新时代冷链物流中冷库设计流程探讨

2024-01-11孙颖张聪曹蕊刘子豪

制冷 2023年4期

孙颖，张聪，曹蕊，刘子豪

（哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院，哈尔滨，150028）

近年来，随着冷链物流不断加速发展，国内冷链物流园区建设的数量和规模日益高潮。冷链物流园区的建设在于集多方资源，提升效率、降低冷库建设成本。然而总的来看，我国冷链物流的建设尚处于初级发展阶段，冷库行业资源的碎片化、标准滞后等因素限制着我国冷链物流事业的发展，同时也使冷库的投资建设及运营成本造成一定的浪费［1］，对市场来说会导致区域性的价格震荡，也可能对投资人及建设周期产生巨大影响。因此，整合冷库行业资源并不断进行新模式的创新和改革对冷链物流事业的发展及其重要。

1 我国冷库发展现状

根据全球冷链联盟(Global Cold Chain Alliance)基于2020年的数据，全球的冷库库容已经达7.19亿m3，比2018年上涨16.7 %，其中北美和中国贡献了大部分增长。虽然中国冷库库容位列全球第三名，然而城市居民人均冷库容量与发达经济体相差很大，仅约为美国的四分之一和日本的二分之一（如图1）。在国内经济欠发达的地区，冷库的建设更是寥寥无几，其原因主要在于冷库建设的成本远远高于普通仓库，2022年对500 m2冷库报价近80万元，而普通钢架结构仓库一平方米报价格600元左右，500 m2普通仓库造价约30万元［2］。同时，我国冷链物流企业冷库智能水平总体较低，信息化设备不健全，很少能达到冷链信息化标准［3］。此外，从供给侧来看，国内冷库市场目前还面临生鲜等农产品仓储技术和仓储设施落后、行业标准化程度低、集中度不高等挑战，未来发展提升空间广阔［4］。以2020年成立的瑞云冷链为例，该商业公司在7月就已获得获得青松基金和磐霖资本共同领投的天使轮融资。同时，时隔不到半年，该企业又再次获得数亿天使+轮融资，足见在这条行业赛道上，用户和资本市场对冷链物流前景的认可［5］。

图1 城市居民人均冷库容量（立方米）

为得到持续稳定的行业发展模式，应对规模化的冷链物流市场给予支持［6］。从发展现状看，突破冷链物流发展的规模瓶颈是关键［7］。目前，我国国内的蔬果产量已突破十亿吨，巨大的产量直接拉动了冷链物流需求的增长。2021年我国出台了冷链物流领域第一份五年规划《国务院办公厅关于印发“十四五”冷链物流发展规划的通知》［8］。根据《中国冷链物流发展报告》，我国的蔬菜、水果、肉类和水产品冷链物流需求分别约9,000万吨、7,600万吨、5,400万吨、4,300万吨［9］。随着近段时间信息技术的不断发展和生鲜电商快速崛起，各方都积极投资冷链物流体系建设［10］。顺丰优选平台已建设并经营了51个商品库房，冷库所占建筑面积约23 万m2，深冻库、深冷库、冷藏库、恒温库、常温商品存储区、冷藏校验包装区一应俱全［11］。以京东为例其在全国近40个城市布局生鲜仓，其冷链仓库面积超61万 m2，此外，政策持续发力，也在很大程度上推动了农产品冷链物流建设。据统计，截至2021年，农业农村部产地仓储保鲜冷链物流建设工程已覆盖1,800个县(市、区)、7,000个乡镇、2.2万个村，支持建设设施5.2万个新增冷藏库容1200万吨以上。在多种因素作用下2014～2021年我国冷库规模由3,295万吨增至7,498万吨，年均增长7.3 %，冷藏车保有量从7.6万辆增至34.1万辆，年均增长23 %［9］。在当下信息技术的帮助下，冷链物流能够更好协助供应商管理订单、控制库存，满足消费者对便利生活的需求［12］。

2 冷库规划设计特点

冷库是冷链物流中重要的节点之一，它的发展程度对冷链市场影响巨大。随着我国经济实力不断提升，为了适应新时代的物流发展特点，冷库也从单一的贮存库变为多元化的物流中心。其内部多个系统互相交织，复杂程度很高［13］。现代冷库在不同发展方向会有不同的使用功能及效果，根据不同的视角及应用，可将其分为多种类型。以温度划分，可分为保鲜库，冷藏库，低温库和速冻库。以容量大小分类，可分为大型冷库，中型冷库，小型冷库。若以生产用途分类还可分为生产型冷库，分配型冷库及零售型冷库［14］。不同的需求及规划会产生不同的结果，而规划设计是源头，所以一定要保证设计的规范和前瞻性。

冷库的设计建造在我国已有悠久的历史，相较普通的建筑，方案规划的阶段必须认真探讨项目可行性分析并与后续的施工单位及工艺深化厂家进行充分沟通，对于项目的选址、确定拟建冷库方案、制冷方案及运行流线设计等都要准确的设计规划。冷库内各个环节与功能间数量众多，如主库内的冷却间、冻结间、冷藏间、穿堂、冷库月台［15］，附属建筑包含制冷压缩机房及设备房间、生产和加工车间等。同时对于冷库各环节的布置，应努力做到工艺流程顺畅，不交叉，不干扰，生产和出入库运输路线通畅且较短，符合工厂或库区总平面布局安排的要求［16］。设计中其他生产环节和进库物品流向链接协调，高低温分区明确，并尽可能各自独立。同时还要遵循安全防护，标识醒目等原则［17］。在冷库的设计规划上也要注意当地经济发展，地貌特征，水资源环境，交通情况及周边居民等其他因素［18］。相比于其他建筑，冷库设计中独有的特点如保温，断“冷桥”及消防等也对设计规划提出较高要求［19］。因此，冷库设计方案是整个冷库建造过程中最重要的一环，设计方案直接影响冷库造价、冷库使用质量和后期运营费用。若设计不合理，则会出现配置不合理，投资浪费等情况［20］。

3 冷库设计的新模式与传统模式

3.1 传统模式冷库设计流程

在传统的设计模式中，流程如图2所示，投资方出资并提出设计需求，选择相应中标设计院后进行签约［21］。合同签订后，设计院单独负责冷库全套图纸设计，包含土建，暖通，机电，给排水等，设计完成后，按合同约定，图纸返回出资方或提交其指定的招标代理公司，进行下一步招标流程。此种模式是标准的冷库建筑设计流程，也是现阶段最成熟，应用最广的方案之一。

图2 传统模式冷库设计流程图

3.2 新模式冷库设计流程

由于冷库设计是个综合性很强的工作，在设计中既要满足出资方的初投资和使用要求，还要与时俱进，不断融入冷库设计所包含的相关专业所涉及的新理念和新工艺，参考各方的意见。在传统的设计中，设计者对于未知领域或某些变量往往参考冷库设计规范，进行标准化设计，而规范的更新周期很长，有时候满足不了新理念和新技术的发展。

我国的经济发展速度极快，冷库的升级换代迫在眉睫，对于新时代的冷库设计笔者提出了一种新模式，流程如图3所示，在设计院内部会议的基础上，增加一个行业“专家团”来对前期的图纸进行意见分享。此团队包含：专业二次深化设计单位，未来的承用部门代表，意向施工单位的总包及分包代表，相关职能单位工作人员。在新模式的设计中，首先设计院构架前期图纸，后交予当地行业协会进行备案，由其牵头协调人员，成立该项目对应的“专家团”，深化单位在专业角度讨论设计院的前期图纸，对其可行性及设计理念进行分析，同时承用部门对其后续需求进行补充。制冷图纸初步深化后，由意向施工单位进行三维建模，采用BIM技术等结合自身优势对施工方案进行模拟［22］。图纸及施工模型整合后，此项目制冷方向简易材料基本完成，由行业协会交政府相关职能单位进行初期审核备案。同时行业协会整理成文后提交设计院供其参考取舍。设计院在完成最终的图纸设计后，返回投资方，投资方向政府相关职能部门提交全部材料，进行正式审批。

图3 新模式冷库设计流程图

3.3 两种模式对比

我国经济发展十分迅速，各行业协会众多，但其在相关行业中作用有限，很少直接参与项目的设计。在冷库设计的传统模式中，往往设计院根据投资方要求直接决定设计方案，在新模式中突出了行业协会的作用［23］。行业协会可以多吸纳工程经验丰富的退休人员作为专业顾问，合理配置人员，在新建冷库时，派出对应方向的资深工程师或一线工作人员，结合自身多年项目经验对冷库设计进行专业指导，运用新模式工作结构及专家头脑风暴法对冷库建设过程中的风险因素进行识别；采用下发调查表打分的方法结合工程实际情况对风险因素进行评分［24］。总之，在冷库设计的过程中，人是第一要素，上下一致，齐抓共管，提高了效率［25］。

冷库建筑属特殊的专业工程，对节点构造等要求特别高，如处理不当，小则结露、滴水、影响外观，大则跑冷、浪费能源、停产翻修［26］，重复投资和浪费，冷库应有的功能也难以实现［27］。在冷库设计的传统模式中，后期施工过程中常会出现变更设计内容的情况。与传统模式相比，新模式可以增加冷库设计的专业性，提前规避设计中常出现的问题，提高了设计的可行性，同时把后续的建造使用环节纳入综合考量，减小设计施工等各个环节风险发生率。建筑细节构造、不同专业碰撞分析以及施工过程管理，在新模式中都可以提前在设计准备环节把问题消化掉［28］。这种模式也开创了多单位合作，方案共同探讨协作的示例，在遇到复杂或重大问题时可借鉴此种机制进行多方分析合作［29］。

此外，在新模式中政府职能部门可以提前做备案，可大幅减少正式审批的时间，提高工作效率，减少等待窗口期，也可减少相应的公务人员配置及调查费用，优化企业所需的手续，缩短当地冷库的建设周期［18］。2021年河北魏县地区建设冷库遭审批难的情况，极大的阻碍了乡村振兴的发展，传统模式的弊端凸显。因此，减少审批时间是继优化审批流程后新的便民利民措施，有利于工程项目顺利进行，企业良性发展。

综上，如表1所示，人员的合理配置，设计方案的深度优化以及审批时间的缩短，可以减少企业的直接成本和间接成本，虽然冷库的造价仍然很高，但新模式的形成和顺利推广从长期来看，有利于缩短企业的投资周期，加快资金周转，提高企业经济效益。