Конструкции холодильников

Конструкции холодильника подразделяют на несущие и ограж­дающие.

Ограждающие конструкции защищают здание от воздействия внешней среды (стены и покрытия) или условий соседних поме­щений (междуэтажные перекрытия в многоэтажных холодильни­ках, полы, внутренние стены).

Несущие конструкции для многоэтажных и одноэтажных хо­лодильников различны.

В многоэтажных холодильниках несущей конструкцией служит каркас, наружные стены являются самонесущими.

Каркас состоит из сборных железобетонных вертикальных колонн (их сетка 6x6 м), сборных капителей, надколонных и пролетных плит. Каркас воспринимает собственную массу конструкций, массу снега на кровле, ветровую нагрузку, массу хранящихся продуктов, а также механизмов и передает эту нагрузку через фундамент на осно­вание — грунт, на котором расположен холодильник.

Наружные стены несут нагрузку собственной массы, т.е. неза­висимы от каркаса (самонесущие), и крепятся к каркасу. Они вы­полняются из полнотелого кирпича с применением теплоизоля­ционного слоя или специальных сборных стеновых панелей.

В одноэтажных холодильниках несущие конструкции монтиру­ют из сборных железобетонных элементов — колонн, балок и плит покрытия. Сетка колонн 6х12 м. Стены самонесущие. Масса хра­нящихся на холодильнике продуктов и механизмов воспринима­ется полами, расположенными на грунте, а не несущей конст­рукцией холодильника. Это позволяет увеличить нагрузку на пол до 4000 кг/м².

В последнее время строят одноэтажные холодильники из об­легченных конструкций. В них колонны и балки (фермы) выпол­нены из стальных профилей. Сетка колонн имеет размер 6х24 (36) м. Элементы наружных стен и покрытия монтируют из облегченных трехслойных панелей, получивших название «сэндвич». В этом слу­чае большие холодильные камеры могут быть без внутренних ко­лонн. Холодильники такого типа бывают двух видов: с внутрен­ним или наружным каркасом. Если каркас наружный, колонны и фермы остаются снаружи здания, их закрывают профилирован­ным стальным настилом, отнесенным от них на расстояние 50 — 60 см для образования сквозного прохода вдоль стен. Панели типа «сэндвич» монтируют к каркасу изнутри.

Наружные ограждающие конструкции.В наружных стенах зда­ний можно выделить три основных слоя.

Наружный слой — несущий, выполняется из кирпича, оштукатуренного с одной или двух сторон, железобетонных (в много­этажных холодильниках) или керамзитовых (в одноэтажных хо­лодильниках) панелей. Этот слой воспринимает нагрузку собствен­ной массы всех слоев стены и ветровую нагрузку, защищает теп­ловую изоляцию от механических повреждений и погодных фак­торов, а также создает общий вид фасада здания. Кирпичные сте­ны крепят стальными анкерами к каркасу здания в уровнях меж­дуэтажных перекрытий или покрытия здания.

Средний слой — изоляция из теплоизоляционных материа­лов. Между наружным слоем и тепловой изоляцией осуществляется пароизоляция, защищающая тепловую изоляцию от увлажнения.

Третий слой — внутренний — оштукатурен и предназначен для зашиты теплоизоляции от разрушения при грузовых работах на холодильнике и устранения контакта изоляционных материалов с пищевыми продуктами.

В стенах из облегченных панелей типа «сэндвич» наружный и внутренний слои выполняют из листового металла (гладкого или профилированного) — алюминия либо стали. Средний теплоизо­ляционный слой — из пенопластов. Пароизоляцию не делают. Ее функции выполняют металлические листы облицовки. Панели крепят к каркасу здания, тщательно герметизируя стыки между ними.

Покрытия холодильников после 1960-х годов сооружают совме­щенными бесчердачными. Они состоят из трех конструктивных эле­ментов: несущих конструкций (балок, ферм, плит), теплоизоля­ции и плоской кровли-гидроизоляции и основания под нее.

Для гидроизоляции наклеивают на горячей битумной мастике на основание 4 - 5 слоев рулонных кровельных материалов — ру­бероида подкладочного и покровного. Для повышения отражаю­щей способности кровли по отношению к солнечной радиации в целях уменьшения теплопритоков в холодильник, а также защи­ты гидроизоляции от механических повреждений и влияния пого­ды поверх кровельного ковра укладывают более светлый матери­ал, например фольгоизол. В России разработан и выпускается теплоотражательный материал ДМПС (дублированный металлизиро­ванной пленкой спецматериал), имеющий степень черноты не более 0,06. Этот материал может наноситься взамен последнего слоя кровельного покрытия, он резко уменьшает поступление тепла от солнечной радиации, что особенно важно для одноэтажных холодильников.

Внутренние ограждающие конструкции.Междуэтажные перекры­тия многоэтажных холодильников выполняют трехслойными. Ниж­ний слой составляют железобетонные плиты перекрытия. Тепло­изоляцию укладывают на перекрытие сверху. Теплоизоляционную конструкцию защищают от увлажнения пароизоляцией, которая может быть сверху или снизу. Пароизоляцию относительно тепло­изоляционного слоя наносят со стороны помещений с более вы­сокой температурой. Верхний слой составляет конструкция пола, включающая бетонную стяжку (подстилающий слой) и покрытие «чистого» пола.

Подстилающий слой придает полу прочность, равномерно Распределяя нагрузку на расположенную ниже теплоизоляцию, и выравнивает основание под покрытие пола. Покрытие пола может быть из асфальтобетона, металлических, бетонных армированных, Мозаичных, шлакоситалловых плит.

При наличии подвала перекрытие между первым этажом и подвалом выполняют как междуэтажное.

Конструкция полов первого этажа в зданиях без подвалов мо­жет быть различной в зависимости от того, какое устройство применено для защиты от промерзания грунта под холодильником. При замерзании грунта его объем увеличивается, в результате со­здается вертикальная выталкивающая сила, воздействующая на здание. Это приводит к деформации полов и конструкций здания идаже к его разрушению. Наличие подвального этажа, в котором температура воздуха 0°С, предотвращает промерзание грунта под холодильником.

При отсутствии подвала грунт в основании защищают от промерзания путем подвода теплоты к основанию здания одним из трех способов: теплым воздухом, нагретой жидкостью или элект­рообогревом. Воздушная система обогрева грунта обеспечивается за счет ветрового напора подполья, т.е. отрыва полов холодильни­ка от грунта на высоту 1 — 1,8 м, илиустройством под полом воз­душных каналов (шанцев), по которым летом вентилятором про­гоняется теплый наружный воздух, а зимой — подогретый.

При жидкостном обогреве в железобетонную плиту основания, расположенную под полом, закладывают систему трубопроводов, по которой с помощью насоса циркулирует жидкость (этиленгликоль, смазочное масло), подогреваемая в теплообменниках па­ром, электроэнергией и т.д. Электрический обогрев осуществля­ется электронагревателями, к которым электрический ток подво­дится через трансформаторы, понижающие напряжение до 36 В.

Стальные стержни (арматурную проволоку) укладывают в бетонные плиты основания. Особое внимание уделяют гидроизоля­ции конструкции пола, которую выполняют в виде двух слоев гидроизола на горячей битумной мастике.

В зоне расположения устройств для обогрева грунта необходимо поддерживать температуру 2°С.

Межкамерные перегородки сооружают из блоков строительных материалов с хорошими теплоизоляционными свойствами (пенобетон, пеностекло) или двухслойными — кирпичная стен­ка (бетонные панели) и эффективная изоляция с зашитой от увлажнения пароизоляцией и оштукатуриванием внешних по­верхностей.

В холодильниках устанавливают специальные изолированные двери. По контуру примыкания дверей к дверной коробке закла­дывают герметизирующие прокладки из упругих материалов (губ­чатая резина). Двери оснащают замками натяжного типа.

Прислонные двери (распашные) ручные, откатные — механические. Каркас дверей выполняют из дерева, теплоизоляция име­ет толщину до 150 мм. С двух сторон двери обивают оцинкованным стальным листом. Для предотвращения примерзания дверей к дверной коробке устанавливают электрообогрев. Для уменьше­ния притока теплого воздуха в охлаждаемые помещения при от­крывании дверей их оснащают воздушными завесами или брезентовыми шторами.

Теплоизоляционные материалы.Коэффициент теплопроводно­сти основных конструкций 0,03 — 0,05 Вт/(м • К), а объемная мас­са 30 — 250 кг/м³. Материалы должны иметь микропористую струк­туру с объемом пор 90 — 98 %, обладать свойством гидрофобности (плохо увлажняться при соприкосновении с водой), достаточной прочностью на изгиб (не менее 150 кПа) и сжатие (до 40 кПа), морозостойкостью, не поражаться грызунами и микроорганизма­ми, не иметь запаха и не выделять вредных летучих компонентов. Они должны быть трудносгораемыми или самозатухающими (не гореть при удалении огня).

Ранее применялись минераловатные плиты на битумном связу­ющем (минеральная пробка), блоки и плиты пенобетона и пено­стекла, а также органические материалы синтетического проис­хождения — пенопласты и пороплатасты, пенополистирол ПС-1, ПС-4, ПСБ и ПСБ-С, пенополиуретан ППУ-3Н, ППУ-3С, фенольно-резольный пенопласт ФРП-1 и ФРП-2, пенополивинилхлорид ПВХ-1 и др. Перспективен пенополиуретан. Его объемная масса 20 — 80 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,025 — 0,04 Вт / (м · К), предел прочности при изгибе 70—190 кПа.

Пенополиуретан позволяет создавать изоляционные конструк­ции из готовых плит и выполнять эти конструкции на месте про­изводства работ путем заливки жидких компонентов материала в изолируемую полость, например между наружным ивнутренним ограждениями стен.

Его применяют для производства облегченных панелей типа «сэндвич».

Из пароизоляционных наиболее распространены материалы, изготавливаемые на основе нефтяного битума: мастики и эмуль­сии различного состава, а также рулонные (рубероид, изол, фоль­гоизол).