王偉亮

松下冷機(jī)系統(tǒng)（大連）有限公司 遼寧大連 116600

我國的多層冷庫，一般是4-6層，個別冷庫也有7-8層，層高一般是4.8米，柱網(wǎng)6×6米，大都是現(xiàn)澆鋼筋混凝土無梁樓板框架結(jié)構(gòu)，采用組合定型鋼模，個別冷庫也有采用升段法施工的。目前一座10000噸冷庫一年半左右，一座509噸冷庫一年左右便建成投產(chǎn)。近幾年來，總結(jié)以往的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國實(shí)際情況，在多層冷庫設(shè)計中.采用常溫穿堂，以防止穿堂潮濕滴水和改善工人作業(yè)條件，相同溫度庫房和相同溫度樓層之間不作隔熱層，以節(jié)省建設(shè)投資和加快建設(shè)進(jìn)度；庫房內(nèi)不設(shè)內(nèi)穿堂，以提高庫容和方便庫內(nèi)運(yùn)輸；制冷系統(tǒng)采用自控裝置，以保證生產(chǎn)安全和減輕工人勞動強(qiáng)度。

1 我國冷庫發(fā)展現(xiàn)狀

在新中國成立初期，全國冷庫總?cè)萘考s3.3萬t左右。早期多為單層或多層土建式冷庫，大多采用泡沫混凝土作為墻、頂部的隔熱材料，地坪隔熱則采用軟木或爐渣，防潮層則多采用瀝青油氈，所用制冷壓縮機(jī)多數(shù)是新中國成立前進(jìn)口的立式雙缸單級活塞式氨制冷壓縮機(jī)。改革開放后，大批獨(dú)資、民營企業(yè)涌現(xiàn)，冷藏業(yè)迎來高速發(fā)展。至90年代，商業(yè)冷庫已普及全國，制冷技術(shù)、材料材質(zhì)有了質(zhì)的飛躍，廣泛應(yīng)用了計算機(jī)控制技術(shù)[1]。

近年來，我國冷庫建設(shè)+分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主產(chǎn)區(qū)以及大中城市郊區(qū)的蔬菜基地。中冷聯(lián)盟2019年調(diào)研全國1832家企業(yè)，總庫容量約為4600萬噸，較2008年850萬噸增長超5倍。根據(jù)2012年-2019年數(shù)據(jù)調(diào)研分析，我國冷庫每年以15-20%的速度增長，預(yù)計2020年我國冷庫保有量將突破6000萬噸。國內(nèi)大型冷庫企業(yè)主要有大冷股份、煙臺冰輪、四方冷鏈和雪人股份等。中小型冷庫市場格局較為復(fù)雜多樣，中型冷庫企業(yè)主要為上海、大連、山東、常州等地方企業(yè)，小型冷庫主要為洛陽、開封等地方企業(yè)。

目前，我國人均冷庫保有量仍然偏低，冷庫結(jié)構(gòu)性供需仍不足，隨著城鎮(zhèn)化、生鮮電商和進(jìn)口食品貿(mào)易的發(fā)展，冷庫市場仍有很大發(fā)展空間。微觀方面，由于農(nóng)產(chǎn)品最先一公里和最后一公里規(guī)模逐漸擴(kuò)大，冷鏈物流超市進(jìn)一步向?qū)I(yè)化和集約化發(fā)展，未來配送型冷庫、中央廚房、配發(fā)市場以及產(chǎn)地型冷庫將得到快速發(fā)展。

現(xiàn)代冷庫功能已經(jīng)由”倉庫型”逐步向”流通配送型”發(fā)展，倉庫的溫度需求范圍逐漸擴(kuò)大，對溫度控制精準(zhǔn)度要求越來越高，多溫區(qū)存儲、變溫冷藏間等個性化需求悄然間變成普遍需求。因此，結(jié)構(gòu)合理、溫控精準(zhǔn)、只能控制以及節(jié)能高效的冷庫將是未來的發(fā)展方向。

2 多層框架結(jié)構(gòu)冷庫設(shè)計要點(diǎn)

目前在大中型城市建設(shè)的冷鏈物流市場，因土地的稀缺寶貴，規(guī)劃建設(shè)多層冷庫來滿足對庫存的保有量趨于常規(guī)。對于多層冷庫，主要采用框架結(jié)構(gòu)，而框架結(jié)構(gòu)主要分梁、板、柱組成的一般框架結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋的框架結(jié)構(gòu)。

2.1 含鋼量對比

含鋼量指標(biāo)是建設(shè)方最關(guān)注的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，也是考核結(jié)構(gòu)設(shè)計的一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)指標(biāo)，直接影響到建設(shè)的成本。因一般框架結(jié)構(gòu)柱距較小，柱布置較密，主次梁較多，板鋼筋未采用預(yù)應(yīng)力方式，導(dǎo)致含鋼量偏大?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)計算結(jié)果，優(yōu)化配筋細(xì)節(jié)，對構(gòu)造部位達(dá)到最小配筋率即可。比如主梁架立筋，結(jié)構(gòu)設(shè)計師常用主筋通常布置的方式進(jìn)行設(shè)計制圖，這就存在嚴(yán)重的浪費(fèi)；板鋼筋布置時，布置間距取5mm的倍數(shù)即可[2]。

2.2 有效庫容對比

有效庫容是衡量冷庫利用率的重要標(biāo)志。在層高低0.2m的情況下，實(shí)際堆貨高度還高出0.35m。不管采用自然堆貨還是貨架堆貨，其有效的庫容均優(yōu)于有梁結(jié)構(gòu)的冷庫。同時因柱距的增大，庫內(nèi)分割的靈活性更大，布局更合理。

2.3 結(jié)構(gòu)活荷載對比

庫體活荷載的取值，按照儲藏貨物的類別和規(guī)范規(guī)定進(jìn)行取值。設(shè)計時，因容積率要求限制層高的情況下，堆貨高度越高越好。成都某冷庫因采用預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋型式，空間高度增加，活荷載取值更大。農(nóng)產(chǎn)品冷庫主要以儲藏冷凍食品，按照冷庫規(guī)范3.0.6條對食品計算密度的規(guī)定，凍肉密度為400kg/m2、凍魚密度為470kg/m3。堆貨高度4m總荷載為18.8kN/m2，冷庫規(guī)范5.2.1條規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值取20kN/m2滿足要求。但如層高達(dá)到7.3m的貨架，標(biāo)準(zhǔn)值要取25kN/m2才可達(dá)到要求。

2.4 變形裂縫控制對比

冷庫使用時處于低溫恒濕狀態(tài)，對于在重載作用下的鋼筋混凝土，控制其裂縫至關(guān)重要。對比普通框架結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力先張拉起拱，在重載作用下上下平衡，鋼筋混凝土樓板處于平面狀態(tài)，有效地解決了變形裂縫的問題，提高了鋼筋混凝土的耐久性，減少后期的維護(hù)成本。

2.5 低溫環(huán)境下材料的選用和保護(hù)

土建主材是鋼筋、水泥及砌體。冷間混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性環(huán)境類別為二b類，設(shè)計時要嚴(yán)格按照規(guī)范措施要求進(jìn)行。對于建設(shè)主材，水泥應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，不得采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；鋼筋建議采用高強(qiáng)度熱軋鋼筋；冷間內(nèi)應(yīng)采用強(qiáng)度等級不低于MU10的燒結(jié)普通磚，并應(yīng)用水泥砂漿砌筑和抹面[3]。

2.6 冷藏間合理的設(shè)計溫度及節(jié)能設(shè)計

冷藏間設(shè)計溫度應(yīng)保證該貨物的貨品質(zhì)量，有針對性的設(shè)計溫度就能更好的達(dá)到節(jié)能要求。冷卻物冷藏間設(shè)計溫度一般為-2℃至15℃，相對濕度為80%～95%，主要存儲貨物為新鮮水果、蔬菜、米、茶、酒類、奶制品；凍結(jié)物冷藏間設(shè)計溫度為-15℃至-20℃時，相對濕度為85%～90%，主要儲存貨物為凍肉、禽、副產(chǎn)品、冰蛋、棟蔬菜、冰棒，設(shè)計溫度為-18℃至-25℃時，相對濕度為90%-95%，凍魚、蝦、冷凍飲品。

在冷藏間保溫設(shè)計中，主要考慮兩點(diǎn)：

（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫能力。增加維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫能力主要是通過選擇熱導(dǎo)率小的隔熱材料，或者增加隔熱材料厚度來實(shí)現(xiàn)。在計算隔熱材料的厚度是，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行《冷庫設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于庫房的隔熱要求計算，面積熱流量取值宜取7W/m2，考慮到節(jié)能的要求可適當(dāng)加厚保溫。對于太陽熱輻射較高的庫體位置，如西墻，可考慮適當(dāng)增加保溫厚度，如屋面，可考慮做屋面架空通風(fēng)層或閣樓層。

（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的跑冷量。冷藏間主要冷量損失的位置是冷庫門，尤其對于交易性冷庫頻繁使用的庫門，①可設(shè)置回籠間，減少冷庫門冷熱交換，減少水蒸氣進(jìn)入庫內(nèi)；②冷庫門外側(cè)可設(shè)置空氣風(fēng)幕；③冷庫門外側(cè)可加設(shè)快速保溫卷簾門；④可設(shè)置降溫穿堂降低冷熱交換；⑤采用雙穿堂設(shè)計時，盡量避免冷庫門對開或者同時打開。

2.7 冷藏間層高優(yōu)化設(shè)計

選擇合理的層高取決于堆貨方式、每托貨物貨高、結(jié)構(gòu)形式，制冷方式等，層高設(shè)計應(yīng)做到使用空間不緊張，同時也不浪費(fèi)。托盤堆碼（散堆）層高不宜過高；采用貨架應(yīng)適應(yīng)貨架的高度（如圖1所示）；結(jié)構(gòu)形式宜優(yōu)選選擇無粱樓蓋的形式，無梁樓蓋利于提高空間凈高利用率的同時，也有助于冷風(fēng)回風(fēng)；制冷方式考慮排管或者風(fēng)機(jī)制冷，同樣也影響庫內(nèi)凈高。

圖1 冷庫貨架

2.8 垂直運(yùn)輸設(shè)計

國內(nèi)現(xiàn)狀是優(yōu)質(zhì)土地越來越稀缺，所以土建冷庫也越建越高，建筑層數(shù)增加，對電梯運(yùn)行效率就提出了挑戰(zhàn)，新型冷庫垂直運(yùn)輸也逐漸開始采用垂直提升機(jī)。垂直提升機(jī)的優(yōu)勢是占地面積較小、叉車無直接撞擊，故障率低、可采用連續(xù)運(yùn)輸?shù)姆绞?、并且為非特種設(shè)備，無強(qiáng)制年間，運(yùn)行效率相對較高，經(jīng)過推算，垂直提升機(jī)是傳統(tǒng)電梯提升效率的2.2-2.5倍；劣勢為：價格較高，僅載貨，不可人貨同流，對于交易形冷庫來說不方便管理?，F(xiàn)狀設(shè)計主要為采用垂直提升機(jī)與電梯結(jié)合的方式，互補(bǔ)優(yōu)缺點(diǎn)[4-5]。

3 結(jié)語

冷庫作為特殊類倉庫，特點(diǎn)就是低溫環(huán)境，結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)充分考慮溫度影響?？赏ㄟ^建筑、結(jié)構(gòu)和施工等多方面措施來減小溫度應(yīng)力的對結(jié)構(gòu)的影響。軟件設(shè)計時應(yīng)注意各項(xiàng)參數(shù)的可靠取值以保證設(shè)計結(jié)果的準(zhǔn)確性。對較大的工程，可通過多個方案對比，確定合理的結(jié)構(gòu)布置方案以保證設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。