大型钢结构冷库保温工程施工工艺分析

 大型钢结构冷库保温工程施工工艺分析

耿娜

烟台万华节能工程科技有限公司 山东省烟台市  264000

摘要：随着人们生活水平不断提高，城市人口数量持续增长，城市生活越来越离不开冷链。冷库，在冷链体系中又有着无法替代的地位和作用。冷库的建设以及运营管理方式直接关系到冷库的能耗。基于此，本文将对大型钢结构冷库保温工程施工进行简单分析。

关键词：大型钢结构冷库；保温工程；施工工艺

1大型钢结构冷库架空层保温隔热

为确保在完成施工后，冷库能够达到预期的防潮、防冻、隔热、保温的效果，防止在后期实际应用中出现安全隐患问题，本文首先针对大型钢结构冷库的架空层进行保温隔热设计。工程施工整体采用半地下式结构设计，其净高约为2.42m,其中下半部1.25m均埋在地面以下，其余结构均高出地面。为实现对地面的防潮处理，选择厚度为125mm的钢筋混凝土现浇板结构作为地下室的底板，根据防水工程的施工和设计要求完成。传统大型钢结构冷库的地下室顶板采用钢筋混凝土预制板完成敷设，并且其总面积通常较大，在实际施工过程中存在整体性差、需求空间大、安装难度大等问题。因此，针对这一问题,本文对其进行全方位地分析，并将传统材料替换为钢承板现浇结构，以此进一步减轻施工难度以及施工成本，工期也能够缩短近一个月。图1为大型钢结构冷库架空层节点保温隔热结构示意图。

图1大型钢结构冷酷架空层保温隔热结构示意图

图1中，A表示聚氨酯密封胶材料结构；B表示厚度为150mm的钢筋混凝土结构；C表示厚度为45mm的C20强度混凝土保护层结构；D表示SBS防水卷材材料，厚度为2.5mm；E表示3mm厚度的聚乙烯塑料薄膜；F表示0.5mm挤塑保温板结构；G表示聚苯乙烯泡沫塑料板，厚度为12mm；H表示轻型槽钢结构，其型号为12井或22#；1表示隔热夹芯板结构；J表示膨胀螺栓。从图1中可以看出，本文采用自上而下节点式的保温隔热方式,根据不同结构的应用性能，对其厚度进行设。为了确保按照上述结构设计时，地面能够保证更高的平整度，并且在后续实际使用时不会出现开裂现象，还需要在施工现场采用全自动混凝土激光整平设备对其进行夯实处理。

2冷库墙面板选择

冷库板目前主要用材如表1所示。K值越小，代表该种材料保温隔热性能越佳。由此，结合表1数据可以判断，聚氨酯（PU）与聚脲材料（PIR）是相对较好的选择。其中，后者为可以达到消防要求的B1级材料，因此应用比聚氨酯更广，也是低温库不可替代的保温材料。这两种材料，多是在工厂流水线上复合成夹芯板，成品运输至施工现场（区别于混凝土土建库，较多采用现场喷涂发泡方式）。真空绝热板由于成本过高，在国内大型冷库建筑中缺少应用案例。

表1典型冷库保温材料及其热导率k（W/mK） （数据来源-ASHRAE）

表2为保温材料其他各项指标对比。由于国内新消防法规要求提高，能够达到A级防火性能要求的岩棉及玻璃丝绵夹芯板应用大幅上升。但由于材料自身特性，在夹芯板受到撞击或开洞造成内外钢板破损后，上述两种芯材会因吸水造成保温效果减小、丧失，并存在老化掉屑等弊端。当采用上述两种保温材料时，应采用夹芯板四面企口，门洞等位置应提前设计，杜绝现场手工切割，以有效封闭芯材。内外钢板本身，除提供芯材有效防护外，还有气密性作用，冷库板与檩条和主结构连接，塑料头自攻钉应用胶或绝缘垫片有效封堵，防止水汽侵入芯材。

表2：保温材料基本特性 （数据来源-ASHRAE）

冷库板越厚，外部热传导造成冷耗越小，但带来建设成本越高。如何把握建设成本与后期运营成本的均衡，需要根据不同地区温湿度以及冷库库温综合考虑。在采用聚氨酯材质情况下，冷库板厚度建议不低于100mm；低温冷冻库，不低于150mm。PIR材质加工而成的夹芯板，保温性能好，材料性能稳定，轻质且吸水率极低，目前该保温材料尚无可替代产品。而且，从国际范围来看，冷库围护材料采用PIR夹芯板是通行做法。冷库的室内低温环境、智能物流体系普及造成冷库运营所需人员大幅下降，决定了冷库火灾危险性和可能造成的危害，都较生产型厂房及普通仓库小。希望行业能共同推动，修改相关规范、规程，以共同解决冷库围护材料性能要求与实际消防安全的冲突问题。

3缝隙保温隔热处理

第一，地面保温板与墙面库板对接缝预留50mm宽，厚度为地面保温板的高度，采用机械高压发泡的聚氨酯填对接缝；第二，墙面库板与地面保温板相交处的内侧彩板在安装时应切除，使其有利于填缝聚氨酯与板结合，切除高度为地面保温板厚度；第三，用于安装墙面库板的12#/22#轻型镀锌槽钢底部两侧增设20mm密封橡胶条，起到密闭隔气作用；第四，为保证库板底部在后期使用中不易被破坏，墙面库板内侧四周增设150mm高的现浇钢筋砼板踢脚线，具体节点做法如图2所示。在施工过程中，作业人员应严格按照节点做法、施工工序进行施工，不能因颠倒工序而造成返工、破坏成品，引起大面积整改；接缝处的聚氨酯采用机械高压发泡注填；在切除库板彩钢板时，不能造成库板断裂，如发生断裂则库板报废；槽钢内侧两边增设10mm厚密封橡胶条，应保证库板与槽钢对接底的密封性。

图2节点做法

4地坪处理

国内目前已经有超过9300万立方米的冷库，其中地坪冻融问题较为严重。根据国际制冷协会推荐做法（如图3所示）从下到上其构造为：稳定层、隔汽层、素混凝土稳定层、防冻融加热层（压缩机排气加热/或和电加热）、隔汽层、抗压保温挤塑保温材料、隔汽层、钢筋混凝土面层及表面耐磨处理。

图3冷库地坪处理

钢筋混凝土面层、素混凝土基层等，是根据室内实际重量计算得，一般不会存在问题。国内冷库地坪，主要是加热层及防潮层处理问题比较突出。有不少冷库选择通过架空层或管道通风方式，来隔绝室内冷逸侵入基底土壤，进而造成地坪冻融。管道通风存在长度限制（管道不宜超过30m），架空层处理则存在建筑投入成本问题，且两者均没有彻底解决客观存在的冷逸问题。管道油路或电加热，则可以较好解决这个问题。

电加热需要较多的电能消耗，对大型冷库，不推荐单一采用。管道油路加热，可以选择丙二醇或乙二醇（后者毒性大，冷库安全要求高时不推荐）等作为介质，压缩机排气加热，通过热交换器传输给油路介质，热量不足时，采用电加热补充。施工过程中，要加强对钢管质量及焊接质量的管控；混凝土覆盖前，首先进行通水加压试验，确保管道畅通无杂物，且无漏点存在。油路管道埋设在地坪之下，无法更换是该种地坪处理方法的弊端。但通过上述施工管理，是可以有效解决的。

结语：

为解决现行保温工程施工工艺在实际应用中存在冷库室内外温度差绝对值较小，无法实现良好的密封保温效果的问题，以大型钢结构冷库为例，开展保温工程施工工艺设计研究。

参考文献：

[1]刘泽勤，徐静.堆码间隔对充气保温果蔬冷库热湿环境影响的数值模拟研究[J].热科学与技术，2019,18(6):497-503.

[2]郝靓.巴斯夫与冷库公司合作共同开发聚氨酯保温复合板材精细与专用化学品，2020,28(7)：19.

[3]韦婉，李晨光.装配式钢结构建筑结构设计在实际工程中的应用[J].工程建设与设计，2020(8):1-2.