金属波纹板屋盖平房仓整仓气密改造试验*

吴 琼，曾雨桐，黄 军, 张来林,胡学润,于 博, 魏 超

（1.河南工业大学粮食和物资储备学院，郑州 450001；2.江西省宜春市发展和改革委员会，江西 宜春 336000；3.江西省宜春市靖安县粮食安全保障中心，江西 宜春 330000；4.郑州豌豆芽智能科技有限公司，郑州 450003）

随着科技发展和绿色储粮技术在国内大量应用， 良好的仓房气密性能成为绿色储粮技术有效实施和保证储粮安全的关键。 金属波纹板屋盖平房仓是我国早期托市粮收购政策实施期间兴建的简易平房仓型之一，具有建仓成本低、工期短的特点，但其气密性极差[1]，整仓气密检测时难以达到500 Pa 的测试压力， 远不能满足当前绿色储粮对仓房气密性的要求。每年入粮前，对此类仓房进行气密处理成为粮库不可避免的工作， 该过程耗时费财、 处理量繁重、效果又差。 因此，提高此类仓房气密性能成为粮库改造中亟待解决的首要问题。

基于金属波纹板屋盖平房仓结构特点和改造难点，郑州豌豆芽智能科技有限公司与粮库、院校组成产学研攻关团队， 在总结分析粮食行业前期多种改造方案，如屋顶及仓壁上喷涂气密涂料、仓内吊挂龙骨或轻型钢材吊顶等基础上， 前期应用仓内“吊顶膜”的改造方案[2-4]，在金属波纹板屋盖平房仓粮面以上空间气密性改造取得较好的效果。 此次又对这类仓房进行了整仓气密改造， 使其满足绿色储粮的需求（图1）。

图1 金属波纹板屋盖平房仓

1 试验地点

改造仓房位于江西省宜春市靖安县仁首粮管所新库区内的平房仓11 号廒间， 廒间尺寸为30 m ×21 m，仓顶为金属波纹板屋盖结构，装粮线为6 m，檐高8 m，墙体厚3.7 m；廒间共有仓窗6个，轴流风机孔4个，仓门2个，单侧墙面上有通风口4个；东西山墙上（吊膜上方）各有2个通风孔，东侧孔洞中装有轴流风机。

2 整仓气密改造使用材料与施工工艺

2.1 膜材料的组成

试验所用的吊膜与墙膜同前期的 “吊顶膜”材质，为定制的高强度拉伸膜，地坪处理材料为PVC防水卷材。

2.2 施工工艺

整体施工工艺可分为仓顶吊膜、墙面挂膜、顶膜与墙膜热合、地坪密闭处理、通风口及仓门处理等5个施工环节。

（1）仓顶吊膜施工。吊顶膜整体施工工艺与金属波纹板屋盖平房仓“吊顶膜”气密改造工艺相同[2]，即先在仓顶圈梁部位安装槽钢件， 再将预制的整张建筑膜材吊装在标准槽钢上。 为防止气密测试或充气等作业时而引起仓内压力变化而导致的吊膜上下波动，对顶梁造成破坏，在仓顶的槽钢处设置钢架与高强度钢丝绳， 吊膜通过膜贴合方式固定在钢丝绳上，钢丝与钢丝交叉处通过螺母固定，从而将安装的吊膜固定在顶梁高度的平面处。

（2）墙面挂膜施工。 为保证膜材与墙体贴合紧密，先把四周墙体打磨平整，刷上墙体固化剂，然后把墙膜平整粘贴到墙面上， 膜材与膜材拼接处使用同质膜材粘合密封，以免在膜材连接处产生缝隙，导致漏气。 同时，在施工过程中，分段固定密封与铺设在墙面上的测温电缆。

（3）吊膜与墙膜热合。当吊膜与墙膜分别固定好后，在墙壁上方的圈梁处，通过热熔法将仓顶吊膜与墙面挂膜粘合在一起，在内形成一整张气膜（如图2左）；最后在吊膜上铺设保温棉，使其兼具良好的气密和隔热效果。在吊膜与墙膜热合时，为保证二者粘合紧密与施工方便，在吊膜固定时，可预留30～50cm长度作为披帘，通过披帘与墙膜热合，可达到粘合紧密、施工方便的效果。

图2 顶膜与墙膜热合(左)、地坪密闭处理(右)的效果

（4）地坪密闭处理。先清洁地坪、处理裂纹处，再在地坪上铺设PVC 防水卷材，最后使用打密封胶方式处理墙膜与PVC 卷材的衔接处（如图2 右）。

（5）通风口及仓门处理。 根据现有仓房实际情况，更换通风口上的密封胶条，并在通风口盖板门上加装4 只紧固手轮，以提高通风口气密性。仓门内侧处安装双槽密封槽管，用胶条结合薄膜法密闭仓门。

3 粮情测控与安全防护系统

根据整仓气密改造后仓房的特点， 配备相应的粮情测控与安全防护系统，并设置有多功能控制柜，具备粮情测控、水分含量预警、压力预警、火灾预警及能耗测算等功能， 以满足仓内作业与储粮安全的要求。

（1）在墙面挂膜期间，分段固定密封与铺设墙体测温电缆； 在装粮线以上位置预留粮情检测链接端口，方便与入粮后埋设的测温电缆和测水电缆相连，进行粮堆温度及水分检测。 在仓内粮面空间设置温度感应装置，各温度感应器与仓外控制柜相连，使整个系统具有检测和记录墙体、膜上和膜下温度功能。

（2）通过手自一体的通风控制系统，可根据仓内膜上温度、仓外温度的温差，通过智能分析，开启自动排积热通风或提示工作人员自行选择手动通风，同时可记录通风时间等数据。

（3）在仓内膜下空间设置压力传感器，与仓外控制柜相连，并设置仓内正负压力报警阈值，使系统具有检测仓内压力的功能， 当充气或抽气作业超过或低于设定值时，系统会自动启动安全报警功能，防止作业时仓内外压差过大对仓房结构造成破坏。

（4）系统具有气密性检测功能，在气调前进行自检，还可通过控制阀门实施气调作业。

（5）在仓内安装4～5 只消防烟雾报警器，并与仓外控制柜相连，使系统具有消防安全报警功能。

（6）系统具有智能控制空调的功能，根据仓内温度变化， 通过设置空调启闭的阈值温度实现仓内空调智能控温，实现控温作业的智能化，降低控温作业成本。

（7）在控制柜内安装电表，与各控制系统相连，可及时统计仓内各个作业的能耗，计算用电量，核算作业成本。

（8）控制柜配备气调阀门的控制单元，可实现智能充氮作业和与空调相结合的智能内环流粮堆控温控水作业。

（9）仓内膜上装有摄像头，工作人员可随时查看仓内情况。

4 整仓气密改造效果

为验证整仓密闭改造的效果， 在仓房完成施工后，做好仓房密封工作，检测风机通过蝶阀与安装在仓体上的通风口相连， 压差计与仓外浓度检测管相连，通过风机将空气送入仓内，检测仓内压力500Pa衰减至250 Pa 的时间，检测结果见表1。 金属波纹板屋盖平房仓经吊膜与墙膜及地坪密闭处理后，整仓气密性500 Pa 压力下的半衰期： 最低值为169.03min （通风口有少量漏气）、 最高值为237.67min，且测试时仓体或部件各部位均无异常现象发生， 表明整仓气密改造使简易平房仓达到极好的气密效果，远高于现有国标对气密性的要求。

表1 改造后金属波纹板屋盖平房仓整仓气密性检测结果

5 仓房气密性改造的意义

5.1 简化储粮步骤，降低劳动强度

传统的覆膜气密改造仅能实现粮面以下部位低水平的气密性，不同作业应用时，频繁揭膜与覆膜已成为保管员不可避免的繁重的任务。 这项工作不仅劳动强度大，存在安全隐患，还有效果差、耗时长等问题。实现整仓气密后，可简化以前熏蒸或气调作业准备过程中的多个操作环节，大大提高工作效率，减轻保管员的工作量。

5.2 提高空调冷源利用率，科学储粮智能升级

采用传统粮面覆膜时， 空调的冷量仅能用于降仓温，若想冷却粮温，只能通过膜下布置回流管，采用膜下环流方式，达到粮堆降温要求，此操作增加了环流系统的设计难度与投资费用。 若实现整仓密闭后， 通过环流系统可同时达到降低粮温和仓温的目的，且环流系统结构简单，操作方便，储粮成本降低，储粮效果好。

5.3 节约储藏能耗，降低储粮成本

传统平房仓粮面覆膜储粮，除操作繁琐、工作量大外，密封效果也达不到要求，且薄膜属易损耗材，使用一两年就需更换，也增加了储粮成本，仓房实现整仓气密后，对提高气调效果，维持气调浓度，提高空调制冷效果等方面都大有助益， 对于节能减排也有积极的意义。

5.4 方便粮情处理，有利粮食安全

在覆膜储粮时，如遇到粮情突变，必须进行揭膜处理，且处理好后又需再次覆膜。 相比之下，整仓密闭处理操作简单，有利于及时处理异常粮情，对安全储粮有利。

6 总结

针对简易顶平房仓气密存在的不足， 通过仓顶吊膜、墙面挂膜和地面PVC 板材处理方式，对金属波纹板屋盖平房仓实施整仓气密改造， 使仓内整体形成一个完整的密闭空间，加上吊膜上铺保温棉，有效提高了金属波纹板屋盖平房仓的气密隔热效果，为此类型仓房气密性改造提供了一种新途径， 也为其它仓型的气密性改造提供参考。 通过整仓气密改造， 可达到简化储粮环节，降低劳动强度，提高空调利用率，科学储粮智能升级，节约储藏能耗，降低储粮成本，方便粮情处理，有利粮食安全的效果， 在粮食储藏行业有广阔的应用前景。