高大平房仓及强制循环屋面通风方法与流程

本发明涉及一种高大平房仓及强制循环屋面通风方法。

背景技术：

在高温季节，粮食平房仓房屋面传热量为墙体传热量的10倍以上，是造成仓内粮堆积热的主要原因。加强仓房屋面部分的隔热对降低平房仓储粮温度和能耗起着至关重要的作用。由于粮食仓房防水、防虫、密闭、承重等要求，公建蓄水屋面、屋顶绿化等节能措施难以在现役平房仓围护结构隔热改造中推广应用，已有的仓房屋面隔热措施包括加强保温、设置屋面自然通风、采用反光涂料以及采用架空层隔热等。考虑到材料使用寿命和仓房屋面传热特点，采用架空层隔热是较为有利的方式。

关于架空层隔热技术，民用建筑尤其是独幢居住建筑中较常见采用15～20cm高的架空层，架空层中的空气在热压作用下沿屋面坡度从檐口向屋脊方向流动，防止太阳辐射的热量被屋面实体吸收、蓄存，达到防止室内温度升高的目的。在旧仓改造工程中，对架空层的隔热改造借鉴了上述做法，但是，由于粮食仓房与民用建筑的用途不同，两者在建筑结构、规模、不同功能部位(包括进深、跨度、屋面、梁柱等)几何比例上存在显著的差异。举例来讲，粮食仓房屋面跨度较大，而民用建筑中架空层厚度通常不超过20cm，将这一厚度直接应用于高大粮库建筑时，架空层实际上呈现狭长和/或扁宽的几何特征，难以形成有效的空气流动，隔热效果差，粮仓内自然降温速度小，不仅影响粮食储藏品质，而且额外增加了人工降温装置的能耗。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种高大平房仓，其可以具有屋面降温隔热功能。本发明的另一个目的在于提供一种高大平房仓的强制循环屋面通风方法，其可以改善粮食高大平房仓的屋面降温隔热效果。

本发明的高大平房仓是一种大型储存仓库，例如可以表示仓房跨度不小于21m，堆粮高度不低于6m的平房仓。本发明的高大平房仓不需要借助特定的地理环境，可以在任意地方进行任意复制或再现。

根据本发明的一个方面，本发明的高大平房仓包括屋面、屋脊、檐墙和强制循环屋面通风装置；屋面、屋脊和檐墙围成储存空间；所述强制循环屋面通风装置包括支撑架、架空板和风机；

其中，所述支撑架固定在所述屋面上，所述架空板安装在所述支撑架的上方，所述架空板与所述屋面的间距渐变，以在所述架空板与所述屋面之间形成横断面尺寸逐渐减小的供空气流通的架空层，所述架空层的空气入口处的横断面尺寸大于所述架空层的空气出口处的横断面尺寸；

其中，在平行于屋脊方向上，所述架空板的铺设长度与所述檐墙长度相同；在垂直于屋脊方向上，所述架空板的铺设长度为从所述屋面的檐口起至距所述屋脊的距离a大于50mm时处止，所述屋脊两侧的架空板的结构对称以在屋脊处形成二倍于所述距离a的间隙，所述屋面的檐口处为所述架空层的所述空气入口，所述屋脊处的所述间隙为所述架空层的所述空气出口；

其中，所述风机安装在所述支撑架上，所述风机的数量为至少两台，沿屋脊方向布置，所述风机设置为向上出风。

利用强制循环屋面通风装置，在高温季遮蔽太阳辐射的同时，能够在架空板与屋面之间构成的架空层中形成有效的空气流动，及时带走架空层中的积热，避免闷顶现象，实现对高大平房仓屋面的降温隔热功能。

在本发明中，屋面是指建筑物屋顶的表面，也指屋脊与屋檐之间的部分。屋脊表示屋面相对的斜坡或相对的两边之间顶端的交汇线。檐墙表示建筑物外部的纵墙。屋面、屋脊和檐墙围成储存空间，用于储存粮食等物品。三者可以采用本领域常规的连接和/或组装方式，这里不再赘述。檐口表示结构外墙体和屋面的结构板交界处的屋面结构板顶。

根据本发明所述的高大平房仓，优选地，所述的高大平房仓的长度为50～100m，宽度为20～60m，且脊高为10～30m；在所述空气入口处，所述架空板与所述屋面的间距为400～600mm；在所述空气出口处，所述架空板与所述屋面的间距为100～300mm；所述距离a为100～500mm。采用本发明的上述具体空间几何参数，能够较好地在所述架空层内形成所需的空气湍流流动，实现降温隔热功能。

根据本发明所述的高大平房仓，优选地，所述的高大平房仓的长度为50～80m，宽度为20～40m，且脊高为10～20m；在所述空气入口处，所述架空板与所述屋面的间距为450～550mm；在所述空气出口处，所述架空板与所述屋面的间距为150～250mm；所述距离a为200～400mm。基于这些优选参数，空气可得到较佳地湍流流动，进一步改善降温隔热的效果。

根据本发明所述的高大平房仓，优选地，所述风机的数量为10～15台，在所述支撑架上相邻两台风机之间的距离为3000～6000mm。在本发明中，合理设置风机的位置以及数量，能够在较低的电能消耗下使所述装置的降温隔热效果得到进一步提升。

根据本发明的一个具体实施方式，所述的高大平房仓的长度为60m，宽度为30m，且脊高为13.5m；在所述空气入口处，所述架空板与所述屋面的间距为500mm；在所述空气出口处，所述架空板与所述屋面的间距为200mm；所述距离a为300mm；所述风机的数量为10台，在所述支撑架上相邻两台风机之间的距离为6000mm。基于这些优选参数，空气可得到理想地湍流流动，使降温隔热的效果得到进一步优化。

根据本发明的高大平房仓，优选地，所述架空板从所述空气入口处以15～19％、优选为15～17％坡度向所述屋脊延伸6～10m、优选为8～9m，然后再以8～13％、优选为9～10％坡度继续延伸6～10m、优选为8～9m，然后再平行于所述屋面继续延伸至所述空气出口处。根据本发明的一个具体实施方式，所述架空板从所述空气入口处以15％坡度向所述屋脊延伸8.2m，然后再以10％坡度继续延伸8.2m，然后再平行于所述屋面继续延伸至所述空气出口处。在本发明中，可以方便地在架空板和屋面之间形成渐缩式流通通道，也即横断面逐渐收缩的供空气流通的架空层。

根据本发明的高大平房仓，优选地，所述高大平房仓还包括设置在所述屋面上的钢制方管，所述风机的底座安装在所述钢制方管上，所述钢制方管与所述支撑架之间通过螺栓紧固，所述架空板末端靠近屋脊处连接于所述钢制方管上。按照本发明限定的结构，风机在支撑架上的安装稳定性强，风机在整个系统中的作业效果好。

根据本发明的高大平房仓，优选地，所述支撑架通过螺栓与所述屋面的结构层形成紧固，所述架空板通过螺钉安装在所述支撑架上。按照本发明限定的结构，所述的支撑架以及架空板安装稳固，装置稳定性强。

根据本发明的高大平房仓，优选地，，所述支撑架为木质材料，所述架空板的材质为上覆反射膜的聚苯乙烯彩钢板，聚苯乙烯层的厚度为50～100mm，钢板层的厚度为1～5mm，反射膜的厚度为0.1～0.5mm。根据本发明的一个实施方式，聚苯乙烯层的厚度为50mm，钢板层的厚度为1mm，反射膜的厚度为0.2mm。本发明发现，上述支撑架和架空板有利于提高整个系统的性能，材料易于获得，利于在高大平房仓中推广应用。

根据本发明的另一个方面，本发明的高大平房仓的强制循环屋面通风方法包括：

1)当高大平房仓的室外风速<5m/s时，开启所述风机，以通过强制对流使空气流过所述架空层，对所述屋面进行降温隔热；

2)当高大平房仓的室外风速≥5m/s时，关闭所述风机，以依靠所述架空板两侧温差形成的浮升力以及所述架空层的提速，使空气从所述空气入口向所述空气出口流动，以在所述架空层中形成空气对流，带走所述屋面的积热。

本发明基于风机的位置、数量设置风机的运行模式，以及不同运行模式下的运行参数，即风机只在环境风速<5m/s时开启，在架空层入口处产生诱导气流，可以显著改善高大平房仓的屋面隔热性能，作业能耗低。

采用本发明的高大平房仓，屋面与架空板之间的架空层内可以形成空气的湍流流动，从而可以带走架空层中的积热，避免闷顶现象。根据本发明优选的技术方案，通过对架空层的几何尺寸参数、风机位置、风机数量等的优化设置，可使隔热性能得到优化。采用本发明的强制循环屋面通风方法，可以显著改善高大平房仓的屋面隔热性能，作业能耗低。

附图说明

图1为本发明的一种具有强制循环屋面通风装置的高大平房仓的侧视图。

图2为本发明的一种具有强制循环屋面通风装置的高大平房仓的侧视图(示出风机)。

图3为本发明的一个强制循环屋面通风装置的空气入口处的局部放大图。

图4为本发明的一个支撑架的结构示意图。

附图标记说明如下：

10-高大平房仓，11-屋面，20-强制循环屋面通风装置，21-支撑架，22-架空板，23-风机，201-空气入口，202-空气出口，203-架空层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。在描述具体实施例时采用了表示方位的术语，如“上”、“下”、“左”、“右”等，是为了方便对结构特征进行描述，这些术语指的是附图中的相对方位，而不是绝对方位。

在本发明中，坡度表示两点高程差与其水平距离的百分比，其计算公式如下：

坡度＝(高程差/水平距离)×100％。

本发明通过在高大平房仓的屋面上安装强制循环屋面通风装置，可以在所述屋面上形成横断面逐渐收缩的架空层，通过循环用风机在架空层入口处产生诱导气流，达到及时带走屋面积热、降低屋面结构层温度、阻断热量通过屋面向仓内传递的目的。

实施例1-高大平房仓

图1～2示出了具有强制循环屋面通风装置的高大平房仓的侧视图。图3示出了强制循环屋面通风装置的空气出口处的局部放大图。图4示出了一个支撑架的结构示意图。本发明的高大平房仓包括屋面11、屋脊(未图示)、檐墙(未图示)和强制循环屋面通风装置20。强制循环屋面通风装置20位于高大平房仓10的屋面11的上方，强制循环屋面通风装置20包括支撑架21、架空板22和风机23。

高大平房仓10的长度为60m、宽度为30m、脊高为13.5m。强制循环屋面通风装置20的支撑架21固定在屋面11上，架空板22铺设在支撑架21上，风机23也安装在支撑架21上，多台风机沿屋脊方向(即垂直于纸面的方向)布置。

参考图1～3，较佳地，支撑架21通过螺栓与屋面11结构层形成紧固，架空板22铺设在支撑架21上。架空板22的材质可采用上覆反射膜的聚苯乙烯彩钢板，聚苯乙烯层厚度为50mm，上下钢板层厚度为1mm，反射膜厚度为0.2mm，重量为12.5kg/m²。

支撑架21为木质材料，横截面尺寸为50×50mm。架空板22通过螺钉安装在支撑架21上，架空板22呈渐变坡度铺设安装，架空板22与屋面11的间距的最大值为500mm，最小值为200mm，形成自空气入口201至空气出口202的横断面逐渐收缩的供空气流通的架空层203。

在屋面11上，沿与屋脊平行的方向(即垂直于纸面的方向)，架空板22的铺设长度与高大平房仓10的檐墙长度相同；沿与屋脊垂直方向(即水平方向)，从高大平房仓10的两侧檐口开始向屋脊方向铺设架空板22，由此在檐口处，架空板22与屋面11形成空气入口201。架空板22铺设至距屋脊300mm处为止，由此屋脊两侧的架空板22在屋脊处形成一个宽度为600mm的空隙(或称开口)，作为架空层203的空气出口202。

架空层203渐缩断面的具体尺寸以及架空板22的铺设方式如下：以从图1的右侧檐口处开始铺设为例，空气入口201的空气层厚度为500mm，以15％坡度向屋脊铺设8.2m的架空板22，此段末端得到的空气层厚度为300mm；之后以10％坡度继续铺设8.2m的架空板22，此段末端得到的空气层厚度为200mm；最后平行于屋面11继续铺设架空板22(此段空气层厚度保持在200mm)，至距离屋脊300mm处停止铺设。左侧檐口处开始铺设的情形与上述过程相似，屋脊两侧的架空板22结构对称。如上所述，两侧的架空板22铺设完毕后可在屋脊处形成宽度为600mm的空隙。

屋面11上设置钢制方管，风机23沿粮仓屋脊方向布置，数量为10台，每隔6000mm设置一台风机23，风机23的底座安装在钢制方管(h型钢)上，风机23设置为向上出风，钢制方管与支撑架21之间通过螺栓紧固。架空板22末端靠近屋脊处连接于钢制方管上。

实施例2-高大平房仓

本实施例的强制循环屋面通风装置中风机23的数量为12台，每隔5000mm设置一台风机23。其余设置与实施例1相同。

实施例3-通风方法

下面详细描述高大平房仓的强制循环屋面通风方法。具体地，基于实施例1或实施例2的高大平房仓，当室外风速<5m/s时，控制所有风机23正常运行。风机23可在架空层203的空气出口202处产生诱导气流，以强制循环对流方式使空气流过架空层203，对屋面11进行降温隔热。当室外风速≥5m/s时，控制所有风机23停止运行。此时，依靠架空板22两侧温差形成的浮升力以及架空层203渐缩式流通通道的提速，可使室外空气从空气入口201向空气出口202流动，在架空层203中形成有效的空气对流，从而带走屋面的积热。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。