土窑洞贮藏怎样建造?
利用黄土特有结构建造地下洞窑贮藏果品的方法。具有结构简单,可以就地取材和极少消耗能源等特点。用于贮藏苹果、梨等水果。
在中国西北黄土高原地区有居住窑洞的习惯,这种窑洞向阳、短小(一般不超过10米)、无通风气孔结构。陕西省延安地区利用向北开门的窑洞,用于短期贮藏国光等晚熟耐贮苹果品种,窑顶由前往后开1~3个通风气孔,并注意冬季通风管理,直至翌年5月窑内温度仍可保持在10℃以下。山西省原平县的梨窑,靠土崖挖掘成隧道状,窑身长度一般不超过8米,设有窑门,但不设通气孔。自20世纪70年代开始,中国的果品贮藏工作者深入研究土窑洞贮藏苹果的优缺点,将普通土窑洞改造成为科学的土窑洞贮藏库。
原理
土窑洞式果库建筑深入地下,窑洞贮藏空间的四周有深厚的土层,具有良好的热稳定性和密闭性,受外界气温影响小,保持低温高湿时间长的特点,有利于果品贮藏。在窑洞开挖或掏挖前,从地面向下至30米以内的年平均温度,基本上等于当地的年平均温度。在开挖或掏挖后,由于土层(或砌体)与空气接触面加大,窑内空气温度与窑壁温度形成温差时,窑壁土层(或砌体)与空气产生热交换。当窑温低于土温时,窑内低温通过窑壁传入土中,并逐渐向土层深处传递,土层(或砌体)中的热量则通过窑壁释放到窑中;当窑温高于土温时,热交换则反方向进行;当窑温等于土温时,空气与土层之间停止热交换。因此,窑洞温度可相对稳定有利于果品贮存。
类型和结构
根据窑洞库的建造方法,可分为掏挖式和开挖式两类;根据窑形结构,又可分为平窑和母子窑(侧窑)两种。掏挖式窑洞多建于土层深厚的黄土高原地区,选择质地粘重的土层和方向适当的崖坡或沟壑,按照一定的结构掏挖而成,一般窑顶土层5米以上,这类窑洞性能较好,建筑费用低。平原地区多建开挖式窑洞,选择地下水位较低,土质较好的地点,按库体平面尺寸将地面挖开,用砖、石等建筑材料按一定的结构砌建而成,然后将土回填至等于或略高于原地面高度,并做库顶地面处理,这类窑洞需砖、石、沙、水泥等建筑材料,挖、填土方量大,窑顶保温层较薄,建筑费用较高,隔热蓄冷效果较差。
窑洞库一般分为窑门、窑身和通气孔三大部分。窑门向北设2道,门距3~4米,构成缓冲间;窑身长度以30~50米为宜,宽、高视土质和建筑材料而定,2.5~4.0米均可;通气孔设在窑身最后部的最高处。因为通风量与通气孔最小截面积成正比,与通气孔高度的开方成正比,因此应尽量加大通气孔的截面积,以利通风降温,而高度则以高出地面1~2米即可。土窑洞主要依靠自然通风降温,在窑洞建筑上要尽量做到通风流畅,避免突然转折、扩大或缩小等情况,并使窑壁尽可能平整光滑。几种窑型的结构特点如下:
平窑型
主要由3部分组成。①窑门。宽0.8~1.4米,高约3米,设两道,间隔4~6米。②窑身。宽2.5~3.0米,高约3米,长约30~50米。③通气孔。直径约1.0~1.2米,上下粗度相同,高出地面1~2米。窑身顶部由窑口向内缓慢降低,比降为5~10‰,窑顶的最高点在窑门外侧,窑底与窑顶倾斜平行,这种结构有利于引入外界冷空气和排除窑内的热空气(图1)。
图1母子窑(侧窑)型
中国山西、陕西、甘肃、河南等地陆续建立了一系列“非字型”、“梳子型”的母子窑,利用母窑(主巷道)运输、通风,子窑(侧窑)贮果(图2、3)。母窑长度最长可达100米以上,在母窑的两侧建子窑,每个子窑之间的间隔至少在5米以上。利用母窑通风的子窑长度不超过10米,如超过10米,需另设通气孔,结构如平窑,但通风效果不如平窑。这种窑洞的特点是充分利用地形,合理安排通风,贮量可达100吨以上,但应注意通风设施,以免空气滞留,难以降温。
图2
图3地下式砖窑 山西、陕西、河南、河北等平原地区开明沟砖砌地下式窑洞。一般窑宽、高各4米,长30~50米,窑顶弧形,呈半圆形,半径2米,窑顶弧形厚度32厘米以上,覆土1~2米,窑墙直立部分高2米左右,墙厚37厘米。在通气孔和窑身之间设可以开闭的排气窗1个,排气窗面积为窑洞横截面的1/3~1/2,通气孔下口直径与排气窗面积相同,上口直径略小,其他结构与平窑相同(图4)。为了降低地下式砖窑洞的造价和建筑材料,把两个地下式砖窑洞相邻砌旋,共同使用一个通气孔成为双窑洞型,这种结构曾风行一时,但由于秋季降温慢,效果不好,相继被淘汰。
图4管理技术
管理制度
一般措施是:①秋季入库时期到封冻前,充分利用夜间低温和寒流降温。当外温低于窑温时,打开窑门和通气孔,充分通风换气,以利于迅速降低窑温和窑内土温,直到窑温降至0℃为止。②当窑温降至0℃后,尽量保温,以果实不冻为原则,适当通风换气,继续降低窑壁土温,尽量加大窑内低温土层厚度,使窑壁更多地存冷。③第2年开春气温回升时,管理方法与秋季相同,但必须严格控制窑门和通气孔,不通风时一律关闭,以延长保冷时间。此时窑温的变化受土温的影响,窑温稳定的基础是土温稳定。④果品出库后,封闭门窗。通气孔,尽量减少外部高温对窑内温度的影响。
窑内贮冰
贮冰能够在增加窑内湿度的同时,还可有效地降低窑温。这种变态(固态—液态—汽态)中吸热的过程,可抵销夏季进入窑内的热量,降低窑温,并与窑壁发生热交换降低壁温。冰消融后的水,能增大窑内土层含水量,降低窑内全年温度,延迟秋季开始通风日期。冬季通风时,由于窑内湿度大,能够带走更多的热量,提高通风效果。土窑洞贮冰,通过水的两次变态,大量吸收热量,是提高土窑洞性能的有效途径。
土窑洞加机械制冷
在内壁未加保温材料的情况下,利用自然冷源和小型制冷机有效地降低窑内温度,为果品贮藏创造更好的贮藏温度条件。容积4000立方米的土窑洞安装2台制冷量4000千卡/小时的制冷机,由7月底至11月中旬和翌年3月底至7月底开机制冷,在年平均温度10℃、年均日温差12℃、年温极差55℃左右的地区,土窑洞内可以形成年均温5℃、年均日温差10℃以下、年温极差12℃的环境温度。
土窑洞贮藏,适用于年均温10℃、冬季月均温最低温度为-5℃左右的地区。如果加强科学管理,50米长的窑洞,一个冬天可蓄冷400万~500万千卡,成为维持窑内低温环境的冷源,从而取代了人工制冷的耗能冷源。管理较好的土窑洞,第2年夏季窑内仍可保持10℃以下的较低温度。采用塑料薄膜袋包装、塑料薄膜小帐及大帐堆藏等技术,元帅系苹果贮藏6个月以上仍可保持良好品质。
散文精选:窑洞情缘
土窑施工步骤:
1、首先切土(即在土山坡适合位置切掉一部分土方,切出一个里面)、掏洞(水平向里,开间尺寸即为窑洞拱的跨度,进深即为窑洞前后洞深)、互通(二个窑洞之间横向掏一水平洞将二个窑洞连通,一个洞作里间在洞前立面安窗户,另一个洞作外间在洞前面安入户门)、掏烟洞(垂直打洞将窑洞与窑顶部土方打出垂直洞作烟囱,窑顶烟囱部位再倒扣一打掉缸底的瓷质缸排烟用)、内装修(垒锅台、盘炕、铺地、抹灰刮白等)。
2、其次住的多年后如果土质有下沉裂缝的话,再在窑拱里侧上旋。这种施工工艺造就了土窑在外形上是埋伏于土地内,院子是下沉式院子,窑顶有大约2到米厚的土层(这么厚土层一是保证受力能形成拱的受力状态不至于塌方,二是保证雨水不会渗透窑顶土方而窑内发生漏水),土窑埋藏在土地内,所以就有了冬暖夏凉的特点。
散文精选:窑洞情缘
唯有故乡,是吾远方。
我出生在陕北,生活在陕北,自然与窑洞有了不可分割的关系,我于窑洞的情缘很深。追源人类远祖,自然与窑洞分不开,人类的文明也许从窑洞开始或者支撑了人类文明的发展。而陕北偎依黄河,陕北的窑洞自然是黄河文明的一部分,历史悠久而辉煌。
我出生的那口窑洞现已坍塌,是一口依山而建的土窑洞,现在看来,它很不美观,门和窗子很小,一点儿也不考究,只是用柴棒粗略加工而成,也许年代长久之过,又处偏远贫穷之地,只为实用而不讲究了。
父母住过很多窑洞,过了几年常常搬家的生活,那都是因为那个年代。父母本来生活在四川,由于六十年代自然的与政治的灾难,致使老百姓饥饿难耐,过起流亡生活。父母亲就是那个时候带着孩子逃荒到了陕北偏僻的一个旱塬上,来到人生地不熟的地方,一无住处,二无吃处,只好过着讨饭一样的生活。好在哪个地方的窑洞较多,大都是别人遗弃的破烂窑洞,有的无门无窗,但也总能避风避雨,有个安身之处。
听母亲说,当时zheng府对这些逃荒者还要遣返原籍,所以,母亲他们常常四处躲藏,走到那里,就住到那里,几乎住遍了村庄周围所有破烂的窑洞。那是些什么样的窑洞啊?大多在山沟岩畔,经过多年风雨的侵蚀,现在已不成样子,几乎看不出人能居住,可以想象,父母亲是受了怎样的磨难。
父母亲和大多数中国农民一样,十分朴实和勤劳,靠着他们的力气把我们拉扯成人,生活虽然很苦,但父母让我们几兄弟都念书,一个一个还都初中毕业,由于我赶上了好形势,我还有机会上了大学,成为父母的骄傲。
拥有自家的窑洞是七十年代后期的事,大哥、二哥相继初中毕业不再念书,家里增添了劳力,也积攒了一点打窑洞的费用,所以很快在塬边打成了两孔窑洞,父母终于有了自己的新家。
后来随着,两个哥哥取妻成家,又在院内扩建两孔窑洞,成了一个似四合院的院子。改革开放政策尤其是包产到户的农村政策实行以后,我们的生活发生了很大的变化,不但吃的饱还吃的好了,兜里都有了积蓄,大哥、二哥也相继到塬面各自盖上了大瓦房,搬到塬上住了。留下父母住在又已破旧的窑洞里。
父母也想盖房,但又说自己年岁大活不了几年了,花那钱干啥,所以一直没有盖房。住过土窑洞的人都知道,时间长后,窑洞会蹩裂缝,看起挺吓人的,一到春季消冻,常有响声,似有坍塌的危险。父母住过很多烂窑洞,也许麻痹了,根本不在意,倒是我每从学校或工作单位回去,晚上常常怕的睡不着觉。
后来,和两个哥哥商量,借父母住上两间房,他们一个拥有五间,一个拥有七间。但美中不足的是,婆媳难处,父母太勤劳,养猪,养鸡,弄得哥嫂有意见,终究只住了半年再也住不下去了,父母又搬回了破窑洞。
我工作在外,想接父母来住,父母总想,年岁太大,会给我添很多麻烦,又怕给我媳妇处不到一块,使我为难,故有时答应了,当我去接时,又推脱家里走不开。父母就是这样心疼自己的儿子而忍受着痛苦。
我工作在外,想接父母来住,父母总想,年岁太大,会给我添很多麻烦,又怕给我媳妇处不到一块,使我为难,故有时答应了,当我去接时,又推脱家里走不开。父母就是这样心疼自己的儿子而忍受着痛苦。
虽然我工作在外,也常常想念家里的父母,尤其到了下雨时节,我常常睡不着觉,害怕窑洞坍塌。终于有一天,我不再按照父母的意愿,自作主张,拿出一万元,让在家的大哥张罗给父母盖了三间砖瓦房,于2005年5月1日把父母搬到了新家,使已八十岁高龄的双亲彻底离开了几乎住了大半辈子的土窑洞。
在2007年这个特别寒冷的冬天,父母还说,窑洞比房子暖和。
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