冷库建筑的设计要点分析

曾志毅

（福州芳圆建筑工程设计有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

冷库主要用于食品的冷冻加工和冷藏，它不同于一般的工业建筑和民用建筑，是一种对隔热性、密封性、坚固性和抗冻性有严格要求的特殊建筑。因此，为使室内保持一定的低温，食品冷库的墙壁、地板及平顶都敷设有一定厚度的隔热材料，以减少外界传入的热量。本文以平潭万吨冷链产业园项目为例，论述冷库建筑的设计要点。

1 工程概况

平潭万吨冷链产业园，位于福建省平潭综合实验区流水镇，该项目征地面积为34858m2，总建筑面积43835m2。其中地上建筑面积为43175m2，地下室建筑面积为660m2；计容建筑面积54339m2；建筑占地面积14393m2，主要建设五栋建筑,分别为办公楼、宿舍楼、水产品冷库及加工区、水产品冷库、水产品加工车间。文中涉及到的冷库单体建筑的工程名称为1#水产品冷库与2#水产品冷库及加工车间。建筑高度均＜24m，为多层钢筋混凝土现浇的冷库建筑，其中冷库都为-23℃的低温冷藏间。

2 冷库建筑的设计要点

2.1 冷库的结构安全

冷库建筑按其结构承重方式的不同分为外墙自承重外保温体系和外墙非承重内保温体系。

2.1.1 外墙自承重外保温体系外墙自承重方式的保温层外墙和主体结构为两个独立的承重结构体系，外承重墙与库内主体结构应有可靠的连接，如在柱端设置钢筋与冷库主体结构连接等。保温层设置在外承重墙和冷库边跨的柱梁之间，从室内地面开始设置，直至屋面的顶棚。应根据工艺要求，预留保温层的空间。这种保温方式中间层的柱子不用保温，仅需在一层柱子底部及顶层柱子顶部1.5m范围内需要保温。中间层的地面也不需要设置保温层，仅需要在一层地面和顶层的顶棚设置保温层，保温层把整个冷库从底层到顶层的四周围成密闭的一圈。

2.1.2 外墙非承重内保温体系

外墙非承重内保温体系是每层为独立的一个冷库，各层的地面，外墙、顶棚和柱子的上下1.5m范围内均要设置保温层。这种结构的保温层不用预留空间，为正常的一个主体机构,比较方便施工。每层形成一个独立的密闭的冷库，可以独立调解温度，储藏不同的产品。

2.2 冷库底层土壤防冻胀

当冷库设计温度低于0℃时，应采取有效的通风措施防止冷库内地下土壤冻胀破坏。地面以下通风是有效防止冻胀的可靠措施。通风方式有两种形式，分别为排管通风和架空通风。

2.2.1 排管通风

冷藏间有一边长度小于40m时，可以采用排管通风，排管直接埋到土里，造价较为便宜。

2.2.2 架空通风

冷藏间的长度都大于40m时，就必须采用架空通风。架空通风层应能自然通风，为了防止雨水进入，应在通风的墙上设置百叶窗。架空通风层的造价相对较高，但是防止冻融的效果较好。当地面的土质为岩石和砂砾，地下水位较低时，通风层可以不用设置。文中提到的1#水产品冷库与2#水产品冷库及加工车间，前者长度约为100m，后者的最小宽度为42.5m，所以两座建筑均采用了架空通风层的通风方式，通风层高度为2m，在通风层的外墙设置了百叶式的通风口。

2.3 月台设计

月台是指为装卸货而修建的平台。利用该平台，搬运的人员或叉车能够便捷、安全地在运输车辆和平台之间装卸货物。月台必须与装卸货广场设置在一起，该项目规划设计了较为方正而广阔的装卸货广场，可以同时容纳多部大型集装箱车同时作业。冷库规范规定的月台宽度不应小于7m[1]，上述项目中，根据甲方的实际操作需求，月台是按13m宽度设计。由于水产品的体积较为庞大，扣掉预留的3m宽调解平台宽度，装卸平台的净宽仅剩10m。月台一般比室外的装卸货广场高1.2～1.3m，为连接月台和货斗，一般在月台上要设置高度调节板，以方便人员卸货和叉车装卸货。要根据卸货车位数量配置高度调节板，在建筑设计时，按照高度调节板厂家提供的参数预留高度调节板的坑位，在合理的位置下沉结构板，并配合电气专业布置电线，待高度调节板安装到位后，再用水泥砖砌筑周边节点，使月台的地面都在同一高程上，形成一个完整而又宽大的月台。

2.4 屋面构造设计要点

（1）冷库屋面应采用保温隔热措施。因为冷库与周边的环境温差较大，除了在冷库内侧天棚设置工艺要求的保温层外，还需在屋面结构层的上部设置保温隔热层，这样有利于节省能耗，降低冷库的运行成本，也可以防止屋面因为温差而产生裂缝。当屋面采用有保温措施的时候，冷库的伸缩缝的最大间距可以做到45m，当采取比较可靠的措施时，伸缩缝之间的最大距离可以达到50m[2]。

（2）当采用外墙自承重的结构形式时，由于外墙和冷库的主体结构为两个独立的承重体系，屋面的周边圈梁不能与外墙承重墙有刚性的连接，必须沿着冷藏间的四周断开；屋面外边跨周边主梁采用悬挑结构，与外承重墙的圈梁顶部设置10cm左右的空隙，空隙之间采用沥青麻丝、水泥砂浆和密封膏封堵，并用不锈钢盖板盖缝。这样可以保证冷藏间和外墙为两个独立的结构体系，防止冷藏间制冷时收缩，拉坏整个结构。

2.5 冷藏间的门槛设计

由于冷库建筑结构体系的特殊性，特别是在外墙自承重体系中，要做到外墙和冷库的主体体系独立承载时，就必须在冷库和月台或者穿堂之间断开，设置沉降缝。冷库门底下有地热阻丝，不同的厂家预留的地热阻丝深度不一样，大约5～10cm。设计时，门槛处的梁和板应注意下降10cm左右，以便后期安装地热阻丝。由于冷库已和月台或穿堂断开，故在门槛处应该采用足够厚度的金属板盖住。金属板应能够跨越冷库和月台或穿堂，以便工作人员和叉车行走，冷藏间门槛节点如图1所示。

图1 冷藏间门槛节点

冷藏间门槛处还应考虑防火和防水的要求，由于该项目每层为一个防火分区，且为水产品的冷藏间，在装卸货的过程中难免有水流出来，考虑用沥青麻丝填缝，缝隙的上下端再用密封膏塞缝，地面和顶棚均用不锈钢盖板盖住，这样即可保证防火性能，又可以防止水流到下面楼层。

2.6 制冷机房的设计

制冷机房设计时一般紧靠冷藏间，因为冷藏间用冷负荷最大，减少能耗。为制冷机房或制冷机组进行供电的配电房要紧挨布置。以便节省造价，降低日常运行的成本。在机房的平面设计中，机房的深度和开间应满足制冷设备布置的要求。层高应根据制冷设备厂家的通风要求和结构设计的要求，确定最后的高度，以免制冷机房净高不够。制冷机房根据工艺要求，一般屋面上都要布置蒸发冷却器，设计时应根据工艺要求布置墩位，根据设备的自重和运行荷载，进行结构设计，以免后期结构不满足要求。制冷机房都应设置事故排风机，在控制室的排风机上和机房外墙上都要安装人工开关按钮。当采用氨制冷系统时，因为氨机房的火灾危险等级为乙级，所以氨机房的占地面积和体积都要注意，不能过大，以满足当前行业标准的要求。该项目采用的是氟利昂制冷机组，氟利昂的火灾危险等级为丁类，其机组体积较为小巧，占地面积不大，且对层高的要求也较低，日常综合运行成本合适。

2.7 防火设计

防火设计是所有建筑设计中的重中之重。冷库又是建筑设计中比较特殊的建筑，因此在设计中既要遵守《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）[3]，也要遵守《冷库设计标准》（GB 50072-2021）[4]。

2.7.1 冷藏间的建筑面积

规范中对单栋冷库的冷藏间，按不同的耐火等级，对其最大允许的建筑占地面积和单个防火分区最大允许的建筑面积作了限制。

（1）耐火等级为一、二级时，多层冷库最大面积为7000m2，每个防火区最大面积为3500m2；高层冷库中冷藏间最大占地面积为5000m2，每个防火区最大面积为2500m2。

（2）耐火等级为三级时，多层冷库只允许建到三层，最大占地面积为1200m2，每个防火分区最大面积为400m2；耐火等级为三级时，高层冷库不允许建设。

（3）当冷库有必要设置在地下室时，仅可以设置在地下一层；地下冷藏间要根据地上建筑为多层或高层建筑，地下冷库冷藏间的占地面积相应的不大于地上冷藏间的最大允许占地面积。

（4）地下冷藏间的防火分区面积都不能超过1500m2。

该项目中的1#水产品冷库有2个冷藏间，每个冷藏间的建筑面积为2485m2，两个冷藏间的占地面积为4970m2，每个冷藏间为单独的一个防火分区；2#水产品冷库及加工车间有1个冷藏间，冷藏间的建筑面积为1707m2，占地面积为1707m2，为单独的一个防火分区。均满足多层冷库的最大占地面积要求和防火分区的最大建筑面积要求。

2.7.2防火墙

（1）冷库穿堂和冷藏间之间的内隔墙应该为防火墙，而且该墙的耐火极限应不低于3h，此时应注意该墙上的冷库门可以不是防火门，设计中没必要要求冷库门一定要达到甲级防火门。

（2）当两座冷库的防火墙贴邻布置时，相邻冷库的外墙应该为防火墙，屋顶的耐火等级不低于1h。冷库与附属用房（如变配电房，制冷机房及控制室）相邻布置时，相邻的墙体至少有一面是防火墙，屋顶耐火极限不低于1h。

2.7.3 建筑的长度

冷库在规划时，当两座以上冷库贴邻布置时，冷库总的长度不得超过150m，每栋冷库一定要设置环形的消防车道。

2.7.4 冷库的疏散门

冷库的疏散门是利用冷库的冷藏门作为疏散门，疏散门的数量是根据冷藏间的面积来确定的，当冷藏间的面积小于1000m2时，设置一个即可以；当冷藏间的面积大于1000m2时，应设置两个以上的疏散门[3]。冷藏门内侧应设有应急开门锁控制装置，并设计一个醒目的标志，以便发生火情时，方便逃生。与冷库生产、管理无关的其他用房，严禁设计在冷库以内。附属用房只能设计在冷库的首层，且应有独立的安全出口。

3 结束语

本文根据实际的项目设计案例，从7个方面分析了冷库建筑的设计要点。由于冷库的特殊性和其工艺上的要求，对比其他的建筑设计，冷库设计中应更加注意一些特殊节点的预留，在设计长度的限制，月台与装卸广场的协调设置等各方面均要有细致的考虑。目前，装配式建筑在冷库建设中也有所发展，但传统的钢筋混凝土结构在我国冷库建设中的应用还要再持续一段时间。本文所总结的冷库设计要点，具有一定的实用价值。