王偉亮

松下冷機系統（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6×6米，大都是現澆鋼筋混凝土無梁樓板框架結構，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。近幾年來，總結以往的設計經驗，結合我國實際情況，在多層冷庫設計中.采用常溫穿堂，以防止穿堂潮濕滴水和改善工人作業條件，相同溫度庫房和相同溫度樓層之間不作隔熱層，以節省建設投資和加快建設進度；庫房內不設內穿堂，以提高庫容和方便庫內運輸；制冷系統采用自控裝置，以保證生產安全和減輕工人勞動強度。

1 我國冷庫發展現狀

在新中國成立初期，全國冷庫總容量約3.3萬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，所用制冷壓縮機多數是新中國成立前進口的立式雙缸單級活塞式氨制冷壓縮機。改革開放后，大批獨資、民營企業涌現，冷藏業迎來高速發展。至90年代，商業冷庫已普及全國，制冷技術、材料材質有了質的飛躍，廣泛應用了計算機控制技術[1]。

近年來，我國冷庫建設+分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主產區以及大中城市郊區的蔬菜基地。中冷聯盟2019年調研全國1832家企業，總庫容量約為4600萬噸，較2008年850萬噸增長超5倍。根據2012年-2019年數據調研分析，我國冷庫每年以15-20%的速度增長，預計2020年我國冷庫保有量將突破6000萬噸。國內大型冷庫企業主要有大冷股份、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雜多樣，中型冷庫企業主要為上海、大連、山東、常州等地方企業，小型冷庫主要為洛陽、開封等地方企業。

目前，我國人均冷庫保有量仍然偏低，冷庫結構性供需仍不足，隨著城鎮化、生鮮電商和進口食品貿易的發展，冷庫市場仍有很大發展空間。微觀方面，由于農產品最先一公里和最后一公里規模逐漸擴大，冷鏈物流超市進一步向專業化和集約化發展，未來配送型冷庫、中央廚房、配發市場以及產地型冷庫將得到快速發展。

現代冷庫功能已經由”倉庫型”逐步向”流通配送型”發展，倉庫的溫度需求范圍逐漸擴大，對溫度控制精準度要求越來越高，多溫區存儲、變溫冷藏間等個性化需求悄然間變成普遍需求。因此，結構合理、溫控精準、只能控制以及節能高效的冷庫將是未來的發展方向。

2 多層框架結構冷庫設計要點

目前在大中型城市建設的冷鏈物流市場，因土地的稀缺寶貴，規劃建設多層冷庫來滿足對庫存的保有量趨于常規。對于多層冷庫，主要采用框架結構，而框架結構主要分梁、板、柱組成的一般框架結構和預應力無梁樓蓋的框架結構。

2.1 含鋼量對比

含鋼量指標是建設方最關注的經濟指標，也是考核結構設計的一項重要數據指標，直接影響到建設的成本。因一般框架結構柱距較小，柱布置較密，主次梁較多，板鋼筋未采用預應力方式，導致含鋼量偏大。框架結構設計時應根據計算結果，優化配筋細節，對構造部位達到最小配筋率即可。比如主梁架立筋，結構設計師常用主筋通常布置的方式進行設計制圖，這就存在嚴重的浪費；板鋼筋布置時，布置間距取5mm的倍數即可[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志。在層高低0.2m的情況下，實際堆貨高度還高出0.35m。不管采用自然堆貨還是貨架堆貨，其有效的庫容均優于有梁結構的冷庫。同時因柱距的增大，庫內分割的靈活性更大，布局更合理。

2.3 結構活荷載對比

庫體活荷載的取值，按照儲藏貨物的類別和規范規定進行取值。設計時，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應力無梁樓蓋型式，空間高度增加，活荷載取值更大。農產品冷庫主要以儲藏冷凍食品，按照冷庫規范3.0.6條對食品計算密度的規定，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，冷庫規范5.2.1條規定標準值取20kN/m2滿足要求。但如層高達到7.3m的貨架，標準值要取25kN/m2才可達到要求。

2.4 變形裂縫控制對比

冷庫使用時處于低溫恒濕狀態，對于在重載作用下的鋼筋混凝土，控制其裂縫至關重要。對比普通框架結構和預應力結構，預應力先張拉起拱，在重載作用下上下平衡，鋼筋混凝土樓板處于平面狀態，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，減少后期的維護成本。

2.5 低溫環境下材料的選用和保護

土建主材是鋼筋、水泥及砌體。冷間混凝土結構的耐久性環境類別為二b類，設計時要嚴格按照規范措施要求進行。對于建設主材，水泥應采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，不得采用火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；鋼筋建議采用高強度熱軋鋼筋；冷間內應采用強度等級不低于MU10的燒結普通磚，并應用水泥砂漿砌筑和抹面[3]。

2.6 冷藏間合理的設計溫度及節能設計

冷藏間設計溫度應保證該貨物的貨品質量，有針對性的設計溫度就能更好的達到節能要求。冷卻物冷藏間設計溫度一般為-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；凍結物冷藏間設計溫度為-15℃至-20℃時，相對濕度為85%～90%，主要儲存貨物為凍肉、禽、副產品、冰蛋、棟蔬菜、冰棒，設計溫度為-18℃至-25℃時，相對濕度為90%-95%，凍魚、蝦、冷凍飲品。

在冷藏間保溫設計中，主要考慮兩點：

（1）圍護結構的保溫能力。增加維護結構的保溫能力主要是通過選擇熱導率小的隔熱材料，或者增加隔熱材料厚度來實現。在計算隔熱材料的厚度是，應根據現行《冷庫設計規范》中關于庫房的隔熱要求計算，面積熱流量取值宜取7W/m2，考慮到節能的要求可適當加厚保溫。對于太陽熱輻射較高的庫體位置，如西墻，可考慮適當增加保溫厚度，如屋面，可考慮做屋面架空通風層或閣樓層。

（2）圍護結構的跑冷量。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可設置回籠間，減少冷庫門冷熱交換，減少水蒸氣進入庫內；②冷庫門外側可設置空氣風幕；③冷庫門外側可加設快速保溫卷簾門；④可設置降溫穿堂降低冷熱交換；⑤采用雙穿堂設計時，盡量避免冷庫門對開或者同時打開。

2.7 冷藏間層高優化設計

選擇合理的層高取決于堆貨方式、每托貨物貨高、結構形式，制冷方式等，層高設計應做到使用空間不緊張，同時也不浪費。托盤堆碼（散堆）層高不宜過高；采用貨架應適應貨架的高度（如圖1所示）；結構形式宜優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，也有助于冷風回風；制冷方式考慮排管或者風機制冷，同樣也影響庫內凈高。

圖1 冷庫貨架

2.8 垂直運輸設計

國內現狀是優質土地越來越稀缺，所以土建冷庫也越建越高，建筑層數增加，對電梯運行效率就提出了挑戰，新型冷庫垂直運輸也逐漸開始采用垂直提升機。垂直提升機的優勢是占地面積較小、叉車無直接撞擊，故障率低、可采用連續運輸的方式、并且為非特種設備，無強制年間，運行效率相對較高，經過推算，垂直提升機是傳統電梯提升效率的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。現狀設計主要為采用垂直提升機與電梯結合的方式，互補優缺點[4-5]。

3 結語

冷庫作為特殊類倉庫，特點就是低溫環境，結構設計時應充分考慮溫度影響。可通過建筑、結構和施工等多方面措施來減小溫度應力的對結構的影響。軟件設計時應注意各項參數的可靠取值以保證設計結果的準確性。對較大的工程，可通過多個方案對比，確定合理的結構布置方案以保證設計的經濟性。