凉山彝族自治州马铃薯储藏库自然通风方案分析

苟文诗

（西昌学院土木与水利工程学院，四川 西昌 615000）

马铃薯俗称土豆、洋芋，与小麦、稻谷、玉米、高粱并称为世界五大作物。据农业农村部消息，我国将启动马铃薯主粮化战略，推进把马铃薯加工成馒头、面条、米粉等主食，预计2020年50%以上的马铃薯将作为主粮消费[1]。在储藏马铃薯时，当储藏温度过高时块茎会发芽，温度过低时大多数块茎会受到冷害，这些都不利于薯块的加工和家庭消费[2]。因此，高质量的储存方案能有效减少马铃薯储存中的损耗。

凉山彝族自治州，位于四川省西南部川滇交界处，这里冬无严寒、夏无酷暑、四季如春[3]。由于独特的立体气候条件，州内农户一年四季都可以种植马铃薯，被誉为中国最佳马铃薯种植区域之一[4]。但是，由于凉山彝族自治州地属偏远，大部分农户属于贫困户，所以采用冷库储存马铃薯的方案不可行，且用传统储存方式时马铃薯损耗较大。本次研究主要针对凉山彝族自治州普通农户家庭，设计适用于贫困山区的马铃薯储藏仓库自然通风方案，并通过软件模拟仓库内空气参数评估方案是否可行。

1 马铃薯储藏温湿度要求

马铃薯块茎收获后虽然光合作用停止，但仍然是一个活动的有机体。在储藏、运输、销售过程中继续进行着旺盛的生命活动，不断地消耗在生长过程中所积累的各种物质，所以呼吸作用成为其采后生理的主要过程[5]。温度对呼吸强度的影响较大，低温可抑制马铃薯块茎的呼吸强度，4℃下马铃薯块茎的呼吸强度小于20℃或16℃下块茎的呼吸强度，但温度太低也会促进块茎的呼吸，0℃下马铃薯块茎的呼吸强度大于20℃时块茎的呼吸强度[6]。因此，控制马铃薯储存温度对马铃薯块茎储藏起着重要作用。马铃薯储藏温湿度要求见表1所示。不同用途薯类的储藏温湿度要求也各不相同，凉山彝族自治州农户种植的马铃薯根据品种不同多属于商品薯及加工类薯，故需要将温度控制在10℃以下，湿度控制在85%～90%。

表1 马铃薯储藏温湿度

2 马铃薯储藏自然通风方案设计

凉山彝族自治州属于亚热带季风气候区，干湿分明，冬半年日照充足，少雨干暖；夏半年云雨较多，气候凉爽。日温差大，年温差小，年均气温16～17℃。分析凉山彝族自治州的风向及风速，风向全年变化无常，风速最大可达10.00 m/s，平均风速为3.24 m/s，对自然通风的风压作用十分有利。而马铃薯储藏库中的马铃薯由于呼吸作用释放出热量，由于温度密度不同造成仓库内的温度分层，温度高的空气密度低，温度较低的空气密度较大，这便会形成热压作用。

仓库设计为5.0 m×5.0 m的正方形结构，建筑高度4 m。由于凉山彝族自治州四季风向不同，为充分利用风压及热压作用，仓库3面外墙均设3个0.8 m×1.5 m的可调节百叶风口且考虑遮光，窗台高度0.8 m；为方便搬运马铃薯，仓库设1.5 m×2.0 m的外门；山墙各设2个0.5 m×0.5 m的可调节百叶风口，且考虑遮光，窗台高度3.2 m。外墙最小热阻为3.8 K/W，屋面保温吊顶热阻不小于3.9 K/W。仓库外有散水，且设置防鼠带。

使用能耗模拟软件DeST建立仓库模型，逐时模拟仓库的室内温湿度并分析其变化情况。其中，马铃薯的呼吸频率及其呼吸时释放的二氧化碳量仅做估算处理。统计得，全年最高温度为36.67℃，最低温度为5.99℃，平均温度为21.43℃，全年室内温度均小于等于10.00℃的时间有250 h，集中分布在11月底至次年2月初。全年最大湿度为89.62%，最小湿度为5.28%，全年平均湿度为50.94%，全年有41 h室内湿度大于85%，集中分布在6—9月。

可见室内温度得到保障时，室内相对湿度无法满足马铃薯储存需求，故若要在11月底至次年2月初使用自然通风仓库储存马铃薯块茎，则需要单独加湿。单独加湿的方式多种多样，可选用加湿器单独加湿，也可人工喷水加湿。相对于采用机械制冷方式储存马铃薯块茎，自然通风仓库的建设对于山区农户较易实现。

3 结语

自然通风可以保证建筑室内获得新鲜空气，带走多余的热量，又不需要消耗动力，节省能源，节省设备投资和运行费用，因而是一种经济有效的通风方法。经模拟分析得出，采用自然通风方式储存马铃薯适用于凉山彝族自治州农户在11月至次年2月储存马铃薯。由于自然通风方式不消耗额外的机械能，因此在符合马铃薯储存时间需求的同时，可以有效节约使用冷库带来的电力消耗，也可有效解决贫困地区储存投资有限的难题。但是，自然通风与室外气象条件密切相关，故本方案的风口均采用可调节百叶，因此需要根据实际气候情况进行人为控制。