技术的建筑物能耗有较为明显的较低。但隔热技术主要还是使用在民用建筑上,在工业中却鲜有使用。隔热技术不仅能够有效的降低能耗成本,而且投入少,效果明显,在各个领域都可有所应用,值得广泛探究。

(作者单位:河南工业大学土建学院)

作者简介:许鹏(1992-),男,河南工业大学土建学院在读研究生;

包纯(1990-),女 ,河南工业大学土建学院在读研究生。

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