⑴ 土窯洞貯藏怎樣建造
利用黃土特有結構建造地下洞窯貯藏果品的方法。具有結構簡單,可以就地取材和極少消耗能源等特點。用於貯藏蘋果、梨等水果。
在中國西北黃土高原地區有居住窯洞的習慣,這種窯洞向陽、短小(一般不超過10米)、無通風氣孔結構。陝西省延安地區利用向北開門的窯洞,用於短期貯藏國光等晚熟耐貯蘋果品種,窯頂由前往後開1~3個通風氣孔,並注意冬季通風管理,直至翌年5月窯內溫度仍可保持在10℃以下。山西省原平縣的梨窯,靠土崖挖掘成隧道狀,窯身長度一般不超過8米,設有窯門,但不設通氣孔。自20世紀70年代開始,中國的果品貯藏工作者深入研究土窯洞貯藏蘋果的優缺點,將普通土窯洞改造成為科學的土窯洞貯藏庫。
原理
土窯洞式果庫建築深入地下,窯洞貯藏空間的四周有深厚的土層,具有良好的熱穩定性和密閉性,受外界氣溫影響小,保持低溫高濕時間長的特點,有利於果品貯藏。在窯洞開挖或掏挖前,從地面向下至30米以內的年平均溫度,基本上等於當地的年平均溫度。在開挖或掏挖後,由於土層(或砌體)與空氣接觸面加大,窯內空氣溫度與窯壁溫度形成溫差時,窯壁土層(或砌體)與空氣產生熱交換。當窯溫低於土溫時,窯內低溫通過窯壁傳入土中,並逐漸向土層深處傳遞,土層(或砌體)中的熱量則通過窯壁釋放到窯中;當窯溫高於土溫時,熱交換則反方向進行;當窯溫等於土溫時,空氣與土層之間停止熱交換。因此,窯洞溫度可相對穩定有利於果品貯存。
類型和結構
根據窯洞庫的建造方法,可分為掏挖式和開挖式兩類;根據窯形結構,又可分為平窯和母子窯(側窯)兩種。掏挖式窯洞多建於土層深厚的黃土高原地區,選擇質地粘重的土層和方向適當的崖坡或溝壑,按照一定的結構掏挖而成,一般窯頂土層5米以上,這類窯洞性能較好,建築費用低。平原地區多建開挖式窯洞,選擇地下水位較低,土質較好的地點,按庫體平面尺寸將地面挖開,用磚、石等建築材料按一定的結構砌建而成,然後將土回填至等於或略高於原地面高度,並做庫頂地面處理,這類窯洞需磚、石、沙、水泥等建築材料,挖、填土方量大,窯頂保溫層較薄,建築費用較高,隔熱蓄冷效果較差。
窯洞庫一般分為窯門、窯身和通氣孔三大部分。窯門向北設2道,門距3~4米,構成緩沖間;窯身長度以30~50米為宜,寬、高視土質和建築材料而定,2.5~4.0米均可;通氣孔設在窯身最後部的最高處。因為通風量與通氣孔最小截面積成正比,與通氣孔高度的開方成正比,因此應盡量加大通氣孔的截面積,以利通風降溫,而高度則以高出地面1~2米即可。土窯洞主要依靠自然通風降溫,在窯洞建築上要盡量做到通風流暢,避免突然轉折、擴大或縮小等情況,並使窯壁盡可能平整光滑。幾種窯型的結構特點如下:
平窯型
主要由3部分組成。①窯門。寬0.8~1.4米,高約3米,設兩道,間隔4~6米。②窯身。寬2.5~3.0米,高約3米,長約30~50米。③通氣孔。直徑約1.0~1.2米,上下粗度相同,高出地面1~2米。窯身頂部由窯口向內緩慢降低,比降為5~10‰,窯頂的最高點在窯門外側,窯底與窯頂傾斜平行,這種結構有利於引入外界冷空氣和排除窯內的熱空氣(圖1)。
圖1母子窯(側窯)型
中國山西、陝西、甘肅、河南等地陸續建立了一系列「非字型」、「梳子型」的母子窯,利用母窯(主巷道)運輸、通風,子窯(側窯)貯果(圖2、3)。母窯長度最長可達100米以上,在母窯的兩側建子窯,每個子窯之間的間隔至少在5米以上。利用母窯通風的子窯長度不超過10米,如超過10米,需另設通氣孔,結構如平窯,但通風效果不如平窯。這種窯洞的特點是充分利用地形,合理安排通風,貯量可達100噸以上,但應注意通風設施,以免空氣滯留,難以降溫。
圖2
圖3地下式磚窯 山西、陝西、河南、河北等平原地區開明溝磚砌地下式窯洞。一般窯寬、高各4米,長30~50米,窯頂弧形,呈半圓形,半徑2米,窯頂弧形厚度32厘米以上,覆土1~2米,窯牆直立部分高2米左右,牆厚37厘米。在通氣孔和窯身之間設可以開閉的排氣窗1個,排氣窗面積為窯洞橫截面的1/3~1/2,通氣孔下口直徑與排氣窗面積相同,上口直徑略小,其他結構與平窯相同(圖4)。為了降低地下式磚窯洞的造價和建築材料,把兩個地下式磚窯洞相鄰砌旋,共同使用一個通氣孔成為雙窯洞型,這種結構曾風行一時,但由於秋季降溫慢,效果不好,相繼被淘汰。
圖4管理技術
管理制度
一般措施是:①秋季入庫時期到封凍前,充分利用夜間低溫和寒流降溫。當外溫低於窯溫時,打開窯門和通氣孔,充分通風換氣,以利於迅速降低窯溫和窯內土溫,直到窯溫降至0℃為止。②當窯溫降至0℃後,盡量保溫,以果實不凍為原則,適當通風換氣,繼續降低窯壁土溫,盡量加大窯內低溫土層厚度,使窯壁更多地存冷。③第2年開春氣溫回升時,管理方法與秋季相同,但必須嚴格控制窯門和通氣孔,不通風時一律關閉,以延長保冷時間。此時窯溫的變化受土溫的影響,窯溫穩定的基礎是土溫穩定。④果品出庫後,封閉門窗。通氣孔,盡量減少外部高溫對窯內溫度的影響。
窯內貯冰
貯冰能夠在增加窯內濕度的同時,還可有效地降低窯溫。這種變態(固態—液態—汽態)中吸熱的過程,可抵銷夏季進入窯內的熱量,降低窯溫,並與窯壁發生熱交換降低壁溫。冰消融後的水,能增大窯內土層含水量,降低窯內全年溫度,延遲秋季開始通風日期。冬季通風時,由於窯內濕度大,能夠帶走更多的熱量,提高通風效果。土窯洞貯冰,通過水的兩次變態,大量吸收熱量,是提高土窯洞性能的有效途徑。
土窯洞加機械製冷
在內壁未加保溫材料的情況下,利用自然冷源和小型製冷機有效地降低窯內溫度,為果品貯藏創造更好的貯藏溫度條件。容積4000立方米的土窯洞安裝2台製冷量4000千卡/小時的製冷機,由7月底至11月中旬和翌年3月底至7月底開機製冷,在年平均溫度10℃、年均日溫差12℃、年溫極差55℃左右的地區,土窯洞內可以形成年均溫5℃、年均日溫差10℃以下、年溫極差12℃的環境溫度。
土窯洞貯藏,適用於年均溫10℃、冬季月均溫最低溫度為-5℃左右的地區。如果加強科學管理,50米長的窯洞,一個冬天可蓄冷400萬~500萬千卡,成為維持窯內低溫環境的冷源,從而取代了人工製冷的耗能冷源。管理較好的土窯洞,第2年夏季窯內仍可保持10℃以下的較低溫度。採用塑料薄膜袋包裝、塑料薄膜小帳及大帳堆藏等技術,元帥系蘋果貯藏6個月以上仍可保持良好品質。
⑵ 窯洞怎樣建的
老星窯洞首先是挖地基、其次是打窯洞、然後扎山牆、安門窗。
窯洞是中國西北黃土高原上居民的古老居住形式,這一「穴居式」民居的歷史可以追溯到四千多年前。窯洞廣泛分布於黃土高原的山西、陝西、河南、河北、內蒙古、甘肅以及寧夏等省。在中國陝甘寧地區,黃土層非常厚,有的厚達幾十公里,中國人民創造性利用高原有利的地形,鑿洞而居,創造了被稱為綠色建築的窯洞建築。
窯洞一般有靠崖式窯洞,下沉式窯洞、獨立式等形式,其中靠山窯應用較多。過去,一位農民辛勤勞作一生,最基本的願望就是修建幾孔窯洞。有了窯娶了妻才算成了家立了業。男人在黃土地上刨挖,女人則在土窯洞里操持家務、生兒育女。窯洞是黃土高原的產物、陝北人民的象徵,它沉積了古老的黃土地深層文化。