从节能高效简述土建冷库的建筑优化设计

绿环保建材
D0l:10.16767/jki.10-1213/tu.2019.08.059
从节能高效简述土建冷库建筑优化设计
钢手轮X图慕飞鸿
华商国际工程有限公司
摘要:我国冷库的近年的快速发展正向着规模集中化、大型化、功能细分化发展,冷库属于能耗较大的特殊建筑类型,文章从节能高效对土建冷库的建筑设计进行研究,分析了现状冷 库设计中的主要问题,论述了从建筑布局、节能设计、提升物流 效率等方面在土建冷库设计中的设计建议,简述了从节能高效 方面对土建冷库的建筑优化设计。
关键词:土建冷库;冷库节能;物流效率
1引言
在建筑设计行业里,冷库不同于常见的民用建筑有大量的 设计实践、设计研究或设计书籍可供参考,冷
库建筑在全行业里 是“小众”建筑,但由于冷库的特殊构造和大量的能耗,仅根据 《冷库设计规范》进行建筑设计是不够的。文章根据实际工程案 例及笔者的工作经验,以节能、高效方面作为切人点,通过平面 布局、节能设计、提升物流效率等方面简述土建冷库的建筑优化 设计。
2建筑平面布局
2.1冷库回车场设计
冷库建筑前侧应考虑足够回车空间,随着现代物流车辆的 发展,大型冷链车辆占比越来越高,回车场的效率便决定了冷库 装卸货物的效率。在考虑到车辆回转和节约场地的同时,建议 冷库前侧单回车场,回车场进深为35m~40m为宜,冷库面对面布 置双向回车场,回车场进深设计为55m~60m为宜。
2.2冷库平面功能优化设计
冷库建筑是典型的形式追随功能的建筑,建筑平面应以矩 形布局为宜。建筑布局主要分为三个部分,制冷机房及变配电、站台及穿堂,冷藏间。(1)制冷机房及变配电:变配电间应靠近主 要负荷中心设计,以便减少电量损耗,制冷机房应靠近冷库设 计,以便节省管材造价和能耗;(2)站台及穿堂:主要有两种形 式,第一种为单侧设置站台及穿堂,在使用中为同侧进出货,第 二种为双侧设置站台及穿堂,在使用中可为两侧进出货,需根据 冷库运营模式确定设置方式;3)冷藏间一般与穿堂同宽,进深
一 般为50m宜,可根据使用规模和储存不同货物确定分间和温区,冷库一般为2~3个冷藏间并置布置,有利于节能。
2.2.1冷藏间优化设计。
在我国60~80年代,由于经济条件的限制,普遍柱网约为 6m><6m。现阶段普遍认为的经济柱距一般约为8m*8m。从2015 年开始,随着经济和技术的发展,考虑到尽可能的提高冷藏间面 积的利用率,涌现了一批采用预应力体系建造的高层冷库,预应 力冷库普遍柱跨约为12mx12m,该柱跨在实际应用中,与传统柱 跨相同建筑面积同时采用货架存放相比,存货总量普遍提高 15%~20%左右。如四川省成都银犁农产品冷链物流中心项目 的二期冷库工程便是国内第一座采用预应力的冷库,建筑共8 层,冷库檐口高度45.90m,柱跨采用10.08mx11.95m设计。
伴随着用地紧张、地价高涨,冷库建筑逐渐变成“摩天大 楼”,30m以上的冷库开始变得越来越普遍,国内目前已投产的 项目,如苏州天环冷链物流有限公司二期冷库工程D#冷库,共 12层,建筑檐口高度60.40m;已设计完成的在建项目,如深圳盐 田港冷链服务仓,共9层,建筑高度66.60m。
土建冷库堆货方式主要有:托盘堆码、横梁式货架、驶人式 货架、穿梭式货架。国内主要以托盘堆码为主,但是托盘堆码 (散堆)有一个缺点是立体堆货高度较低,堆高有倒垛风险;横梁式货架和驶人式货架需预留的运货通道太多,导致空间利用率 降低;穿梭式货架在货架体系中空间利用率较高,但是
初投资较 高。由于之前托盘尺寸比较混乱,从2008年3月1日起,我国正 式实施两种托盘尺寸作为托盘的标准尺寸,尺寸为1200mmXl000mm和llOOmmXllOOmm。国内目前优先选用运送 货物主要的托盘尺寸为I20〇x l〇〇〇mm,在柱网设计时,柱网间距 的净尺寸应考虑在结构计算后,尽量满足单跨可堆放整数倍的 托盘尺寸,以提高冷库利用率。
2.2.2站台及穿堂优化设计
站台及穿堂是冷库建筑的主要交通联系空间,货物的水平 流线、垂直流线在设计时,均需考虑合理的货物运输回转空间及 避免流线之间交叉。站台及穿堂结构体系相对于冷藏间独立,所以柱跨可与冷藏间柱跨不同,设计站台及穿堂柱跨的主要考 虑因素如下:(1)电梯位置与电梯数量;(2)装卸货升降平台间距 与数量。穿堂电梯前侧柱跨进深应考虑满足最大的货物运输量 与水平流线货物交错时的净宽度。
站台及穿堂的设计温度:在对食品品质要求日益增加的今 天,很多项目为了保证冷库冷链连续的要求,不再采用开敞站台 和封闭常温穿堂。在设计中将站台及穿堂降温,降温站台及穿 堂设计温度通常为8~121,站台及穿堂设置保温,站台装卸货口 处设置保温滑升门,保温滑升门外侧设置保温门封。站台及穿 堂保温设置方式有两种,外保温与内保温,从设计上来看,外保 温实现保温的连续性更简便,内保温则需要做多处的保温处理,如楼梯间前侧,电梯间前侧等。
3建筑剖面优化设计
3.1冷藏间剖面保温节能的优化设计
3.1.1冷藏间不同设计温度的优化设计
首层冷藏间设计温度时,地坪无需考虑防冻;若首层冷 藏间设计温度<0弋时,应考虑地坪防冻设计。地坪防冻主要有 三种方式:(1)采用结构层架空防冻,适用于大型冷库,但造价偏 高;(2)采用地垄墙架空防冻,适用于中小型冷库;(3)采用地坪 埋设通风管防冻,在采用自然通风时,应注意冬季室外温度;(4) 可采用乙二醇加热管道防冻,缺点是如果有故障,维修较困难。
考虑到隔汽层的设置,不同温区的冷藏间上下层贴临设置 时应注意:(1)若上层为高温库,下层为低温库时,建议在下层低 温库顶棚顶喷保温并柱顶返喷保温1500mm;(2)若上层为低温 库,下层为高温库时,建议在上层低温库地面设置保温并柱角上 返保温1500mm。
3.1.2冷藏间层高优化设计
选择合理的层高取决于堆货方式、每托货物货高、结构形 式,制冷方式等,层高设计应做到使用空间不紧张,同时也不浪 费。托盘堆码(散堆)层高不宜过高;采用货架应适应货架的高 度;结构形式宜优选选择无粱楼盖的形式,无粱楼盖利于提高空 间净高利用率的同时,也有助于冷风回风;制冷方式考
虑排管或 者风机制冷,同样也影响库内净高。
3.2垂直运输设计
传统冷库垂直运输主要采用电梯,考虑到电梯运货轿厢尺 寸的问题,一般电梯载重量5吨为宜。电梯设置采用单侧进出或 者贯通式双侧进出的形式均可,应根据具体使用习惯,将电梯布 置在穿堂靠冷藏间侧或靠外墙侧。冷库中的电梯主要要考虑适 宜冷库的高湿环境:电梯中的门区光幕、电机等元件需考虑防 水、防结露设计,电梯人口及轿厢处,应考虑防侧压、防倾斜
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建筑规划与设计
设计。
国内现状是优质土地越来越稀缺,所以土建冷库也越建越 高,建筑层数增加,对电梯运行效率就提出了挑战,新型冷库垂 直运输也逐渐开始采用垂直提升机。垂直提升机的优势是占地 面积较小、叉车无直接撞击,故障率低、可采用连续运输的方式、并且为非特种设备,无强制年间,运行效率相对较高,经过推算,垂直提升机是传统电梯提升效率的2.2~2.5倍;劣势为:价格较 高,仅载货,不可人货同流,对于交易形冷库来说不方便管理。现状设计主要为采用垂直提升机与电梯结合的方式,互补
优 缺点。
4冷藏间合理的设计温度及节能设计
冷藏间设计温度应保证该货物的货品质量,有针对性的设 计温度就能更好的达到节能要求。冷却物冷藏间设计温度一般 为-2冗~ ,相对湿度为80%~95%,主要存储货物为新鲜水果、蔬菜、米、茶、酒类、奶制品;冻结物冷藏间设计温度为-15丈~- 20T:时,相对湿度为85%~90%,主要储存货物为冻肉、禽、副产 品、冰蛋、栋蔬菜、冰棒,设计温度为-1代~-25丈时,相对湿度为 90%~95%,冻鱼、虾、冷冻饮品。
在冷藏间保温设计中,主要考虑两点:
(1)围护结构的保温能力。增加维护结构的保温能力主要 是通过选择热导率小的隔热材料,或者增加隔热材料厚度来实 现。在计算隔热材料的厚度是,应根据现行《冷库设计规范》中关于库房的隔热要求计算,面积热流量取值宜取7W/trf,考虑到 节能的要求可适当加厚保温。对于太阳热辐射较高的库体位 置,如西墙,可考虑适当增加保温厚度,如屋面,可考虑做屋面架 空通风层或阁楼层;(2)围护结构的跑冷量。冷藏间主要冷量损 失的位置是冷库门,尤其对于交易性冷库频繁使用的库门,①可 设置回笼间,减少冷库门冷热交换,减少水蒸气进人库内;②冷 库门外侧可设置空气风幕;③冷库门外侧可加设快速保温卷帘 门;④可设置降温穿堂降低冷热交换;⑤采用双穿堂设计时,尽 量避免冷库门
对开或者同时打开。
5结束语
<;综1所述,随着我国经济的发展,食品全程冷链的要求越来 越高,冷库的使用需求也越来越大。冷库建筑一定会向着集 中化,规模化,细分功能化的方向发展。冷库作为特殊功能的建 筑类型,能耗的降低是冷库设计的重中之重,冷库的优化设计决 定着货品的质量,企业的运营成本,也关系着市场食品的品质和 价格,在全球都倡导节能减排的今天,建设节能、高效型的冷库 是行业发展的趋势。
参考文献:
[1]GB50072—2010,冷库设计规范[S].白酒瓶盖
[2]谈向东.从节能论冷库优化设计卩].冷藏技术,2010(2): 13-20.
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本的灵活性更高,其进行风险管理的能力也更强,对于交通综合 枢纽建设来说具有积极的影响。
4 结束语
着科学技术的发展,科技和经济的创新已经成为城市发 展和人民生活水平提高的重要途径。对于交通枢纽建设来说,PPP模式不仅为政府融资提供了新的渠道,而且有效推动的城 市交通枢纽建设,促进城市基础设施进步和发展,不断提高城市 居民的生活质量和生活水平。再者,PPP公私合营模式也为社 会闲置资金的利用提供了新的渠道,增强了金融市场的活力,促
(上接第75页)
的发挥其积极作用,因此,在进行逆作法施工地下室结构施工设 计时,做好框架柱、工程桩以及竖向支承体系协同设计就是非常 重要的一项工作内容。在这一过程中,首先应对协同设计的关 键点进行准确的把握,然后再次基础上完成相应的设计工作,对 于框架柱、工程桩以及竖向支承体系协同设计而言,其关键就在 于通过在主体结构框架柱部位进行钢立柱及立柱桩的设计,将 其与主体结构的框架柱进行有效结合,并以此来为后续逆作法 施工提供良好的荷载保证。
其次,做好竖向支承系统的相关设计工作。作为地下室结 构逆作法应用过程中非常关键的一个构件,现代高层建筑对其 的要求为既要承受较大的荷载,要保证其截面不宜过大,简单来 说,就是对于竖向支撑系统的强度及刚度有着较高的要求,在实 际的设计过程中,设计人员可以应用钢立柱插人桩基础这一形 式161,进行施工,然后在逆作法施工阶段结束后,其钢立柱则可以 作为主体结构的框架柱继续发挥其积极作用。
中波塔
3.4框架梁及水平支撑体系的协同设计要点分析
将框架梁及水平支撑体系进行协同设计,也同样是逆作法 应用过程中施工设计的一项重点。这种支撑体系不仅有利于对 基坑开挖导致结构变形进行保证,还可以有效的对社会资源进 行有效的节约。在这一体系设计过程中,设计人员应对水平结 构中的围护结构产生的水平荷载、施工过程中的竖向荷载以及 支撑体系自重、结构完成后试用阶段的荷载进行相应的计算,并 根据相应的数据对后续材料、工艺等进行选择和设计,只有这 样,才能更好的保证施工的顺利高效进行。
综上所述,将逆作法应用到地下室结构施工建设过程中,通 过将其全部的地下主体及部分的地下主体结构作为支护结构,进我国金融市场的发展和进步。虽然,PPP融资模式在我国许
校园一卡通设备多城市的基础设施建设中广泛的使用,但其还存在一定的不足,
网页聊天需要进一步的研究来不断完善,使其对交通综合枢纽建设以及
城市化做出更大的贡献。
参考文献:
[1] 杨莉姗.城市轨道交通运用PPP融资模式研究——基于 杭州地铁一号线调查分析[J].现代经济信息,2015( 19):273~274.
[2] 施颖,刘佳.基于PPP模式的城市基础设施特许经营期决 策研究[J].当代经济管理,2015(6):18~23.
然后应用自上而下施工与基坑开挖施工交替施工的方式,完成
相应的工程建设,这种方法具有着较强的协同性,对于保证地下
室施工整体质量以及提升工程整体质量产生着非常积极的影
响。只有在实际的施工过程中准确的对地下室结构逆作法施工
要点进行把握,并在此基础上对其进行科学合理的设计,才能真
正发挥出逆作法之于地下室结构设计的积极作用,促进建筑工
程的长效发展。
参考文献:
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作者简介:
陆利文(1979—)男,工程师,贵州开阳,主要从事结构设计,
台阶轴贵州中建建筑科研设计院有限公司
胡素兵(1978—)男,高级工程师,贵州中建建筑科研设计院
有限公司
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