现代化钢结构冷库建设及施工管理分析

2021-11-24徐涛

商品与质量 2021年37期

关键词：制冷机蒸发器冷库

徐涛

大连冰山集团工程有限公司辽宁大连 116000

装配式冷库是一种根据需要灵活装配的新型冷库，其主要用于食品、工业、医药、现代物流、超市商场、餐饮业和科研等各行业，具有适用范围广、使用量大的特点。

1 钢结构优点

（1）强度高，质量轻。钢材强度高，弹性模量亦高，因而钢结构构件小而轻。

（2）材质均匀，可靠性高。钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能较符合目前采用的理论计算结果，所以钢结构可靠性高。

（3）塑性和韧性好。钢结构的抗拉和抗压强度相同，塑性和韧性均好，适于承受冲击和动力荷载，有较好的抗震性能。

（4）便于机械化制造。钢结构由轧制型材和钢板在工厂制成，便于机械化制造，生产效率高，速度快，成品精确度高，质量易于保证，是工程结构中工业化程度最高的一种结构。

（5）安装方便，施工期限短。钢结构安装方便，施工期限短，可尽快发挥投资的经济效益。

（6）密封性好。钢结构的密封性好，易做成密不漏水和密不漏气的常压和高压容器结构及大直径管道[1]。

2 装配式冷库

装配式冷库是近年发展起来的一种拼装快速简易的冷藏设备，其具有以下优点：具有良好的保温隔热和防潮防水性能。适用范围可在-50～+100℃。重量轻，不易霉烂，阻燃性能好。抗压强度高，抗震性能好。组合灵活，安装方便，或根据用户需求并配置制冷机组和制控元件。

装配式冷库为钢结构骨架，并辅以隔热墙体、顶盖和底架，使其达到隔热、防潮及降温等性能要求、装配式冷库保温主要由隔热壁板（墙体）、顶板（天井板）、底板、门、支撑板及底座组成，它们是通过特殊结构的子母钩拼装、固定，以保证冷库良好的隔热、气密性。

冷库门不但能灵活开启，而且还应关闭严密、使用可靠。另外、冷库门内的木制件应过干燥防腐处理；冷库门要装锁和把手，同时要有安全脱锁装置；低温冷库门门框上要安装电压24V以下的电加热器，以防止冷凝水和结露。库内装防潮灯，测温元件置于库内均匀处，其温度显示器装在库体外墙板易观察位置。所有镀铬或镀锌层应均匀，焊接件、连接件必须牢固、防潮。冷库底板除应有足够的承受能力，大型的装配式冷库还应考虑装卸运载设备的进出作业。

3 钢结构冷库建筑形式

冷库主要采用混凝土或钢材作为主体结构材料。与此相应，冷库分成土建库和钢结构冷库。钢结构冷库可分为室内装配式冷库和室外装配式冷库。其中，室内装配式冷库，冷库板固定在外部建筑框架内，起到冷库保温作用，防水防风防雨由外部围护材料承担，适用于老厂改造成冷库。而室外装配式冷库，其冷库板固定在钢架外，库板材质起到保温防风防雨作用。室内照明、工业风扇、蒸发器等吊挂可轻松固定在室内裸露钢结构上。因此，室外装配式冷库是国际现代冷库的主流。

4 装配式冷库的选用

目前，市场上的装配式冷库一般为室内型和室外型两种，其选用条件为：

（1）冷库外的环境温度及湿度：温度为+35℃；相对湿度为80%。

（2）冷库内设定温度：L级冷库：+5～-5℃；D级冷库：-5～-20℃；J级冷库：-25℃。

（3）进库食品温度：L级冷库：+3O℃、D级、J级冷库：+15℃。

（4）冷库的堆货有效容积为公称容积的69%左右，贮存果蔬时再乘以0.8的修正系数。

（5）每天进货量为冷库有效容积的8～10%。

（6）制冷机的工作系数为50～70%。

5 装配式冷库的先天优势

冷库的结构均可工厂化预制，现场组装，具有质量稳定、建设周期短、抗压强度高、抗震性能好等优点。冷库内部采用不锈钢板或喷塑钢板，易于清扫，卫生条件好，阻燃性好，重量轻，不易腐烂。装配式冷库组合灵活多样，安装方便，可根据用户需求配置不同规格的制冷机组和自控元件。装配式冷库在绿色环保方面也具有先天优势：

（1）节地：室内型装配式冷库建造在室内，不额外占用土地。

（2）节材：装配式冷库可在工厂预制加工，现场装配，材料利用率高。

（3）节水：装配式冷库采用制冷剂直接蒸发风冷冷凝机组，无冷冻水和冷却水系统。

（4）节能：室内型装配式冷库可天然地利用建筑的围护结构和保温层，并天然地形成了建筑结构和冷库间的空气间层，从多方面有效地提升了热阻，降低了传热系数。在良好的设计冷凝设备和制冷剂管路的前提下，其能耗相比传统冷库会大幅度降低[2]。

6 装配式冷库存在的问题

6.1 保温预制板厚度缺乏相应的系列化

目前，市场上销售的装配式冷库，生产厂家在制作时不论库温要求的高低均采用厚度为1130毫米的聚氨酯保温预制板，这样将相应地引起冷库库体保温能力不足、冷耗严重等诸多问题。另外，由于冷库保温层的厚度与冷库本身的内外温差成正比，根据库内温度的设定要求，保温层厚度能达到设计指标，冷库的绝热性能则好，外界通过其围护结构渗入冷库内的热负荷就小，且能源消耗和制冷机的工作系数低；反之，冷库内设定温度较低的库体绝热性能将大幅度下降，由此引起制冷负荷和能源消耗的增加、制冷机工作系数增高，加剧了制冷机本身的机械磨耗及单位重量的冷藏费用开支的增加。若把保温层厚度相应增加25%，使围护结构的热流密度由10kcal/m2·h降至8.5kcal/m2·h，则外围护传入热量将减少17～18%，由此可见，厂家在生产装配式冷库配置保温预制板时，应考虑到冷库的内外温差对保温层厚度的要求，根据不同的库温要求配置不同厚度的保温预制板，以满足制冷工艺要求。

6.2 蒸发器蒸发面积的不合理配置

库内蒸发器的蒸发面积在配置上与实际的制冷工艺技术要求差距较大。据对部分装配式冷库的实地观察，其蒸发器的蒸发面积只有应配置的75%左右。对于冷库内蒸发器的配置，应根据其设计温度要求进行各项热负荷计算，确定出蒸发器的蒸发面积，然后根据制冷工艺要求进行配置。若不按设计要求合理配置蒸发器而盲目减少蒸发器的配置面积，将会使蒸发器单位面积上的制冷系数大幅下降，以及制冷负荷增加、能效比明显降低，导致冷库内温度下降缓慢，制冷机的工作系数直趋上升，运行费用增加等诸种不利因素。

6.3 制冷机组的不合理配置

有些生产厂家生产的装配式冷库上配置的制冷机组，未根据该库设计计算的总制冷负荷及其围护结构的保温层厚度等方面来进行合理配置，而是增配制冷机组台数的办法来满足库内快速降温要求。

7 装配式冷库施工管理

7.1 装配式冷库标准板的生产和采购

装配式冷库的建筑特点主要由复合隔热板性能决定，由于工厂化生产，成品标准板的技术性能可达到较高的一致性，故采购前对产品的性能参数必须做有效检验，例如：

（1）保温隔热、防潮性能好。用聚氨酯泡沫塑料为隔热层时，其导热系数为0.023W/（m·K），泡沫塑料必须平整，边角完好。

（2）抗弯强度高。两面为0.7mm镀锌钢板，中间为100mm聚氨酯泡沫塑料的复合隔热板，在通常3m的跨度下，板面承载能力为1.5kPa，板的最大挠度为7mm。弯度极限为7.24kPa，强度系数宜达到5。

（3）弹性好。复合隔热板在承受90%极限载荷后，跨中残余变形仍小于5%总挠度值。

（4）重量轻。复合隔热板自重要低于12kg/m2（100mm）。

（5）抗压强度高。两面为0.7mm的镀锌钢板，中间为100mm聚氨酯泡沫塑料的复合隔热板，其抗压强度应达到210kPa。

（6）吸水率低。聚氨酯泡沫塑料吸水率应小于2g/1OOcm2。

7.2 严格按照施工技术标准，做好构件验收、进场、工作

施工条件恶劣是钢结构冷库施工中面临的主要难题。首先，要对构件进行验收，剔除不符合施工技术标准的构件；其次，合理安排构件进入施工现场，在运输过程中，注意防止构件的剧烈摩擦、碰撞；最后，做好构件的堆放，在实际施工开始前，进入施工现场的构件要严格按标准进行堆放，防止外力的破坏。

7.3 现场安装的要点

（1）查看施工现场。初步确定现场的施工条件，以及具体的施工细节，比如冷库用电、装配式冷库门的朝向等。

（2）设备及各项工具的准备。确定装配式冷库安装所需设备、材料、工具，根据安装流程设备、工具、材料清单，再次确认各项是否齐备。

（3）进场运输。打包运输时要注意包装的严密，避免设备材料和工具等在运输中发生碰撞、脏污、雨水等损坏。

（4）入场施工。保持施工现场的卫生，以保障所有冷库设备、施工工具和材料到达施工现场时，能防止雨淋，保持干净卫生。在所需设备进场后进行卸货时，要注意轻拿轻放，根据施工情况分类依次摆放整齐，依据清单清点到达货物是否齐全、是否损坏，避免设备及工具的损坏、丢失。

（5）冷库库体（库板墙体等）的安装①安装底板：依据前期冷库设计图纸，定位放线，确定好库位，将底板板块进行拼装，注意库板与库板间的平整及板头平整。②安装墙板：注意门的方向、板块的垂直度和4个角板的尺寸。③安装顶板：装配式冷库在安装上顶板时，应先将T形钢固定或吊丝打好，然后焊接槽钢，或穿丝固定在与冷库墙体顶面同样水平的位置。④进行包角：包角板应用拉铆钉固定，固定在包角上的拉铆钉应成一条直线、无较大缝隙、间距相等。⑤清理库板上溢出的发泡胶，保持库板的美观度。

（6）安装排管/风机。确定风机的风向或排管的走向，排管所有对应固定点上在顶板上打出穿丝挂牢。风机则根据库顶板的承重，小型风机一般吊在库体顶板上即可。若安装的风机较重，必须把吊丝穿过顶板吊在顶墙上。

（7）压缩机&冷凝器的安装固定。进行装配式冷库安装的地面、墙壁应为光洁面，压缩机底座宜置于平整地面上。应确保压缩机箱底与地面贴合良好，以防产生振动，增加噪声。若想要进一步降低噪声，可在机房墙面贴吸声板[3]。

风冷型压缩机受环境温度的影响大，因此要控制压缩机工作环境温度在-5～40℃，保持机房干燥、通风应良好。

施工现场严禁烟火，必须放有灭火性器件等防范器械，同时要保障施工人员施工的人身安全，让装配式冷库安装流程顺利圆满地进行。

7.4 加强现场质量管控

做好现场质量管控是钢结构冷库施工时的重要安全抓手。首先，做好机械设备和材料的质量管控工作。在机械设备方面，做好操作人员持证上岗工作，做好设备调配工作，以及机械的维修保养工作；在材料方面，按计划进行材料采购，按规定进行材料搬运、标志和储藏，并按规定对进货材料进行检验，以剔除不合格产品。其次，要注意钢结构冷库主体工程的质量管控。在进行钢构件梁、柱安装时，要注意对柱底板下的垫铁是否有垫平、垫实，是否符合规范进行检查；还要注意梁、柱是否发生弯曲、位移现象。并检查螺栓是否拧紧，等一切验收无误后方可起吊。

7.5 钢结构冷库施工管理措施

在钢结构冷库施工中，相关企业必须保证充分落实其施工技术规范标准，结合现场条件、实际需求等进行处理，加强各个环节的质量管理控制，从根本上保障后续质量管理活动的有效性。同时，还要充分考虑质量管理体系的优化，相关的工程管理人员要积极进行新体系的学习，保证与时俱进，提升己方安全责任意识。合理运用先进技术，并借助相应的科学手段进行施工材料的质量检验。严格进行钢结构加工制造、现场管理等环节的质量管控，实现整体经济效益的提升，完成提升社会效益、经济效益的双重保障。