河南工业大学

70年校庆巡礼——十四五期间重大科技成果系列报道之六:让大国粮仓崛起新高度

发布时间:2026-07-22 浏览量:

散粮楼房仓:仓廪如楼 


民以食为天,粮以安为先。粮食安全是“国之大者”,是国家安全的重要基础。而粮仓,正是守护粮食安全的第一道关口,是端稳中国饭碗的“压舱石”。

丁永刚从事粮食仓储技术研发与工程建设二十余年,最核心的课题,就是如何用更少的土地、更绿色的方式、更智能的技术,存好每一粒中国粮。而散粮楼房仓,就是我们团队交出的核心答卷,它突破了传统储藏的用地瓶颈,让粮食仓储从“平铺蔓延”走向“垂直向上”,在方寸之间筑起了现代化的大国粮仓。

很长一段时间,我国粮食仓储主要以平房仓为主,这种仓型技术成熟,但有一个无法回避的痛点—占地量大。我国人多地少,18亿亩耕地红线必须牢牢守住,而粮食主产区往往也是耕地核心区,在保障粮食产能的同时,还要拿出大量土地建设平房仓,用地矛盾日益突出。尤其是在长三角、珠三角等人口密集的粮食流通枢纽区域,以及河南、山东等粮食主产省份,土地资源更是寸土寸金。此外,传统平房仓还面临着储粮损耗偏高、智能化升级受限、绿色储粮规模化应用难等问题。

2008年以前,国内也有过零星的包装粮楼房仓尝试,但大多规模小、层数少、技术体系不成熟,更没有粮食侧压力控制方法,也缺乏系统化的粮情监测与管控措施,粮食转运仅靠普通垂直电梯完成。面对这些难题,当时行业内甚至有声音说,粮食仓储就该是平铺的平房仓,楼房仓不适合中国的散粮储备体系。

但我们心里清楚,要破解土地瓶颈,实现粮食仓储的现代化升级,散粮楼房仓是必经之路。2010年,我们正式启动了现代化散粮楼房仓成套技术的研发攻关,开启了一场长达十余年的“垂直筑仓”闯关之路。

散粮楼房仓的核心难题,都藏在“垂直”两个字里。就像盖摩天大楼和平房是完全不同的逻辑,把几十米高的仓体分成多层,每一层都要承载数千吨甚至上万吨粮食的重量,还要应对粮食流动产生的巨大侧压力,这对结构设计提出了前所未有的要求。

我们首先要攻克的,就是高仓体大荷载结构设计难关。常规的楼房仓,层数越多,底层仓体的荷载就越大,粮食侧压力会随着仓高的增加呈增长趋势。我们团队经过上千次的模拟计算和试验,最终研发出了“框架-联梁-砌体墙及框架-剪力墙-联梁-砌体墙”组合结构体系,就像给粮仓打造了一副高强度的“钢筋铁骨”。该体系能让仓体层数突破3层,单仓仓容达到15万吨以上,而单位仓容占地面积仅为传统平房仓的25%,节地率超过70%。这是什么概念?原本建一个10万吨仓容的平房仓,需要近200亩土地,而用我们的散粮楼房仓,只需要不到60亩,相当于在同样的土地上,粮仓容量翻了3倍还多。同时,我们针对粮食主产区的地震烈度特点,优化了抗震构造设计,让仓体抗震设防烈度达到8度,哪怕面对强震,也能稳稳守住仓内的每一粒粮食。

第二个难关,是多层仓体的绿色低温储粮难题。粮食是有生命的,温度和湿度直接决定了它的储存年限和品质损耗。传统平房仓是单层结构,粮情管控相对简单,但多层楼房仓,不同楼层、不同仓间的温度场、湿度场差异极大,很容易出现局部粮温超标、粮食陈化加速的问题。这就好比给一栋几十米的大楼做全屋恒温,既要每层温度均匀,还要能耗降到最低,难度可想而知。

我们团队创新性地研发了“多层仓体立体内环流控温+谷物冷却精准调温”集成技术,给每一层粮仓都装上了“智能空调”和“循环系统”。通过在仓壁预埋通风管路,并结合粮堆内的上万根测温光纤,实现了粮情数据的实时采集和通风系统的智能联动,能把全仓粮温常年稳定在15℃以下的准低温状态,粮食储存3年依然保持新鲜品质,年均储粮损耗控制在0.5%以内,远低于国家1%的标准限值,每年仅损耗减少这一项,就能为国家保住数十亿斤粮食。同时,这套系统还结合了光伏建筑一体化设计,仓房屋顶铺满光伏板,发电供粮仓系统使用,实现了仓储环节的近零碳排放,真正做到了绿色储粮、低碳储粮。

第三个难关,是散粮垂直输送与高效进出仓难题。传统平房仓的粮食进出仓,都是平面输送,流程简单,粮食破碎率低。但散粮楼房仓要把粮食送到几十米高的不同楼层,还要实现均匀布料、快速进出仓,稍有不慎,就会造成粮食破碎,影响粮食品质。

我们耗时5年,研发出了大产量、低破碎的垂直提升输送系统,配合多点布料的智能布料小车,攻克了这一难题。这套系统单小时输送量达到300吨以上,粮食垂直提升破碎率控制在0.2%以内,达到了国际领先水平。同时,我们优化了进出仓全流程工艺,实现了“卸粮-提升-布料-出仓-装车”的全流程自动化,原本需要几十人完成的进出仓作业,现在只需要2-3人在中控室就能完成,作业效率提升了5倍以上。

除此之外,我们还打造了全流程的智能化仓储管控平台,融合了物联网、AI视觉、大数据分析等技术,实现了粮情监测、智能通风、虫害预警、安防管控的全流程无人化、智能化,让散粮楼房仓成为了真正的“智慧粮仓”。就像给粮仓装上了“千里眼”和“智慧大脑”,哪怕是仓内一粒粮食的温度变化,都能被精准捕捉,提前预警风险。

十余年磨一剑,我们的散粮楼房仓成套技术,终于实现了从“0到1”的突破,再到“从有到强”的跨越。截至2025年底,这套技术已经在全国多个省份推广应用,建成了超50座大型现代化散粮楼房仓,总仓容突破355万吨。

在河南鹤壁,我们研发的散粮楼房仓技术落地应用,仓体隔热性能优异,夏季高温期仓内平均粮温较传统平房仓低3-4℃,构筑了中原地区绿色储粮标杆;在广东深圳,我们的核心技术支撑了西坑粮食储备库建设,该项目是全国首个多层散装粮高荷载全自动化粮储基地,总仓容15.3万吨,占地仅20.5亩,节地率超90%,破解了粤港澳大湾区土地资源紧缺的储粮难题,建成后将成为区域粮食应急保障的核心支撑;在山东、江苏等粮食流通枢纽省份,散粮楼房仓与粮食应急加工、冷链物流园区深度融合,实现了粮食仓储、加工、配送一体化发展,大幅缩短粮食周转链路,降低流通环节损耗与成本。

2025年9月,超强台风“桦加沙”影响我国东南沿海,我们在福建漳州建成的省内首座新型充氮气调散粮楼房仓,面对10级阵风、持续强降雨的叠加考验,仓体结构完好无损,仓内粮食粮情全程稳定,零受潮、零损耗,用实力证明了中国粮仓的“铮铮铁骨”。这让我深刻体会到,一座好的粮仓,不仅要能存粮,更要能抗风险、保安全,它不仅是一座建筑,更是国家粮食安全的坚固防线。

这些年,最让我自豪的,不仅是一座座拔地而起的散粮楼房仓,更是我们带出了一支覆盖技术研发、工程设计、建设施工、运营管理全流程的粮食仓储工程技术团队,实现了散粮楼房仓全产业链的国产化,所有核心技术和装备都拥有完全自主知识产权,让中国的粮食仓储技术,从过去的跟跑,走到了现在的世界领跑位置。

有人问我,一辈子跟粮仓打交道,枯燥吗?我从来都不觉得。每当我站在几十米高的楼房仓顶,看着仓内满满的金黄稻谷,看着自动化设备平稳运转,看着中控屏幕上稳定的粮情数据,心里就满是踏实和自豪。仓廪实,天下安,我们多攻克一个技术难题,多建一座现代化粮仓,中国人的饭碗就端得更稳一分。

回首这十余年的攻关历程,从最初的不被看好,到一次次试验失败,再到最终技术落地、全国推广,每一步都走得不容易,但每一步都走得坚定。这不是我一个人的功劳,是无数粮食仓储领域的工程师、建设者、运营者,一代又一代接续奋斗的结果。

现在,我们的团队还在持续攻关。未来,我们将继续推动散粮楼房仓技术的迭代升级,朝着更高仓容、更优节地、更低能耗、更智能管控的方向发展,同时加快技术成果的海外推广,让中国的粮仓技术走向世界。我们也希望,能通过这项技术,培养更多粮食工程领域的青年工程师,让更多人投身到守护国家粮食安全的事业中来,用工程科技的力量,永远守牢大国粮仓的根基,让中国人的饭碗,牢牢端在自己手中。


认识丁永刚

丁永刚,1978年生,工学博士,教授,博士生导师,河南工业大学土木工程学院(建筑学院)院长,河南省高层次人才,河南省学术技术带头人,河南省粮油仓储建筑与安全重点实验室主任,河南省现代绿色生态仓储体系国际联合实验室主任,中国粮油学会理事,中国土木工程学会防震减灾工程分会理事。主要从事仓储结构理论与应用、抗震减灾与韧性提升、绿色低碳仓储体系等方面研究。主持国家级项目3项,省部级项目8项,获省部级科技进步奖3项。发表SCI/EI/核心期刊学术论文60余篇,授权专利20余件,编制国家/行业标准5项。获2025年度中国粮油学会科学技术奖一等奖。


大事记

2008年底,散粮楼房仓关键技术研发项目正式启动,开启数十年科研攻关。

2010年6月,在天津静海,全国首个散粮楼房仓建成并投入使用。

2010年11月,散粮楼房仓获发明专利授权,结构体系创新取得关键性突破。

2016年6月,项目核心技术纳入《粮食仓库建设标准(建标172-2016)》,正式进入工程示范应用阶段。

2017-2018年,首批示范工程先后在广东、北京、云南等落地,圆满完成工程化应用验证。

2022年5月,深圳西坑粮库等标杆项目开工建设,仓容达15.3万吨,“五高”设计创下多个行业之最,即装粮线最高、自动化程度高、土地利用率高、节能减排效率高、仓体建筑高度高;树立了粮食仓储建设行业典范。

2024年12月,项目研发工作全面收官,核心技术成果在全国9省市规模化推广应用。

2025年8月,项目顺利通过科技成果评价,总体技术水平达到国际先进。

2026年1月,项目荣获2025年度中国粮油学会科学技术奖一等奖,获评粮食仓储领域标志性成果。


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