種質(zhì)資源庫設(shè)計(jì)與建設(shè)中常遇見的問題
1、 如何確定建設(shè)面積
    建設(shè)種質(zhì)資源庫, 最主要的問題是建多大面積才能滿足需要。現(xiàn)以中期庫貯藏水稻種子來計(jì)算說明, 一般中期庫貯藏種子每份為300g, 一般在685 mm×585 mm×115 mm種子筐中可擺放40份種子,那么設(shè)計(jì)一間擺放10排,每排擺放10列的移動種子架的冷庫,其面積需[0.72×10+1.4]m ×[0.62×10+2.0]m=70.52 m2, 若種子架高度為擺放15筐, 則種子架高度需2.2m,庫的凈高度需3.2 m。使用面積為70.52 m2, 凈高為3.2 m的儲藏冷庫, 其可存放水稻種子份數(shù)為6萬份。那么若要建設(shè)一座存放12萬份的典型低溫種質(zhì)資源庫,則可按以下內(nèi)容估算出所需的使用面積: 冷庫140 m2, 機(jī)房20~40 m2, 緩沖間20~40 m2, 接納室20~40 m2, 清選室20~40m2, 發(fā)芽室40~60 m2, 干燥及包裝室60~80 m2, 水分測定室20~40 m2, 臨時(shí)庫20~40 m2, 值班室30m2, 配電及控制室20~40 m2, 臨時(shí)存放室20~40m2, 會議室100 m2, 計(jì)算機(jī)室100 m2, 廁所及走廊130~170 m2, 總使用面積為760~1 000 m2。因此,要建設(shè)一座保存12萬份的種質(zhì)資源庫,則需要申請建筑面積為970~1 300 m2, 即需在使用面積基礎(chǔ)上增加30%。若需要配備研究實(shí)驗(yàn)室、拷種室和晾曬場等,可在上述面積基礎(chǔ)上增加。
2、 地面保溫防凍處理
    冷庫地面保溫防凍處理也需引起注意, 曾出現(xiàn)過因沒有做地面保溫處理,而使冷庫地面發(fā)生凍裂現(xiàn)象。防凍保溫處理一般做法是做架空層,在架空層上再做防水處理并鋪墊抗壓的保溫材料,然后在保溫層上再做水泥地面,內(nèi)鋪設(shè)鋼筋以加強(qiáng)抗壓強(qiáng)度。
3、 制冷機(jī)組安裝位置
    目前,機(jī)組存放有以下3種安裝位置:(1)放在同一層, 即擺放在庫的兩側(cè)或其中一側(cè)。該安裝方式聯(lián)接管道短,易操作且維修方便,但占用了使用面積; (2)安裝在屋頂。制冷機(jī)組與對應(yīng)的蒸發(fā)器對接安裝方便, 易操作維修。不占使用面積, 可減少工程投資。缺點(diǎn)是影響建筑物美觀,噪聲大,在北方地區(qū)的屋頂,須設(shè)有相應(yīng)的采暖和照明措施。另外須增加樓板承重力,為消除機(jī)組運(yùn)行的振動必須采用減振措施。管道須穿過屋面, 也必須增加防水防漏措施。(3)安裝在地下層�？蓽p少噪聲影響, 備件和備用機(jī)組可存放在地下夾層,這樣檢修方便并且安全。相對于屋頂, 制冷系統(tǒng)管路穿過樓板防水措施容易處理。缺點(diǎn)是須設(shè)計(jì)通風(fēng)和排熱系統(tǒng), 以保證機(jī)組夏季正常運(yùn)行。機(jī)組在地下室,則防水防漏也要求較高, 工程建筑費(fèi)用較高。若種質(zhì)資源庫建設(shè)地區(qū)有足夠的用地,推薦采用第一種方式安裝制冷機(jī)組。
4、 長期庫和中期庫的配置
    對建有長期庫和中期庫的種質(zhì)資源庫, 有人推薦庫中庫的方式配置,即長期庫套在中期庫里面, 認(rèn)為該方式有節(jié)省能源的優(yōu)點(diǎn)(Tay,1991)。但從實(shí)際操作的角度出發(fā), 該配置方式使用起來不方便,建議長期庫和中期庫的庫門都與緩沖間相連。
5、 中期庫溫度的選擇
    中期庫的貯藏溫度在設(shè)計(jì)上應(yīng)選擇(-4±2)℃或(4±2)℃,不要設(shè)計(jì)(0±2)℃,即不要使種子處于結(jié)冰與化冰的狀態(tài),因它對延長種子的貯藏壽命不利。
6、 每間冷庫面積的大小
    每一間冷庫的面積到底是大還是小好, 其各有利弊。如建有一間面積為150 m2, 高度為4 m的冷庫, 安裝了3臺機(jī)組, 在調(diào)試時(shí)3臺都需開啟, 但當(dāng)正常運(yùn)行時(shí), 僅2臺機(jī)組運(yùn)行就足夠了, 其中1臺可作為備用, 這樣運(yùn)行過程就有安全保障。但其缺點(diǎn)是建成后庫內(nèi)種子在短時(shí)間內(nèi)可能存放不滿, 造成能源的浪費(fèi)。若是分成3個(gè)小冷庫, 每間50 m×50 m×4 m, 則同樣需3臺機(jī)組, 在使用時(shí), 則可用一個(gè)開一個(gè)庫以節(jié)約能源,臨時(shí)不用的庫還可存放其他物品,其優(yōu)點(diǎn)是最大程度地發(fā)揮其作用,但缺點(diǎn)是每間冷庫無備用機(jī)組, 在安全方面存在隱患。
7、 除濕系統(tǒng)的選擇
    對于種質(zhì)資源的保存, 最好對庫內(nèi)的相對濕度進(jìn)行控制, 一般要求控制在65%以下。因此也需考慮安裝除濕系統(tǒng),對于0℃以下低溫庫,目前多采用電加熱熔霜,其缺點(diǎn)是耗電量較大,且電加熱管易燒壞。另外還有采用熱氟除霜等方式。2001年國家種質(zhì)庫在-18℃采用一種國外進(jìn)口的除濕制冷系統(tǒng),它能控制庫內(nèi)相對濕度(RH)≤50%, 其除濕方式不屬于電加熱熔霜。該制冷機(jī)組還有另一優(yōu)點(diǎn),即機(jī)房環(huán)境溫度比采用電加熱熔霜機(jī)組平均低10℃左右。
8、 每間冷庫熱負(fù)荷Q計(jì)算
    在種質(zhì)資源庫設(shè)計(jì)中, 需配多大制冷量機(jī)組也是非常重要的問題。每間冷庫熱負(fù)荷Q計(jì)算一般需考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱負(fù)荷、保存種子/種子架的熱負(fù)荷、每天開門及人員進(jìn)出次數(shù)的熱負(fù)荷, 以及照明、蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)和電加熱熔霜的熱負(fù)荷等。制冷機(jī)組工作時(shí)間系數(shù)應(yīng)以50%來計(jì)算為宜, 實(shí)際運(yùn)行中制冷機(jī)組工作時(shí)間系數(shù)不應(yīng)高于75%, 設(shè)計(jì)人員就可依據(jù)此要求來計(jì)算配多大制冷量機(jī)組。
9、 干燥系統(tǒng)的選擇
    在種質(zhì)資源庫建設(shè)中, 種子干燥系統(tǒng)的建設(shè)也是較難選擇的一個(gè)環(huán)節(jié)。降低種子含水量是延長種子壽命的重要因素,但在種子干燥脫水過程中,應(yīng)避免干燥溫度過高而對種質(zhì)活力產(chǎn)生潛在的損傷,因此,FAO/IPGRI(1994)推薦采用“雙15”干燥系統(tǒng): RH<20%, 溫度(15±2)℃。國家種質(zhì)庫已建造一間容積為3.4 m×3.1 m×2.6 m的“雙15”干燥間, 但其建造費(fèi)用需40萬元。國家種質(zhì)庫也建造另一套干燥系統(tǒng), 即采用最高溫度為70℃的進(jìn)口植物培養(yǎng)箱, 再配置自制的預(yù)冷除濕系統(tǒng),使進(jìn)入箱內(nèi)的入口相對濕度控制在7%±2%, 這樣在30~35℃干燥溫度條件下, 能使大部分作物種子含水量在2~4天內(nèi)降到5%~8%, 建造這樣一套干燥系統(tǒng), 其費(fèi)用需20萬元(配置5臺進(jìn)口植物培養(yǎng)箱)。此外,國家種質(zhì)庫早期也采用另一干燥系統(tǒng),即建造一間具有較好密封和保溫效果的干燥間,環(huán)境條件控制在25~40℃, RH≤40%, 然后將干燥箱放置在干燥間內(nèi),而不用配置預(yù)冷除濕系統(tǒng),該干燥系統(tǒng)也能使種子達(dá)到較好的干燥效果,其建造費(fèi)用大為降低。
10、 設(shè)計(jì)單位的選擇
    種質(zhì)資源庫建設(shè)是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的農(nóng)業(yè)工程, 一般的設(shè)計(jì)單位都沒有這方面的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),因此,在一般情況下,設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)土建設(shè)計(jì)就可以,保溫庫板和制冷機(jī)組工程設(shè)計(jì)可由制冷設(shè)備專業(yè)供應(yīng)商來承擔(dān)。若由設(shè)計(jì)單位來承擔(dān)制冷與保溫庫板工程的設(shè)計(jì),其不但收取了高額的設(shè)計(jì)費(fèi),而且設(shè)計(jì)出來的東西又往往無法采用, 有時(shí)反而幫倒忙。因此, 在土建初步設(shè)計(jì)階段,可預(yù)先進(jìn)行制冷和庫板工程的招標(biāo),當(dāng)進(jìn)行土建施工圖設(shè)計(jì)時(shí), 制冷設(shè)備廠家就可介入,與土建設(shè)計(jì)單位相互配合,在電力等方面設(shè)計(jì)出最佳施工方案圖。

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