随着速冻食品工业及冷链物流业的迅速发展, 以及节能减排、低碳运行理念在冷库行业中的发展趋势, 大型装配式冷库凭借其快速建造和节能、节地、节材等绿色环保等优势, 在国内冷库行业迅速发展。相较于传统土建冷库, 装配式冷库采用轻钢结构作为主体结构、三明治保温板作为围护结构, 其主要构件均采用工厂预制、现场组装。本文以南京太古冷链物流项目为例, 介绍工厂化预制组合技术在大型装配式冷库围护结构中的应用。

南京太古冷链物流项目位于南京经济技术开发区, 项目规模为80 000托板以上低温立体冷库, 包括低温冷库及综合配套设施, 冷库为单层钢结构仓库, 包括冷间A、冷间B、冷间C, 均为单层钢结构。冷库总建筑面积约44 709m²;库房运营温度为-25~12℃;装货/卸货平台约45个 (见图1) 。

围护结构为PIR板结构外封闭, 冷库主体外高在20m以上, 冷库板采用200, 100mm系列, 单块板长度沿结构标高通长布置, 宽度为1 120mm。PIR保温板材除了要求自身具备国际FM认证和外墙美观性能外, 还要具备冷库板材的保温功能、气密性能和无冷桥现象。

1) 外围保温夹芯库板预制加工墙板安装前, 根据设计图纸及现场情况, 进行PIR保温板工厂预制, 板接口处预制加工成承插式公母槽口。

2) 主库墙板安装固定预埋结构件项目考虑一般施工工艺室外外露结构件表面生锈, 局部可能产生冷桥, 致使库板外表面局部结露甚至结冰现象的产生, 结合设计图纸, 采用外墙板库内预埋结构件。

3) 墙板顶部用U形定位槽预制封顶提前将3mm厚U形定位槽封墙板顶部, 成品进现场后直接拼装墙板。

4) PIR保温板组合拼装起重机组合拼装, 墙板采用S型防水胶拼缝处理。

冷库保温夹芯库板自身长度最长约22m, 自重大, 易发生翘曲变形, 因此组合安装有以下难点: (1) 卸车时板材易损坏, 需进行板材保护; (2) 二次平地运输; (3) 安装时吊装成品保护; (4) 施工交叉影响; (5) 施工完成时的成品保护。

结合设计图纸及现场情况, 采用BIM技术进行深化设计, 按深化设计图进行保温夹芯库板的制作。保温板从剪板、折板、压筋、定型均采用专业流水线设备, 芯材为采用连续高压密闭发泡系统PIR发泡。聚氨酯原料选用“巴斯夫”优质黑白料调配。

聚氨酯树脂原料、固化剂、发泡剂等经灌注机计量泵以特定的配合比输送至高速混合头, 均匀混合后, 通过布料头的往复运动, 连续涂布于上、下层基础面材上, 随面材进入双带机中, 在双带机加热后的上、下层覆板间发泡固化成形;夹芯板材固化成形后, 经过生产线两侧修边装置进行切割修边, 控制板侧边垂直度和平整度, 获得准确的、预先设计好的宽度尺寸。最后通过定尺随动跟踪锯切机按设定的产品长度切断。

库板制作完成后进行库板密度、抗压强度、库板烟密度、库板水平燃烧、库板垂直燃烧等试验, 试验合格产品用薄膜包裹, 打包堆码存放。

库板连接处槽口根据强度验证, 槽口形式采用承插式公母槽口, 材质为PVC, 长度事先根据设计图纸及现场情况确定 (见图2) 。

槽口型材与保温板金属面板咬合, 使EPS夹芯板更为结实, 安装后更为平整。库板安装对接时, 槽口内事先打好冷库专用密封胶, 断绝了冷桥。

本项目冷库为内承重、外贴式结构, 保温库板直接暴露于室外环境中, 考虑室外外露结构件表面生锈, 局部可能产生冷桥, 致使库板外表面局部结露甚至结冰现象的产生, 结合设计图纸, 采用外墙板库内预埋结构件, 通过专业厂家特制扣件固定在钢结构墙面檩条上, 预埋件根据设计图纸确定位置, 在板内固定安装好, 并做好标记。具体连接方法如图3所示。

预埋结构件的预埋位置必须保证准确, 根据现场墙面檩条的位置图加工库板。

每块库板顶部采用2mm厚U形镀锌钢盖板倒扣在墙板顶部, 并采用自攻钉固定在彩钢板上。U形镀锌钢盖板安装前, 平行屋脊及垂直屋脊2个方向库板顶板平整度应保证在3mm以内, 且垂直屋脊方向应按屋面设计坡度找坡, 再均匀饱满地打好防水不干胶。盖板扣好后, 内外两侧自攻钉每300mm1道。具体做法如图4所示。

库板顶、底部与屋面和地面保温层相交处预先切缝, 达到防冷桥效果。切口位置及长度运用BIM技术, 对节点进行深化设计, 加工图纸发至制造厂预制。地面防冷桥切缝施工前, 切缝标高及尺寸应严格按照图纸要求, 建议采用激光水平仪进行标高测设及验收;库板顶部防冷桥切缝施工沿屋面坡度方向, 应先弹线然后施工 (见图5) 。整个切割过程中, 人员应戴护目镜进行施工, 避免铁屑飞溅入眼。

采用加长车辆将库板运输至现场, 用25t汽车式起重机卸车。为防止变形, 卸车时采用平衡梁多点吊装, 捆扎库板的吊带宽度≥100mm, 材质为尼龙吊带。起吊时调整好吊带长度和承重位置, 吊起时板材处于平衡状态, 以防板材滑落。保温板直接卸在施工面区域, 防止板材因多次搬运产生板材变形或损伤。保温墙板的二次搬运方式为在不具备就近安放保温板材的区域需要板材二次搬运, 因聚氨酯保温夹芯板表面极易损坏, 搬运时要多点同时受力搬运, 避免受力不均匀造成变形或损坏, 现场宜采用人工方式进行二次搬运。

施工前对现场地面平整度和钢结构檩条垂直度与水平度用经纬仪进行检验, 如有不达标则进行调整, 平整度要求为3/1 000。

1) 施工流程施工场地验收→钢结构檩条垂直度验收→水平放线→板底隔汽层施工→板固定底槽安装→板材槽口打胶→板材就位→板梁固定安装→板材收紧→立板安装→立板缝聚氨酯发泡→附件安装→板材顶部处理。

2) 施工顺序遵照“先地下, 后地上;先封闭, 后安装;先主体, 后围护;先结构, 后装修”的原则组织施工, 主体自下而上, 装饰由外到内、由上到下。

PIR墙板吊装完成后采用防水胶通缝填实, PIR墙板竖向公母槽面采用S型防水胶打胶挤实, 以防止雨水渗入拼缝内。内墙岩棉板横向缝公母槽口内采用S形防水胶, 中间界面采用冷藏胶;竖向缝隙先用防火岩棉塞缝, 两侧用100mm宽丁基胶带贴缝, 再用预制成品固定件和收边件进行最后固定和收边处理。

现场施工时用墨线在地面上打出墙梁中心线, 然后根据中心线确定墙板下方橡塑保温棉以及U形定位槽的位置。必须严格控制墙梁的安装精度来保证墙板的安装质量。

在混凝土地面铺设防水卷材, 防水卷材宽50cm, 宽度方向水平面上黏结40cm, 竖直方向黏结10cm, 长度方向搭接长度10cm。铺设防水卷材时要清理地面, 保证地面干燥整洁, 然后用火烘烤防水卷材, 使其与地面紧密黏结, 要避免防水卷材与地面黏结不足而产生空洞。

外墙板拼装完后与结构接触面需做防水处理, 外侧缝隙处用预制压条收边。内墙板根部需进行灌浆处理, 内墙板拼缝发泡压边。

本项目冷库墙板为外贴形式, 且冷库墙板20m高, 考虑施工的可行性及安全性, 在施工过程中采用起重机辅助安装形式, 同时做好板材保护及夹紧工作。每块板材质量不超过500kg, 长度约22m, 选用25t汽车式起重机吊装。吊装时, 用紧固件紧固PIR板上下两端, 上方紧固件用吊带与汽车式起重机连接, 下方紧固件紧固在PIR板的2个角上, 吊装速度尽量慢, 注意对成品的保护。

库板内侧固定人员工作环境采用云梯的方式, 每榀宽2.7m, 有2榀共5.4m宽, 高度到屋面梁下口, 安装人员站在移动脚手架上工作。脚手架两侧分2段采用链条连接在钢檩条上或钢柱上。

外墙与屋面节点处理, 保温板铺至墙板处, 错层预留50mm进行发泡挤实, 沿墙板往上50mm处进行防冷桥切槽处理, 保温板上铺隔汽膜到墙板边缘后上翻至此切槽内, 在切槽下口处用丁基胶带粘贴, 使隔汽膜与墙板进行有效黏结。再用TPO防水卷材铺过U形盖板并在墙板外侧、墙板两侧用压条进行收边固定, 最后用防水耐候密封胶将压条上口灌注挤实 (见图6) 。

冷库使用时每个冷藏间内温度基本不同, 有些甚至温差较大, 因此内墙与外墙交接处以及内墙与内墙交接处, 保温隔汽是关键。内墙板与外墙板交接处预留30mm间隙, 用防火岩棉填充挤实, 两侧用100mm宽丁基胶带粘贴密封, 最后用收边件覆盖固定 (见图7) 。

冷库屋面风机房山墙处是屋面易漏汽和跑冷地方, 故此节点的处理尤为关键。 (1) 屋面保温板铺至山墙墙板处, 错层预留50mm进行发泡挤实, 再沿墙板往上50mm处进行防冷桥切槽处理; (2) 保温板上铺隔汽膜到墙板边缘后上翻至此切槽内, 在切槽下口处用丁基胶带粘贴隔汽膜, 使隔汽膜与墙板进行密实黏结; (3) 将TPO防水卷材铺至山墙切槽上方150mm处, 首先用压条进行固定, 然后用自攻螺栓进行固定; (4) 用防水耐候密封胶将压条上口及螺母灌注挤实 (见图8) 。

1) 板底U形定位槽采用膨胀螺栓固定的过程中, 螺栓应错位布置、固定, 以便产生更好的固定效果。

2) PIR板安装过程中, 遇到钢柱时, 板底部的防冷桥切缝应在板材安装前切割完毕, 防止板材安装完毕后, 由于钢柱的影响, 而无法进行切缝处理;若单块墙板穿越2个冷区, 应在此墙板上由下至上进行竖向防冷桥切缝, 防止2个库区产生冷桥。为加强此块墙板的强度, 切缝处由上至下采用尼龙垫块进行补强。

3) PIR板由于平面方向的强度较低, 起吊过程中应竖向起吊, 防止板材折断;且起吊过程中由于板材的迎风面较大, 风荷载在吊装中的影响也需着重考虑。

4) 板材施工过程中, 共有9道胶, 分别为:防冷桥专用垫块上、下共4道, U形定位槽内口2道, 板材凹槽2道, 凹槽中间1道。以上9道胶根据不同的用途, 涉及3种不同类型的胶, 在施工过程中应注意, 防止混用。

5) 2块板材张紧过程中, 一般采用高、中、低3套张紧绳同时张紧, 使板缝上、下缝隙均匀, 且过程中采用经纬仪对板材的垂直度及平整度进行监控。

6) 出屋面PIR板与屋面B-36板之间的L形收边件靠近墙板侧, 收边件顶部与防冷桥切缝底部的距离≥30mm, 以满足后续屋面隔汽膜与墙板黏结的距离要求。

7) 外墙板封闭后, 由于板材凹槽深度较大, 雨水会沿板与板之间外侧槽口流至U形定位槽, 通过U形定位槽之间拼缝和用于固定膨胀螺栓的预开孔洞处流入室内, 影响后续工序进行。对于此种情况, 可以采取如下几点措施进行有效避免: (1) 板材凹槽打胶过程中, 最下端200mm的外侧凹槽打胶时较其他位置应更加饱满, 使得板材张紧后, 此处胶明显溢出, 从而能有效阻断雨水路径; (2) U形定位槽外侧开孔, 或使定位槽加工成内高外低的U形, 雨水流至定位槽外侧时能及时排出, 防止流入室内; (3) 底板设计过程中, 需要安装外墙板的区域底板降低, 防止雨水流入室内。

本项目围护结构PIR板总计安装约5 500m², 仅在2个月时间内全部完成现场组合安装, 节约了工期;库板工厂预制加工, 不占用现场空间, 有利于现场节地、节材及现场安全文明施工;现场组合过程中, 对细部易跑冷处节点处理, 有效解决了保温节能问题。目前本项目已建造完成, 整体运行效果良好。然而该技术运用于冷库围护结构中, 仍有一定的技术改进空间, 本研究成果可作为类似工程技术借鉴, 也为该技术冷库优化运用提供参考。