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摘要：由于制冷技术和制冷工艺的变革，就要影响到冷库的建筑设计，改变冷库的平面设计及布置，改变冷库的剖面设计及空间型式。因此，冷库工程的建筑设计，既要充分考虑制冷技术和制冷工艺的现实情况，切实符合其工艺要求；又要考虑制冷技术的改进和更新。这就是要以发展的眼光来进行冷库的建筑设计。本文分析了冷库工程建筑结构设计。
关键词：冷库工程；建筑结构；设计
前言
比如某些国家制冷工艺的改进，将制冷压缩机，冷凝器、融霜用的热交换器和控制仪表等，共同组装成一个完整的制冷机组，设置在冷库的冷藏间前方，取代了专为安装压缩机的机房。这种制冷技术的改进，势必要求冷库建筑在建筑形式上与其相适应，即冷库中集中的机房取消了，而增加了每个冷藏间的制冷机组；冷藏间的顶部排管和墙壁周围排管取消了，这一方面是使柱子可以靠墙布置了，另一方面也改变了楼板的受力状态。
1 冷库建筑设计
1.1 冷藏间的基本形状，柱网尺寸及层高。冷藏间是用来长期贮存冻结食品房，冷藏间的平面形式宜为矩形，但是长边和短边最好设成接近的，最好设计成正方形，这样就可以使得库房内的走廊最短，节省了交通的距离；这时的墙体的围护结构面积也是最小的，能够减少成本。由于冷藏库楼板的荷载较大，库存物堆放较高，故多采用钢筋混凝土无梁楼盖，其柱网的经济尺寸皆为6.0m×6.0m。每一冻结物冷藏间的大小，一般以 400t的库容量较好，因为一列车20节冷藏车的总容量为 400t，使之每一列车的来去，只要开一间低温库即可装满。冻结物冷藏间的库门最好对着低温川堂，使之经过冻结间加工的货物直接通过低温川堂运进来，这样可以减少库内的耗冷量。
1.2 冷库的隔热设计。冷库建筑的特点，也就是它和别的工业性或者民用建筑房屋的不同是对隔热防潮的要求很高。所以，建设冷库时必须做好隔热防潮措施，这也是冷库建筑设计的最关键问题。首先要保证隔热层的连续性，不能有一点裂缝，否则会导致出现冷桥，使室内的冷气散到室外。在实际设计中隔热层往往被柱子、梁、隔栅、门框等所隔断，因此在构造上应使隔热层通过去，连续不断；二是选择隔热层的材料，确定隔热层的厚度。选定了隔热材料之后，就要确定隔热层的厚度。隔热层厚度是一个技术经济指标。设计中采用的厚度小，围护结构总热阻就小，通过围护结构的热流量增加，运行耗能大。当围护结构总热阻过小时，会导致外表面结露（甚至结冰霜）。设计中采用的隔热层厚度过大，冷问温度稳定，运行中节约能量消耗，但一次性工程造价增加。所以隔热层厚度应通过技术经济比较确定。工程设计中，一般以围护结构通过的热流量8～l0W／m2，来确定围护结构总热阻，并由此确定隔热层的厚度。
1.3 冷间地坪，地基土防冻及门窗洞口设计。底层冷间没计温度低于 0℃时，地面应采取防止冻胀的措施（地面下为岩层或沙砾层且地下水位较低时除外）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体方法应根据库房布置，冷库规模等情况确定。大中型冷库地坪防冻一般采用架空层，小型冷库一般采用自然通风管。采用架空层时，净高不宜小于1.0m（条件允许时，可将架空层设计为高温冷库）。架空层的进出风口底面高出室外地坪不应小于 150mm，并应在进出口处设格栅。在严寒地区，进出口应增设保温的启闭装置。采用自然通风管时，直管段总长度不应大于 30m，其穿越冷间地面下的总长度不应大于24m，通风管宜采用内径 250~300mm 的混凝土管，管中心距不宜大于1.2m，管口处管底应为通风管的最低点，并且宜高出室外地面150mm。管口处应设置网栅。通风管的轴线应与当地的夏季最大频率风向平行或者不小于 60的夹角。为了减少库房内外温度和湿度的变化，库房一般不开窗，门洞也尽量少开，因此要求工艺，水，电等设备管道尽量集中，减少开洞个数。门是冷库库房进出的必要通道，但也是库内外空气热量交换最显着的地方，由于热湿交换使门的周围产生冷结水，遇冷结成霜或者冰，多次频繁的进出，冻融的交替作用，使门附近的建筑结构材料受破坏，故在门的周围必须采取措施，如加设风幕，电热丝，门套和门帘等。
1.4 在结构没计时，制冷专业的工程技术人员，应提醒结构工程师：结构计算时应考虑温度变化作用而产生的变形及内力影响，并采取相应措施减少温度变化作用对结构引起的破坏。冷间承重墙、柱的基础埋置深度应满足所在地区冬季地基土冻胀和融陷影响对基础埋置深度的要求，且不少于 1.5m。冷间用的混凝土强度等级不得低于 C30，混凝土抗冻标号不得低于 D5。以上是土建冷库在进行建筑没计时应于建筑师，结构工程师沟通的几个主要问题，在设计中处理好上述问题，冷库的建造质量和使用年限能得到保证。
2 注意问题
2.1 冷库降温期，冷藏间内出现负压，导致大量外界空气从阁楼层渗入顶层冷藏间，事实上有的冷库在投产后不久即发现稻壳出现一定程度受潮。运行中冷藏间温度波动和搁层中压力变化又受潮的原因之一。冷库中冷压引起的空气渗透也是继续受潮的原因之一。特别是外墙交界处的三角形受潮区，明显地显示了空气渗透的轨迹。
2.2 外界空气温度高，绝对含湿量大，渗透过程中，降温析湿是客观存在的现象。而松散状使空气易放渗透又是这种材料本身固有特性所决定。当受潮到一定程度后，成为潮湿状态，甚至出现冰晶时，形成了一层密实层，这时空气渗透阻力增大，渗透速度明显减慢，又是最后潮湿层趋放稳定的主要原因。温度差造成空间的空气通过外墙顶部向冷库内渗透，库内空气在保持其动态平衡过程中，不断通过冷藏门的缝隙向外排出，同时，也通过内衬墙下部的缝隙向稻壳层排出。外墙因为库内外之间，上下部位之间内外侧之间存在温度差，则在外墙内部的层中形成热力旋涡和动力旋涡，造成空气在不断循环，这就形成了层内部空气渗透或对流。
冷库内不同位置食品周围的空气参数存在差异，最终导致食品冻结速率和冻结时间的局部差异。冷库结构有它的特殊性，所以不仅要满足一般建筑结构设计规范的要求，还要满足《冷库设计规范》的要求。
参考文献
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［3］王剑锋，胡熊飞．冷库冻结间气体流场模拟［J］．冷藏技术，2015（4）：7－17．
论文作者:谷晓琄
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/13
标签：冷库论文; 结构论文; 库内论文; 通风管论文; 空气论文; 厚度论文; 隔热层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;