冷链物流园区的规划设计

来源:中国物流产品网 | 2014-07-11 14:47 | 作者:福建海峡建筑设计规划研究院 邱锦光

  冷链物流不同于常温物流,有其特殊性。如何做好冷链物流园区的规划建设,合理布置冷链物流流线,提高冷链物流效率,降低冷链物流成本等,都是冷链物流园区在建设之初必须考虑的问题,也是冷链物流园区规划设计所要解决的主要问题。本文从冷链物流园区的选址、功能规划、建筑结构形式、冷链核心系统等方面,简要分析了冷链物流园区的规划设计。

  
  
冷链物流园区选址


  冷链物流园区的选址要根据园区的定位确定。区域性的冷链物流园区应选在交通方便、地理位置显著、具备区域辐射能力的地区。例如,河南丹尼斯集团在河南全省共设置
3个区域性冷链物流园区,分别位于郑州、洛阳和驻马店。其中,郑州冷链物流园区位于郑州国际物流园内,辐射豫东地区;洛阳冷链物流园区位于洛阳市西郊,辐射豫西地区;规划中的驻马店冷链物流园区则辐射豫南地区。以上3个区域性冷链物流园区实现对河南省的全境覆盖。


  冷链物流园区选址时还需注意其对周边环境的影响。冷链物流园区中的储存库为低温仓库,最显著的特点是利用制冷剂从液态转化为气态时吸收热量的原理,将低温仓库中的热量通过制冷剂转移到外界环境,从而达到降低并保持库内温度的目的。目前,广泛运用于低温仓库的制冷剂为氨、氟利昂类制冷剂,以及刚刚开始运用的二氧化碳制冷剂。由于氨是有刺激性气味的有毒气体,在冷链物流园区选址时,对于使用氨作为制冷剂的低温仓库,与其下风侧居住区的防护距离不宜小于
300m,与其他方位居住区的卫生防护距离不宜小于150m


  除此之外,由于冷链物流园区储存的产品大部分为食品,因此园区周围必须有良好的卫生条件,并且应避开和远离有害气体、灰沙、烟雾、粉尘及其他有污染源的地段。园区同时必须具备可靠的水源和电源以及排水条件,并选在地势较高和工程地址条件良好的地方。

  
  
冷链物流园区规划


  冷链物流园区根据自身的定位和区域位置,一般可分为储存中转型、储存配送型以及综合型等,不同类型的冷链物流园区在规划时应把握其特点。


  1.
储存中转型


  储存中转型冷链物流园区的定位一般为第三方物流,其选址一般靠近机场、铁路货运站或专用线、水运码头以及高速公路沿线附近等。其功能相对单一,主要针对通过空运、陆运和水运的货物进行入库、装卸搬运、短期或者长期储存以及出库。货物流通一般是批量进出。园区内设有温区宽广的冷库。根据所储存货物的不同有
10~150~4-18~-20以及-23~-25四个温层的冷藏间。在经济发达、消费能力高的沿海地区,甚至还有-55~-60的金枪鱼冷藏间。


  在园区规划上,主要解决的问题除了储存库的大小、形状,制冷机房在园区内的位置以及办公辅助用房的布置外,储存库前月台的宽度、货梯的运送能力和数量、回车场的宽度、冷藏集装箱的车位布置等,对于加快货物周转效率都起到至关重要的作用。


  2.
储存配送型


  储存配送型冷链物流园区是在储存中转型的基础上增加了食品生鲜加工配送作业(含中央厨房)、流通加工作业(分拣配送)以及理货作业的功能。该类型功能丰富,不但有多温区冷库作为储存空间,而且园区里还配置有食品生鲜加工配送厂,将冷库里的生鲜速冻原料经过简单加工或者精加工后,一部分进入流通加工作业程序进行分拣配送,另一部分重新进入冷库进行短期储存,在适当的时期经过流通加工作业程序分拣配送到需要的客户手中。


  这一类型的园区规划设计要处理好如下几个问题:


  (
1)冷库和食品生鲜加工厂在园区内的布置。


  因为两者在功能上是相互联系的,所以在功能布置上最好能在同一栋建筑内。但是按照我国现行国家规范的要求,两者在某些情况下又不能在同一栋建筑内,否则会出现违反消防规范要求的问题。所以在规划设计时,要根据实际情况进行调整,以同时满足功能要求和消防要求。


  (
2)相同功能分区的整合。


  如前所述,冷库和食品生鲜加工厂都需要经过流通加工作业程序进行分拣配送,而在某些情况下,由于国家规范的限制,两者又不能在同一栋建筑内,因此这两个功能的流通加工作业程序是统一在一起进行布置,还是分开独立设置,也是需要取舍的问题。两者统一设置,可以节省人力成本,统一管理,从而节约流通成本。但同时可能会带来货物或商品的配送混乱;分开独立设置虽然不便于管理,但可以使货物或商品的分拣配送清晰明朗,不易出错。


  (
3)处理好食品生鲜加工厂的给水、排水布置。


  食品生鲜加工厂由于工艺相对复杂,因而用水量大、对水质有一定要求。给水的温度不但有常温水,还有专门用于食品加工过程中保鲜或冷却用的冰水。同时,加工厂内要设置有效的排水沟和适当的排水坡度。排水管道至少应包含污水管、废水管、雨水管,并做到雨污

分离。


  3.
综合型


  综合型冷链物流园区是将冷库、食品生鲜加工配送作业(含中央厨房)、流通加工作业(分拣配送)、理货作业、交易市场、商务洽谈、商务办公、配套住宅综合在一起的大型冷链物流市场综合体。它依托交易市场作为最终环节,将商品的储存、加工、流通、销售串成一个整体。


  综合型冷链物流园区高度集成,功能丰富而复杂,在规划设计上除了上述问题外,还需注意如下问题:


  (
1)各功能区既相互独立,又相互联系。


  食品生鲜加工厂和交易市场都需要冷库提供商品配送和储存;商务洽谈和商务办公以交易市场为基础,开展资金的流通;配套住宅区为在商务中心、交易市场的工作人员提供生活上的便利。规划设计时既要满足各功能区之间的相互联系,又要满足其相对独立的空间需求。


  (
2)处理好卫生防护间距问题。


  综合型冷链物流园区将工业类型的冷库和食品生鲜加工厂与民用类型的交易市场、商务办公和配套住宅结合在一起。规划设计时应充分利用当地环境(比如常年风向、气候等)以及功能分区的要求进行合理布置,适当留出卫生防护间距。

  
  
建筑结构形式的选择


  冷链物流园区的核心是冷库。冷库是低于环境温度的仓库,因此其建筑结构形式也具有特殊性。现代物流仓库主要以大型单层钢结构形式为主,其优点在于建设速度快,货物流通迅速等;缺点在于占地面积大、初投资额较高等。而冷库的结构形式,主要为钢筋混凝土结构形式和单层钢结构形式两种,目前国内以前者居多。


  冷库采用钢筋混凝土结构形式,还是采用单层钢结构形式,其优缺点对比如下。


  1.
钢筋混凝土结构优点


  (
1)占地面积小,空间利用率高。钢筋混凝土结构可以做成多层的形式,因此对于土地价值高、空间小的园区来说,采用多层钢筋混凝土形式可以大大节省空间。


  (
2)保冷性能好。钢筋混凝土结构的围护结构热惰性大。冷却设备可采用顶排管降温,库温波动小,因此更有利于货物的保存。由于库温波动小,制冷设备运行的时间短,因此运营费用也相对较低。


  (
3)建设初投资额较低。这是由其建筑材料决定的。钢筋混凝土结构的建筑材料容易取得,成本低廉。


  2.
钢筋混凝土结构缺点


  (
1)货物流通速度慢,不利于短期大批量的进出货。多层钢筋混凝土结构的冷库采用货梯作为垂直运输的工具,流通量较小,速度较慢。对于流通量大的冷库而言,一般不适合采用多层钢筋混凝土的结构形式。然而,在日本和韩国,由于采用全自动高速货梯作为垂直运输工具,其运输能力大大提高,在这种情况下就另当别论了。


  (
2)围护结构经受不住冻融循环。围护结构的特殊形式,决定了其无法承受剧烈的温度变化。


  (
3)施工周期长。钢筋混凝土结构的柱子和楼板需要先制作钢筋骨架,再浇筑混凝土。混凝土浇筑完成还需要对混凝土进行养护。围护结构采用实心砖现场砌筑,然后再施工保温材料。其工序复杂,周期相对较长。


  3.
单层钢结构优点


  (
1)货物流通速度快,有利于大流通量作业。单层钢结构冷库采用货架作为储存工具,叉车作为装卸工具,有的还使用全自动装卸与储存系统,速度快、效率高,非常适合现代物流大容量的进出货作业。


  (
2)特殊的围护结构使得其可以承受温度的剧烈变化。钢结构冷库的围护结构采用保温夹芯板的形式,其对温度的剧烈变化不敏感。适合于需要根据储存货物的不同温度要求,不定期改变温度的冷库。


  (
3)建设周期短、见效快。钢结构冷库按照已设计好的图纸,在工厂预制钢结构施工所需的构件,如钢柱、钢梁、檩条、螺栓等。预制好的构件运送到工地进行现场拼装。围护结构也采用工厂预制板现场组装,因此现场施工的周期相对短很多。


  4.
单层钢结构缺点


  (
1)占地面积大,空间利用率低。钢结构冷库一般为单层,高度最高可达24m,内部采用货架堆垛,并留出叉车通道,其空间利用率大约为钢筋混凝土冷库的70%~80%


  (
2)保冷性能差。围护结构采用保温夹芯板,热惰性差。同时冷却设备普遍采用冷风机降温,温度回升快,冷风机运转时间长,运营费用相对较高。


  (
3)建设初投资额高。采用耐低温钢结构材料作为钢结构主体,建设材料成本高,但施工成本相对较低。

综上所述,冷库建筑结构形式的选择取决于货物流通量大小、储存货物的种类、储存时间长短、土地成本、建设投资额、建设时间等多种因素影响,应根据项目的实际情况进行选择。


  
制冷系统的选择


  冷链的核心是制冷系统,没有制冷系统,就无法实现冷链。因此,制冷系统的选择至关重要。制冷系统的选择主要围绕安全、环保、可靠、节能四个方面展开。


  制冷系统的安全主要指的是制冷剂的安全。氨作为制冷剂具有非常悠久的历史,虽有刺激性气味、有毒,但对环境友好、价格低廉,单位质量的制冷量高,被公认为最好的制冷剂。在欧美等发达国家,
70%~80%的大、中型冷库仍旧使用氨作为制冷剂。氨虽然有毒,但氨泄漏到空气中的浓度还在远小于其伤害人体的浓度时,就容易被人察觉,提示相关操作人员查漏、堵漏。因此,由氨导致的事故实际上是企业安全管理不到位,安全设施没跟上,片面追求利益最大化的恶果,而非氨本身。


  随着技术的进步,二氧化碳作为制冷剂重新被人们所关注。相对于氨和氟利昂类制冷剂,二氧化碳制冷剂具有制冷效率高,系统管道用量小,正常浓度下无毒等优点。但同时它也存在着一些不尽如人意的地方:


  (
1)系统压力高。二氧化碳系统的压力最高可达5.2MPa,是氨制冷系统的2.6倍,因此对设备的密封性以及管道的材质等要求比

较高。


  (
2)过量浓度会导致昏迷和窒息。二氧化碳虽然无毒,但是当二氧化碳的浓度达1%时会使人感到气闷、头昏、心悸;达到4%~5%时人会感到气喘、头痛、眩晕;而达到10%的时候,会使人体机能严重混乱,使人丧失知觉、神志不清、呼吸停止而死亡。同时,二氧化碳无色无味的特性,使得其与氨相比,完全依赖于气体浓度探测装置。从另外一个角度来说,二氧化碳一旦泄漏,其危险性不亚

于氨。


  (
3)设备初期投资额高。由于二氧化碳系统的压力高,为了保证系统运行安全,整个制冷系统采用全自动控制阀门。而且高的系统压力使得管道的焊接要求相应提高,因此其设备初期投资额约为氨全自动系统的1.25~1.3倍。


  因此在选择二氧化碳系统时,需要结合项目的实际情况进行评估和确定。


  制冷系统的可靠与节能不仅与制冷剂有关,还与采用什么样的系统配置有关。在使用氨作为制冷剂的情况下,对于具有单一温度段的冷库,可采用两次节流的单级带经济器的螺杆压缩制冷系统,以减少初期投资额,并同样可达到不错的节能效果。对于具有多温度段的冷链物流园区,可采用双级带中间负荷的螺杆压缩制冷系统,以达到简化系统和节能的目的。


  当采用二氧化碳作为制冷剂时,对于纯冷藏系统,可以采用载冷剂的形式,以节省初期投资额并得以实现不错的效率。对于跨越多温度段的冷链物流园区,可结合项目实际情况采用复叠系统和载冷剂系统并存的系统形式。


  综上所述,冷链物流园区的规划设计是一个系统性工程,涉及多方面内容。要做好冷链物流园区的规划设计,企业不但要提高自身对冷链物流的认识,同时选择经验丰富的专业规划设计院来进行规划设计也是非常必要的。

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