涼山彝族自治州馬鈴薯儲(chǔ)藏庫(kù)自然通風(fēng)方案分析

茍文詩(shī)

（西昌學(xué)院土木與水利工程學(xué)院，四川 西昌 615000）

馬鈴薯俗稱土豆、洋芋，與小麥、稻谷、玉米、高粱并稱為世界五大作物。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部消息，我國(guó)將啟動(dòng)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，推進(jìn)把馬鈴薯加工成饅頭、面條、米粉等主食，預(yù)計(jì)2020年50%以上的馬鈴薯將作為主糧消費(fèi)[1]。在儲(chǔ)藏馬鈴薯時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)藏溫度過(guò)高時(shí)塊莖會(huì)發(fā)芽，溫度過(guò)低時(shí)大多數(shù)塊莖會(huì)受到冷害，這些都不利于薯塊的加工和家庭消費(fèi)[2]。因此，高質(zhì)量的儲(chǔ)存方案能有效減少馬鈴薯儲(chǔ)存中的損耗。

涼山彝族自治州，位于四川省西南部川滇交界處，這里冬無(wú)嚴(yán)寒、夏無(wú)酷暑、四季如春[3]。由于獨(dú)特的立體氣候條件，州內(nèi)農(nóng)戶一年四季都可以種植馬鈴薯，被譽(yù)為中國(guó)最佳馬鈴薯種植區(qū)域之一[4]。但是，由于涼山彝族自治州地屬偏遠(yuǎn)，大部分農(nóng)戶屬于貧困戶，所以采用冷庫(kù)儲(chǔ)存馬鈴薯的方案不可行，且用傳統(tǒng)儲(chǔ)存方式時(shí)馬鈴薯?yè)p耗較大。本次研究主要針對(duì)涼山彝族自治州普通農(nóng)戶家庭，設(shè)計(jì)適用于貧困山區(qū)的馬鈴薯儲(chǔ)藏倉(cāng)庫(kù)自然通風(fēng)方案，并通過(guò)軟件模擬倉(cāng)庫(kù)內(nèi)空氣參數(shù)評(píng)估方案是否可行。

1 馬鈴薯儲(chǔ)藏溫濕度要求

馬鈴薯塊莖收獲后雖然光合作用停止，但仍然是一個(gè)活動(dòng)的有機(jī)體。在儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷售過(guò)程中繼續(xù)進(jìn)行著旺盛的生命活動(dòng)，不斷地消耗在生長(zhǎng)過(guò)程中所積累的各種物質(zhì)，所以呼吸作用成為其采后生理的主要過(guò)程[5]。溫度對(duì)呼吸強(qiáng)度的影響較大，低溫可抑制馬鈴薯塊莖的呼吸強(qiáng)度，4℃下馬鈴薯塊莖的呼吸強(qiáng)度小于20℃或16℃下塊莖的呼吸強(qiáng)度，但溫度太低也會(huì)促進(jìn)塊莖的呼吸，0℃下馬鈴薯塊莖的呼吸強(qiáng)度大于20℃時(shí)塊莖的呼吸強(qiáng)度[6]。因此，控制馬鈴薯儲(chǔ)存溫度對(duì)馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏起著重要作用。馬鈴薯儲(chǔ)藏溫濕度要求見(jiàn)表1所示。不同用途薯類的儲(chǔ)藏溫濕度要求也各不相同，涼山彝族自治州農(nóng)戶種植的馬鈴薯根據(jù)品種不同多屬于商品薯及加工類薯，故需要將溫度控制在10℃以下，濕度控制在85%～90%。

表1 馬鈴薯儲(chǔ)藏溫濕度

2 馬鈴薯儲(chǔ)藏自然通風(fēng)方案設(shè)計(jì)

涼山彝族自治州屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，干濕分明，冬半年日照充足，少雨干暖；夏半年云雨較多，氣候涼爽。日溫差大，年溫差小，年均氣溫16～17℃。分析涼山彝族自治州的風(fēng)向及風(fēng)速，風(fēng)向全年變化無(wú)常，風(fēng)速最大可達(dá)10.00 m/s，平均風(fēng)速為3.24 m/s，對(duì)自然通風(fēng)的風(fēng)壓作用十分有利。而馬鈴薯儲(chǔ)藏庫(kù)中的馬鈴薯由于呼吸作用釋放出熱量，由于溫度密度不同造成倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫度分層，溫度高的空氣密度低，溫度較低的空氣密度較大，這便會(huì)形成熱壓作用。

倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)為5.0 m×5.0 m的正方形結(jié)構(gòu)，建筑高度4 m。由于涼山彝族自治州四季風(fēng)向不同，為充分利用風(fēng)壓及熱壓作用，倉(cāng)庫(kù)3面外墻均設(shè)3個(gè)0.8 m×1.5 m的可調(diào)節(jié)百葉風(fēng)口且考慮遮光，窗臺(tái)高度0.8 m；為方便搬運(yùn)馬鈴薯，倉(cāng)庫(kù)設(shè)1.5 m×2.0 m的外門；山墻各設(shè)2個(gè)0.5 m×0.5 m的可調(diào)節(jié)百葉風(fēng)口，且考慮遮光，窗臺(tái)高度3.2 m。外墻最小熱阻為3.8 K/W，屋面保溫吊頂熱阻不小于3.9 K/W。倉(cāng)庫(kù)外有散水，且設(shè)置防鼠帶。

使用能耗模擬軟件DeST建立倉(cāng)庫(kù)模型，逐時(shí)模擬倉(cāng)庫(kù)的室內(nèi)溫濕度并分析其變化情況。其中，馬鈴薯的呼吸頻率及其呼吸時(shí)釋放的二氧化碳量?jī)H做估算處理。統(tǒng)計(jì)得，全年最高溫度為36.67℃，最低溫度為5.99℃，平均溫度為21.43℃，全年室內(nèi)溫度均小于等于10.00℃的時(shí)間有250 h，集中分布在11月底至次年2月初。全年最大濕度為89.62%，最小濕度為5.28%，全年平均濕度為50.94%，全年有41 h室內(nèi)濕度大于85%，集中分布在6—9月。

可見(jiàn)室內(nèi)溫度得到保障時(shí)，室內(nèi)相對(duì)濕度無(wú)法滿足馬鈴薯儲(chǔ)存需求，故若要在11月底至次年2月初使用自然通風(fēng)倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存馬鈴薯塊莖，則需要單獨(dú)加濕。單獨(dú)加濕的方式多種多樣，可選用加濕器單獨(dú)加濕，也可人工噴水加濕。相對(duì)于采用機(jī)械制冷方式儲(chǔ)存馬鈴薯塊莖，自然通風(fēng)倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)對(duì)于山區(qū)農(nóng)戶較易實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

自然通風(fēng)可以保證建筑室內(nèi)獲得新鮮空氣，帶走多余的熱量，又不需要消耗動(dòng)力，節(jié)省能源，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，因而是一種經(jīng)濟(jì)有效的通風(fēng)方法。經(jīng)模擬分析得出，采用自然通風(fēng)方式儲(chǔ)存馬鈴薯適用于涼山彝族自治州農(nóng)戶在11月至次年2月儲(chǔ)存馬鈴薯。由于自然通風(fēng)方式不消耗額外的機(jī)械能，因此在符合馬鈴薯儲(chǔ)存時(shí)間需求的同時(shí)，可以有效節(jié)約使用冷庫(kù)帶來(lái)的電力消耗，也可有效解決貧困地區(qū)儲(chǔ)存投資有限的難題。但是，自然通風(fēng)與室外氣象條件密切相關(guān)，故本方案的風(fēng)口均采用可調(diào)節(jié)百葉，因此需要根據(jù)實(shí)際氣候情況進(jìn)行人為控制。