現代化鋼結構冷庫建設及施工管理分析

徐濤

大連冰山集團工程有限公司 遼寧大連 116000

裝配式冷庫是一種根據需要靈活裝配的新型冷庫，其主要用于食品、工業、醫藥、現代物流、超市商場、餐飲業和科研等各行業，具有適用范圍廣、使用量大的特點。

1 鋼結構優點

（1）強度高，質量輕。鋼材強度高，彈性模量亦高，因而鋼結構構件小而輕。

（2）材質均勻，可靠性高。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質體。鋼結構的實際工作性能較符合目前采用的理論計算結果，所以鋼結構可靠性高。

（3）塑性和韌性好。鋼結構的抗拉和抗壓強度相同，塑性和韌性均好，適于承受沖擊和動力荷載，有較好的抗震性能。

（4）便于機械化制造。鋼結構由軋制型材和鋼板在工廠制成，便于機械化制造，生產效率高，速度快，成品精確度高，質量易于保證，是工程結構中工業化程度最高的一種結構。

（5）安裝方便，施工期限短。鋼結構安裝方便，施工期限短，可盡快發揮投資的經濟效益。

（6）密封性好。鋼結構的密封性好，易做成密不漏水和密不漏氣的常壓和高壓容器結構及大直徑管道[1]。

2 裝配式冷庫

裝配式冷庫是近年發展起來的一種拼裝快速簡易的冷藏設備，其具有以下優點：具有良好的保溫隔熱和防潮防水性能。適用范圍可在-50～+100℃。重量輕，不易霉爛，阻燃性能好。抗壓強度高，抗震性能好。組合靈活，安裝方便，或根據用戶需求并配置制冷機組和制控元件。

裝配式冷庫為鋼結構骨架，并輔以隔熱墻體、頂蓋和底架，使其達到隔熱、防潮及降溫等性能要求、裝配式冷庫保溫主要由隔熱壁板（墻體）、頂板（天井板）、底板、門、支撐板及底座組成，它們是通過特殊結構的子母鉤拼裝、固定，以保證冷庫良好的隔熱、氣密性。

冷庫門不但能靈活開啟，而且還應關閉嚴密、使用可靠。另外、冷庫門內的木制件應過干燥防腐處理；冷庫門要裝鎖和把手，同時要有安全脫鎖裝置；低溫冷庫門門框上要安裝電壓24V以下的電加熱器，以防止冷凝水和結露。庫內裝防潮燈，測溫元件置于庫內均勻處，其溫度顯示器裝在庫體外墻板易觀察位置。所有鍍鉻或鍍鋅層應均勻，焊接件、連接件必須牢固、防潮。冷庫底板除應有足夠的承受能力，大型的裝配式冷庫還應考慮裝卸運載設備的進出作業。

3 鋼結構冷庫建筑形式

冷庫主要采用混凝土或鋼材作為主體結構材料。與此相應，冷庫分成土建庫和鋼結構冷庫。鋼結構冷庫可分為室內裝配式冷庫和室外裝配式冷庫。其中，室內裝配式冷庫，冷庫板固定在外部建筑框架內，起到冷庫保溫作用，防水防風防雨由外部圍護材料承擔，適用于老廠改造成冷庫。而室外裝配式冷庫，其冷庫板固定在鋼架外，庫板材質起到保溫防風防雨作用。室內照明、工業風扇、蒸發器等吊掛可輕松固定在室內裸露鋼結構上。因此，室外裝配式冷庫是國際現代冷庫的主流。

4 裝配式冷庫的選用

目前，市場上的裝配式冷庫一般為室內型和室外型兩種，其選用條件為：

（1）冷庫外的環境溫度及濕度：溫度為+35℃；相對濕度為80%。

（2）冷庫內設定溫度：L級冷庫：+5～-5℃；D級冷庫：-5～-20℃；J級冷庫：-25℃。

（3）進庫食品溫度：L級冷庫：+3O℃、D級、J級冷庫：+15℃。

（4）冷庫的堆貨有效容積為公稱容積的69%左右，貯存果蔬時再乘以0.8的修正系數。

（5）每天進貨量為冷庫有效容積的8～10%。

（6）制冷機的工作系數為50～70%。

5 裝配式冷庫的先天優勢

冷庫的結構均可工廠化預制，現場組裝，具有質量穩定、建設周期短、抗壓強度高、抗震性能好等優點。冷庫內部采用不銹鋼板或噴塑鋼板，易于清掃，衛生條件好，阻燃性好，重量輕，不易腐爛。裝配式冷庫組合靈活多樣，安裝方便，可根據用戶需求配置不同規格的制冷機組和自控元件。裝配式冷庫在綠色環保方面也具有先天優勢：

（1）節地：室內型裝配式冷庫建造在室內，不額外占用土地。

（2）節材：裝配式冷庫可在工廠預制加工，現場裝配，材料利用率高。

（3）節水：裝配式冷庫采用制冷劑直接蒸發風冷冷凝機組，無冷凍水和冷卻水系統。

（4）節能：室內型裝配式冷庫可天然地利用建筑的圍護結構和保溫層，并天然地形成了建筑結構和冷庫間的空氣間層，從多方面有效地提升了熱阻，降低了傳熱系數。在良好的設計冷凝設備和制冷劑管路的前提下，其能耗相比傳統冷庫會大幅度降低[2]。

6 裝配式冷庫存在的問題

6.1 保溫預制板厚度缺乏相應的系列化

目前，市場上銷售的裝配式冷庫，生產廠家在制作時不論庫溫要求的高低均采用厚度為1130毫米的聚氨酯保溫預制板，這樣將相應地引起冷庫庫體保溫能力不足、冷耗嚴重等諸多問題。另外，由于冷庫保溫層的厚度與冷庫本身的內外溫差成正比，根據庫內溫度的設定要求，保溫層厚度能達到設計指標，冷庫的絕熱性能則好，外界通過其圍護結構滲入冷庫內的熱負荷就小，且能源消耗和制冷機的工作系數低；反之，冷庫內設定溫度較低的庫體絕熱性能將大幅度下降，由此引起制冷負荷和能源消耗的增加、制冷機工作系數增高，加劇了制冷機本身的機械磨耗及單位重量的冷藏費用開支的增加。若把保溫層厚度相應增加25%，使圍護結構的熱流密度由10kcal/m2·h降至8.5kcal/m2·h，則外圍護傳入熱量將減少17～18%，由此可見，廠家在生產裝配式冷庫配置保溫預制板時，應考慮到冷庫的內外溫差對保溫層厚度的要求，根據不同的庫溫要求配置不同厚度的保溫預制板，以滿足制冷工藝要求。

6.2 蒸發器蒸發面積的不合理配置

庫內蒸發器的蒸發面積在配置上與實際的制冷工藝技術要求差距較大。據對部分裝配式冷庫的實地觀察，其蒸發器的蒸發面積只有應配置的75%左右。對于冷庫內蒸發器的配置，應根據其設計溫度要求進行各項熱負荷計算，確定出蒸發器的蒸發面積，然后根據制冷工藝要求進行配置。若不按設計要求合理配置蒸發器而盲目減少蒸發器的配置面積，將會使蒸發器單位面積上的制冷系數大幅下降，以及制冷負荷增加、能效比明顯降低，導致冷庫內溫度下降緩慢，制冷機的工作系數直趨上升，運行費用增加等諸種不利因素。

6.3 制冷機組的不合理配置

有些生產廠家生產的裝配式冷庫上配置的制冷機組，未根據該庫設計計算的總制冷負荷及其圍護結構的保溫層厚度等方面來進行合理配置，而是增配制冷機組臺數的辦法來滿足庫內快速降溫要求。

7 裝配式冷庫施工管理

7.1 裝配式冷庫標準板的生產和采購

裝配式冷庫的建筑特點主要由復合隔熱板性能決定，由于工廠化生產，成品標準板的技術性能可達到較高的一致性，故采購前對產品的性能參數必須做有效檢驗，例如：

（1）保溫隔熱、防潮性能好。用聚氨酯泡沫塑料為隔熱層時，其導熱系數為0.023W/（m·K），泡沫塑料必須平整，邊角完好。

（2）抗彎強度高。兩面為0.7mm鍍鋅鋼板，中間為100mm聚氨酯泡沫塑料的復合隔熱板，在通常3m的跨度下，板面承載能力為1.5kPa，板的最大撓度為7mm。彎度極限為7.24kPa，強度系數宜達到5。

（3）彈性好。復合隔熱板在承受90%極限載荷后，跨中殘余變形仍小于5%總撓度值。

（4）重量輕。復合隔熱板自重要低于12kg/m2（100mm）。

（5）抗壓強度高。兩面為0.7mm的鍍鋅鋼板，中間為100mm聚氨酯泡沫塑料的復合隔熱板，其抗壓強度應達到210kPa。

（6）吸水率低。聚氨酯泡沫塑料吸水率應小于2g/1OOcm2。

7.2 嚴格按照施工技術標準，做好構件驗收、進場、工作

施工條件惡劣是鋼結構冷庫施工中面臨的主要難題。首先，要對構件進行驗收，剔除不符合施工技術標準的構件；其次，合理安排構件進入施工現場，在運輸過程中，注意防止構件的劇烈摩擦、碰撞；最后，做好構件的堆放，在實際施工開始前，進入施工現場的構件要嚴格按標準進行堆放，防止外力的破壞。

7.3 現場安裝的要點

（1）查看施工現場。初步確定現場的施工條件，以及具體的施工細節，比如冷庫用電、裝配式冷庫門的朝向等。

（2）設備及各項工具的準備。確定裝配式冷庫安裝所需設備、材料、工具，根據安裝流程設備、工具、材料清單，再次確認各項是否齊備。

（3）進場運輸。打包運輸時要注意包裝的嚴密，避免設備材料和工具等在運輸中發生碰撞、臟污、雨水等損壞。

（4）入場施工。保持施工現場的衛生，以保障所有冷庫設備、施工工具和材料到達施工現場時，能防止雨淋，保持干凈衛生。在所需設備進場后進行卸貨時，要注意輕拿輕放，根據施工情況分類依次擺放整齊，依據清單清點到達貨物是否齊全、是否損壞，避免設備及工具的損壞、丟失。

（5）冷庫庫體（庫板墻體等）的安裝①安裝底板：依據前期冷庫設計圖紙，定位放線，確定好庫位，將底板板塊進行拼裝，注意庫板與庫板間的平整及板頭平整。②安裝墻板：注意門的方向、板塊的垂直度和4個角板的尺寸。③安裝頂板：裝配式冷庫在安裝上頂板時，應先將T形鋼固定或吊絲打好，然后焊接槽鋼，或穿絲固定在與冷庫墻體頂面同樣水平的位置。④進行包角：包角板應用拉鉚釘固定，固定在包角上的拉鉚釘應成一條直線、無較大縫隙、間距相等。⑤清理庫板上溢出的發泡膠，保持庫板的美觀度。

（6）安裝排管/風機。確定風機的風向或排管的走向，排管所有對應固定點上在頂板上打出穿絲掛牢。風機則根據庫頂板的承重，小型風機一般吊在庫體頂板上即可。若安裝的風機較重，必須把吊絲穿過頂板吊在頂墻上。

（7）壓縮機&冷凝器的安裝固定。進行裝配式冷庫安裝的地面、墻壁應為光潔面，壓縮機底座宜置于平整地面上。應確保壓縮機箱底與地面貼合良好，以防產生振動，增加噪聲。若想要進一步降低噪聲，可在機房墻面貼吸聲板[3]。

風冷型壓縮機受環境溫度的影響大，因此要控制壓縮機工作環境溫度在-5～40℃，保持機房干燥、通風應良好。

施工現場嚴禁煙火，必須放有滅火性器件等防范器械，同時要保障施工人員施工的人身安全，讓裝配式冷庫安裝流程順利圓滿地進行。

7.4 加強現場質量管控

做好現場質量管控是鋼結構冷庫施工時的重要安全抓手。首先，做好機械設備和材料的質量管控工作。在機械設備方面，做好操作人員持證上崗工作，做好設備調配工作，以及機械的維修保養工作；在材料方面，按計劃進行材料采購，按規定進行材料搬運、標志和儲藏，并按規定對進貨材料進行檢驗，以剔除不合格產品。其次，要注意鋼結構冷庫主體工程的質量管控。在進行鋼構件梁、柱安裝時，要注意對柱底板下的墊鐵是否有墊平、墊實，是否符合規范進行檢查；還要注意梁、柱是否發生彎曲、位移現象。并檢查螺栓是否擰緊，等一切驗收無誤后方可起吊。

7.5 鋼結構冷庫施工管理措施

在鋼結構冷庫施工中，相關企業必須保證充分落實其施工技術規范標準，結合現場條件、實際需求等進行處理，加強各個環節的質量管理控制，從根本上保障后續質量管理活動的有效性。同時，還要充分考慮質量管理體系的優化，相關的工程管理人員要積極進行新體系的學習，保證與時俱進，提升己方安全責任意識。合理運用先進技術，并借助相應的科學手段進行施工材料的質量檢驗。嚴格進行鋼結構加工制造、現場管理等環節的質量管控，實現整體經濟效益的提升，完成提升社會效益、經濟效益的雙重保障。

8 結語

總之，冷庫項目施工是一個動態性的系統工程，冷庫建筑不同于普通工業建筑之外，在其整個使用壽命周期的運營成本占比較大，室內持續性制冷導致建筑工作環境惡劣。因此，冷庫建設需要根據自身使用性質不同，科學選擇規劃方案和建筑形式，應借助先進的進算計輔助管理手段，提前在施工準備環節把問題消化掉。