中国的粮库有哪些类型？它的相关存储性能如何？

浅谈储粮对粮仓设计的要求

张来林？朱同顺李昭赵英杰李剑锋

(河南工业大学450052)

在总结多年粮库设计和建设经验的基础上，从仓储技术角度阐述了安全储粮对粮仓结构、门窗洞口设置、储粮性能、储粮设施的要求，并针对粮仓设计中存在的问题提出了相应的建议或改进措施。

粮食储藏；储藏技术；粮仓设计；粮仓

建设符合储粮要求的粮仓，是做好储粮工作的首要条件。应具备以下性能:一是从粮仓的结构上满足安全储粮的需要，具有良好的储粮性能，保持储粮质量，防止仓内粮食霉变和虫蛀；粮食进出口第二环节机械化自动化，粮食进出口顺畅快捷；三是储粮配套设施完善，可以随时监控粮情变化，有多种手段保证储粮安全。

1储藏技术对粮食储藏安全的重要性

1.1存储技术与土木工程设计的关系

仓储工人应在开仓前提出仓储技术对仓库结构的要求，仓库的土建设计必须满足仓储技术的要求。双方应相互合作，完成仓库建筑的设计和施工。仓储人员要全程参与开仓，发现问题及时改进。

1.2仓房建设必须满足储粮需要。

粮仓是用来储存粮食的，储存技术的合理与否对粮食储存的安全性有着极其重要的影响。在计划经济时代，由于体制的分割和条块分割，基建和储运分开管理，造成设计和仓储技术的脱节，使仓库缺乏必要的仓储设施和处理方法。于是，新仓库被“建后重修”。第二，缺乏粮食储存设施。如18机械化骨干仓库建设的筒仓群，冬季储粮时会发生坏粮事故，使部分筒仓群长期闲置，造成仓容浪费。因此，加强储粮技术及配套设施的研究，对推广粮食深层储藏技术具有重要意义。

2.安全储粮对粮仓结构的要求

2.1谷仓必须耐用。

粮仓不同于其他建筑，除了风荷载、雪荷载、地震等荷载外，还要承受相当大的粮食侧压力，特别要考虑不同粮食种类、不同堆放方式、不同装粮高度对仓壁的影响，防止墙体开裂；还要考虑不同种粮、不同装粮高度对地面的垂直压力，防止地面下沉。

由于谷物种类不同，小麦和大米的散射特性不同，同样的谷物堆积高度需要不同的壁面强度。同一品种以不同方式堆放时，谷物对仓壁的作用力也不同。一般情况下，不主张仓房粮食超负荷。如果散粮仓粮食超载，可按梯形在离仓壁1m的粮食装载线高度处装载在粮面上。因为包装仓的仓壁不能承受侧压力，所以不能直接作为散装仓使用。散粮要包装的话，只能用包裹的方式堆放，否则会出问题。比如7月6日，1999，江苏某县面粉厂获悉，包装仓直接作为散仓使用，粮食未满就发生仓塌。流动谷物的动载荷通常是其静载荷的几倍。对于自流筒仓，还应注意卸载载荷对圆筒和筒仓内设施的影响。拱粮不对称卸载或突然坍塌，会造成缸内开裂，损坏缸内设施。

早期粮仓的装粮高度较低，按照挡土墙公式计算粮仓的应力。现有粮仓的装粮高度增加了，虽然墙体的厚度可能没有增加，但使用了大量的钢筋和水泥，墙体中增加了多道圈梁，大大增加了墙体的强度。此时墙体强度不能简单按挡土墙公式计算，而要按侧向力传递和排架结构计算。

地下仓库顶部不得有坑洞、鼠洞和蚁洞，并用粘土分层夯实。拱脚10米范围内不能有高大的树木。地下碉堡的护坡应尽量保持自然，种植草皮防止塌方，防止雨水漫过洞口。

2.2仓房门、窗、洞的设置

粮仓的门、窗、洞的设置应考虑粮食进出技术和日常管理的方便，仓门的高度和宽度应考虑储粮机械的进出，仓门的大小、数量和开启方式是否满足通风和补充的需要。仓外地面要硬化，能承受风机和粮食进出口机械的行走。

2.2.1仓库应少设窗口，大小应满足补货需要。

早期的仓房窗户主要用于采光和自然通风，现有的仓房都配有照明、风道和风机，窗户主要用于通风、除尘或补粮。如果还是按照仓库每个房间都开窗来设计的话，窗户太多会直接影响仓库的隔热和气密性。有人建议将窗户的数量减半。仓库门上方因为下雨，保管员开关不方便，所以没有窗户。窗扇宜采用单扇水平或向上开启，不宜采用双平开窗或推拉窗；窗口大小应满足仓外机械补粮的需要。

2.2.2仓库门应少，避免阳光照射。

仓门的朝向和数量既要考虑粮食进出的速度和方便，又要考虑粮食储存的安全性，以及仓内道路规划和铁路专用线装卸的方便性。

在生产中，粮食在仓库里一般都是装回侧墙，地板上有风道，所以10 ~ 15m输送机在仓库里是不能调头的。减少仓库门的数量，不仅可以减少建设投资，还可以提高仓库的气密性。因此，建议小跨度储存仓库的仓门设计在一侧，避免阳光直射；大跨度仓库两侧设置门，不对称布置，其中主仓门设计得较大，有利于机械出入，其他仓门做得较小，有利于仓门密封。

2.2.3粮仓粮检门或人孔的设置。

由于仪器检测不能完全代替人工感官检测，所以仓管员经常进入仓库检查粮情，仓库内粮情检查小门或人孔的设置应方便仓管员进出。

平房仓等浅仓型，每个仓(室)只需一个粮检门。在门口设置竖梯，不利于保管员在粮堆上下搬运东西。建议将粮检门设在仓库北侧或山墙处，并在仓库外设置斜梯，方便保管员上下搬运东西。有的粮库在站台上配备的舱室比较好，可以用来存放储粮材料、卡片、搜粮仪器等。

对于深粮筒仓型，浅仓和筒仓顶部必须设置人孔，其位置应靠近檐口，桶壁内部应设置梯子，以方便保管人员上下。高大筒仓底部还应设置人孔，用于空仓清理和设备维护。人孔结构既要便于保管人员打开，又要便于储粮时密封。浅筒仓之间的檐口处应设置人行栈桥，以方便看守人员行走。

早期浅仓中的人孔位于仓顶中央，不利于粮食检验。现在大部分粮库都进行了改造，一个出风口改成了空气和人两用的出风口。也就是说，有些桶库已经使用吊篮供人上下。因为吊篮上下的时候会旋转，不安全，现在基本不用了。

2.2.4挡粮门的设置

散粮对仓壁的侧压力巨大，平底仓的仓门一般不直接承受粮食的侧压力，而是由挡粮板(门)承担。粮仓的挡粮板(门)下部设有卸粮口，用于在挡粮板(门)打开前卸粮。挡粮板(门)的形式有很多种，虽然放置挡粮板不方便，但卸粮方便；挡粮门开闭方便，但卸粮口卸粮后，仍有部分粮食堵塞挡粮门，只能用吸粮机或人工卸粮来解决，不如挡粮板方便。浅圆仓宜采用挡粮门，平房仓也推荐采用挡粮门。如果选用挡粮板，墙壁的U型固定槽上应留有空隙，以方便挡粮板的放置和拆卸。使用V型挡粮板时，门洞内壁上方应有顶盖，否则会在挡粮板处形成一个三角形深孔，仓内光线昏暗，给保管员清点粮食造成安全隐患。

2.3粮仓的储粮性能

谷物不仅是热敏性物质，也是高吸湿性物质。高温高湿环境容易导致粮食品质下降，会导致粮堆中部分甚至整粒粮食发热霉变。因此，要求粮仓具有良好的隔热、防潮和密闭性能。

2.3.1防潮防漏性能

粮仓的屋顶、墙体、地面、风道的渗漏或回潮容易造成粮食受潮发霉，必须加强这些部位的防漏防潮处理，以满足粮食安全储存的需要。

常用的防水材料有聚合物改性沥青卷材(涂料)、合成高分子防水卷材(涂料)、细石防水混凝土、沥青基防水涂料、刚性防水层、平瓦等。在防潮层的布置上，要使水蒸气在通道上“难进易出”，一般设置在保温层的高温侧，避免水分在保温材料内部凝结，降低保温效果。浅圆仓粮食多，不易倒仓。更要注意仓体的防漏防潮。对于粮仓来说，防潮和防渗同样重要，尤其是浅圆仓的卸粮廊道和沉降缝要按照防渗标准进行处理。

谷仓上部排气扇的孔外侧要有防雨罩，避免雨水渗入，内侧有密封门，避免熏蒸时漏风。

隔热性能

谷仓的围护结构，尤其是谷仓的屋顶，是外界热量进入谷仓的主要途径。要使储存在粮仓中的粮食保持低温，就必须提高粮仓的隔热效果。

粮仓保温有两种方法，静态法和动态法，生产中常采用静态法。(1)在屋面上加固体材料保温层，利用屋面材料层的热阻和材料蓄热来提高结构的保温性能，从而降低夏季屋面内表面的平均温度和温度波动范围；⑵在屋顶上加通风层，利用通风层遮挡阳光，使屋顶转化为二次传热，避免太阳直接辐射到围护结构上。同时，在风压的作用下，自然通风带走夹层内的热量，减少仓外热空气对屋顶的影响，降低仓内温度；(3)在仓库内使用保温材料制成的顶棚，将从顶棚渗入屋顶的热量隔离，同时在山墙上安装排气扇，利用夜间低温通风，将蓄积的热量从屋顶下的三角形不断排出仓库外，提高顶棚的保温效果；(4)屋顶泛白，铺设锡箔纸或喷涂反射系数高的涂料反射太阳光的辐射热，可降低库房温度2 ~ 5℃，如美盾反光涂料、亮宝专用隔热涂料等，但隔热效果与涂层的洁净度密切相关，刷1 ~ 2mm石膏浆效果也较好，经济、简单、耐晒、耐侵蚀；5]蔡刚屋面可采用内屋面喷涂蔡刚扣板、岩棉、复合聚苯板、聚氨酯等方式保温，安装压型钢板时应注意对接处的保温、气密处理；[6]仓壁增加保温层，浅仓混凝土墙外留10cm的间隔层，加气混凝土块15cm厚，或在外壁喷聚氨酯30-50 mm厚，用铁丝网覆盖，然后刷砂浆层保护。平房仓可直接在空肋墙内填充聚苯板保温；(7)在不影响仓库建筑和工作的地方，如昆明直属仓库和柳州国家仓库，可种植攀援植物或树冠较高的植物，以减少阳光对仓库的直射。

为了提高仓库的保温能力，应选择导热系数相对较低的材料，如膨胀珍珠岩、玻璃棉、发泡聚氨酯、聚苯乙烯泡沫等。，而且要注意材料层的排列，最好使用多层材料组成的吊顶，这样才能充分发挥每层材料的特点。如果复合材料结构的内侧由适当厚度的重材料制成或夹有轻材料，其热稳定性可以进一步提高。使用新型节能冷光源代替白炽灯照明，也可以降低仓库内的温升。

2.3.3仓库应密闭、通风。

粮仓的通风和密封性能对粮食的安全储存至关重要。打开门窗，通过自然或强制通风，促进粮堆气体交换，降温散湿，防止储粮受热发霉。

通风降温是仓库日常管理中一项频繁而艰巨的工作，尤其是在低温储粮的管理中，经常需要在午夜开启通风降温。仓窗自动开闭是实现降低仓温自动化作业的关键步骤，对延缓粮温上升速度、提高工作效率、降低劳动强度具有重要意义。而且改造投入不大，但效果明显。许多现有的粮库都进行了改造。

要实现粮堆通风的自动控制，需要增加进风口和固定通风机的自动控制装置。目前只有少数粮仓实现了这一功能，但每年有限的通风运行和高昂的投资成本限制了其在大多数粮库的推广。

粮仓气密性好，有利于储粮、气调储藏或熏蒸杀虫。既能减少粮食与外界空气的接触，避免外界温湿度和害虫感染的影响，又能保持粮仓内粮食温度和湿度的稳定。还能在用化学药剂熏蒸时保持仓内气体的有效浓度和比例，获得良好的杀虫效果。

我国现有仓库熏蒸气密性的要求是:密封后检查仓库门、窗、洞的气密性，500Pa下平仓半衰期不小于40s，浅仓不小于1min。这是1998新仓建设验收确定的临时标准。熏蒸过程中也存在有毒气体难以保持、需要补充投药、杀虫效果不佳等问题，不应作为制定相关新标准的依据。随着新仓库设计水平的提高，新仓库的气密性有了明显的改善。建议适当提高仓库的气密性标准。仓库门窗密封后，平仓在500Pa压力下的半衰期不小于100 ~ 150 s，浅仓不小于2 ~ 3 min。在最近两批200亿斤仓库建设中，采取密闭措施后，大部分仓库都达到了这个标准。在相同剂量下，一剂即可达到良好的杀虫效果，有利于科学使用磷化氢，延缓抗药性的产生。

2.3.4仓库应有防鼠防鸟设施。

在储存粮食期间，应防止老鼠和雀的伤害。老鼠和雀不仅消耗大量的粮食，还会排泄会污染粮食的粪便。为了防鼠防鸟，谷仓的地面、墙壁、门窗必须坚实密实，不允许有孔洞。仓库必须设置防鸟窗网(网眼≤1cm)和防鼠门板(高度0.6 ~ 0.9 m)。为了提高仓门的气密性，有时需要在门框内侧10cm处预埋塑料槽管，所以要求将放置防鼠板的位置设置在仓门内侧15cm处。

3.安全储粮对仓库配套设备的要求

18机械化骨干筒仓的应用案例证明，仅有结构性能良好的仓库是不够的，还必须配备完善的储粮设施，提高储粮巡查和处理突发事件的能力，以确保储粮安全。主要的粮食储存设施有:

3.1粮食监控系统

粮情监控系统是粮库长期储存粮堆的必要设施。粮堆温度、水分等参数的检测值是保管人员了解深层粮层粮情变化趋势、分析粮情的重要依据和信息源，以便及早发现问题，采取相应的技术措施。

目前，大多数粮库都配备了粮情监测与控制系统，但其功能、温湿度参数检测与数据采集、粮情分析与控制、不同检测系统的兼容性和数据共享、组件密封等都有待完善。近年来，粮食储运新技术与装备优化集成示范项目研究开发了几套粮堆智能通风控制系统，将进一步完善粮情控制功能。

3.2通风和冷却系统

通风降温系统是各类粮仓必备的设施，具有平衡粮温、有效防止水分扩散、粮堆发热霉变、提高储粮性能等功能。也是循环熏蒸和谷物冷却机应用的基础。选择或安排时应注意:

3.2.1风道选择与布置原则:在选择风道时，必须考虑仓库用途、仓库进出操作形式、通风道比等因素的影响，一个仓库(房间)内只能布置一种风道形式。风管应根据均匀送风和有效通风的要求进行选择。风道技术应简单对称，出风面积大，通风阻力小，便于施工或安装、操作和管理。风道穿孔板的强度应能承受粮食或设备的荷载，筛板开孔率应≥25%。

3.2.2通风设备应安全可靠，操作方便。风机压力应能克服通风系统的总阻力，风机风量应满足通风、降温、降水、空调等不同通风目的的需要。

3.2.3可采用轴流风机降低库房温度，一般每个库房(间)使用2 ~ 4台风机。建议将风扇安装在尽可能高的位置。通风时，打开北窗，启动南墙上的排气扇，或者打开谷仓最里面的窗户，启动单面山墙上的排气扇，让冷空气最大限度地带走屋顶下三角地带的高温。

3.2.4可采用离心风机或轴流风机来降低粮温。轴流风机具有风量大、风压小、能耗低、粮食失水少的特点，但通风时间长，适用于通风阻力小的系统和低温季节长的粮库。通风时，打开风道进风口，关闭粮仓门窗，开启多台轴流风机，降低粮温。离心风机具有风量大、风压高的特点，具有冷却快、通风时间短的特点，但耗能多，损失粮食水分多，适用于通风阻力大的系统和通风需要时间的场合。通风时，打开仓库所有门窗，打开风扇通风，使废气顺利排出仓库。

建议单侧通风粮仓的进风口应设在粮仓的北侧，此处温度较低，有利于粮堆降温、粮食降温作业和熏蒸作业。

3.2.5进风口的结构应满足进风口盖板开闭方便、与设备对接方便、进风口隔热性和气密性良好的要求。隔热气密性差、开启麻烦的进风口，可采用圆形进风口或改为双铰链门和蝶形母、卡扣、旋转门或拉杆弹簧等紧固形式，加厚胶条，增加进风口隔热。

3.3循环熏蒸系统

环流熏蒸系统是粮库尤其是温带南方粮库储粮的必备设施。能使有毒气体在粮库内迅速均匀扩散，降低施药劳动强度，减少接触有毒气体的时间，达到良好的杀虫效果。应用时应注意:

3.3.1在生产中，熏蒸管道往往与仓内通风系统相结合，设计通风-熏蒸系统，利用通风通道作为扩散器，使有毒气体在粮堆中均匀分布，有利于提高熏蒸效果，减少熏蒸设备投资。

3.3.2磷化氢是一种易燃易爆气体。为防止磷化氢爆炸，风机叶片最大线速度不宜大于40m/s，磷化氢爆炸下限浓度为26g/m3。因此，进入风机的有毒气体浓度不应超过1.7%。

3.3.3粮农组织编写的《亚热带谷物通风》一书中，循环熏蒸的推荐通风量为q=1.5m3/h？t，但对于磷化氢循环熏蒸，库房单位通风量q≤0.5m3/h？高大筒仓的t，q≤0.3m 3/h？t .

3.3.4为防止磷化氢气体爆炸和空气阻力过大，循环管内风速一般应限制在15m/s，循环主管直径应大于100 mm..1998新仓库建设中，建议主循环管内径为φ125mm，进风口循环接口内径为φ65mm。

3.3.5在循环熏蒸中，相应规范推荐或目前在生产中使用的产气方法有三种，即气瓶充装法、库外磷化氢发生器法和动态水分分解法。试验和生产应用证明，杀虫效果与熏蒸浓度有关，与产气方式无关，但熏蒸成本与产气方式密切相关。考虑到“安全、经济、有效、实用”的原则，“动态潮解”法操作简单安全，成本最低，因此得到了广泛的推广应用。

3.4谷物冷却系统

该谷物冷却系统可用于紧急处理热谷物、防止冷凝、储存高水分谷物、抑制昆虫和霉菌以及保持品质。其应用特点是:

3.4.1直接对粮堆进行冷却，具有粮堆冷却速度快、散粮堆保温性好、复冷间隔时间长、无需建设专门的低温仓等优点。

3.4.2及时降温，制止潮粮发热霉变，延长储存期，为干燥、通风和沉淀赢得时间。

3.4.3合理运行是决定谷冷效益的关键。第一，要注意选择合理的降温通风时机，尽量不要在高温高湿的情况下开机。二是要正确操作设备，调整工艺参数，使谷物冷却机工作在经济运行状态，解决冷却功耗过大等问题。

3.4.4谷物冷却机适用于储存水分略高或对温度敏感的谷物，如加工出口优质大米、无低温季节或夏季处理热粮的粮库。有人做过一个经济比较，用粮堆冷却机冷却粮堆的耗电量低于减水造成的经济损失。

3.5慢速分级和防破碎装置

质量差或腰爆率高的粮食用机械入仓时，特别是集中在高大、粮隙大的粮仓时，容易形成粮食自动分级或严重破碎，应采取措施减缓分级或防止破碎。

减缓杂质分级最有效的措施是积极清理，提高储粮质量。但是筛选去除杂质会减少粮食的数量，一些粮库在重量损失无法用政策或价格补偿的情况下，也不愿意清理。被动措施是在进粮口增加分配器、分粮伞等装置，或者采用中心管给料、多点给料的方法，但有些装置并不能达到很好的减缓分级效果。

减少谷物破碎最有效的环节应该是控制干燥工艺参数，即选择合适的热风温度和降水率，过高的风温和过快的降水都容易造成谷物爆裂；二是控制粮食在提升输送过程中的机械破碎；在深筒仓的粮食进口减压管中增加溜槽、伸缩管或导流板，可以减缓筒仓内粮食的下落速度，控制筒仓内粮食的破碎问题。根据生产使用情况，双漏斗溢流和导流板减缓破碎效果较好。

3.6粮仓应考虑粮食进出口的机械化作业。

粮库数量多，体积大，有时需要快速周转。设计粮仓时，必须考虑进出粮和翻仓的机械化。这对于港口中转仓库、加工厂原料仓库、各种用途的筒仓和大容量浅筒仓尤为重要。但受当地经济发展、交通条件、运输方式、劳动力价格等因素制约。

在确定粮食出入库时，要综合考虑仓库结构和仓库内的设施，如仓库门窗的大小和开启方式、6米以上粮堆的补粮、仓内风道的布置和粮食出入库的机械运动等，再确定粮食出入库，并选择配套的机械设备。

平房仓成本低，但是粮食出入库操作麻烦，耗时长，成本高。属于发达国家比例较低的仓储式。由于国力所限，我国现有平房仓库较多，在今后的建设中，平房仓库的数量应逐步减少。目前，我国平房仓一般采用移动式带式输送机给粮，也有用灌粮机或吸粮机从窗口灌仓的。一般来说，谷物是由刮谷机和移动式输送机联合输送的，或者由人工输送。

筒仓价格昂贵，但谷物可以快速进出筒仓。筒仓通常配有工作塔，工作塔配有提升、清洗、称重、除尘等设备，水平输送机安装在筒仓的顶部和底部，完成粮食的进出仓。

浅圆仓属于中转储备仓的类型，其成本和进出仓操作介于平房仓和筒仓之间，大粮堆的储存稳定性优于两者。浅圆仓的粮食进料由提升机和仓顶输送机完成；出库时，大部分粮食被仓底的输送机带走，剩下20 ~ 30%的粮食由装载机、清粮机、耙粮机、吸粮机完成。此时，卸粮速度可能达不到设备的设计产量和所需时间。

目前浅圆仓反映最多的问题是:浅圆仓作为储备仓，但粮食进出口流程按照中转仓模式设计，机器设备长期闲置，维护成本高。

总之，仓房设计要结合各种储粮技术和“散”粮技术，保证粮食数量真实、质量良好，并能在国家急需时调剂使用。