Cấu trúc xây dựng kho lạnh truyền thống
Kho lạnh truyền thống là loại kho được xây dựng bằng các vật liệu xây dựng thông thường như gạch, xi măng, thép… và được cách nhiệt bằng các vật liệu cách nhiệt như xốp, bông thủy tinh. Dưới đây là cấu trúc chi tiết của một kho lạnh truyền thống:
Móng và cột
Móng của kho lạnh cần được thiết kế để chịu được toàn bộ tải trọng từ kết cấu xây dựng và hàng hóa bảo quản, đảm bảo tính kiên cố, vững chắc và lâu bền. Móng có thể được thi công theo nhiều kiểu, bao gồm dầm móng, móng từng ô không liên tục, móng cọc, hoặc móng bè giống như các tòa nhà công nghiệp.
Khi sử dụng các cấu kiện bê tông đúc sẵn, quá trình đổ móng bê tông cốt sắt cần chừa trước các lỗ để lắp đặt cột chịu lực. Điều này giúp đảm bảo các cột được cố định chắc chắn, đáp ứng yêu cầu chịu lực và duy trì độ ổn định của toàn bộ công trình.
Tường bao và tường ngăn
Phương án xây dựng tường bao và tường ngăn của kho lạnh có thể thay đổi linh hoạt tùy theo yêu cầu và điều kiện cụ thể.
Cách nhiệt bên trong phòng lạnh thường được thực hiện bằng cách phủ lên tường một lớp bitum dày 2 – 3 mm để cách ẩm trước khi dán lớp cách nhiệt. Nếu lớp bitum chưa đủ dày theo tính toán, có thể bổ sung thêm các vật liệu cách ẩm như giấy dầu, màng PVC hoặc giấy nhôm. Lớp cách nhiệt có thể được dán thành hai lớp so le để ngăn hiện tượng cầu nhiệt.
Phương pháp cố định cách nhiệt vào tường có thể sử dụng đinh móc bằng thép, nẹp gỗ, đinh gỗ, hoặc râu thép. Râu thép 3 li được cố định sẵn vào tường, xuyên qua lớp cách nhiệt và buộc vào nẹp gỗ của lớp lưới phía trong cùng.
Bitum và các lớp cách nhiệt có thể được dán trực tiếp lên tường, sau đó xây thêm lớp tường 10 cm phía trong để cố định tốt hơn. Trong trường hợp chiều cao tường không lớn, chỉ cần xây một lớp gạch nghiêng 5 cm. Cách này giúp tiết kiệm nẹp gỗ, lưới sắt, và vật liệu cố định, nhưng làm giảm diện tích lạnh hữu ích của kho.
Cấu trúc tường bao và tường ngăn truyền thống:
- Tường bao: Bao gồm lớp vữa trát 10 mm, tường gạch chịu lực 220 mm hoặc 360 mm, lớp bitum 3 mm, hai lớp cách nhiệt bố trí so le, và lớp vữa trát có lưới thép 10 mm.
- Tường ngăn: Tường gạch 100 mm, hai lớp cách nhiệt bố trí mạch so le với độ dày bằng 0,75 lần cách nhiệt tường bao, còn lại giống cấu trúc tường bao.
a. Tường bao 1. lớp vữa trát dày 10mm, 2. tường gạch chịu lực 220mm hoặc 360 mm; 3. lớp bitum 3mm 4. 2 lớp cách nhiệt bố trí so le; 5. lớp vữa trát có lưới thép 10mm.
b. Tường ngăn 2. tường gạch 100mm; 4. 2 lớp cách nhiệt bố trí mạch so le có độ dày bằng 0,75 cách nhiệt tường bao, còn lại giống tường bao; lưu ý tưởng gạch dầm phía có nhiệt độ cao.
Tường bao tại kho lạnh trung và lớn thường không chịu tải trọng của mái, dầm, hoặc xà, nhờ vào hệ thống cột chống đỡ. Do đó, tường chỉ cần dày khoảng 200 mm hoặc 380 mm. Các bức tường được xây phía ngoài cột cách khoảng 0,25 – 0,5 m để tăng độ vững chắc.
Khung sắt với kết cấu sắt cho phép cách nhiệt theo kiểu quây nhưng các dầm sắt phía dưới trần có thể gây cản trở cho việc bố trí thiết bị. Đối với tầng trên cùng, nếu không cần đi lại, các dầm treo phía trên có thể được sử dụng làm xà đỡ cho thiết bị thông gió, giúp trần bên dưới phẳng hơn.
Phòng lạnh nhỏ với sức chịu tải từ 1 đến 2 tấn/m² và khoảng cách giữa các cột không quá 4 – 5 m có thể sử dụng cột hình nấm không có mũ nấm để giữ bề mặt phía trên và dưới đều nhẵn.
Cách nhiệt cho các cột cần thực hiện khoảng một nửa chiều cao thân cột để tránh cầu nhiệt. Các cột được cách nhiệt và không cách nhiệt giữa các tầng đều bọc một lớp bảo vệ mép cột, phòng ngừa hư hại từ va chạm với các phương tiện bốc dỡ hàng hóa.
Mái
Cấu trúc mái kho lạnh lớn thường gồm các tấm mái tiêu chuẩn, kết hợp với hệ thống cột, rầm và xà tiêu chuẩn để tạo nên kết cấu vững chắc. Yêu cầu cơ bản của mái kho lạnh là không được đọng nước hay thấm nước. Đối với những kho lạnh có chiều rộng không lớn, mái có thể dốc về một phía.
Tuy nhiên, thông thường mái được làm dốc về hai phía với độ nghiêng khoảng 2% để thoát nước tốt hơn. Chống thấm được thực hiện bằng lớp bitum kết hợp với giấy dầu. Để giảm tác động của bức xạ mặt trời, mái thường được phủ thêm một lớp sỏi trắng có kích thước từ 5 – 15 mm.
Kho lạnh nhỏ có thể áp dụng cách nhiệt mái bằng cách bố trí lớp cách nhiệt phía dưới lớp bê tông chịu lực. Thứ tự các lớp cách nhiệt tương tự như với tường bao. Lớp bitum chống ẩm sẽ được sử dụng như keo dán để cố định lớp cách nhiệt lên trần. Ngoài ra, râu thép 3 li và nẹp gỗ sẽ được dùng để nẹp chặt các lớp cách nhiệt lên trần nhằm đảm bảo chúng không bị xê dịch.
Phương án cách nhiệt mái có thể lựa chọn cách nhiệt phía trên hoặc phía dưới mái:
Mái cách nhiệt phía trên:
- Lớp phủ chống thấm, có thể bổ sung thêm một lớp gạch lá nem.
- Lớp bê tông giằng.
- Lớp cách nhiệt điền đẩy (xỉ).
- Lớp cách nhiệt bằng xốp.
- Lớp bê tông mái.
- Lớp vữa trát hoàn thiện.
Mái cách nhiệt phía dưới: Bao gồm các lớp như sau:
- Lớp phủ chống thấm.
- Lớp chống nóng.
- Lớp bê tông chịu lực.
- Hai lớp xốp cách nhiệt bố trí mạch so le để tránh cầu nhiệt.
- Lớp vữa trát hoàn thiện.
a) Mái cách nhiệt phía trên: 1. lớp phủ chống thấm, đôi khi xây thêm lớp gạch lá nem; 2. lớp bê tông giằng; 3. lớp cách nhiệt điền đẩy (xỉ); 4. lớp cách nhiệt (xốp); 5. lớp bê tông mái; 6. lớp vữa trát.
b) Mái cách nhiệt phía dưới: 1. lớp phủ chống thấm: 2. lớp chống nóng; 3, lớp bê tông chịu lực: 4. 2 lớp xốp cách nhiệt bố trí mạch so le; 5. lớp vữa trát.
Nền
Thiết kế nền kho lạnh đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo khả năng chịu lực và hiệu quả cách nhiệt của kho lạnh. Kết cấu nền cần được lựa chọn dựa trên các yếu tố như:
- Nhiệt độ trong kho lạnh: Mức nhiệt độ bên trong ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu cách nhiệt và biện pháp chống đóng băng.
- Tải trọng của kho hàng bảo quản: Cần tính đến khả năng chịu tải của nền để đảm bảo an toàn cho hàng hóa và thiết bị.
- Dung tích kho lạnh: Diện tích và dung tích ảnh hưởng đến phương án thi công và lựa chọn vật liệu.
Yêu cầu đối với nền kho lạnh
Nền kho lạnh cần đảm bảo sự vững chắc, tuổi thọ cao, và dễ dàng vệ sinh. Ngoài ra, nền phải không thấm ẩm và cần có hệ thống thoát nước để rửa nền khi cần thiết. Đặc biệt, với những kho sử dụng cơ giới để bốc dỡ hàng, nền phải có khả năng chịu được tải trọng lớn từ hàng hóa, xe nâng và hoạt động của con người.
Vật liệu cách nhiệt cho nền kho lạnh
- Kho lạnh lắp ghép: Các tấm cách nhiệt polystyrol hoặc polyurethane thường được sử dụng vì đặc tính nhẹ và khả năng cách nhiệt tốt.
- Kho lạnh trung bình và lớn: Sử dụng vật liệu cách nhiệt như xỉ lò, giúp tăng khả năng chịu tải trọng nặng.
Cách nhiệt nền cho các mức nhiệt độ khác nhau
Kho lạnh có nhiệt độ dương (0 – 10°C): Cần có lớp cách nhiệt để tránh thất thoát nhiệt và đảm bảo hoạt động của xe cơ giới. Lớp cách nhiệt được bố trí giữa hai lớp bê tông chịu lực, với các dầm gỗ quét hắc ín được sử dụng để bảo vệ lớp cách nhiệt tránh bị nén bẹp.
Kho lạnh có nhiệt độ âm: Để ngăn hiện tượng đóng băng gây phồng nền, có thể áp dụng các biện pháp:
- Gia nhiệt bằng dây điện trở: Đặt dây điện trở phía dưới nền để duy trì nhiệt độ nền khoảng 4°C.
- Tuần hoàn nhiệt bằng dầu, nước hoặc gió nóng: Đặt ống dẫn dưới nền để gia nhiệt.
- Hệ thống thông gió và sàn nâng cao: Sử dụng cột chịu lực và hầm thông gió hoặc kết cấu bê tông hai lớp với các ống thông gió.
- Thiết kế kho nhiều tầng: Tránh bố trí phòng có nhiệt độ âm ở tầng trệt.
a) Nền kho nhiệt độ dương và tới – 40C; b. Nền kho nhiệt độ âm;
1. nền nhẵn; 2. lớp bê tông tăng cường; 3. lớp cách nhiệt có dầm gỗ: 4. lớp chống ẩm; 5. lớp bê tông cốt thép chịu lực: 6. lớp bê tông gạch vỡ; 7. lớp đất nện; 8. hầm thông khí;
c) Kết cấu nền kho và tường bao ở kho lạnh nhiệt độ > 0 °c.
1. Nền nhẵn, 2. Lớp bê tông tăng cứng; 3. Lớp bê tông giằng; 4. Cách nhiệt: 5. Lớp cách ẩm; 6. Lớp bê tông đệm; 7. Lớp làm kín bằng đá dăm.
d) Nền lửng trên cọc cho kho lạnh nhiệt độ âm
1. Cọc bê tông cốt thép; 2. Rầm bê tông cốt thép; 3. Các tấm bê tông cốt thép tiêu chuẩn; 4. Tấm cách nhiệt (bông khoáng); 5, Vỏ có cột tăng cứng; 6. Nhựa đường; 7. Lớp cách ẩm.
Cửa và màn khí
Cửa kho lạnh có nhiều loại khác nhau, mỗi loại được thiết kế để phù hợp với các yêu cầu cụ thể của hệ thống bảo quản lạnh. Dưới đây là thông tin chi tiết về cửa và màn khí trong kho lạnh.
Các loại cửa kho lạnh
- Cửa một cánh: Có chiều rộng lên đến 1m.
- Cửa hai cánh: Chiều rộng lên đến 1,8m.
- Cửa rộng: Đối với kho lạnh có máy nâng hạ bốc dỡ hàng, cửa có thể rộng đến 3m và chiều cao 2,3m. Cửa này được thiết kế với bánh xe chuyển động trên ray đặt sát tường, giúp việc đóng mở nhẹ nhàng và tiết kiệm diện tích.
Chức năng và thiết kế cửa
- Cách nhiệt: Cửa là một tấm cách nhiệt dày 150mm, thường làm bằng bọt polystyrol hoặc polyurethane. Tấm kim loại ở hai phía cửa vừa làm khung chịu lực vừa có tác dụng chống ẩm.
- Đệm kín: Cửa được trang bị đệm kín bằng cao su hình nhiều ngăn và có nam châm mạnh để hút chặt cửa, đảm bảo độ kín và giảm tổn thất nhiệt.
- Thiết bị tạo màn khí: Phía trên cửa có thiết bị tạo màn khí giúp giảm tổn thất nhiệt. Khi mở cửa, động cơ quạt tự động hoạt động, tạo ra một màn khí thổi từ trên xuống dưới, ngăn cản đối lưu không khí nóng bên ngoài với không khí lạnh trong buồng.
Các loại cửa thông dụng
- Cửa kéo: Sử dụng cho các kho lạnh nhỏ hoặc nơi có không gian hạn chế.
- Cửa lắc: Có thể mở ra phía ngoài hết cỡ ngay cả khi cửa phòng lạnh đóng. Các đệm cửa bằng cao su dễ bị đóng băng dính chặt vào thành cửa.
Vấn đề đóng băng và an toàn
- Để giảm nguy cơ đóng băng cho các đệm cửa, nếu phòng ngoài được điều tiết không khí như là một phòng đệm hoặc lối đi lại cho xe vận chuyển hàng hóa thì nguy cơ đóng băng ít hơn.
- Khóa cửa cần bố trí sao cho khi đóng cửa, cửa ép đều lên đệm kín. Các cửa nên được bọc bằng tôn kẽm hoặc thép không gỉ để tăng độ bền và tránh hư hỏng do va chạm.
Kích thước cửa
- Cửa một cánh chỉ nên sử dụng cho chiều rộng tối đa 1,3m; nếu chiều rộng lớn hơn 1,3m thì nên làm cửa đẩy thay vì cửa hai cánh để tránh tình trạng dính băng.
- Đối với xe nâng có chiều rộng 1,2m, cửa ít nhất phải rộng 1,6m.
Màn khí
Màn khí là một giải pháp hiệu quả trong việc giảm tổn thất nhiệt cho kho lạnh:
- Nguyên tắc hoạt động: Khi cửa mở, quạt sẽ tạo ra một màn khí thổi từ trên xuống dưới để ngăn cản không khí nóng từ bên ngoài vào trong kho lạnh.
- Lợi ích: Giúp duy trì nhiệt độ ổn định bên trong kho, giảm chi phí năng lượng và cải thiện hiệu suất làm việc của hệ thống lạnh.
Đường ống
Đường ống cách nhiệt trong kho lạnh cần được thiết kế cẩn thận để giảm thiểu sự mất nhiệt và đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống. Các phương pháp và vật liệu cách nhiệt phù hợp sẽ giúp giữ cho nhiệt độ trong đường ống ổn định, ngăn chặn sự ngưng tụ hơi nước và duy trì độ bền của hệ thống.
Vật liệu cách nhiệt
- Xốp cách nhiệt (stiropo): Được sử dụng phổ biến do có hiệu quả cách nhiệt cao, giúp giảm độ dày của lớp cách nhiệt. Xốp được cắt định hình thành hai mảnh để ốp sát vào đường ống, có thiết kế vấu để ngăn ngừa hiện tượng cầu nhiệt.
- Bông thuỷ tinh và bông khoáng: Đây là những vật liệu khác được sử dụng, có khả năng cách nhiệt tốt và chịu nhiệt độ cao. Thường được kết hợp với lớp bitum để tăng độ kết dính.
Cấu tạo lớp cách nhiệt
- Lớp cách nhiệt bên trong: Vật liệu như stiropo, bông thuỷ tinh hoặc bông khoáng được sử dụng để bọc quanh ống thép nhiệt độ thấp. Nhiệm vụ chính là giữ nhiệt độ bên trong đường ống ổn định, ngăn chặn sự thoát nhiệt.
- Lớp kết dính (bitum): Được phủ phía trong để giữ cho lớp cách nhiệt bám chặt vào đường ống. Bitum còn giúp tăng độ bền và giảm khả năng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt ống.
- Lớp cách ẩm: Thường sử dụng nilon quấn kín xung quanh lớp cách nhiệt, đảm bảo độ kín ẩm cao, ngăn hơi ẩm từ bên ngoài xâm nhập.
- Lớp bảo vệ ngoài cùng: Sử dụng tôn kẽm hoặc tôn thép không gỉ để bọc ngoài cùng, bảo vệ lớp cách nhiệt khỏi các tác động cơ học và môi trường.
Thiết kế cách nhiệt đường ống
- Đảm bảo kín ẩm: Việc sử dụng nilon và các lớp bảo vệ ngoài phải đảm bảo rằng không có hơi ẩm xâm nhập vào lớp cách nhiệt. Điều này rất quan trọng để ngăn ngừa sự phát sinh ẩm ướt và hư hỏng trong hệ thống cách nhiệt.
- Tránh cầu nhiệt: Để giảm thiểu sự truyền nhiệt không mong muốn, các vật liệu cách nhiệt phải được thiết kế sao cho không tạo ra cầu nhiệt giữa bề mặt ống và môi trường bên ngoài.
Lớp bảo vệ
Lớp ngoài cùng thường là tôn kẽm hoặc thép không gỉ, có nhiệm vụ bảo vệ các lớp cách nhiệt bên trong khỏi bị hư hại cơ học và các yếu tố môi trường như ánh nắng mặt trời, nước mưa, và hóa chất.
Cách nhiệt đúng cách cho đường ống giúp tăng hiệu suất làm lạnh, tiết kiệm năng lượng, và kéo dài tuổi thọ của hệ thống kho lạnh.
