架空菱镁板保温隔热技术在低温储粮技术中的应用

◎ 张京津，牛亚丽

（郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450053）

我国是世界上的粮食生产大国，粮食安全与社会的和谐、政治的稳定、经济的持续发展息息相关。古往今来，粮食安全都是治国安邦的首要之务。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央始终把粮食安全作为治国理政的头等大事。党的十九大报告更是旗帜鲜明地指出，确保国家粮食安全，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。实施食品安全战略，让人民吃得放心。现阶段，最大程度地解决人民群众日益增长的食品安全需要与食品安全风险突显及食品安全事件频发之间的矛盾，是当前与未来一个时期食品安全风险治理领域的紧迫而又重要的任务。而在粮食储存过程中，通过使用无公害防治方法来防治储粮害虫，是安全储粮的重中之重。所以在新的时期，绿色储粮是科学保粮的必然要求。

绿色储粮是指采用有效的生态手段，避免化学药剂的污染，延缓粮食陈化，确保粮食安全卫生的综合性防治方法。粮食在储藏过程中常受虫、霉、鼠等有害生物侵害，造成质量的损失以外，还受到熏蒸药剂的影响，使粮食或多或少带有一定的药剂残留，造成化学污染。随着社会的进步和物质生活水平的不断提高，人们对减少粮食及其产品中有害残留的要求也越来越高。因此，实施绿色储粮具有极其重要的意义，它不仅是社会发展的需要，也是粮食储藏发展和人们生活水平提高的需要，是确保储粮安全、卫生、环保的必然选择。

1 低温储粮技术现状

目前，采用的绿色储粮技术主要有低温储粮、气调储粮、机械通风储粮、非化学药剂防虫治虫等技术。

低温储粮是指使粮堆平均温度长期保持在15 ℃以下，使得虫霉不能正常发育、粮食呼吸作用强度减弱、粮食的新鲜度得到保持、抑制虫霉成长发育和减少害虫危害的一种储藏方式。经过长期的实践与研究证明，15 ℃是理想的粮食低温储藏温度，低温储粮技术的应用，使得在储粮过程中不使用或减少使用化学药剂，不仅减少了粮食的化学残留，还降低了粮食仓库周围的环境污染，改善了粮食保管的工作环境，节约了费用和能源，提高了粮食企业的设计和经济效益。

低温储粮技术是一项公认的绿色储粮技术。目前国内盛行的低温储粮技术主要有自然低温储粮、机械通风储粮和压缩式谷物冷却机机械制冷储粮3种，自然低温储粮必须要有充足的冷源，受地域限制，而后两者需要消耗一定量的能源，不利于节能减排。架空凌美板保温隔热技术的应用是通过加强平房仓外围护结构的保温隔热性能，达到低温储粮目的的一种手段，通过阻隔仓顶传入仓内的热量，降低仓温、粮温，实现低温绿色储粮，尽管在建设过程中增加了一次性投资，但是满足绿色、环保、可持续发展的要求。

2 菱镁板的特征

菱镁复合板、发泡板系列产品主要由氧化镁、氯化镁和水组成，依靠玻璃丝布作增强材料，聚苯乙烯泡沫颗粒作保温材料，经化学反应一次性滚压制成，具有强度高、抗冲击、防潮、防水、隔热降温、隔音、绿色环保和无毒无味等特点。

架空菱镁板由30厚凌美发泡板、内燃支墩、60#轻钢龙骨及金属铝箔自粘防水卷材组成260 mm高架空层，并在屋脊处开设通风口，形成架空空间，使隔层气流流动畅通，如图1所示。通过与外界气流循环将屋面随时产生的热流层排出，达到降温效果。

图1 架空菱镁板空气间层图

凌美复合板隔绝仓顶可吸收70%～80%的太阳辐射热量，有效降低室内温度。其导热系数为0.050 W/m·K，经平房仓实践使用后表明：高温季节可降低6～12 ℃的仓内温度；仓内平均粮温可控制在20 ℃以下，最高表层粮温控制在24 ℃以下。

菱镁板为工厂批量化生产，施工现场采用装配整体式安装，重量轻、屋面负载小，架空菱镁板的使用仅仅增加20 kg/m2的屋面负载。同时，菱镁板还具有防火隔音、防潮耐水、抗冻性能强的特点，菱镁发泡板800 ℃时不燃烧，不燃性达GB 8624-2012 A1级，吸水率18%。菱镁板还具有一定的防水功能，发泡板上的金属铝箔自粘防水卷材可以起到很好的防水效果，且在改造项目中可使原仓顶的防水层免于风吹日晒，延缓老化，延长了原改造屋面防水材料的使用寿命。

3 架空菱镁板的保温隔热原理

屋顶是长期直接接受太阳辐射的部位，在整个建筑的热交换中有着重要的影响，平房仓的屋顶投影面积与建筑面积相同，因此，屋面部分的保温隔热措施对保证平房仓是否可能达到低温储粮效果起着至关重要的作用。

屋顶的保温隔热方法一般有屋顶加设保温层、架空通风降温、蓄水屋面、屋顶绿化、仓顶面涂刷反射涂层及浅色屋面等。由于粮食平房仓防水、防虫、密闭等要求，蓄水屋面、屋顶绿化还无法在平房仓中使用；屋顶加设保温层是目前新建平房仓普遍采用的隔热手段，虽然可使仓房的隔热效果有所改进，但仍然达不到理想的效果；而架空菱镁板屋面就是通过形成架空隔热层、仓顶面涂刷反射涂层及采用浅色材料三合一的手段达到低温储粮的目的。

3.1 形成架空隔热层

架空菱镁板通过内燃支墩和轻钢龙骨，在屋面形成260 mm高的架空层。一方面，可利用架空层外层的菱镁板遮挡阳光，避免太阳辐射热直接作用在仓顶；另一方面，可以利用架空菱镁板隔热层和屋顶之间的风压和热压作用，形成自然通风效果使空气不断流动，从而将热量带走，大大减少室外热作用对内表面的影响，降低下层屋面的温度，使得下层屋面传给粮仓内的热量减少，达到隔热降温的目的，如图2所示。因此在设置架空层时，应尽量使通风口基本朝向夏季主导风向，以便利用压差来增加架空隔热层与仓顶空气夹层的气流速度。由于仓房跨度一般较大，架空菱镁板还在屋脊处开孔架高，形成中部通气孔，更好地形成空气对流效益。

架空菱镁板屋面和目前采用的双层通风屋面，均能起到很好的保温隔热性能、通风散热性能和防排水性能，而架空菱镁板保温屋面在新建和改造仓中均可采用，且施工难度低、结构安全可靠，尤其在仓房改造项目中取得了很好的经济效益和社会效益，达到了低承载、低造价、高隔热的效果。

图2 架空层隔热原理图

3.2 仓顶采用浅色反射材料

材料表面吸收或反射太阳辐射能力，取决于材料的表面颜色、化学成分以及表面的光滑状况，而材料的表面颜色又是影响反射率的主要因素，颜色越浅，对太阳辐射的热的反射能力就越强。例如，表面为白色的材料的太阳辐射热反射率为0.8，而表面为黑色的材料的太阳热反射率仅为0.1。美国环境保护署和佛罗里达太阳能中心研究表明：使用聚乙烯膜和其他单层材料制成的反光屋面，约能减少50%的空调能耗，在夏季高温酷暑季节能减少10%～15%的能源消耗。因此，对于粮食平房仓来说，屋面采用浅色材料也是一种较好的提高屋面保温隔热性能的方法。

因此，在仓顶面采用一层白色太阳热反射材料，可提高屋面面层的热反射效率减少热量由仓顶向仓内的渗入，且这种处理手段在改造项目中几乎不会增加额外的荷载，对原屋面的承载能力影响较小。采用反光隔热材料，外温越高、太阳光越强，反光隔热材料的反射作用越明显，尤其在高温地区可大大降低涂层以下屋面对太阳辐射热的吸收，延缓粮温的上升速度，达到低温储粮的要求，确保粮食安全。

菱镁板上层采用金属铝箔自粘防水卷材，光滑色浅，不仅可起到防水效果，而且其日照吸收率（太阳辐射吸收系数）极低（为0.07），具有卓越的保温隔热性能，可以反射掉93%以上的太阳辐射热，能很好地提高屋面热反射的效率，提高仓顶保温隔热性能，减少室外温度对粮温的影响，达到低温储粮的目的。

4 结语

架空菱镁板屋面保温隔热技术的使用，不仅达到了绿色低温储粮的目的，而且也是一种采用保温材料和建筑设计手段达到被动式节约能源的目的，通过采用非机械电气设备干预手段，对建筑节能进行干预，具有绿色、环保、可持续发展的特点，在目前全球能源不断减少、能源危机日益严峻的形势下，意义重大。通过架空菱镁屋面隔热技术的采用，不但有限控制了粮食害虫的发生，减少了化学药剂的使用，降低了保管费用，提高了企业的经济和社会效益，如果在采用架空菱镁板保温隔热技术的同时配合粮面压盖进行隔热保冷措施，及采取一定的机械通风，其保温隔热效果会更加的明显。

参考文献：

[1]王若兰，白旭光，卞 科，等.粮食仓房隔热性能对储粮效果的影响[J].粮食储藏，2004，33（4）：41-44.

[2]韩福先，金 浩，陈 轶，等.菱镁复合板在彩钢板屋面高大平房仓仓顶改造中的实验研究[J].粮油仓储科技通讯，2012，28（3）：32-34.