冷库建筑课程设计.docx
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冷库建筑课程设计
1设计基本资料
1。
1设计目的：
通过本设计初步了解建筑与设备工程的设计内容，了解设计计算的步骤和方法，懂得识图和制图，学会查找设计规范和设计手册。
通过设计掌握有关冷库建筑设计的内容、程序及基本原则和冷库建筑设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力.
1。
2设计项目：
果蔬加工冷库设计
1。
3设计地室外气象参数:
1。
库址：
广西省玉林市
2.气象条件和水文资料：
室外计算温度（℃）
夏季室外平均每年不保证50小时的湿球温度（℃）
室外计算相对湿度（％）
大气压力（kPa）
夏季通风
夏季空气调节日平均
最热月平均
夏季通风
冬季
夏季
30
29
27
75
63
101。
2
100
1.3冷藏库室内设计参数：
1.生产能力：
（1）果蔬速冻生产线冻结能力：
5吨／日
（2）制冰能力：
20吨／日
（3）低温冻藏容量：
200吨
（4）高温冷却容量：
1000吨
（5）贮冰容量：
200吨
2.库温要求：
（1）冻结间:
－25℃
（2）低温冻藏间：
－25℃
（3）高温冷却间：
0～10℃
（4）贮冰间:
－4℃
2设计方案说明
设计一个果蔬加工冷库,生产能力：
果蔬速冻生产线冻结能力：
5吨／日，制冰能力：
20吨／日，低温冻藏容量：
200吨,高温冷却容量：
1000吨,贮冰容量：
200吨；库温要求：
冻结间：
－25℃，低温冻藏间：
－25℃，高温冷却间:
0~10℃，贮冰间：
－4℃，产品为果蔬.
设计采用土建冷库，氨制冷系统，水冷却制冷方式,冷间分布为速冻间,高温冷藏间，低温冻藏间，制冰间和贮冰间等。
3冷库尺寸设计
3。
1低温冻藏间的尺寸计算
根据公式:
（2—1）
式中G—冷库计算吨位（t）；
V1—低温冻藏间的公称体积（m3）；
η—低温冻藏间的体积利用系数；
ρs-食品的计算密度（kg/m3）
根据《冷库设计规范》表3.0。
5查得蔬果的密度为ρs=230kg/m3，根据公式（2-1）得：
低温冻藏间
根据《冷库设计规范》表3。
0.3初步估计其η=0。
4得到V=2174（m2），根据《冷库制冷工艺设计》P18表1—8核对系数，不符合；继续估计η=0.5得到V=1739（m2），符合。
鉴于建筑上对墙间距以3为模数的规定将冷却间的公称体积定为冷库高度的确定：
净高为6。
0m。
低温冻藏间
（使用面积）
低温冻藏间
（建筑面积）
布置成单间，尺寸确定为:
长×宽=22*17
3.2高温冷却间的尺寸计算
根据公式：
（2—1）
式中G—冷库计算吨位（t）；
V1—高温冷却间的公称体积（m3）;
η—高温冷却间的体积利用系数；
ρs—食品的计算密度（kg/m3）
根据《冷库设计规范》表3.0.5查得蔬果的密度为ρs=230kg/m3，根据公式（2—1）得：
高温冷却间
根据《冷库设计规范》表3.0。
3初步估计其η=0。
4得到V=10870（m2），根据《冷库制冷工艺设计》P18表1-8核对系数，不符合;继续估计η=0。
55得到V=7905（m2），符合.
鉴于建筑上对墙间距以3为模数的规定将冷却间的公称体积定为冷库高度的确定：
净高为6。
0m。
高温冷却间
（使用面积）
高温冷却间
（建筑面积）
分三间来布置,每间面积为549，长宽形状分别确定为:
25*22
3。
3贮冰库的尺寸计算
贮冰库的净面积可按公称吨位计算：
式中G-贮冰库计算吨位（t）；
h—（m）；
ρs—冰块的计算密度（kg/m3）
设计取贮冰库的堆冰净高为2。
5m
所以，冰贮库的面积
（m2）（有效使用面积）
（m2）（建筑面积）
确定长宽尺寸为：
13＊12
3。
4速冻间的尺寸计算
速冻间采用搁架排管.根据《冷库建筑》P74搁架如为单面操作时,搁架宽800-1000mm，如为双面操作时，搁架宽1200-1500mm.搁架高度根据层数而定,考虑操作方便，高度不宜大于2000mm,最下层管架离地面的高度应不少于250mm，间层高度一般为250-400mm.
设计为,用于装蔬果的盆子容积为600mm×800mm×200mm,所以每层搁架放两排，每排11盆，每盆放蔬果的质量为10kg，每组12层，所以每组为2。
5吨，两组共为5吨。
1）冻结间长度的确定：
搁架长度计算:
600＊11=6600mm
6600mm（搁架长度,是如何确定的,要有个计算依据或估算依据）＋300mm（搁架与前墙壁的距离）＋800mm（保温隔热层厚度）＋678mm（搁架与后墙壁的距离）=8378mm
2）冻结间高度的确定:
根据《冷库建筑》P74取3800mm
2）冻结间宽度的确定:
搁架宽度计算：
800*2=1600mm，共两组为1600＊2=3200mm
3200mm（搁架宽度,要有计算依据）+1500mm（通道的宽度）＋800mm（保温隔热层厚度）＋100mm（搁架与墙壁的距离）×2（墙壁的数量）=5700mm
所以，冻结间的建筑面积为8.378＊5。
7=47。
75m2，取整数为48m2。
所以，速冻间长宽尺寸取为8＊6
3。
5制冰间的尺寸计算
根据《冷库设计》式（9—1）得：
m=24mbnb/1000tj
式中：
m—制冰池每日制冰生产能力（t）;
mb—1个冰块质量（kg）；
nb—冰桶数量;
tj—结冰时间（h）
24为1d换算成24h的数值。
由《冷库制冷工艺设计》表9—1可查取冰块质量mb=100（kg），则其冰桶的规格可为：
上口内径595×290（mm），下口内径577×265（mm）,外高900（mm）,冰块高度810（mm），如下表：
冰块质量（kg）
冰桶内尺寸/mm
冰块高度/mm
上口内径
下口内径
外高
100
595×290
577×265
900
810
其结冰时间的确定
可根据《冷库设计》式（9-2）得：
tj=0。
01×C·lb2/（—ty）
式中：
C—系数,与制冰池的设计、盐水流速、冰块顶部与盐水水面高度差有关,取0.53～0。
6;
lb-冰块顶端横断面短边的长度（mm）;
ty—制冰池内盐水的平均温度,一般可取-10oC。
取C=0。
55，代入数据可得：
tj=46.255（h）
其冰桶数的确定
根据《冷库设计》式（9-3）得：
nb=41.5m（t+tˊ）/mb
式中：
nb为冰桶数量（只）；
m为冰的生产能力（t/24h）;
t为水在冰桶中冻结的时间（h）；
tˊ为提冰、脱冰、加水、入池等操作所需时间，一般可取0.1～0。
15h;mb同式（9-1）。
则由式（9—3）得：
nb=41.5×20×（46.255+0。
13）/100=385（只）
制冰间内冰桶的分布
制冰内平均分配两个制冰池，每个制冰池内横向布置8个冰桶，则横向共布置16个冰桶。
而纵向可布置的冰桶数为:
385÷16=24。
6≈24（只）
1）长度的确定制冰间的长度与制冰池、融冰池、倒冰架、滑冰台,及操作走道等有关，可按下式计算
L=L1+L2+L3+L4+L5
式中,L为制冰间长度（m）；
L1为制冰池长度（m）；
L2为融冰池长度（m）;
L3为倒冰架长度（m）;
L4为滑冰台水平投影的长度（滑冰台的宽度,从倒冰架到对墙之间的距离不少于3m）;
L5为制冰池到墙壁的距离（有隔热结构情况定，一般为1m）.
因为每制冰池沿纵向布置24个桶，所以其纵向的长度为：
290×24=6960（mm）,其边缘两侧离池壁各留有30mm的间距，以便盐水循环流动。
则制冰池的长度L1为：
6.96+0。
03+0。
03=7.02（m）。
设计采取融冰池的规格为：
550×350mm，则其宽度L2为：
0。
35（m）。
倒冰架的宽度应与冰桶的宽度一致，则其宽度L3为：
0.25（m）.根据《冷库设计》要求，滑冰台的宽度为冰块长度的3倍，则其水平投影宽度L4为：
3×0.81=2。
43（m）。
设计采取制冰池到墙壁间的距离L5为0.3（m）.
则由式（9-11）得，制冰间的长度为：
L=7.02+0。
35+0.25+2。
43+0.3=10.35（m）
取其整数为10m。
2）宽度的确定
根据《冷库设计》式9—12得：
B=nb+（n—1）b1+2b2
式中，n为横向制冰池数目（个）；
b为每个制冰池的宽度（m）;
b1为两邻制冰池之间的间距（m）；
b2为制冰池与墙壁间的间距（m）；
B为制冰间的宽度（m）.
因为每制冰池沿横向各布置8个桶，所以其横向的长度为：
595×8≈5米,其蒸发器布置于每制冰池的两侧，各留取0.3米跨度，中间和两侧留有走道，中间走道设计采取0.5米，两侧走道各留0。
3米.
则由式（9—12）得，制冰间的宽度为:
B=2×（5+0.3+0。
3）+（2—1）×0。
5+2×0。
3=12。
3（m）
取其整数为12m。
3）高度的确定
根据《冷库设计》式9—13得：
H=h1+h2+h3
式中,H为制冰间净高（m）；
h1为制冰池高度（m）；
h2为提出冰桶需要的高度（m），为冰桶高度的2。
5倍；
h3为安装吊车的高度（m）；
设计采取冰桶的桶底离池底的高度为100mm,桶顶上面铺设的木盖板的高度为50mm,由冰桶的高度（810mm）可知，制冰池的高度h1为:
0.81+0.1+0.05=0。
96（m）。
提出冰桶需要的高度h2为：
2.5×0。
81=2.025（m）.设计采取安装吊车的高度（即为楼板到吊车之间的距离）h3为1。
7375（m）.则制冰间的高度为:
H=0.96+2。
025+1.7375=4。
72（m）
取其整数为5m.
制冰池的平面布置如下图所示
由上述可知：
制冰间的尺寸为：
10×12×5m
3。
6其它辅助房间尺寸的计算
根据一般的设计准则，一般机房按照冷库用房的5%~10%来计算，配电房按照机房的10%计算,加工间可以按照每次加工吨位的10~15m2/吨来估算,包装间及包装材料间可按每次加工吨位的2～6m2/吨来估算，而对于外包装材料间可按照:
[外包装材料间=（内包装+外包套）＊0。
12]来估算，由此得:
1、机房尺寸：
（362+1647+153+42+120）*10%≈233m2
2、配电房尺寸：
233*10％≈24m2
3、加工间尺寸：
15＊40=600m2
4、包装间尺寸：
4*40=160m2
5、外包装材料间尺寸:
6、冷却间尺寸：
可按照《冷库建筑》P75估算为16*6=96m2。
7、各主要冷间所配有的办公室、洗手间、休息室、更衣室或工具室等辅助房间的尺寸确定，见建筑平面图标注所示.
4总平面图设计
该蔬果加工冷藏库总平面图设计如下图所示:
5围护结构设计
5.1围护结构换热系数的确定
根据《冷藏库设计》公式（2-1—2）
K0=0.6－0.00714·Δt千卡/米2·时·℃（此公式适用于+10~－30℃的温度范围）
5.1。
1高温冷却间
设计温度：
0℃，室内外温差Δt=30℃
围护结构传热系数K0=0.6－0。
00714×30=0.3858（千卡/米2·时·℃）
=0.4475（W/㎡·℃）
4.1。
2冻结间
设计温度：
－25℃，室内外温差Δt=55℃
围护结构传热系数K0=0。
6—0.00714×55=0。
2299（千卡/米2·时·℃）
=0。
267（W/㎡·℃）
5。
1。
3低温冷藏间
设计温度:
－25℃,室内外温差Δt=55℃
围护结构传热系数K0=0。
6—0。
00714×55=0.2299（千卡/米2·时·℃）
=0.267（W/㎡·℃）
5.2库房外墙材料的选择计算
5。
2.1库房外墙材料的确定如下:
室外→室内：
1、20㎜厚水泥砂浆抹灰
=0.022（㎡·℃/W）
2、370㎜厚砖砌墙
=0.457（㎡·℃/W）
3、9㎜厚二毡三油隔汽层
（㎡·℃/W）
4、沥青膨胀珍珠岩
5、20㎜厚砖砌内衬墙双面水泥砂浆抹灰
=0.022（㎡·℃/W）
5.2.2外墙隔热层材料厚度的确定及校核
根据《冷库设计规范》公式4。
4.2得
高温冷却间总热阻
=2。
235（㎡·℃/W）
隔热层厚度
=0。
08m取其厚度为80㎜
冻结间总热阻
=3。
75（㎡·℃/W）
隔热层厚度
=0.159m取其厚度为159㎜
低温冷藏间总热阻
=3.75（㎡·℃/W）
隔热层厚度
=0。
159m取其厚度为159㎜
根据《冷库建筑》P121公式3—29得:
式中Rmin—围护结构最小总热阻（㎡·℃/W）；
tg—围护结构高温侧的气温（℃）;
td—围护结结构低温侧的气温（℃）；
t1—围护结构高温侧空气的露点温度（℃）；
b－热阻的修正系数，取b=1。
0。
查表知高温侧空气的露点温度为t1=27.1℃，则
围护结构最小总热阻：
（㎡·℃/W）
各库房内的温度不同，将高温冷却间，冻结间，低温冷藏间的库内温度td：
0℃，—25℃，-25℃依次代入上式得到各库房的最小热阻：
高温冷却间：
Rmin=0。
4448（㎡·℃/W）；
冻结间：
Rmin=0。
0741（㎡·℃/W）；
低温冷藏间:
Rmin=0.0741（㎡·℃/W）。
而计算得到的各库房的热阻：
高温冷却间:
R0=2。
235（㎡·℃/W）;
冷冻间：
R0=3。
75（㎡·℃/W）；
低温冷藏间：
R0=3。
75（㎡·℃/W）。
均大于最小热阻,所选墙体材料及厚度合适。
=0.71（㎡·℃/W）
=1.41（W/㎡·℃）
5.2.3外墙蒸汽渗透阻的计算及校核
1）高温冷却间查《冷库建筑》P122表3—15，当Δt=30℃，对于KΔt=42的高温冷却间外墙，总热阻标准R0=0。
72（㎡·h·℃/W），外墙的热阻符合设计规范的规定。
冷库围护结构蒸汽渗透阻验算可按《冷库建筑》P131经验公式
H0=1.6（ew—en）
式中:
H0——围护结构隔热层高温侧各材料的蒸汽渗透阻之和,㎡·h·mmHg/g
Hmin=1。
6（ew—en）--围护结构最低蒸汽渗透阻之和，㎡·h·mmHg/g
由tw=30℃查《冷库建筑》P111表3—8得Ew=31.82，则ew=Ew＊φw=31.82*0.7=22.27mmHg。
同法，得en=4。
58＊0。
8=3。
664mmHg，围护结构的最低蒸汽渗透阻为：
Hmin=1。
6（ew—en）=1。
6＊（22.27-3.664）=29.77（㎡·h·mmHg/g）
则该围护结构隔热层高温侧的蒸汽渗透阻为：
H=H1+H2+H3
=
=
=52。
37（㎡·h·mmHg/g）
H〉Hmin,设计符合要求.
2）速冻间查《冷库建筑》P122表3—15，当Δt=55℃，对于KΔt=78的速冻间外墙，总热阻标准R0=0.21（㎡·h·℃/W），外墙的热阻符合设计规范的规定。
冷库围护结构蒸汽渗透阻验算可按《冷库建筑》P131经验公式
H0=1。
6（ew—en）
式中:
H0——围护结构隔热层高温侧各材料的蒸汽渗透阻之和，㎡·h·mmHg/g
Hmin=1.6（ew-en）-—围护结构最低蒸汽渗透阻之和,㎡·h·mmHg/g
由tw=30℃查《冷库建筑》P111表3—8得Ew=31。
82，则ew=Ew＊φw=31。
82＊0。
7=22。
27mmHg。
同法,得en=0。
47*0.9=0。
423mmHg,围护结构的最低蒸汽渗透阻为：
Hmin=1。
6（ew—en）=1.6*（22.27-0.423）=34.96（㎡·h·mmHg/g）
则该围护结构隔热层高温侧的蒸汽渗透阻为:
H=H1+H2+H3
=
=
=52。
37（㎡·h·mmHg/g）
H>Hmin，设计符合要求.
3）低温冷藏间查《冷库建筑》P122表3—15，当Δt=55℃，对于KΔt=78的低温冷藏间外墙,总热阻标准R0=0。
21（㎡·h·℃/W）,外墙的热阻符合设计规范的规定。
冷库围护结构蒸汽渗透阻验算可按《冷库建筑》P131经验公式
H0=1。
6（ew-en）
式中：
H0-—围护结构隔热层高温侧各材料的蒸汽渗透阻之和,㎡·h·mmHg/g
Hmin=1。
6（ew-en）——围护结构最低蒸汽渗透阻之和，㎡·h·mmHg/g
由tw=30℃查《冷库建筑》P111表3-8得Ew=31.82，则ew=Ew＊φw=31.82*0.7=22.27mmHg。
同法，得en=0。
47＊0.9=0.423mmHg，围护结构的最低蒸汽渗透阻为：
Hmin=1。
6（ew-en）=1。
6*（22.27-0。
423）=34。
96（㎡·h·mmHg/g）
则该围护结构隔热层高温侧的蒸汽渗透阻为：
H=H1+H2+H3
=
=
=52。
37（㎡·h·mmHg/g）
H>Hmin，设计符合要求。
5。
3库房地坪材料的选择计算
5。
3。
1库房地坪材料的确定如下:
地坪采用地下埋设自然通风管道给地坪保温。
地上→地下:
1、80㎜厚钢筋混凝土护面层随打随抹平
=0。
069（㎡·℃/W）
2、15㎜厚1：
3水泥砂浆护毡层
=0。
016（㎡·℃/W）
3、一毡二油
（㎡·℃/W）
4、200mm厚软木隔热层
=0。
8（㎡·℃/W）
5、15mm厚水泥砂浆找平
=0。
016（㎡·℃/W）
6、二毡三油
（㎡·℃/W）
7、冷底子油
8、50㎜厚150＃素混凝土预制块干铺
=0.032（㎡·℃/W）
9、350㎜厚砂垫层,在垫层中埋Φ250水泥通风管，中距1000～1300
=0。
603（㎡·℃/W）
5.3.2地坪隔热层材料厚度的确定及校核
根据《冷库设计规范》公式4。
4.2得
高温冷却间总热阻
=2.235（㎡·℃/W）
隔热层厚度
=0.03m取其厚度为30㎜
冻结间总热阻
=3。
75（㎡·℃/W）
隔热层厚度
=0。
109m取其厚度为110㎜
低温冷藏间总热阻
=3。
75（㎡·℃/W）
隔热层厚度
=0。
109m取其厚度为110㎜
根据《冷库建筑》P121公式3—29得:
式中Rmin—围护结构最小总热阻（㎡·℃/W）；
tg-围护结构高温侧的气温（℃）;
td—围护结结构低温侧的气温（℃）；
t1-围护结构高温侧空气的露点温度（℃）；
b－热阻的修正系数，取b=1。
0.
查表知高温侧空气的露点温度为t1=27.1℃，则
围护结构最小总热阻：
（㎡·℃/W）
各库房内的温度不同，将高温冷却间，冻结间，低温冷藏间的库内温度td：
0℃，-25℃,-25℃依次代入上式得到各库房的最小热阻：
高温冷却间：
Rmin=0。
4448（㎡·℃/W）；
冻结间：
Rmin=0.0741（㎡·℃/W）；
低温冷藏间：
Rmin=0.0741（㎡·℃/W）。
而计算得到的个房间的热阻：
高温冷却间：
R0=2.235（㎡·℃/W）；
冷冻间:
R0=3.75（㎡·℃/W）；
低温冷藏间：
R0=3。
75（㎡·℃/W）。
均大于最小热阻，所选楼板材料及厚度合适。
=3.81（㎡·℃/W）
=0.26（W/㎡·℃）
5.3。
3蒸汽渗透阻的计算及校核
1）高温冷却间查《冷库建筑》P123表3—19得,设计温度t=0℃的高温冷却间地坪总热阻标准R0=0.48（㎡·h·℃/W）,符合设计规范的规定。
冷库围护结构蒸汽渗透阻验算可按《冷库建筑》P131经验公式
H0=1。
6（ew—en）
式中：
H0-—围护结构隔热层高温侧各材料的蒸汽渗透阻之和，㎡·h·mmHg/g
Hmin=1。
6（ew-en）—-围护结构最低蒸汽渗透阻之和,㎡·h·mmHg/g
由tw=30℃查《冷库建筑》P111表3—8得Ew=31。
82，则ew=Ew*φw=31。
82*0。
7=22。
27mmHg.同法,得en=4。
58＊0.8=3.88mmHg,围护结构的最低蒸汽渗透阻为：
Hmin=1.6（ew-en）=1。
6*（22。
27-3。
88）=29。
42（㎡·h·mmHg/g）
则该围护结构隔热层高温侧的蒸汽渗透阻为：
H=H1+H2+H3
=
=73。
45（㎡·h·mmHg/g）
H>Hmin，设计符合要求。
2）速冻间查《冷库建筑》P123表3—19得，设计温度t=—25℃的速冻间地坪总热阻标准R0=1。
09（㎡·h·℃/W），符合设计规范的规定。
冷库围护结构蒸汽渗透阻验算可按《冷库建筑》P131经验公式
H0=1.6（ew-en）
式中：
H0—-围护结构隔热层高温侧各材料的蒸汽渗透阻之和，㎡·h·mmHg/g
Hmin=1.6（ew-en）——围护结构最低蒸汽渗透阻之和,㎡·h·mmHg/g
由tw=30℃查《冷库建筑》P111表3-8得Ew=31.82，则ew=Ew＊φw=31.82*0.7=22。
27mmHg.同法，得en=0.47*0。
9=0。
423mmHg，围护结构的最低蒸汽渗透阻为：
Hmin=1.6（ew—en）=1。
6＊（22.27—0。
423）=34.96（㎡·h·mmHg/g）
则该围护结构隔热层高温侧的蒸汽渗透阻为：
H=H1+H2+H3
=
=73.45（㎡·h·mmHg/g）
H>Hmin,设计符合要求。
3）低温冷藏间查《冷库建筑》P123表3—19得，设计温度t=-25℃的低温冷藏间地坪总热阻标准R0=1。
09（㎡·h·℃/W）,符合设计规范的规定。
冷库围护结构蒸汽渗透阻验算可按《冷库建筑》P131经验公式
H0=1。
6（ew-en）
式中：
H0——围护结构隔热层高温侧各材料的蒸汽渗透阻之和，㎡·h·mmHg/g
Hmin=1.6（ew—en）——围护结构最低蒸汽渗透阻之和，㎡·h·mmHg/g
由tw=30℃查《冷库建筑》P111表3—8得Ew=31.82，则ew=Ew＊φw=31。
82*0.7=22.27mmHg。
同法，得en=0.47＊0.9=0。
423mmHg，围护结构的最低蒸汽渗透阻为：
Hmin=1。
6（ew-en）=1。
6*（22。
27-0。
423）=34.96（㎡·h·mmHg/g）
则该围护结构隔热层高温侧的蒸汽渗透阻为：
H=H1+H2+H3
=
=73。
45（㎡·h·mmHg/g）
H〉Hmin，设计符合要求。
5.5库房楼板材料的选择计算
5.5.1库房楼板材料的确定如下：
室外→室内
1、60㎜厚200#钢筋混凝土粘结层
=0.039（㎡·℃/W）
2、20㎜厚1:
3水泥砂浆护毡层
=0。
022（㎡·℃/W）
3、一毡二油隔汽层
（㎡·℃/W）
4、200㎜厚软木层
=0.8（㎡·℃/W）
5、20㎜厚1:
2。
5水泥砂浆找平
=0。
022（㎡·℃/W）
6、240㎜厚混凝土楼板
=0。
155（㎡·℃/W）
5.5.2楼板隔热层材料厚度的确定及校核
根据《冷库设计规范》公式4.4.2得
高温冷却间总热阻
=2.235（㎡·℃/W）
隔热层厚度
=0.05m取其厚度为50㎜
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