我國糧食倉房的類型有哪些？其相關儲藏性能怎樣？
淺談糧食儲藏對倉房設計的要求
張來林? 朱同順 李 昭 趙英傑 李建鋒
（河南工業大學 450052）
摘要 本文在總結多年來糧食倉房設計建設經驗的基礎上，從倉儲工藝角度，闡述了安全儲糧對倉房結構、門窗孔洞設置、倉房的儲糧性能和儲糧配套設施等方面的要求，並針對倉房設計中存在的問題提出相應的建議或改進措施。
關鍵詞 糧食儲藏 倉儲工藝 倉房設計 糧食倉房
建造符合儲糧要求的倉房是做好儲糧工作的首要條件，它應當具備下列性能：第壹從倉房結構上滿足安全儲糧的需要，具備良好儲糧性能，能保持儲糧品質，倉內糧食不黴爛、蟲蝕；第二進出糧環節實現機械化、自動化，糧食進出順暢、快捷；第三儲糧配套設施完善，能夠隨時監測糧情變化，擁有多種保糧手段，可以確保儲糧安全。
1 倉儲工藝對儲糧安全的重要性
1.1 倉儲工藝與土建設計的關系
倉儲工作者應在建倉前提出倉儲工藝對倉房結構的要求，倉房土建設計必須滿足倉儲工藝的要求，雙方相互配合，***同完成倉房建築的設計和建設施工。倉儲人員要參與建倉的全過程，發現問題及時改進。
1.2 倉房建設壹定要滿足糧食倉儲的需要
倉房用於儲糧，倉儲工藝合理與否對儲糧安全有著極其重要的影響。在計劃經濟時代，由於體制與條塊分割方面的原因，基建與儲運分兩條線管理，形成設計與倉儲工藝脫節，使倉房缺乏必備的倉儲設施和處理手段，結果導致：壹是建好的新倉出現“建完改”的現象；二是缺少儲糧設施，如18個機械化骨幹庫中所建的筒倉群存糧過冬就出現結頂掛壁壞糧事故，以致於壹些筒倉群長時間閑置，造成倉容浪費。因此，普及深倉儲糧技術，對加強倉儲工藝及配套設施研究具有十分重大的意義。
2 安全儲糧對倉房結構的要求
2.1 倉房必須堅固耐用
糧倉不同於其它建築物，除承受風載、雪載、地震等載荷外，還要承受相當大的糧食側壓力，尤其要考慮不同糧種、不同堆放方式、不同裝糧高度的糧食側壓力對倉壁的影響，以防墻體開裂；還要考慮不同糧種、不同裝糧高度對地坪的垂直壓力，預防地坪下陷。
由於糧種不同，小麥、稻谷的散落性是不同的，同樣的堆糧高度對倉壁強度的要求就不同。相同品種的堆放方式不同時，糧食對倉壁的作用力也是不同的。壹般情況下，不主張倉房超限裝糧。若散裝倉超限裝糧時，可在裝糧線高度距倉壁1m處的糧面上，按“梯形” 起臺裝糧；由於包裝倉的倉壁不能承受側壓力，不能直接用作散裝倉，若要裝散糧時，只能采用包打圍方式堆裝，否則就會出現問題。如1999年7月6日通報了江蘇某縣粉廠把包裝倉直接用作散裝倉，糧食未裝滿就發生了倉房倒塌的事故。流動糧食的動載荷通常是其靜載荷的數倍，對自流式倉型還要註意卸糧載荷對筒體及倉內設施的作用，不對稱卸糧或結拱糧突然倒塌都會使筒體出現裂縫、筒內設施損壞等事故。
早期倉房的裝糧高度低，是按擋土墻公式計算倉體受力。現有倉房裝糧高度增加，盡管墻體的厚度可能沒有增加，但大量使用鋼筋、水泥，並在墻體中增加多道圈梁，使墻體的強度大為增加。此時不能簡單按擋土墻公式計算墻體強度，而是要按橫向受力傳遞、排架結構計算。
地下倉的倉頂不得有坑、鼠蟻洞穴，並用黏土分層夯實。距拱腳10m範圍內不能有高桿樹木。地下倉的防護坡要盡可能保持自然坡度，種植草皮以防止滑坡，洞口上應防止雨水漫流。
2.2 倉房門窗、孔洞的設置
倉房的門窗、孔洞設置要考慮糧食進出倉工藝和日常管理的方便性，倉門高度、寬度都應考慮儲糧機械的進出，倉房窗戶的大小、數量與開啟方式是否符合通風、補倉需要。倉外地坪硬化要能夠承受風機與進出糧機械行走。
2.2.1 倉房的窗戶宜少、尺寸要符合補倉需要
早期的倉房窗戶主要用於采光和自然通風，而現有倉房都配有照明、風道和風機等設施，窗戶主要用於散（換）氣、排塵或糧食補倉。若仍按倉房每開間開窗進行設計，窗戶數量太多直接影響到倉房隔熱與氣密性能。建議將窗戶的數量減半，倉門上方因有雨搭，保管員開關不便，不設窗戶；窗扇宜單扇平開或上開,不宜采用雙扇平開窗、推拉窗；窗戶尺寸要滿足倉外機械補糧需要。
2.2.2 倉門宜少、宜避陽
倉門的朝向與數量既要考慮糧食進出的快捷方便，又要考慮安全儲糧，還要兼顧庫內道路規劃和鐵路專用線的裝卸方便。
在生產中，通常是朝著倉內壹側墻壁退著裝糧的，地坪上又布有風道，10～15m輸送機無法在倉內掉頭，減少倉門數量既可以減少建設投資，又可提高倉房的氣密性。因此，建議：小跨度儲備倉的倉門設計在壹側，且避開陽光直射位置；大跨度倉房的兩側設門並按非對稱型布置，其中主倉門設計大壹些，有利於機械進出，其它倉門做的小壹些，有利於倉門的密封。
2.2.3 倉房糧情檢查小門或進人孔的設置
由於儀器檢測不能完全代替人工的感官檢測，保管員時常進倉檢查糧情，倉房糧情檢查小門或進人孔的設置應該方便保管員進出。
淺糧層倉型如平房倉的每倉（廒間）只需要壹個糧情檢查小門。在門口處設垂直爬梯，不利於保管員攜物上下糧堆。建議糧情檢查門設在倉房的北側或山墻處，並在倉外設斜梯，方便保管員攜帶物品上下。有的糧庫在平臺上設有小屋較好，可用於存放儲糧資料與卡片、查糧器具。
深糧層倉型如在淺圓倉、筒倉的頂部必須設置進人孔，其位置要靠近檐口處，在筒壁內側設爬梯，方便保管員上下。高大筒倉底部也要設進人孔，用於空倉清掃與設備維修。進人孔結構既要方便保管員開啟，又要便於儲糧時密封。各淺圓倉之間應在檐口處設人行棧橋，以方便保管員行走。
早期淺圓倉的進人孔位於倉頂中心，不利於糧情檢查。目前大多數糧庫進行改造，將壹出風口改成出風、進人兩用。即有的筒庫曾使用吊籃供人上下，由於吊籃上下時會發生旋轉運動，不安全，故現基本不用。
2.2.4 擋糧門的設置
散糧對倉壁有著巨大的側壓力，平底倉的倉門壹般不直接承受糧食的側壓力，而由擋糧板（門）承受。倉房的擋糧板（門）下部設有卸糧口，用於擋糧板（門）打開前的糧食出倉。擋糧板（門）有多種形式，擋糧板安放雖有不便，但出糧方便；擋糧門開關方便，但從卸糧口放糧後，仍有部分糧食堵著擋糧門，只能用吸糧機或人工排糧解決，不如擋糧板方便。淺圓倉宜用擋糧門，平房倉也建議選用擋糧門。如果選用擋糧板，在墻體的U型固定槽上應留有缺口，以方便擋糧板的安放與拆除。采用“V”字形擋糧板時，門洞內壁上方應有頂罩，否則會在擋糧板處形成三角深洞，加上倉內光線暗淡，對保管員查糧形成安全隱患。
2.3 倉房的儲糧性能
糧食既是熱敏性的物質，又是吸濕性很強的物質，高溫、高濕環境易造成糧食品質下降，引起糧堆局部甚至全倉糧食的發熱黴變。因此，要求倉房具有良好的隔熱、防潮和氣密性能。
2.3.1 防潮防漏性能
倉房的屋面、墻體、地坪、風道等處的滲漏或返潮，極易引起糧食受潮黴變，必須加強這些部位的防漏、防潮處理，使之符合糧食安全儲藏的需要。
常用的防水材料有高聚物改性瀝青卷材（塗料）、合成高分子防水卷材（塗料）、細石防水混凝土、瀝青基防水塗料、剛性防水層、平瓦等。在防潮層布置上應盡量使水汽在通路上做到“進難出易”，壹般設置在保溫層的高溫側，以避免保溫材料內部出現水分凝結，降低隔熱效果。淺圓倉儲糧多，不易倒倉，更要註意倉體的防漏、防潮問題。對糧倉來說，防潮與防滲同等重要，尤其是淺圓倉卸糧通廊與沈降縫應按防滲標準處理。
倉房上部排風扇孔洞的外側應有擋雨蓋，避免雨水滲入，內側有密閉門，避免熏蒸時漏氣。
2.3.2 隔熱保溫的性能
倉房圍護結構特別是房式倉屋面是外界熱量傳入倉內的主要途徑，要保持倉內儲糧的低溫狀態，必須提高倉房的隔熱效果。
倉房隔熱有兩種方式，靜態法與動態法，在生產中常用靜態法隔熱。⑴在屋面上增設實體材料隔熱層，利用屋頂材料層的熱阻和材料蓄熱，提高結構的隔熱性，從而降低夏季時屋頂內表面的平均溫度及溫度波動範圍；⑵在屋面上增設通風層，利用通風層遮擋陽光，使屋頂變成兩次傳熱，避免太陽直接輻射在圍護結構上，同時在風壓作用下，自然通風帶走夾層中的熱量，減少倉外熱空氣對屋面的影響，降低倉內溫度；⑶倉內用隔熱材料吊頂，把透入屋頂的熱量隔在吊頂之上，同時在山墻上安裝排風扇，利用夜間低溫時通風，不斷將屋脊下三角地帶的積熱排出倉外，提高吊頂的隔熱效果；⑷在屋面上刷白、敷設錫箔紙或噴刷反射系數大的塗料，反射陽光的輻射熱，可降低倉溫2～5℃，如美國盾牌反光塗料、良寶特種隔熱塗料，但隔熱效果與塗面的潔凈程度密切相關，刷塗1～2mm石膏漿的效果也較佳，經濟簡便、耐曬、耐沖刷；⑸彩鋼屋面可采用彩鋼扣板加巖棉、復合聚苯板、內屋面噴塗聚氨酯等方式隔熱，安裝壓型板時要註意對接板縫的隔熱與氣密處理；⑹倉墻增加保溫層，在淺圓倉砼壁外留10cm的間隔層、再加砌15cm厚的加氣混凝土塊，或者外墻噴塗聚氨脂30～50mm厚，外蒙鐵絲網，再刷沙漿層保護，平房倉可在空肋墻中直接充填聚苯板隔熱；⑺凡不影響倉房建築和工作的庫區如昆明直屬庫、柳州國儲庫，可種植爬墻虎或桿高冠大植物，以降低陽光對倉體的直接照射。
為了提高倉房的隔熱能力，要選用導熱系數比較小的材料，如膨脹珍珠巖、玻璃絲棉、發泡聚氨酯、聚苯乙烯泡沫塑料等，並要註意材料層的排列，最好采用多層材料組合的吊頂，從而發揮各層材料的特性。如果復合結構的內側采用適當厚度的重質材料或用輕質材料夾芯，則能進壹步提高其熱穩定性。采用新型節能冷光源替代白熾燈照明，也能減少倉內的溫升。
2.3.3 倉房應具備既密閉又通風的性能
倉房通風、密閉的性能對安全儲糧十分重要，門窗開啟通過自然或強制通風可以促進糧堆氣體交換，降溫散濕，防止儲糧發熱黴變。
降倉溫通風是倉房日常管理中，尤其是低溫儲糧管理中的壹項操作較為頻繁、辛苦，經常需要在半夜開機，倉窗的自動開關是實現降倉溫自動操作的關鍵步驟，對延緩糧溫上升速率、提高工作效率、降低勞動強度意義重大，而且改造投入不是很大，功效卻較為明顯，現有多個糧庫進行改造。
實現糧堆通風的自動控制，還需要增加進風口的自動控制裝置與固定通風機，現只有少數糧庫的個別倉房實現了此功能，而每年的有限次數通風操作和投資費用較大的原因限制了在大多數糧庫的推廣。
倉房具有良好的氣密性，對糧食保管、氣調儲藏或熏蒸殺蟲都有利，既可以減少糧食與外界空氣接觸，避免外溫外濕的影響和害蟲感染，使倉內糧溫、水分維持穩定狀態；又可以在使用化學藥劑熏蒸時，維持倉內氣體的有效濃度與配比，獲得良好地殺蟲效果。
我國現有倉房對熏蒸氣密的要求是：對倉房的門窗孔洞密封後進行氣密性檢查，500Pa壓力下的半衰期平房倉不小於40s、淺圓倉不小於1min。這是1998年新倉建設驗收確定的臨時標準，在熏蒸過程也顯露出毒氣難以維持、需增補投藥和殺蟲效果差等問題，不應作為制定相關新標準的依據。隨著新倉設計水平的提高，新倉氣密性有明顯提高，建議適當提高倉房的氣密標準，在倉房的門窗孔洞密封後，500Pa壓力下的半衰期：平房倉不小於100～150s、淺圓倉不小於2～3min。在後兩批的200億斤倉容建設中，在采取氣密措施後，多數倉房都達到了此標準，在相同用藥量條件下，壹次投藥就取得較好殺蟲效果，且對科學使用磷化氫、減緩產生抗藥性有利。
2.3.4 倉房要有防鼠、防雀設施
在儲糧期間應防止鼠雀為害，鼠雀不但耗費大量糧食，而且排泄的糞便還會汙染糧食。為了防鼠雀，要求倉房的地坪、倉墻、門窗必須堅固密實，不允許有孔洞。倉房必須設置防雀窗網（網孔≤1cm）及防鼠門板（高度0.6～0.9m）等。為了提高倉門的氣密性，有時需要在門框內側10cm處預埋塑料槽管，因此要求安放防鼠板的位置定在倉門內側的15cm處。
3 安全儲糧對倉房配套設備的要求
18個機械化骨幹庫筒倉的應用案例證明，僅有結構性能良好的倉房還不夠，還需要配備完善的儲糧設施，提高糧庫檢驗與處理突發事件的能力，以確保儲糧安全。主要的儲糧設施有：
3.1 糧情測控系統
糧情測控系統是糧庫長期儲藏糧堆的必需設施，糧堆溫度、水分等參數的檢測數值是保管人員了解深糧層糧情變化趨勢、進行糧情分析的重要依據與信息來源，並由此及早發現問題，采取相應技術措施。
目前大多數糧庫都配有糧情測控系統，但其功能、溫濕度參數檢測與數據采集、糧情分析與控制、不同檢測系統的兼容與數據***享、元件密封等方面還需完善提高。近年來對糧食儲運新技術與設備優化集成示範項目的研究，已開發出多套糧堆智能通風控制系統，將進壹步完善了糧情控制的功能。
3.2 通風降溫系統
通風降溫系統是各類倉房的必備設施，它具有均衡糧溫，有效防止水分擴散、糧堆發熱黴變，改善儲糧性能等作用，而且還是環流熏蒸、谷冷機應用的基礎。在選用或布置時須註意：
3.2.1 風道選用與布置原則：在選用風道時必須考慮倉房用途、進出倉作業形式、通風途徑比等因素的影響，在壹棟倉（廒間）內只能布置壹種風道形式。應當按送風均勻、有效通風的要求選擇，風網工藝應簡單、對稱，風道出風面大、通風阻力小，施工或安裝、操作管理都方便的風道。風道沖孔板強度應能承受糧食或設備的載荷，篩板開孔率≥25%。
3.2.2 通風設備應使用安全可靠，操作簡便，風機壓力應能克服通風系統的總阻力，風機風量應滿足換氣、降溫、降水、調質等不同通風目的的需要。
3.2.3 降倉溫可選用軸流風機，每倉（廒間）壹般選用2～4臺，建議安裝位置盡可能要高。通風時打開北窗、啟動南墻上的排風扇或打開倉房最裏端窗戶、啟動單側山墻的排風扇，使冷風進倉最大限度地帶走屋脊下三角地帶的高溫。
3.2.4 降糧溫可選用離心風機或軸流風機。軸流風機的風量大、風壓小，具有能耗低、糧食失水少等特點，但通風時間長，適用於通風阻力較小的系統和低溫季節較長的糧庫；通風時，打開風道的進風口，關閉倉房的門窗，開啟多臺軸流風機降糧溫。離心風機風量大、風壓大，具有降溫快、通風時間短的特點，但能耗較高，糧食失水多，適用於通風阻力較大的系統和需搶時間通風的場合；通風時，打開倉房的所有門窗，開啟風機通風，廢氣能夠通暢排出倉外。
建議單側通風倉房的進風口應設在倉房北側，此處溫度低，對糧堆降溫、谷冷操作、熏蒸作業有利。
3.2.5 進風口的結構應滿足進風口蓋板開關方便、與設備對接方便、進風口隔熱氣密好的要求。對隔熱氣密差、開啟麻煩的進風口，可采用圓型進風口或改成雙鉸鏈門和蝶形鏍母、搭扣、旋轉門或拉桿彈簧等緊固形式，加用厚膠條和增加進風口保溫等措施加以解決。
3.3 環流熏蒸系統
環流熏蒸系統是糧庫，特別是溫帶以南糧庫儲糧的必要設施，它可以使毒氣在糧堆內快速均勻擴散，減輕投藥的勞動強度，減少接觸毒氣的時間，取得良好的殺蟲效果。在應用中需註意：
3.3.1 在生產中，熏蒸管路常與倉內的通風系統相結合，設計成通風—熏蒸***用系統，將通風道用作擴散器，使毒氣均勻地分布在糧堆內，有利於提高熏蒸效果、降低熏蒸設備的投資。
3.3.2 磷化氫是壹種易燃易爆氣體，為了防止磷化氫的燃爆，風機葉片的最大線速度不得大於40m/s，磷化氫燃爆的下限濃度為26g/m3，因此，進入風機的毒氣濃度不得超過1.7%。
3.3.3 在FAO編寫的《亞熱帶谷物通風》壹書中，所推薦的環流熏蒸的單位通風量為q=1.5m3/h?t，但對於磷化氫的環流熏蒸，平房倉的單位通風量q≤0.5m3/h?t，高大筒倉的q≤0.3m3/h?t。
3.3.4 為防止磷化氫氣體燃爆和空氣阻力過大，環流管中的風速壹般應限制在15m/s以內，環流主管道的直徑應大於100mm。在1998年新倉建設中，所推薦的主環流管內徑為φ125mm，進風口處環流接口內徑為φ65mm。
3.3.5 在環流熏蒸中，目前相應規範推薦的或生產中使用的產氣方式有鋼瓶裝混合氣法、磷化氫倉外發生器法和動態潮解法三種，試驗與生產應用證明：殺蟲效果與熏蒸濃度有關，而與產氣方式無關，但熏蒸費用與產氣方式密切相關。從“安全、經濟、有效、實用”的原則考慮，“動態潮解”法操作簡單安全、費用最低，故得到廣泛的推廣應用。
3.4 谷物冷卻系統
谷物冷卻系統可用於應急處理發熱糧、防止結露、高水分糧保管、抑制蟲黴、保持品質等場合。其應用特點是：
3.4.1 直接冷卻糧堆，糧食降溫快，散裝糧堆保溫性好，復冷間隔時間長，無需建造專門的低溫倉。
3.4.2 及時冷卻，制止潮糧發熱黴變，延長存放期，為幹燥通風降水贏得時間。
3.4.3 合理操作是決定谷冷效益的關鍵點，壹要註意選擇合理的冷卻通風時機，盡量不在高溫、高濕時開機；二要正確操作設備、調整工藝參數，使谷冷機在處經濟運行狀態下工作，解決冷卻電耗過大等問題。
3.4.4 谷冷機適用於保管水分稍高或對溫度較敏感的糧種，如加工出口優質稻米，無低溫季節或在夏季處理發熱糧的糧庫。有人做過經濟比較，使用谷冷機糧堆降溫消耗電費低於水分減量所引起經濟損失。
3.5 減緩分級與防破碎裝置
當糧質較差或爆腰率較高的糧食采用機械入倉時，尤其是集中進糧倉型較為高大，糧食落差較大，極易形成糧食的自動分級或嚴重破碎，需采取減緩分級或防破碎的措施。
減緩雜質分級的最有效的措施是主動清理，提高入倉的糧食質量，但過篩除雜會減少糧食的數量，在政策或價格上不能彌補重量損失時，壹些糧庫不願清理。被動的措施是在進糧口處增加布料器、分糧傘等裝置或采取中心管入糧、多點入糧等方式，但壹些裝置還不能取得較好地減緩分級的效果。
減少糧食破碎的最有效環節應當是控制幹燥工藝參數，即選擇適宜的熱風溫度和降水速率，風溫過高、降水過快都容易造成糧粒爆腰；其次是控制糧食在提升輸送過程中的機械破碎；在深倉型的進糧口處增加溜槽、伸縮管或在減壓管內加導流器等，減緩入倉糧食的下落速度，可控制入倉糧食的破碎問題。據生產使用反映，雙漏鬥溢流、導流器減緩破碎的效果較好。
3.6 糧倉應考慮進出糧的機械化操作
糧庫儲糧數量多、體積大，有時需要快速周轉，在設計倉房時必須考慮進出糧、翻倒倉的機械化問題。這對港口中轉倉、加工廠的原料倉、各種用途的筒倉、大容量的淺圓倉尤為重要。但受當地的經濟發展、交通狀況、運輸方式、勞動力價格等因素的制約。
在確定糧食進出倉工藝時，要綜合考慮倉房結構與倉內設施狀況，如倉房門窗的大小與開啟方式，6m以上糧堆的糧食補倉，倉內風道布置與進出倉機械移動等問題，然後確定進出倉工藝，選擇配套的機械設備。
平房倉造價低，但糧食進出倉操作麻煩，時間長，成本較高，在發達國家中屬於所占比例不高的倉型，我國由於國力所限，現有平房倉數量較多，在今後建設中也要逐步減少平房倉的數量。目前我國平房倉進糧壹般采用移動式皮帶輸送機，也有用入倉機或吸糧機從倉窗處進行補倉；出糧壹般采用扒谷機與移動式輸送機相結合，也有采用人工出糧方式。
筒倉造價較高，但糧食進出倉快捷。筒倉群通常配有工作塔，塔內設置提升、清理、檢斤、除塵等設備，筒倉頂部與底部都設有水平輸送機，借此完成糧食進出倉作業。
淺圓倉屬於中轉—儲備兼用倉型，其造價、進出倉操作介於平房倉與筒倉之間，而且大糧堆的儲糧穩定性優於兩者。淺圓倉進糧由提升機與倉頂輸送機完成；出倉時大部分糧食依靠自流，由倉底輸送機帶走，剩余的20～30%的糧食由裝載機、清倉機、扒谷機和吸糧機等方式完成，此時的卸糧速度可能達不到設備設計的產量與所需時間。
在目前使用中，淺圓倉反映最多的問題是：淺圓倉作為儲備倉使用，進出糧工藝卻按中轉倉模式設計，機械設備長期閑置，維護費用高。
總之，倉房設計要與各項儲糧技術和“四散”技術結合起來，確保糧食數量真實、質量良好，確保在國家急需時調得動、用得上。