冷库土建设计

出处：按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《肉类工业手册》第674页（5783字）

(一)墙体

1．墙体组成

冷库外墙由围护墙体、隔汽防潮层、隔热层和内保护层组成。库内相邻冷间的隔墙为内墙，当内墙两侧温差小于4℃时，可不作隔汽防潮和隔热处理。冷库墙体组成如图4－4－3所示。

图4－4－3 外墙结构

1－20mm厚水泥砂浆抹面 2－红砖墙 3－20mm厚水泥砂浆抹面 4－二毡三油防潮层 5－散状隔热材料 6－配筋混凝土预制板内衬墙

冷库内外墙主体主要由砖砌成，要求建筑材料有抗冻性、耐水性和一定强度。砖石标号不低于75号，抗冻级不低于25级。低温库用砖石不低于100号，抗冻级不低于35级，混凝土用普通硅酸盐水泥，标号不低于400号，而且每立方米混凝土的水泥用量不少于275kg，水灰比不大于0．55。冷库用水泥砂浆标号不低于50号。钢筋混凝土受力构件中所用钢筋不得采用冷拉钢筋。

2．隔汽防潮设计

(1)隔汽防潮层的作用 由于冷库的库内外温差很大，导致库外侧高温环境中空气中的水蒸气(分压高)通过外围墙向库内(分压低)不断渗透。渗入墙体孔隙的水蒸气达到露点温度或冰点温度时凝结成水或结冰，使墙体隔热层变潮而降低甚至丧失隔热效能，结冰使隔热层受膨胀力作用破坏，甚至使墙的砖石结构破坏。为了确保隔热层和整体不受渗入蒸汽的破坏，必须在冷库的外围墙中设置隔汽防潮层。

(2)隔汽防潮层设置方法 一般采用单面隔汽做法，即在外墙隔热层的外侧设置一层隔汽层，如图4－4－3所示。另一方法是双面隔汽，即在隔热层的两侧分别设置一层隔汽层，如图4－4－4所示。双面隔要求隔热层充分干燥，内层隔汽层有一定的蒸汽通过性，以防止隔热层中原有水分不能排出。

图4－4－4 双面隔汽作法

(3)隔汽层常用材料 对隔汽防潮材料的要求为蒸汽渗透系数小，有足够的粘合性与隔热层黏结牢固。

常用材料有两类：①沥青隔汽防潮材料，包括沥青、冷底子油、油毡、再生橡胶油毡、沥青砂浆、沥青玛脂等。②聚乙烯薄膜。

目前主要采用石油沥青油毡，石油沥青黏结力强，防水性好，性能稳定。常用隔汽防潮材料及其性能见表4－4－2。

表4－4－2 常用隔汽防潮材料的性能

(4)隔汽层施工要求 石油沥青涂层应均匀连续；每层油毡应连续，不能有中断缝隙；隔汽层在四周转角处做成圆弧形；多层油毡各层拼接缝不能同缝。

3．隔热层的设计

(1)隔热材料要求：热导率小、容量小、吸湿低、不易燃烧、不生虫、不易长霉和腐烂、没有异味、无毒、施工方便、价格便宜等。

(2)常用隔热材料，其特性及使用见表4－4－3。

表4－4－3 冷库常用的几种隔热材料的特性及应用

(二)层顶

1．屋顶隔热方法

(1)在冷库屋面层上直接敷设隔热层 隔热层贴在屋面结构层上面的为外隔热，隔热层贴在屋面结构层底面上的为内隔热。

这种隔热法隔热层敷设施工较困难。为了减轻屋面负重，需选用轻质板块状隔热材料，如软木、泡沫塑料板等，隔热材料价格较高。隔热层损坏维修、检查不方便。

(2)在屋顶阁楼层钢筋混凝土楼板上敷设隔热材料 库房屋顶增加一个阁楼结构，增加一点土建造价，但是在阁楼内可使用低价的松散隔热材料，如稻壳、玻璃纤维等作隔热层，总造价不高，且对隔热层检查、更换方便。

2．屋顶阁楼形式

冷库屋顶阁楼形式有敞开式、封闭式和混合式三种。敞开式阁楼如图4－4－5所示，阁楼上部有侧窗、天窗，通风好，夏季阁楼层占库内温差小，减少冷耗。但是在隔热层上应安置隔汽层以防止隔热层受潮影响隔热效果。隔汽层的安置较困难，封闭式阁楼如图4－4－6所示，阁楼层为封闭式，隔绝外界湿空气影响，可不设置隔汽层，简化施工，但是阁楼内敷设隔热材料，检查、更换隔热材料不便，施工条件差。混合式阁楼如图4－4－7所示，它综合了前两种形式阁楼空气湿度、温度后开关窗户，所以避免了前两种阁楼的缺点。

图4－4－5 敞开式阁楼剖面示意图

图4－4－6 封闭式阁楼剖面示意图

图4－4－7 混合式阁楼剖面示意图

(三)地坪

1．地坪要求

(1)库房地面受一定载荷，应有足够的抗压强度，一般采用钢筋混凝土面层、基层和混凝土垫层，选用耐质隔热材料作隔热层。

(2)库温大于0℃的库房地坪作防潮处理，靠外墙4～6mm范围内作隔热处理，其余地面可做成普通地坪。库温小于－2℃时，地坪全部应作隔汽、隔热处理。

(3)低温库地坪除作隔汽、隔热处理外，应考虑防冻问题。

2．低温库地坪防冻措施

(1)地坪架防冻 图4－4－8所示为高架空地坪，适用于地下水位较高情况。图4－4－9所示为半架空地坪，它适用于中、小型冷库。前者要求地坪用材强度高，造价较高。后者造价低，防冻性好，但耗冷量大。

图4－4－8 地坪高架空防冻方案

图4－4－9 地坪半架空防冻方案

(2)地坪通风防冻 地坪下埋设通风管道，采用自然通风或机械通风防冻。自然通风防冻选用中小型库和冬季室外气温不低于0℃或短时间低于0℃地区的冷库。机械通风防冻适用于大型冷库和冬季室外气温低的地区冷库，冬季时向通风管内鼓进热风(图4－4－10)。

图4－4－10 地坪通风防冻方案

(3)地坪油管防冻 地坪内铺设蛇形油管，通入热油，对地坪均匀加热防冻，如图4－4－11所示。此方法防冻效果好，系统简单。

图4－4－11 地坪油管防冻方案

(4)地坪电热防冻 在冷库地坪隔热层下的混凝土垫层内埋设钢筋网，定时通低压电流加热以防止地坪结冻，如图4－4－12所示。此方法操作简单，但电耗量大，适用于小型冷库。

图4－4－12 地坪电热防冻方案

(5)高温地下室防冷库地坪冻鼓 如图4－4－13所示。此防冻法适用于地下水位较低地区的多层冷库，利用地下室作高温库房或其它用房，使地下室地坪下土壤温度在冰点以上。

图4－4－13 高温地下室防冻方案

(四)冷库围护结构隔热层厚度的确定

1．隔热层厚度的计算

式中 δ——围护结构中主要隔热材料的厚度，m

λ——围护结构中主要隔热材料的热导率，kJ／(m²·h·℃)

K——围护结构总传热系数，kJ／(m²·h·℃)

α₁、α₂——围护结构两侧面的垫扩散系数，kJ／(m²·h·℃)

δ₁、δ₂……δ_n——围护结构中各层材料的厚度，m

λ₁、λ₂……λ_n——围护结构中各层材料的导热系数，kJ／(m²·h·℃)

对围护结构的最大容许传热系数应满足下式

式中 α——围护结构温度较高一侧的热扩散系数，kJ／(m²·h·℃)

t——较热库房空气露点，℃

t₁、t₂——分别为较热库房和较冷库房的空气温度，℃

2．隔热层厚度选择参考

为简便起见，围护结构隔热层厚度见表4－4－4、表4－4－5和表4－4－6。

表4－4－4 冷库外围结构隔热层厚度表 单位：mm

注：地区划分：

一区：包括黑龙江、吉林、内蒙古、宁夏、青海、辽宁北部、新疆北部、甘肃兰州以西。

二区：包括辽宁沈阳以南、北京、河北、山东、山西、陕西、河南郑州以北、云南昆明以东以北、新疆南部甘肃兰州以西、贵州贵阳以西。

三区：包括河南郑州以南、云南昆明以南以西、贵州贵阳以东、陕西南部、上海、江苏、安徽、江西、浙江、福建、湖南、湖北、四川、广东、广西。

R₀——围护结构的总热阻(m²·h·℃／kJ)。

表4－4－5 冷库内墙隔热层厚度参考表

表4－4－6 冷库楼板绝缘层厚度

(五)冷库门

1．冷库门的要求

(1)每间库房都应有独立的对外开启的库门。

(2)库门、门框有足够的强度，门洞两侧墙角设置1．50m高的角钢护角。

(3)库门门缝严密，隔热性好。

(4)库门轻巧，开启灵活。

2．冷库门结构

冷库门用型钢做门扇骨架，外包薄钢板，中间夹层为聚苯乙烯泡沫塑料。门两侧温度大于40℃时，隔热夹层厚度可选150mm，门两侧温度差小于40℃时，隔热夹层厚度为700mm。库内温度低于－5℃时，库门应设置内门斗和冷风幕，如图4－4－14所示，其作用是减小因库门开启造成库温的波动。外界湿热空气在门斗内结霜，除霜方便，不损伤库房墙体。内门斗的设置对货物进出库的运输造成不便，若提高冷风幕的性能可以不设内门斗。

图4－4－14 冷库门的冷风幕和内门斗

3．冷库门尺寸

冷库门门洞尺寸见表4－4－7。

表4－4－7 冷库门洞尺寸

(六)冷桥处理

在库温不同的相邻库房之间或库内库外之间，由于建筑结构连接构件，如柱子穿过隔墙或与墙体相连的其它构件，如拉杆、吊钩、管道等和库房隔热层因某种原因中断的地方隔热性能差，形成热量传递的“桥梁”，称为冷桥。

冷桥处因热量传入容易结冰霜，随时间延长结冰霜范围扩大，造成冷桥附近的隔热层、墙体及其它构件的损坏。因此，必须对冷桥进行必要的处理。

冷桥处理的原则：

(1)温差在5℃以上的库房的土建连接构件和设备连接构件与墙、顶、地相接处就应作隔热防潮处理。

(2)隔热层隔热、防潮材料安置牢固，防止脱空。

(3)冷桥隔热防潮层必须和相连的墙、顶或地隔热防潮层连通成一体，不可切断。