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近年来，随着农业产业的转型和节能环保的要求，绿色生态的农业园和农业建筑设计逐步进入建筑师的视野，并成为新的研究和设计热点。相对于民用建筑和工业建筑，农业建筑对生物适应性的考虑需要更加精细，对建筑师的知识结构和综合协调能力要求更高。

　　农业贮藏建筑要求具备有效降低果蔬呼吸速率和延缓其衰老的功能，常常作为鲜果首选贮藏设施。我国柑橘类水果的主要贮藏方式有简易贮藏、通风库贮藏和低温冷库贮藏等。简易贮藏适用于小规模贮藏，其致命缺点是贮藏后期随着外界气温的上升，果实腐烂率显着增加。

　　通风贮藏库作为一种低成本的柑橘贮藏建筑，在冬春季节，贮藏效果良好，现已广泛应用于江西赣南和湖北宜昌等柑橘产区。冷库贮藏可以较好控制库内环境，但国内冷库普遍存在高耗能问题，实践证明，在全程冷链设备不完善的情况下，冷库保鲜技术的应用受到很大的限制。

　　目前，针对柑橘通风贮藏库（简称通风库）的研究，主要集中在库内环境对柑橘品质变化的影响方面，把通风库作为一类特殊建筑来研究还较少。胡西琴等针对通风库的改良提出一些适宜设计策略[1],王日葵等在参考改良通风库和冷库的基础上，加入制冷和加湿系统，提出湿冷通风库[2],目前尚未发现从建筑设计的角度，针对柑橘通风库进行系统的设计研究。

　　本文将从实用技术设计的角度，针对柑橘通风库这一特殊农业贮藏建筑，先利用计算流体力学（ComputationalFluidDynamics,简称CFD）数字模拟软件FLUENT对典型库进行性能分析，后从选址和库内环境控制的角度提出相应的设计策略，为专业的农业贮藏建筑设计提供参考和依据。

　　1通风库工作原理与关键设计因素

　　柑橘通风库的工作原理是在库外温度、湿度及风速适宜的条件下，利用间歇性自然通风改善库内热环境和空气质量，排除果实的呼吸热，降低CO2和乙烯等有害气体的浓度，保持适宜的柑橘贮藏环境；同时，在库外温度和湿度过低或过高时，通过建筑本身的热工性能来减缓室外环境对库内热环境的影响，实现低温时保温和高温时隔热的目的。

　　赣州是我国重要的柑橘生产基地，属亚热带季风气候区，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，本文的通风库分析以赣州地区为例。根据相关研究[3-4],柑橘贮藏关键的环境因素是适宜均匀的温度、湿度和通风换气。据实地考查，在冬季和初春时节，赣州的平均气温较低，通风库可以较好地满足柑橘贮藏要求，而在春末夏初，随着外界温度的普遍升高，通风库的蓄冷及隔热能力十分有限，库温快速回升，局部过热、库内果垛之间通风换气不畅等问题突出。从建筑设计而非设备系统设计的角度解决这些问题，通风库自身的控温、调湿和通风设计则成为关键设计因素。在节能减排的趋势下，实用技术设计策略尤为重要，其核心为在技术经济可行的范围内，尽量少消耗能源、资源和少利用复杂的建筑或系统技术。

　　2典型通风库数值模拟分析

　　本文以赣州地区典型柑橘通风库单体建筑为原型，利用FLUENT软件在自然通风的情况下进行库内温度和风速三维数字模拟分析。原型通风库基本尺寸为长36m,宽15m,屋檐高4.3m,屋脊高8.45m（图1）。结构为砖混结构，墙体为240mm厚砖墙，屋顶是木瓦屋面，南北两侧设上下两排单层窗且可以完全打开（图2）。柑橘均匀分垛堆放，库内纵横两方向布置过道。模拟中考虑柑橘呼吸热对库内热环境和风环境的影响，假设柑橘内部热均匀分布，另外，太阳辐射的影响反映在围护结构的内表面温度上。由于热压通风相对风压通风更适应多变的外环境，模拟分析以热压通风为主。清洁空气从南北两侧底层窗进入，从两侧上层窗排出，进风速设定为0.5m/s,温度设定为12℃。另外，本文选应用广泛、计算量合适、精度高的标准k-ε湍流模型进行模拟计算[5],得到温度云图和速度等值线图。
　　
　　纵向剖面温度云图（图3）显示，在竖直方向，温度从下到上明显分层，下低上高，屋脊下温度最高。在水平方向，位于纵向过道中间的温度云图，底部温度相对统一和稳定；而靠近柑橘的温度云图，底部温度明显分段，紧邻柑橘的温度比没有堆放柑橘的地方温度高；切入柑橘的剖面，柑橘内部温度明显高于外部。表明，屋顶下方热量过多，柑橘呼吸热也会影响库内温度分布，不及时通风降温可能会造成局部过热。

　　2m高水平面温度云图在水平方向温度分布相对均匀，靠近墙体和柑橘的温度略高，温度具有明显的扩散效应（图4）。这也反映出：库围护结构得热和柑橘放热是库内温度升高的主要热源。纵向剖面速度等值线图（图5）显示，风速在竖直方向明显分层，屋顶下方风速最低，上、下窗洞处的速度最高。不同剖面的风速分布也不尽相同，靠近柑橘风速明显下降，特别是正切柑橘的剖面，除外墙底部风速略高，其他地方风速都比较低。纵向过道上的风速分布较均匀，风循环流畅。窗洞的位置、大小、进口风速，以及柑橘堆放布置都会影响风速的分布。在不考虑屋顶开洞换气的情况下，屋顶下方的通风效果较差。

　　2m高水平面速度等值线图（图6）显示，从库中央到两侧窗洞风速逐渐增大，纵向过道的风速高于横向过道，库中央堆放柑橘之间的位置风速值最小。反映出，在水平方向库内风速分布不均匀，柑橘堆放和窗洞布置之间的关系是其重要影响因素。

　　3基于选址设计策略

　　太阳辐射是库内温度升高的主要原因，避免阳光照射成为选址的重点。由于通风库一般不用考虑视线和采光要求，库址宜选在具有天然湿冷微气候的背山阴凉之处或树荫之下。虽然地下贮藏可以更好地避免太阳辐射，但从通风和装卸便利的角度考虑，一般不宜地下贮藏柑橘。

　　为了防止空气中的病源微生物等有害物质影响柑橘贮藏效果，选址应远离污染源，且不应布置在污染源的下风向。同时，保证库外风环境和水资源良好，便于直接利用。考虑到运输和人工成本，选址宜选在靠近产区的交通便利之处。

　　4基于库内环境调控设计策略

　　通风库的内环境不仅要考虑柑橘贮藏的要求，工作人员的健康也不能忽视。相对于民用建筑，库内环境要求有一定的特殊性，对通风库内温度要求更低，而对采光要求不高；通风库内湿度要求更高，建筑材料应具有防潮和保水性能；通风换气考虑全空间的均匀流畅而不仅仅是人的活动范围，窗洞的位置和面积与民用建筑设计不同。

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