吳 敏
(重慶工貿職業技術學院,重慶 涪陵 408000)
冷庫隔熱對降低冷庫熱負荷、保持庫內溫度的穩定具有重要作用。很難想象一個無隔熱的冷庫能儲存質量良好的冷藏食品,更難預計采用多么大的制冷設備才能補償冷庫的冷量損失。因此對冷庫的墻、地板、屋頂乃至樓板均應進行隔熱。
冷庫隔熱結構除了應有良好的隔熱性能,即較小的傳熱系數(如停機后庫溫回升一般不大于1.5~2 ℃/h)外,還應考慮有一定的強度,地坪應有較大的負載能力;應盡可能少占冷庫有效空間;減少隔熱層內的“冷橋”,隔熱結構應能防潮,具有持久的隔熱效能;隔熱材料外部設保護層,以防蟲蛀、鼠咬或裝卸作業時損壞。
冷庫隔熱材料應滿足的基本要求有:①熱導率較小,使用較薄的隔熱層能獲得較好的隔熱效果;②相對密度小且價廉;③良好的耐火性,不自燃,也不助燃,以提高冷庫的防火性能;④良好的抗濕性、抗凍性,堅固結實,抗壓強度大,經久耐用,以保證長期使用;⑤不產生任何異味,也不吸收異味,不散發有毒物質,這對冷庫的食品儲存具有重要意義。
此外,冷庫隔熱材料還應有良好的抗腐蝕性能,不孳生蛀蟲或其他細菌,且易于安裝施工和拆修。
針對冷庫隔熱材料的要求,目前尚難找到一種十分完美的隔熱材料。但隔熱技術的不斷發展,為冷庫隔熱材料的選擇提供了良好的條件和可能。目前冷庫廣泛采用的隔熱材料有軟木、玻璃纖維、泡沫塑料或組合夾心板等。
1.2.1 軟木
常用的軟木又稱碳化軟木,為板、管、殼等形狀的制品。碳化軟木熱導率小,抗壓強度大,無毒,施工方便,可用于冷庫隔墻、地面、樓板、管道等的隔熱,但價格較高,且容易產生蟲蛀、鼠咬和霉爛受潮。
1.2.2 玻璃棉及制品
玻璃棉熱導率小、不燃燒、不霉爛、價格便宜。目前多制成隔熱板或管殼,使用方便,抗凍性好。
1.2.3 聚氨酯泡沫塑料
該類型隔熱材料可預制成各種厚度或直徑的板料或管殼,用于冷庫墻體、地板、屋蓋隔熱及表面直接噴涂或灌注發泡成形,使用方便。聚氨酯泡沫塑料熱導率小、吸水率低、耐低溫和自熄性好,是冷庫隔熱中選用較多的材料。
冷庫由于內外空氣溫差較大,則必然形成與溫度差相應的水蒸氣分壓力差,進而形成水蒸氣從分壓力較高的高溫側通過圍護結構向分壓力較低的冷庫內滲透。當水蒸氣經過圍護結構內部后到達低于空氣露點溫度的某溫區時,水蒸氣即凝結為水或結冰,造成隔熱結構的破壞。
隔汽防潮層的有無與好壞對圍護結構的隔熱性能起著決定性的作用,而且隔汽防潮層設置得不合理,同樣會對圍護結構造成嚴重的破壞。如果隔汽防潮層處理不當,那么不管隔熱層采用什么材料和多大的厚度,都難以取得良好的隔熱效果。隔熱層做得薄一些,還可以采取增加制冷裝置的容量加以彌補,而若防潮層設計和施工不良,外界空氣中的水蒸氣就會不斷侵入隔熱層以至庫內,并產生如下后果:①引起隔熱材料的霉爛和崩解;②引起建筑材料的銹蝕和腐朽;③使冷間內和蒸發器表面結霜增多,增加融霜次數,影響庫溫的穩定和儲藏商品的質量;④使冷間溫度上升加快,增加電耗和制冷成本;⑤水蒸氣長期滲透的最終結果,將導致圍護結構的破壞,嚴重時甚至使整個冷庫建筑報廢。因此,在冷庫建筑的設計施工中,對圍護結構的隔汽防潮應給予足夠的重視。
為了改善圍護結構內部的濕度狀況,可以采取以下措施:
2.2.1 材料層的選擇
為了保證圍護結構內不產生水分凝結,必須把密實的材料層布置在高溫側,而把熱阻R和μ大的材料層布置在低溫側,盡量使水蒸氣“難進易出”。
2.2.2 防潮層部位
對于低溫側比較潮濕的地方(冷卻間、凍結間、水產準備間),外墻和內隔墻隔熱層的兩側均宜設防潮層。為了防止地坪下地下水及土壤中水分的滲透,在其隔熱層的上下均應設防潮層。庫房隔熱外墻外側為磚墻時應做外粉刷,內側做防潮層。外墻、內墻隔熱層的底部均應做防潮層。
2.2.3 隔汽防潮層布置
空氣中的水蒸氣總是由高溫側向低溫側滲透。在南方地區的冷庫,常年的室外氣溫高于庫溫,因此應在外墻隔熱層的高溫一側布置隔汽防潮層,而在低溫側則要求結構材料能起透濕作用。因為,防潮層并不能百分之百地防止水蒸氣的滲透,滲入圍護結構的水分以及建筑材料的施工水分最好能通過低溫側向庫內擴散,并經冷分配設備的冷卻表面排除。一般可在外側做二氈三油,而在內側再做一氈二油。
2.2.4 防水處理
有的冷庫由于屋頂排水處理不好,投入使用后不久因雨水從屋頂流至外墻和樓板內部,使隔熱層受潮甚至霉爛失效,因此要做好屋頂、地下室、地面和墻腳處的防水措施。另外,在施工過程中應預防雨水淋濕隔熱材料。
2.2.5 圍護結構隔汽防潮層的構造規定
圍護結構隔汽防潮層的構造規定有:①磚外墻外側應抹面;②外墻的隔汽層應與地面隔熱層上下的隔汽層或防潮層搭接;③冷卻間或凍結間隔墻的隔熱層兩側均宜設置防潮層;④隔墻隔熱層底部應設防潮層;⑤樓面、地面的隔熱層上、下、四周應作防潮層或隔汽層。
冷庫常用防潮隔汽材料有石油瀝青、油氈、瀝青防水塑料和聚乙烯塑料薄膜等。其中石油瀝青的防水蒸氣性能好,又有一定彈性、抗低溫、防潮隔汽性能穩定等特點。若與油氈結合使用,能達到良好的防潮隔汽效果。塑料薄膜的透氣性好和吸水性低、機械強度大、柔軟性好,但耐老化、耐低溫性能差。目前多數冷庫仍以瀝青、油氈作防潮隔汽層。
土建式冷庫建筑在地面上,由于地基深處與地表的溫度梯度而形成熱流,造成地下水蒸氣向冷庫基礎滲透。當冷庫地坪溫度降到0 ℃以下時,則導致地坪凍膨,毀壞冷庫地坪。
冷庫地坪防凍膨的方法有地坪架空、地坪隔熱層下部埋設通風管道或對地坪預熱等。小型冷庫多采用預制梁把地坪架空,見圖1。
架空式地坪防凍膨結構的進、出風口高于室外地面應不小于150 mm,并在進、出口設置氣流網柵。在采暖地區,架空式地坪進、出口還應增設保溫的啟閉裝置。架空層進風口宜面向當地夏季最大頻率風向。圖2所示為地坪下設通風管進行自然或機械通風的地坪防凍膨結構。

圖1 架空式地坪防凍膨結構

圖2 設有通風管進行自然或機械通風的地坪防凍膨結構
另外,當采用預熱式地坪防凍膨時,機械通風管送風溫度取10 ℃,熱液溫度取15 ℃。通風水泥管宜取φ250~300 mm,無縫鋼管取φ38~57 mm。載熱液體需經過濾后送入。加熱管應設在地坪隔熱層下的混凝土墊層內,并采用鋼筋網將加熱管固定。金屬加熱管需采用焊接連接,混凝土施工前應作表面0.6 MPa/24 h的校漏試驗。
冷藏庫是食品冷卻、凍結、冷藏的場所,它能為食品提供必要的庫內溫度、濕度條件。合理的冷庫結構、良好的隔熱、防潮性能和地坪強度,是冷庫長久使用的重要條件,必須引起足夠的重視。