冷库电气设计节能的几个问题

冷库电气设计节能的几个问题
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
前言
我国改革开放四十年来，人民生活水平不断提高，消费升级也推动了冷链物
流从无到有的发展过程。

冷库是一种特殊的仓库，作为冷链物流的重要组成部分，其具有结构复杂，技术性强，造价高，能耗大等特点。

据统计2017年全国冷库
总量约4775万吨，冷库总容量仍保持高速发展态势。

随着冷库库容增加的同时，冷库安全问题和能耗问题日益突出。

为此，国家相关部门也针对“冷库安全与节能”出台多项政策文件予以指导，如“国务院办公厅关于加快发展冷链物流保障食品安全促进消费升级的意见（国办发〔2017〕29号）”明确提出“鼓励企业向国际低能
耗标准看齐，利用绿色、环境友好的自然工质，使用安全环保节能的制冷剂和制
冷工艺”；中国制冷学会在历年学术会议上也多次组织了专题研讨，对提高我国冷库设计、建造及运维过程中的“安全与节能”水平，对推动行业有序发展与转型升
级做出了突出贡献。

1、建筑平面布局
1.1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。

1.2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。

1.2.1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12m×12m，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10.08m×11.95m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、驶入式货架、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
式货架和驶入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1200mm×1000mm和1100mm×1100mm。

国内目前优先选用运送货物主要的托
盘尺寸为1200×1000mm，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。

1.2.2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8~12℃，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。

2、建筑剖面优化设计
2.1冷藏间剖面保温节能的优化设计
2.1.1冷藏间不同设计
温度的优化设计首层冷藏间设计温度≥0℃时，地坪无需考虑防冻；若首层冷
藏间设计温度<0℃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。

2.1.2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。

2.2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，电梯入口及轿厢处，应考虑防侧压、防倾斜设计。

结束语:
同时，在我国冷链行业飞速发展的今天，冷库的数量越来越多，库容量越来越大，其安全和节能性愈加重要。

借助物联网、自动控制等现代技术手段，逐步实现“智能化”管理，冷库的安全与节能会有更大的进步。

参考文献：
[1]中国物流采购联合会冷链物流专业委员会,国家农产品现代物流工程技术研究中心.中国冷链物流发展报告2018[R].北京:中国财富出版社,2018.
[2]范广东.港口物流冷库制冷系统节能分析[J].冷藏技术,2012(1):27-29.
[3]国内贸易工程设计研究院.冷库设计规范GB50072-2001[S].北京:中国计划出版社,2001.。