钢板浅圆仓隔热密闭设计及施工探讨

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中央储备粮天津某直属库是国家２５０亿ｋｇ储备库建设项目之一。

共建设八座钢结构浅圆仓，一字排列，东四座仓，西四座仓，中间部位是工作塔。

每仓直径均为２２．８６ｍ，装粮高度１６．３ｍ，仓顶为圆锥形，顶中心高６．０９７ｍ，仓顶为０．８ｍｍ彩板，仓壁钢板厚３￣４ｍｍ。

为保证安全储粮，经过多次专家论证会的论证，决定对上述八座钢板浅圆仓进行密闭隔热处理，以达到当时中央建库办对国家粮食储备库浅圆仓密闭隔热安全储粮的要求。

１隔热密闭问题分析
１．１密闭问题处理
针对《浅圆仓储粮技术规程（试行）》中对浅圆仓的气密性提出的“在５００Ｐａ压力下，半衰期不小于６０秒”的要求，为满足磷化氢环流熏蒸等储粮工艺作业的需要，确保中央直属储备粮库安全储粮，对已建成的八座钢板浅圆仓提出了密闭处理方案，并就需要进行密闭处理的主要部位、材料要求及测试方法等提出具体要求。

这里不再赘述。

１．２隔热问题分析处理
１．２．１隔热问题分析
（１）由于粮仓受热的主要热源来自强烈的太阳辐射，该库所在地区夏季水平方向太阳辐射照度最高值达到１０６３・Ｗ／ｍ２，以水平方向（仓顶）和东西向仓壁受热最大，是热的主要来源。

因此，隔热的重点部位应在仓顶和东西向仓壁。

（２）由于钢板浅圆仓仓壁为３￣４ｍｍ厚钢板，强烈的太阳辐射和较高的室外气温会使仓壁外表面温度大大高于气象温度（据测算当地气象温度３５．４℃时，西向钢板仓壁外表面的温度最热时能达到５５℃，而内表面温度能达到５０℃），因此热量会很快传入仓内壁，使仓壁内表面及仓内温度迅速升高，而夜间上述情况消失后，由于钢板热阻很小，延迟时间很短，仓体温度随室外气温下降而很快下降，造成昼夜温差过大。

因此，需要采用具有高反射系数的隔热材料，同时采用聚氨脂发泡加大仓壁热阻值及总延迟时间以达到隔热目的。

（３）由于粮食是热的不良导体，蓄热系数很大。

因此在粮堆周围３０￣５０ｃｍ范围内粮食温度的变化受外界影响较大。

且钢板浅圆仓在装粮时易出现粮食自动分级现象，因此，据仓顶粮层以下５０ｃｍ以及仓壁周围３０￣５０ｃｍ范围内的粮食，易因温度、湿度、水分的变化而发生坏粮现象。

因为当粮食储藏水分１３％时，粮食最高安全储藏温度为２５℃。

所以，仓顶、仓壁内表面日最高温度应控制在≤２５℃。

（４）由于储粮的温度在正常情况下，其变化总是滞后于外界环境温度的变化，当粮温与外温相关达到一定值、温度变化较快时，会引起结露现象的发生。

因此，粮温、仓温与外温的温差，一般应≤５℃。

（５）由于粮食中的水分是随其接触大气的相对湿度而变化，这是粮食储藏最重要的变量，也是粮食储藏稳定性的关键因素之一。

因此，需要利用仓房密闭和隔热的措施，严格控制温度和空气相对湿度，使粮食吸收与释放水分速度相对达到一致，才能做到安全储粮。

（６）由于水分、温度对粮食是同时起作用，且又是相互制约的，在一般条件下，粮粒间空气的相对湿度为７５％，这时粮食呼吸都很弱，所以建议对储存一年以上的粮食，应利用密闭、隔气措施将粮粒空隙的空气湿度控制在６５％以下。

（７）由于粮食的吸附滞后现象，昼夜温差过大
钢板浅圆仓隔热密闭设计及施工探讨
高晓青
（国家粮食储备局郑州科学研究设计院河南郑州４０００５３）
摘要：结合中央储备粮天津某直属库钢板浅圆仓隔热密闭方案设计及施工，针对国家粮食储备库中钢板仓，提出了隔热设计及施工方案。

关键词：钢板仓；隔热；密闭
中图分类号：ＴＵ１１１．４＋１ＴＵ２４９．２文献标识码：Ｂ文章编号：１００７－３５８２（２００６）０３－０００３－０３
工程设计
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３／２００６粮食流通技术
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■及季节转换会引起粮食的水分再扩散，容易出现结露现象。

据测算，当粮食的水分活度ＡＷ＝０．６５－０．７０的情况下，粮食的变化非常缓慢。

所以，水分活度应控制在０．６５％以下。

（８）在粮堆中，影响湿热扩散的因素主要有以下几个方面。

①温度差别的影响：粮堆内外的温差越大，湿热扩散的速度越快；粮堆中不同部位的温差越大，湿热扩散的速度和数量也越大，所以应控制入仓粮食的温度。

②粮食含水量的影响：粮食的含水量越高，越容易发生水分转移；粮堆中不同部位的含水量差别越大，水分转移的速度也越快；所以应控制入仓粮食的含水率。

③粮堆阻力大小的影响：水气的扩散会受到粮堆阻力的影响。

一般来说，孔隙度大的粮堆中容易发生水分转移。

粮粒的形态以及杂质含量也会影响这一过程，所以要控制入仓粮食的含杂指标。

④粮食吸湿性能大小的影响：水气的扩散是粮食一粒一粒逐渐进行的，每粒粮食都有一个吸湿和解吸的过程。

所以应控制入仓粮食的湿度。

综上所述，严格控制进仓粮食的温度、水分、湿度及含杂，执行储备粮管理规程，再配合良好的隔热、密闭措施才能达到安全储粮的目的。

１．２．２隔热需要解决的问题
（１）降低仓体外综合温度，解决钢板浅圆仓夏季隔热问题；
（２）解决仓顶、
仓壁昼夜温差过大问题，防止仓顶、仓壁内表面结露现象发生。

（３）结合仓房密闭工程，为有效地控温、控湿、控制水分，为安全储粮提供基础条件。

２
隔热设计方案
２．１
隔热设计方案探讨
结合钢板浅圆仓的特点，根据当时中央建库办
的有关精神，为使钢板浅圆仓具有较好的隔热密封性能，充分利用杀虫剂杀死害虫或虫卵，保证粮食无虫害；同时为了确保粮食安全过夏，仓内温度不至于太高，达到中央储备粮安全储粮的要求，有必要对钢板浅圆仓进行隔热、密闭处理。

但考虑投资、施工难度、方案的可行性等多个方面，我们最初提出了以下几种方案做比较：①第１种方案：维持钢板仓现状，不做处理；②第２种方案：喷涂隔热涂料；③第３种方案：外壁做骨架，做外封板，中间填充聚氨脂发泡材料；④第４种方案：内壁做木龙骨，纤维板衬垫（空间填聚氨脂发泡）。

下面对各种方案作大概阐述，了解其优缺点，以
便确定较好的实施方案。

（１）第一种方案：维持钢板仓现状，不做处理。

由于钢板仓壁及仓顶钢板厚度均较薄，而钢板又是热的良导体，无论夏天还是冬天，仓内壁附近处温度随外界温度变化较大。

如果装了粮食，由于粮食是不良导热体，靠近仓壁２００￣３００ｍｍ厚度的粮层会随着外界温度变化而变化。

越靠近钢板仓中间部分粮温的变化相对较小。

在不做处理的情况下，对储备粮的储粮安全是没有保证的。

因为没做任何处理，仓壁与仓顶板连接处，门洞口、仓壁板交接处，钢板仓安装时板的接缝处等会有许多漏气的地方，气密性肯定也达不到要求，不利于安全储粮。

（２）第二种方案：喷涂隔热涂料。

隔热涂料有很多种，其中以进口高效空心陶粒隔热涂料效果较好。

如美国盾牌涂料原来是用在航天飞机的外壁，保温、隔热、耐磨擦效果较好。

同时使用隔热涂料前，对仓壁仓顶及其他缝隙处的气密做法仍需要用聚氨脂发泡料或树脂胶来填充、堵塞。

这种方法施工简单，但在国内没有做过，特别是对长期储粮的粮仓更是没做过。

且价格较高。

（３）第三种方案：外壁做骨架，做外封板，中间填充聚氨脂发泡材料。

这种方法是先在仓外壁５０￣
８０ｍｍ之间设置一骨架，可用角钢Ｌ５０×４斜向连接做支撑，外面再用铆钉固定０．５ｍｍ厚的镀锌平板或
彩板，在其中间空间填充聚氨脂发泡料。

仓顶隔热保温密闭的聚胺脂发泡做在仓内，不需垄骨，直接喷涂３０至５０厚聚氨脂。

该种方法既起到保温隔热的作用，又起到了密闭作用，就象做成了一个冷库，将钢板仓密闭在里面，对安全储粮是有保证的。

聚氨脂发泡施工也较简单，质量容易控制，既有国家标准也有行业标准，对于曲面结构，效果也特别好，是大家公认的保温、隔热、气密效果较好的材料，而且价格也不太贵。

聚氨脂寿命可达２５ａ左右，５０￣８０ｍｍ厚保温层相当于４９０砖墙的保温性能。

（４）第四种方案：在钢板仓内壁做纤维板，空间填聚氨脂发泡。

这种方法对防止粮食结露效果较好，但由于纤维板易损坏，仓内壁粮食摩擦力较大，以后使用较麻烦，使用、维护、运行费用较高。

综上所述，以上四种方案各有利弊。

由于钢板仓的隔热当时在国内尚无先例，也没有国家标准或行业标准，进口隔热涂料等属于新材料，因此，根据专家论证会的建议，最终采用现场发泡聚氨脂及隔
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热涂料相结合的方法确定实施方案。

仓顶是隔热的重点部位，发泡聚氨脂及隔热涂料均应满做。

对于仓壁可采用两种材料满做；也可只做发泡聚氨脂；或做发泡聚氨脂后根据日照情况局部喷涂隔热涂料。

２．２隔热设计方案实施
（１）仓顶的做法：①仓顶铺８０ｍｍ厚阻燃型聚苯板；②聚苯板上面现喷２５ｍｍ厚阻燃型发泡聚氨脂；③发泡聚氨脂上在铺０．５ｍｍ镀锌铁皮；④镀锌铁皮上面喷涂高效空心陶粒隔热涂料；⑤顶、壁檐交处用发泡聚氨脂堵缝，进行密闭处理。

⑥顶、壁檐交处喷涂高效空心陶粒隔热涂料；⑦仓顶周围安装防风卡子。

（２）仓壁的做法：①在仓壁周围搭设脚手架；②在仓壁外连接７０×３０×０．７５ｍｍ的立筋；③外敷０．５ｍｍ厚镀锌波纹板；④仓壁板与镀锌波纹板之间现场喷７０ｍｍ厚阻燃型发泡聚胺脂；⑤根据日照情况，在镀锌波纹板上喷涂高效空心陶粒隔热涂料。

２．３隔热措施的依据
（１）粮仓外表面受到的太阳辐射强度和日照时数，以水平面为最大，东、西向其次，南、北向较小，所以仓顶隔热最重要。

由于仓壁为３￣４ｍｍ钢板，其热阻、热惰性指标、总衰减倍数、总延迟时间都很小。

另外，钢板仓装粮自动分级现象较明显，易发生异常情况，所以仓壁的隔热也很重要。

（２）隔热涂料能反射８４％的太阳辐射热，再加上辐射系数也很好，可降低室外综合温度，使钢板仓的热吸收变得很小，并且增加了钢板仓体的热稳定性，同时能大大减少昼夜温差。

（３）在仓顶铺聚苯板，从而阻止剩余的热量传入仓顶内壁。

（４）在聚苯板上面现喷发泡聚氨脂，使仓顶形成一个不透气的完整的壳体，达到密闭的作用，同时增加隔热的效果。

（５）在仓壁外面现喷７０ｍｍ厚聚胺脂，利用聚胺脂的高热阻阻止剩余的热量传入仓内壁。

（６）金属是不透蒸气的。

由于仓顶为０．８ｍｍ彩板，仓壁为３￣４ｍｍ波纹彩板，基本上可不考虑水蒸气对钢板的渗透。

３隔热施工方案
３．１材料的选择
根据业主方提出的要求及现场勘察，采用双组份聚氨脂作为保温隔热密封层，在保温层外部采用彩色压型钢板围护，起到美观、耐久、防雨、防火的作用。

３．２材质说明
（１）保温层：双组份聚氨脂是一种被广泛应用的保温隔热材料，保温隔热效果甚佳；采用现场喷涂发泡的施工工艺，这样做是为了使聚氨脂在发泡过程中完全填充在仓体上的空隙，发泡固化后的聚氨脂本身是由无数个相互独立的小气泡所组成，气泡间不能连通，使其形成了极好的密封效果，是其它保温材料无法比拟和替代的。

（２）围护层：为了美观、耐用、防雨和防火的需求，在保温隔热层外围采用小波纹彩色压型钢板将整个仓体围护起来，彩板使用白色，以利于抗辐射。

彩板外根据实际需要，可喷涂高效空心陶粒隔热涂料。

３．３施工方法
（１）清理原仓壁上的尘土等杂物。

（２）用聚氨脂板块贴在彩色压型钢板的背面，作为彩板与仓壁之间定位的垫块，然后用专用的卡具将彩板固定在仓壁的外围。

（３）将每块彩板之间用防水拉铆钉铆固。

（４）将双组份聚氨脂发泡剂用喷枪均匀地喷入彩板与仓壁的间隙中。

（５）待聚氨脂完全固化后，撤下卡具。

（６）重复上述过程，完成第二层彩板的固定。

整体工程的进展很类似土建工程中的滑模升板工艺，每次提升的高度约为９０ｃｍ。

（７）屋面的处理与仓壁的基本相同，但要注意彩板的接口处要用彩板做成收口条收边，以防漏雨，同时屋面上开孔必须作好防水处理，再喷涂聚氨脂发泡、高效隔热涂料，保证隔热密闭效果。

（８）檐口处应将屋面板延长出１５０ｍｍ，将雨水导下，并在阴角处用防水密封胶处理。

（９）门口处应用彩板作好封边，可在门扇上边喷涂聚氨脂，达到保温密闭的效果。

（１０）施工过程中应搭好脚手架。

综上所述，以上做法的好处在于：用隔热涂料降低仓体外综合温度，达到夏季隔热的目的；用聚苯板和聚氨脂再次降温，并解决昼夜温差大的问题。

用发泡聚氨脂解决仓顶、仓体密闭问题，同时增强隔热的效果。

该工程自２００１年底竣工交付使用以来，业主反馈隔热密闭效果甚佳。

（收稿日期：２００６－７－１６）
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