曾志毅

（福州芳圓建筑工程設(shè)計有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

冷庫主要用于食品的冷凍加工和冷藏，它不同于一般的工業(yè)建筑和民用建筑，是一種對隔熱性、密封性、堅固性和抗凍性有嚴(yán)格要求的特殊建筑。因此，為使室內(nèi)保持一定的低溫，食品冷庫的墻壁、地板及平頂都敷設(shè)有一定厚度的隔熱材料，以減少外界傳入的熱量。本文以平潭萬噸冷鏈產(chǎn)業(yè)園項目為例，論述冷庫建筑的設(shè)計要點。

1 工程概況

平潭萬噸冷鏈產(chǎn)業(yè)園，位于福建省平潭綜合實驗區(qū)流水鎮(zhèn)，該項目征地面積為34858m2，總建筑面積43835m2。其中地上建筑面積為43175m2，地下室建筑面積為660m2；計容建筑面積54339m2；建筑占地面積14393m2，主要建設(shè)五棟建筑,分別為辦公樓、宿舍樓、水產(chǎn)品冷庫及加工區(qū)、水產(chǎn)品冷庫、水產(chǎn)品加工車間。文中涉及到的冷庫單體建筑的工程名稱為1#水產(chǎn)品冷庫與2#水產(chǎn)品冷庫及加工車間。建筑高度均＜24m，為多層鋼筋混凝土現(xiàn)澆的冷庫建筑，其中冷庫都為-23℃的低溫冷藏間。

2 冷庫建筑的設(shè)計要點

2.1 冷庫的結(jié)構(gòu)安全

冷庫建筑按其結(jié)構(gòu)承重方式的不同分為外墻自承重外保溫體系和外墻非承重內(nèi)保溫體系。

2.1.1 外墻自承重外保溫體系外墻自承重方式的保溫層外墻和主體結(jié)構(gòu)為兩個獨立的承重結(jié)構(gòu)體系，外承重墻與庫內(nèi)主體結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠的連接，如在柱端設(shè)置鋼筋與冷庫主體結(jié)構(gòu)連接等。保溫層設(shè)置在外承重墻和冷庫邊跨的柱梁之間，從室內(nèi)地面開始設(shè)置，直至屋面的頂棚。應(yīng)根據(jù)工藝要求，預(yù)留保溫層的空間。這種保溫方式中間層的柱子不用保溫，僅需在一層柱子底部及頂層柱子頂部1.5m范圍內(nèi)需要保溫。中間層的地面也不需要設(shè)置保溫層，僅需要在一層地面和頂層的頂棚設(shè)置保溫層，保溫層把整個冷庫從底層到頂層的四周圍成密閉的一圈。

2.1.2 外墻非承重內(nèi)保溫體系

外墻非承重內(nèi)保溫體系是每層為獨立的一個冷庫，各層的地面，外墻、頂棚和柱子的上下1.5m范圍內(nèi)均要設(shè)置保溫層。這種結(jié)構(gòu)的保溫層不用預(yù)留空間，為正常的一個主體機構(gòu),比較方便施工。每層形成一個獨立的密閉的冷庫，可以獨立調(diào)解溫度，儲藏不同的產(chǎn)品。

2.2 冷庫底層土壤防凍脹

當(dāng)冷庫設(shè)計溫度低于0℃時，應(yīng)采取有效的通風(fēng)措施防止冷庫內(nèi)地下土壤凍脹破壞。地面以下通風(fēng)是有效防止凍脹的可靠措施。通風(fēng)方式有兩種形式，分別為排管通風(fēng)和架空通風(fēng)。

2.2.1 排管通風(fēng)

冷藏間有一邊長度小于40m時，可以采用排管通風(fēng)，排管直接埋到土里，造價較為便宜。

2.2.2 架空通風(fēng)

冷藏間的長度都大于40m時，就必須采用架空通風(fēng)。架空通風(fēng)層應(yīng)能自然通風(fēng)，為了防止雨水進入，應(yīng)在通風(fēng)的墻上設(shè)置百葉窗。架空通風(fēng)層的造價相對較高，但是防止凍融的效果較好。當(dāng)?shù)孛娴耐临|(zhì)為巖石和砂礫，地下水位較低時，通風(fēng)層可以不用設(shè)置。文中提到的1#水產(chǎn)品冷庫與2#水產(chǎn)品冷庫及加工車間，前者長度約為100m，后者的最小寬度為42.5m，所以兩座建筑均采用了架空通風(fēng)層的通風(fēng)方式，通風(fēng)層高度為2m，在通風(fēng)層的外墻設(shè)置了百葉式的通風(fēng)口。

2.3 月臺設(shè)計

月臺是指為裝卸貨而修建的平臺。利用該平臺，搬運的人員或叉車能夠便捷、安全地在運輸車輛和平臺之間裝卸貨物。月臺必須與裝卸貨廣場設(shè)置在一起，該項目規(guī)劃設(shè)計了較為方正而廣闊的裝卸貨廣場，可以同時容納多部大型集裝箱車同時作業(yè)。冷庫規(guī)范規(guī)定的月臺寬度不應(yīng)小于7m[1]，上述項目中，根據(jù)甲方的實際操作需求，月臺是按13m寬度設(shè)計。由于水產(chǎn)品的體積較為龐大，扣掉預(yù)留的3m寬調(diào)解平臺寬度，裝卸平臺的凈寬僅剩10m。月臺一般比室外的裝卸貨廣場高1.2～1.3m，為連接月臺和貨斗，一般在月臺上要設(shè)置高度調(diào)節(jié)板，以方便人員卸貨和叉車裝卸貨。要根據(jù)卸貨車位數(shù)量配置高度調(diào)節(jié)板，在建筑設(shè)計時，按照高度調(diào)節(jié)板廠家提供的參數(shù)預(yù)留高度調(diào)節(jié)板的坑位，在合理的位置下沉結(jié)構(gòu)板，并配合電氣專業(yè)布置電線，待高度調(diào)節(jié)板安裝到位后，再用水泥磚砌筑周邊節(jié)點，使月臺的地面都在同一高程上，形成一個完整而又寬大的月臺。

2.4 屋面構(gòu)造設(shè)計要點

（1）冷庫屋面應(yīng)采用保溫隔熱措施。因為冷庫與周邊的環(huán)境溫差較大，除了在冷庫內(nèi)側(cè)天棚設(shè)置工藝要求的保溫層外，還需在屋面結(jié)構(gòu)層的上部設(shè)置保溫隔熱層，這樣有利于節(jié)省能耗，降低冷庫的運行成本，也可以防止屋面因為溫差而產(chǎn)生裂縫。當(dāng)屋面采用有保溫措施的時候，冷庫的伸縮縫的最大間距可以做到45m，當(dāng)采取比較可靠的措施時，伸縮縫之間的最大距離可以達到50m[2]。

（2）當(dāng)采用外墻自承重的結(jié)構(gòu)形式時，由于外墻和冷庫的主體結(jié)構(gòu)為兩個獨立的承重體系，屋面的周邊圈梁不能與外墻承重墻有剛性的連接，必須沿著冷藏間的四周斷開；屋面外邊跨周邊主梁采用懸挑結(jié)構(gòu)，與外承重墻的圈梁頂部設(shè)置10cm左右的空隙，空隙之間采用瀝青麻絲、水泥砂漿和密封膏封堵，并用不銹鋼蓋板蓋縫。這樣可以保證冷藏間和外墻為兩個獨立的結(jié)構(gòu)體系，防止冷藏間制冷時收縮，拉壞整個結(jié)構(gòu)。

2.5 冷藏間的門檻設(shè)計

由于冷庫建筑結(jié)構(gòu)體系的特殊性，特別是在外墻自承重體系中，要做到外墻和冷庫的主體體系獨立承載時，就必須在冷庫和月臺或者穿堂之間斷開，設(shè)置沉降縫。冷庫門底下有地?zé)嶙杞z，不同的廠家預(yù)留的地?zé)嶙杞z深度不一樣，大約5～10cm。設(shè)計時，門檻處的梁和板應(yīng)注意下降10cm左右，以便后期安裝地?zé)嶙杞z。由于冷庫已和月臺或穿堂斷開，故在門檻處應(yīng)該采用足夠厚度的金屬板蓋住。金屬板應(yīng)能夠跨越冷庫和月臺或穿堂，以便工作人員和叉車行走，冷藏間門檻節(jié)點如圖1所示。

圖1 冷藏間門檻節(jié)點

冷藏間門檻處還應(yīng)考慮防火和防水的要求，由于該項目每層為一個防火分區(qū)，且為水產(chǎn)品的冷藏間，在裝卸貨的過程中難免有水流出來，考慮用瀝青麻絲填縫，縫隙的上下端再用密封膏塞縫，地面和頂棚均用不銹鋼蓋板蓋住，這樣即可保證防火性能，又可以防止水流到下面樓層。

2.6 制冷機房的設(shè)計

制冷機房設(shè)計時一般緊靠冷藏間，因為冷藏間用冷負荷最大，減少能耗。為制冷機房或制冷機組進行供電的配電房要緊挨布置。以便節(jié)省造價，降低日常運行的成本。在機房的平面設(shè)計中，機房的深度和開間應(yīng)滿足制冷設(shè)備布置的要求。層高應(yīng)根據(jù)制冷設(shè)備廠家的通風(fēng)要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，確定最后的高度，以免制冷機房凈高不夠。制冷機房根據(jù)工藝要求，一般屋面上都要布置蒸發(fā)冷卻器，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)工藝要求布置墩位，根據(jù)設(shè)備的自重和運行荷載，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，以免后期結(jié)構(gòu)不滿足要求。制冷機房都應(yīng)設(shè)置事故排風(fēng)機，在控制室的排風(fēng)機上和機房外墻上都要安裝人工開關(guān)按鈕。當(dāng)采用氨制冷系統(tǒng)時，因為氨機房的火災(zāi)危險等級為乙級，所以氨機房的占地面積和體積都要注意，不能過大，以滿足當(dāng)前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。該項目采用的是氟利昂制冷機組，氟利昂的火災(zāi)危險等級為丁類，其機組體積較為小巧，占地面積不大，且對層高的要求也較低，日常綜合運行成本合適。

2.7 防火設(shè)計

防火設(shè)計是所有建筑設(shè)計中的重中之重。冷庫又是建筑設(shè)計中比較特殊的建筑，因此在設(shè)計中既要遵守《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016-2014）[3]，也要遵守《冷庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50072-2021）[4]。

2.7.1 冷藏間的建筑面積

規(guī)范中對單棟冷庫的冷藏間，按不同的耐火等級，對其最大允許的建筑占地面積和單個防火分區(qū)最大允許的建筑面積作了限制。

（1）耐火等級為一、二級時，多層冷庫最大面積為7000m2，每個防火區(qū)最大面積為3500m2；高層冷庫中冷藏間最大占地面積為5000m2，每個防火區(qū)最大面積為2500m2。

（2）耐火等級為三級時，多層冷庫只允許建到三層，最大占地面積為1200m2，每個防火分區(qū)最大面積為400m2；耐火等級為三級時，高層冷庫不允許建設(shè)。

（3）當(dāng)冷庫有必要設(shè)置在地下室時，僅可以設(shè)置在地下一層；地下冷藏間要根據(jù)地上建筑為多層或高層建筑，地下冷庫冷藏間的占地面積相應(yīng)的不大于地上冷藏間的最大允許占地面積。

（4）地下冷藏間的防火分區(qū)面積都不能超過1500m2。

該項目中的1#水產(chǎn)品冷庫有2個冷藏間，每個冷藏間的建筑面積為2485m2，兩個冷藏間的占地面積為4970m2，每個冷藏間為單獨的一個防火分區(qū)；2#水產(chǎn)品冷庫及加工車間有1個冷藏間，冷藏間的建筑面積為1707m2，占地面積為1707m2，為單獨的一個防火分區(qū)。均滿足多層冷庫的最大占地面積要求和防火分區(qū)的最大建筑面積要求。

2.7.2防火墻

（1）冷庫穿堂和冷藏間之間的內(nèi)隔墻應(yīng)該為防火墻，而且該墻的耐火極限應(yīng)不低于3h，此時應(yīng)注意該墻上的冷庫門可以不是防火門，設(shè)計中沒必要要求冷庫門一定要達到甲級防火門。

（2）當(dāng)兩座冷庫的防火墻貼鄰布置時，相鄰冷庫的外墻應(yīng)該為防火墻，屋頂?shù)哪突鸬燃壊坏陀?h。冷庫與附屬用房（如變配電房，制冷機房及控制室）相鄰布置時，相鄰的墻體至少有一面是防火墻，屋頂耐火極限不低于1h。

2.7.3 建筑的長度

冷庫在規(guī)劃時，當(dāng)兩座以上冷庫貼鄰布置時，冷庫總的長度不得超過150m，每棟冷庫一定要設(shè)置環(huán)形的消防車道。

2.7.4 冷庫的疏散門

冷庫的疏散門是利用冷庫的冷藏門作為疏散門，疏散門的數(shù)量是根據(jù)冷藏間的面積來確定的，當(dāng)冷藏間的面積小于1000m2時，設(shè)置一個即可以；當(dāng)冷藏間的面積大于1000m2時，應(yīng)設(shè)置兩個以上的疏散門[3]。冷藏門內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)有應(yīng)急開門鎖控制裝置，并設(shè)計一個醒目的標(biāo)志，以便發(fā)生火情時，方便逃生。與冷庫生產(chǎn)、管理無關(guān)的其他用房，嚴(yán)禁設(shè)計在冷庫以內(nèi)。附屬用房只能設(shè)計在冷庫的首層，且應(yīng)有獨立的安全出口。

3 結(jié)束語

本文根據(jù)實際的項目設(shè)計案例，從7個方面分析了冷庫建筑的設(shè)計要點。由于冷庫的特殊性和其工藝上的要求，對比其他的建筑設(shè)計，冷庫設(shè)計中應(yīng)更加注意一些特殊節(jié)點的預(yù)留，在設(shè)計長度的限制，月臺與裝卸廣場的協(xié)調(diào)設(shè)置等各方面均要有細致的考慮。目前，裝配式建筑在冷庫建設(shè)中也有所發(fā)展，但傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在我國冷庫建設(shè)中的應(yīng)用還要再持續(xù)一段時間。本文所總結(jié)的冷庫設(shè)計要點，具有一定的實用價值。