第2章-冷库的隔热与防潮

第2章冷库的隔热与防潮冷库隔热对维持库内温度的稳定、降低冷库热负荷、节约能耗及保证食品冷藏储存质量有着重要作用，故冷库墙体、地板、屋盖及楼板均应作隔热处理。而良好的隔汽防潮处理对保证围护结构的隔热性能起到关键的作用。如果隔汽防潮层的设计施工不当，水蒸气和水分将不断渗入隔热层，使隔热材料受潮，热导率增大，隔热性能显著降低，严重时会使冷库建筑结构或构件结霜结冰，使冷库寿命降低。2.1冷库的隔热设计2.1.1隔热材料的技术要求①热导率较小，以便使用较薄的隔热层能获得较好的隔热效果。②相对密度小且价廉。③良好的抗湿性、抗冻性，坚固结实，抗压强度大，经久耐用，以保证长期使用。④良好的耐火性，不自燃，也不助燃，以提高冷库的防火性能。⑤不产生任何异味，也不吸收异味，不散发有毒物质，这对冷库的食品储存具有重要意义。此外，冷库隔热材料还应有良好抗腐蚀性能，不孳生蛀虫或其他细菌，且易于安装施工和拆修。2.1冷库的隔热设计2.1.2常用的隔热材料1.聚氨酯泡沫塑料2.1冷库的隔热设计2.1.2常用的隔热材料2.聚苯乙烯泡沫塑料2.1冷库的隔热设计2.1.2常用的隔热材料3.挤塑聚苯乙烯泡沫塑料2.1冷库的隔热设计2.1.3隔热层厚度的计算1.围护结构的特性系数（1）热扩散系数ca导温系数是不稳定传热时材料的热工特性指标。其值愈大表明材料的温度变化的速度愈快，用这种材料做成的围护结构的热稳定性较差。故围护结构的构造材料宜选用和都较小的材料。a2.1冷库的隔热设计2.1.3隔热层厚度的计算1.围护结构的特性系数（2）蓄热系数当围护结构一侧受到周期波动热作用时，表面所接受或放出的热量将按同一周期波动，随之引起围护结构外表面温度、以致内部和内表面温度的波动，其被动的程度随着向围护结构内部的深入而逐渐减弱。围护结构表层温度波动的剧烈程度以及温度波在围护结构内部的衰减程度，与构造材料的蓄热系数S有关。当采用24小时为一波动周期时，材料的蓄热系数为：S24＝[W/（m2·℃）]ac51.051.02.1冷库的隔热设计2.1.3隔热层厚度的计算1.围护结构的特性系数（3）热惰性热惰性是指围护结构对外界温度被动作用的抵抗能力，在同样的室外波动热作用下，围护结构热惰性愈大，则其内表面温度的波动就愈小。对于单层材料D=RS多层材料构成的围护结构D=R1S1+R2S2+R3S3+…一般把D≥6的叫重型结构，6＞D≥4的叫中型结构，D＜4叫轻型结构。一般土建式冷库为重型结构；装配式冷库为轻型结构。2.1冷库的隔热设计2.1.3隔热层厚度的计算2.围护结构传热系数nmwnwnmmwnwRRRRRRttFddddttF321332211)(1)(1)(传热量tKFRtF0/热流量0Rtq（见表2-4）tqK2.1冷库的隔热设计2.1.3隔热层厚度的计算3.隔热层厚度的计算围护结构传热系数值确定以后，总热阻值便为已知。总热阻为围护结构各层（包括隔热层）的热阻与围护结构内外侧表面传热热阻的总和。总热阻减去除隔热层以外其他各层的热阻，则为隔热材料所应具有的热阻，即：)11(1)11(0'nwnwdKdRR隔热层厚度bRd'''2.1冷库的隔热设计2.1.3隔热层厚度的计算4.围护结构的最小热阻为了防止空气中水蒸汽在冷库围护结构外表面上凝结，必须保证其总热阻大于或等于最小热阻，最小热阻可按下式计算：wwnwRttttbR1min2.1冷库的隔热设计2.1.3隔热层厚度的计算5.围护结构各层材料的表面温度根据：通过围护结构各层材料的热流量在同时间内应该是相等的wblwnwRttRtt0同理，通过第x层的热流量为01RttRRttnwxwbxw2.2冷库的防潮设计2.2.1水蒸气的凝结和渗透空气的相对湿度%100EP当空气中水蒸气含量达到完全饱和状态时的温度称为露点温度露点在评价围护结构的潮湿状况时具有很大的意义已知空气的温度和相对湿度，就可确定它的露点。空气中水蒸汽分压力随气温升高而增大，因此在围护结构的高温侧和低温侧之间会造成水蒸气分压力差，此时水蒸汽将从分压力较高的一侧通过围护结构向压力较低的一侧渗透。2.2冷库的防潮设计2.2.2常用的防潮材料对防潮隔汽材料要求蒸气渗透阻大(即蒸气渗透率小)、密度小、韧性好、便于施工和保证施工质量。冷库常用防潮隔汽材料有石油沥青、油毡、沥青防水塑料和聚乙烯塑料薄膜等。其中石油沥青的防水蒸气性能好，又有一定弹性、抗低温、防潮隔汽性能稳定等特点。若与油毡结合使用，能达到良好的防潮隔汽效果。塑料薄膜的透气性好和吸水性低、机械强度大、柔软性好，但耐老化、耐低温性能差。目前多数冷库仍以沥青、油毡作防潮隔汽层。2.2冷库的防潮设计2.2.2常用的防潮材料2.2冷库的防潮设计2.2.3防潮层的计算1.蒸汽渗透量的计算在稳定条件下，通过冷库围护结构的水蒸汽渗透量，与冷库内外的水蒸气分压力差成正比，与渗透过程中受到的阻力成反比，即：snswPPHG01由m层材料mmmiiddddHH332211102.2冷库的防潮设计2.2.3防潮层的计算2.围护结构表面及内部水蒸气分压力的计算由于水蒸气分压力差引起的蒸气渗透和温度差引起的热量传导完全相似，所以)(10HHHPPPPxwsnswswsx计算出来围护结构各层表面分压力之后，再计算各层表面的相对湿度，若相对湿度大于或等于100，说明内部会出现凝结现象；若小于100，说明内部不存在凝结区。2.2冷库的防潮设计2.2.3防潮层的计算3.隔汽层的设置标准冷库围护结构隔热层高温侧各层材料（隔热层以外）的蒸气渗透阻之和Hw应不小于最低蒸气渗透阻Hmin，即：Hw≥Hmin=1.6（Psw－Psn）凡符合上式条件，且隔汽层布置在隔热结构的高温侧，即使围护结构内部出现凝结区也属符合要求。2.2冷库的防潮设计2.2.3防潮层的计算4.隔汽防潮层的设置（1）隔汽防潮层的重要性防潮层设计和施工不良：①引起隔热材料的霉烂和崩解；②引起建筑材料的锈蚀和腐朽；③使冷间内和蒸发器表面结霜增多，增加融霜次数，影响库温的稳定和储藏商品的质量；④使冷间温度上升加快，增加电耗和制冷成本；⑤水蒸气长期渗透的最终结果，将导致围护结构的破坏，严重时甚至使整个冷库建筑报废。2.2冷库的防潮设计2.2.3防潮层的计算4.隔汽防潮层的设置（2）隔汽层设置的原则①南方地区的冷库应在外墙隔热层的高温一侧布置隔汽防潮层；②围护结构冷热面可能发生变化时，外墙隔热层的两侧均设隔汽防潮层；③低温侧比较潮湿的地方，外墙和内隔墙隔热层的两侧均宜设隔汽防潮层；④冷库地坪隔热层的上下、四周均应设隔汽防潮层，并且外墙的隔汽层应与地坪隔热层上下的隔汽层或防潮层搭接；⑤内隔墙隔热层底部应设防潮层。2.3冷库围护结构的作法土建冷库的基本结构2.3冷库围护结构的作法2.3.1土建冷库围护结构法1.冷库墙体2.3冷库围护结构的作法2.3.1土建冷库围护结构法2.屋盖与阁楼层一般结构2.3冷库围护结构的作法2.3.1土建冷库围护结构法2.屋盖与阁楼层阁楼式通风式阁楼封闭式阁楼2.3冷库围护结构的作法2.3.1土建冷库围护结构法3.地坪（1）冷库地坪的冻臌破坏（2）冷库地基的融沉破坏2.3冷库围护结构的作法2.3.1土建冷库围护结构法3.地坪（3）预防地坪冻臌的方法1）地下室高温库防冻2）地坪架空防冻（3）预防地坪冻臌的方法3）通风防冻4）热油管防冻5）电加热防冻2.3冷库围护结构的作法2.3.1土建冷库围护结构法4.楼板楼板面隔热层楼板底隔热层2.3冷库围护结构的作法2.3.1土建冷库围护结构法5.柱子冷库楼层上下温差在4℃以上时，除了楼层要设隔热层外，楼层的全部柱子也要做的隔热带，以免形成“冷桥”。为了减少对库容量的影响，一般选用较高效能的块状隔热材料、柱子隔热层易被碰撞受机械损伤，所以，要有牢靠的保护层或护角金属条。