冷庫雙面彩鋼聚異氰脲酸脂保溫板吊頂施工技術(shù)研究

孫健平 劉湘蘭 余志峰 王 莉 張方平

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和居民需求的不斷提升。市場對于冷庫質(zhì)量、數(shù)量的需求也不斷提高，為響應(yīng)碳中和的國家號召，創(chuàng)新節(jié)能技能已經(jīng)成為冷庫行業(yè)新的發(fā)展主題。近年來，裝配式建造技術(shù)作為綠色施工的代表施工技術(shù)，在我國建筑領(lǐng)域得到了廣泛的推廣及應(yīng)用[1]。中建五局九江水產(chǎn)城項(xiàng)目緊跟建筑領(lǐng)域高新技術(shù)應(yīng)用趨勢，采用裝配式建造技術(shù)進(jìn)行-20 ℃低溫冷藏保鮮庫室內(nèi)庫板的施工[2]。

在采用彩鋼一體板進(jìn)行保溫板施工時存在較多的拼接節(jié)點(diǎn)及加固點(diǎn)位。在冷庫運(yùn)行過程中，拼接節(jié)點(diǎn)及加固點(diǎn)位如果處理不到位，會造成跑冷現(xiàn)象[3]。這不僅會影響冷庫的制冷效果，同時也會增加冷庫運(yùn)行的能耗，情況嚴(yán)重時甚至?xí)＜罢麄€冷庫內(nèi)生鮮的質(zhì)量，造成貨物的損失。因此，優(yōu)化保溫一體板拼接方式，提高加固點(diǎn)位斷冷措施的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對彩鋼保溫一體板跑冷問題，開展-20 ℃低溫冷藏保鮮庫雙面彩鋼P(yáng)IR保溫板吊頂施工技術(shù)研究，針對保溫板材質(zhì)、拼接節(jié)點(diǎn)、加固點(diǎn)位進(jìn)行技術(shù)研究及應(yīng)用，提高裝配式保溫一體板的安裝質(zhì)量，推動冷庫建設(shè)的低碳環(huán)保性，降低冷庫運(yùn)行的能耗，同時有效減少運(yùn)營成本，提高冷庫運(yùn)營商的用戶體驗(yàn)滿意度，充分發(fā)揮冷庫在降低碳排放中的積極作用。

1 工程概況說明

鄱陽湖九江水產(chǎn)城位于九江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)城西港區(qū)，東臨城西港區(qū)管理局，南接九瑞大道，西靠富和停車場，北接規(guī)劃建設(shè)的港興路，項(xiàng)目占地面積48958.45 m2，總建筑面積49884.20 m2。場區(qū)由西至東依次布置水產(chǎn)品常溫儲存庫、水產(chǎn)品低溫冷藏保鮮庫、水產(chǎn)品交易中心；場區(qū)四周建筑物及建筑周邊布置景觀綠化。

2#水產(chǎn)品低溫冷藏保鮮庫為單層建筑（局部3 層），總建筑面積為8657.07 m2，建筑高度為19.30 m，主要功能為水產(chǎn)品、海產(chǎn)品低溫冷藏保鮮庫。冷庫由2 個穿堂部分（設(shè)計(jì)溫度5 ℃）、2 個冷庫（設(shè)計(jì)溫度-20 ℃）組成，為保溫一體板，本次研究針對冷庫保溫部分施工內(nèi)容開展。

2 保溫材料的選擇

冷庫保溫一體板性能的關(guān)鍵在于保溫材質(zhì)，影響材質(zhì)保溫性能的主要指標(biāo)為吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)，現(xiàn)在的主流保溫一體板是PIR 保溫板與PUR 保溫板：第1，PIR 中文名為“聚異三聚氰酸脂”，亦稱為“聚異氰脲酸脂”，又稱為“聚異三聚氰酸酯泡沫PIR”或者“三聚酯 PIR”。PIR 是由異氰酸鹽經(jīng)觸媒作用后與聚醚發(fā)生反應(yīng)制成發(fā)泡材料，物理與防火性比一般聚氨酯更優(yōu)異，是一種理想的有機(jī)低溫隔熱材料，具有導(dǎo)熱系數(shù)小、輕質(zhì)防震、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于煉油廠、化工廠、乙烯、化肥、冷庫及建筑業(yè)保溫隔熱。第2，聚氨酯（Polyurethane，PUR）是一種由異氰酸酯與多元醇反應(yīng)而制成的具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物，材料性能優(yōu)異、用途廣泛、制品種類多，因此用量最大。PUR 制品分為發(fā)泡制品和非發(fā)泡制品兩大類，發(fā)泡制品有軟質(zhì)、硬質(zhì)、半硬質(zhì)PUR 泡沫塑料；非發(fā)泡制品包括涂料、粘合劑、合成皮革、彈性體和彈性纖維等。第3，將2 種材質(zhì)不同性能進(jìn)行綜合對比，PIR 有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，可以較好地阻止熱傳導(dǎo)，且具有密封功能，可完全包裹修建外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，制止熱對流的發(fā)生，達(dá)到較好的節(jié)能目標(biāo)。因此，選擇雙面彩鋼P(yáng)IR 保溫板作為此次研究的保溫一體板，相關(guān)數(shù)據(jù)對比如表1 所示。

表1 PUR 與PIR 板材對比

3 雙面彩鋼P(yáng)IR 保溫板拼接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

傳統(tǒng)的保溫板拼接采用對接接口（圖1），兩板之間預(yù)留30 mm 距離，先采用封邊件進(jìn)行外側(cè)封邊固定，再采用聚氨酯發(fā)泡劑灌縫直至溢出，刮平，最后進(jìn)行內(nèi)側(cè)封邊固定打膠斷冷。此方法進(jìn)行灌縫會隨著時間的推移、溫度變化而產(chǎn)生熱脹冷縮，接縫位置會產(chǎn)生縫隙，從而導(dǎo)致跑冷。

圖1 對接節(jié)點(diǎn)（來源：網(wǎng)絡(luò)）

綜合考慮材料的熱脹冷縮及泡沫劑的耐久性，對節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，板材拼接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化為三凹槽彈性接縫（圖2），接口的設(shè)置借鑒榫卯結(jié)構(gòu)，將板材接口位置分別設(shè)置凹凸槽口，槽口邊沿采用彩鋼板做成彈性封邊，拼裝前中間的大凹槽使用聚氨酯填縫劑進(jìn)行滿涂，小凹槽處采用冷庫密封膠進(jìn)行滿涂，隨后拼裝擠壓至冷庫密封膠擠出，刮除擠出部分并在外側(cè)拼縫間隙處增設(shè)一道冷庫密封膠，聚氨酯填縫劑+雙冷庫密封膠的密封體系能夠有效提高拼板的密閉性，彈性收邊間的同時也為密封材料提供了補(bǔ)充收縮。

圖2 三凹槽彈性接縫（來源：作者自繪）

4 雙面彩鋼P(yáng)IR 保溫板吊頂?shù)跹b節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

傳統(tǒng)保溫板吊頂?shù)牡跹b方式為蘑菇頭尼龍螺栓吊裝，該吊裝方式采用M12 吊桿，吊桿與保溫板之間通過120 mm×50 mm×20 mm×3 mm 的C型鋼采用螺栓進(jìn)行連接，如圖3 所示。保溫板與C 型鋼之間通過蘑菇頭尼龍螺栓進(jìn)行固定。此固定方式對蘑菇頭尼龍螺栓的強(qiáng)度要求較高，同時需考慮該冷庫板吊頂兼顧制冷風(fēng)機(jī)的安裝和檢修過程中的上人荷載，所以該種單點(diǎn)吊裝的連接方式對于一體板本身的強(qiáng)度是一種考驗(yàn)。在上人過程中，非豎向的力矩會導(dǎo)致蘑菇頭尼龍螺栓與保溫板填充輕質(zhì)材料之間產(chǎn)生水平方向拉扯，在這個作用過程中，蘑菇頭尼龍螺栓與保溫板之間會產(chǎn)生縫隙，從而導(dǎo)致跑冷現(xiàn)象，長此以往會對整個吊裝系統(tǒng)的耐久性造成一定程度的損害。此外，蘑菇頭尼龍螺栓的導(dǎo)熱系數(shù)為0.26 ～0.35 W/（m·K），遠(yuǎn)高于PIR 材質(zhì)的0.019 W/（m·K），會導(dǎo)致該處產(chǎn)生冷橋作用長期潮濕結(jié)露，增加制冷設(shè)備的能耗，同時對于吊桿等鐵件也會造成損害，會嚴(yán)重影響整個冷庫的安全性、適用性和耐久性，不能作為一個較好的吊裝方案選型。綜上，特此進(jìn)行節(jié)點(diǎn)優(yōu)化。本次優(yōu)化針對3 個方面：

圖3 蘑菇頭尼龍螺栓吊裝（來源：作者自繪）

1）如圖4 所示，吊頂板下口將蘑菇頭尼龍螺栓改為吊桿對穿（圖4），在板材下側(cè)增設(shè)120 mm×50 mm×20 mm×3.0 mm 的C 型鋼作為背托板，C 型鋼下側(cè)放置100 mm×100 mm×2.8 mm的鍍鋅鋼板作為墊板，然后采用上口單螺母，下口雙螺母進(jìn)行固定，下口螺母外露絲扣不少于3 個。在C 型鋼凹槽內(nèi)采用冷庫專用噴泡劑噴泡并刮平，外側(cè)設(shè)置收邊件進(jìn)行收口，采用硅膠嵌縫進(jìn)行收邊件周邊處理，達(dá)到斷冷效果。整個加固體系既提高了拉結(jié)力，又避免了應(yīng)力在該處的集中，有效解決了吊桿在該處開口造成保溫板的局部擠壓變形，避免降低材料強(qiáng)度，也防止該處開口在應(yīng)力擠壓下不斷擴(kuò)大，進(jìn)一步造成的跑冷隱患。

圖4 C 型鋼 吊桿斷冷橋式連接節(jié)點(diǎn)（來源：作者自繪）

2）考慮吊桿為M12 的尺寸，吊桿穿越保溫板的洞口需大一號，保證吊桿有調(diào)整的空間，同時也避免吊桿與保溫板內(nèi)填材料間的剛性連接，特此使用專用φ20 mm 的保溫板圓孔開孔器進(jìn)行定位開孔，開孔完成后進(jìn)行吊桿調(diào)整及固定，然后采用聚氨酯發(fā)泡劑進(jìn)行圓孔周邊空隙的填縫處理，對溢出部分進(jìn)行擠壓整平，進(jìn)而使用寬度120 mm 的彩鋼平板壓縫，板底要貼隔汽膜膠帶。

3）待吊頂板吊裝到位后，針對吊頂板上側(cè)吊桿增設(shè)斷冷橋措施，該處斷冷橋方式為增加一條PVC 套管，套管規(guī)格為φ110×2.0 mm，套管高度為400 mm，套管包裹住吊桿，吊桿設(shè)置在套管居中位置，套管與吊頂板交接處采用冷庫專用膠進(jìn)行固定，待膠干后，往套管內(nèi)空進(jìn)行聚氨酯發(fā)泡，發(fā)泡完成后套管頂部使用彩鋼封蓋。

5 -20 ℃低溫冷藏保鮮庫雙面彩鋼P(yáng)IR 保溫板吊頂施工技術(shù)

調(diào)研學(xué)習(xí)相關(guān)冷庫板安裝的施工工藝后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化及創(chuàng)新上達(dá)成了共識，形成了一定成果，本文依托九江水產(chǎn)城項(xiàng)目開展-20 ℃低溫冷藏保鮮庫雙面彩鋼聚異氰脲酸脂PIR 保溫板吊頂施工技術(shù)研究。

5.1 施工工藝流程

-20 ℃低溫冷藏保鮮庫雙面彩鋼P(yáng)IR 保溫板吊頂施工工藝流程如下：主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)收―測量放線―吊桿設(shè)置―板材運(yùn)輸?shù)轿花D現(xiàn)場板材二次加工及槽口打膠―板材吊裝就位―收緊固定安裝―收邊板安裝―收邊板縫聚氨酯發(fā)泡―清理―與交角處墻板拼縫―收邊發(fā)泡。

5.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

5.2.1 施工準(zhǔn)備

技術(shù)準(zhǔn)備。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況編寫-20 ℃低溫冷藏保鮮庫雙面彩鋼P(yáng)IR 保溫板吊頂工程專項(xiàng)施工方案，施工方案應(yīng)包括吊桿安裝、保溫板安裝、安全措施等內(nèi)容。吊頂板安裝前應(yīng)向施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，操作人員應(yīng)熟悉吊頂施工方案、保溫板排版圖、吊桿布置圖。

材料準(zhǔn)備。按照吊頂板排版深化圖紙預(yù)制好保溫吊頂板材及相關(guān)配件，針對相關(guān)型材進(jìn)行二次送檢。施工前要安排材料進(jìn)場并做好進(jìn)場驗(yàn)收工作，主要包括：第1，應(yīng)檢查吊桿、C 型鋼、冷庫專用膠、保溫板出廠合格證；第2，應(yīng)按排版圖紙及配件規(guī)格、品種與數(shù)量明細(xì)表、支撐系統(tǒng)明細(xì)表核對進(jìn)場產(chǎn)品的數(shù)量；第3，保溫板使用前應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，保溫板表面應(yīng)平整，無油污、破損和變形，拼接縫應(yīng)無明顯缺陷。

現(xiàn)場準(zhǔn)備。施工前要做好上一道工序的隱蔽驗(yàn)收工作，各方確認(rèn)無誤后方可進(jìn)入下一道工序。根據(jù)施工需要配備好相應(yīng)的人員和設(shè)備。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放線、定位，安裝保溫吊頂板前，應(yīng)將庫板邊緣的塑料保護(hù)膜清除干凈（其余部位塑料保護(hù)膜暫不清除，安裝完畢后再清除，防止庫板安裝過程中的損傷），以保證庫板與庫板之間的凸凹槽內(nèi)無塑料保護(hù)膜，便于板之間外縫打膠，使膠與鋼板粘結(jié)緊密。庫板邊緣的發(fā)泡，如果出現(xiàn)部分高出的情況，應(yīng)用鏟刀輕輕鏟平，并盡量避免對庫板板面面漆產(chǎn)生破壞。在修理庫板及施工的整個過程中，庫板應(yīng)始終放在聚氨酯泡沫或聚苯泡沫等墊塊材料上進(jìn)行，防止庫板著地。

5.2.2 吊頂定位

頂板吊頂前，首先應(yīng)根據(jù)吊桿布置圖紙，用紅外線定位主吊梁和吊點(diǎn)在鋼架頂棚所在的中心線，再沿中心線用記號筆標(biāo)定吊架和吊桿所在中心位置，并以此進(jìn)行后續(xù)吊點(diǎn)的定位。

5.2.3 吊梁的固定

將絲桿和槽鋼用專用夾具固定在大梁上，絲桿下方連接C 型鋼主梁；輔助吊點(diǎn)位置，用三孔吊攀和M12 螺母固定在檁條上，絲桿下方連接C 型鋼輔吊梁，輔吊梁上連接M12 吊攀連接PVC 套管和絲桿。

5.2.4 吊頂板拼裝

頂板拼裝從拐角處的墻板位置開始，先將拐角處的頂板用專用運(yùn)輸車運(yùn)抵安裝位置，再將頂板表面覆膜撕掉。冷庫每塊頂板長度約4000 mm，在板的中心位置設(shè)計(jì)輔吊梁，用記號筆在C 型鋼標(biāo)注吊點(diǎn)所在的水平位置，平均1.5 m 一個，用開孔器在劃線的中間位置開孔，開孔要圓潤光滑，不能有毛刺。用吊車或升降機(jī)將頂板升至墻板的頂端，將其中的一端固定在墻板的臺階上，另一端固定在C 型鋼吊梁上，然后將絲杠穿過頂板，用M12 吊攀與絲桿連接。在第一塊頂板的內(nèi)槽和外槽打膠，打膠務(wù)必均勻、連續(xù)，嚴(yán)格檢控厚度和寬度，一只標(biāo)準(zhǔn)裝冷庫密封膠一般打10 m 長。安裝下一塊頂板，將頂板的兩端都固定在主梁18#C 型鋼上，中間用C 型鋼固定輔助吊點(diǎn)，并將第1 塊頂板和第2塊頂板鎖緊，然后依次拼裝其他頂板。

5.2.5 吊頂板斷冷橋處理

頂板安裝好之后，頂板吊頂上面的吊桿易形成冷橋[4]，應(yīng)從聚氨酯夾芯板上部開始沿絲桿向上用套管灌注發(fā)泡料做400 mm 的斷冷橋。同時，吊頂板與墻板交接處、吊頂板拼縫處采用低溫專用膠灌注密封[5]，在板縫的內(nèi)槽和外槽兩側(cè)均需密封飽滿。

6 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

主控項(xiàng)目包含以下幾點(diǎn)：板的安裝位置及排板布置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；板與主體結(jié)構(gòu)之間的連接應(yīng)牢固、穩(wěn)定，連接方法應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；板縫表面應(yīng)涂抹密封膠[6]；夾芯板安裝所用密封材料的品種及密封方法應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；板順向連接預(yù)留縫隙及轉(zhuǎn)角連接處預(yù)留空隙空間等處應(yīng)灌制聚氨酯，且不得有空腔現(xiàn)象；檢查穿越板的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、金屬管道，當(dāng)板兩側(cè)有溫差時，隔斷冷橋的處理措施應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

一般項(xiàng)目包括以下幾點(diǎn)：板安裝應(yīng)平整、位置正確；轉(zhuǎn)角應(yīng)規(guī)整；板面清潔、無膠痕、油污，無明顯劃痕、磕碰、傷痕；板外觀應(yīng)平整、光滑、色澤一致，接縫應(yīng)順直；板上所開的孔洞、槽、盒等應(yīng)位置準(zhǔn)確、切割方正、邊緣整齊；板縫表面涂抹的密封膠應(yīng)均勻美觀；板表面壓條應(yīng)平直、接口嚴(yán)密、安裝牢固。

吊頂板安裝完成后對于其表觀質(zhì)量也應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)體檢測，各項(xiàng)數(shù)據(jù)要求如表2 所示。

表2 板安裝的檢查方法和允許偏差

7 施工質(zhì)量保證措施

為確保冷庫保溫一體板吊頂?shù)恼w施工質(zhì)量，在施工全過程中需針對各個工序建立嚴(yán)格的檢查和驗(yàn)收制度，制定相關(guān)檢查驗(yàn)收節(jié)點(diǎn)，明確相關(guān)責(zé)任主體及責(zé)任人，確保工作落實(shí)到位，認(rèn)真執(zhí)行三檢制度，未經(jīng)驗(yàn)收合格不允許進(jìn)入下一道工序，使整個施工工藝可實(shí)施、可追溯，具體為：

1）嚴(yán)格落實(shí)材料進(jìn)場驗(yàn)收制度，各部門聯(lián)動驗(yàn)收，核實(shí)材料規(guī)格、型號、一檢報(bào)告、合格證，及時進(jìn)行二檢送檢。確保材料質(zhì)量滿足要求，吊頂板選用合格產(chǎn)品，嚴(yán)禁使用有嚴(yán)重缺陷或不合格的產(chǎn)品。

2）配合機(jī)電、消防、智能化等專業(yè)的管線定位工作，管線、線盒開槽、開孔必須提前進(jìn)行深化，圖紙經(jīng)各方確認(rèn)后，在廠里與吊頂板一次成型，減少后期跑冷風(fēng)險(xiǎn)。

3）吊桿、連接件、角碼等配件提前進(jìn)行拉伸性能檢測，抗拉力的設(shè)置要考慮吊頂以上需進(jìn)行人員檢修的荷載，確保吊頂板的使用安全性能。

4）所有吊頂板與墻板轉(zhuǎn)角的部位由于采用切斜角的方式進(jìn)行鏈接，是冷庫內(nèi)最易形成冷量流失的部位。因此，在轉(zhuǎn)角的陰角和陽角部位應(yīng)將切口擴(kuò)開，用發(fā)泡料充分灌注后，再用陰角和陽角條包裹密封，同時在邊口打密封膠密封嚴(yán)實(shí)。

5）在庫體處進(jìn)行焊接或切割等高溫工作時，應(yīng)配備滅火器、水、濕布，以防高溫工作時庫板燃燒引發(fā)火災(zāi)。

6）吊頂板整體施工完成后要進(jìn)行二次節(jié)點(diǎn)排查處理，確保所有節(jié)點(diǎn)處理無遺漏，必要時進(jìn)行二次斷冷處理，提高整體施工質(zhì)量，規(guī)避后期跑冷風(fēng)險(xiǎn)。

8 結(jié)語

針對裝配式冷庫保溫一體板吊頂區(qū)域易產(chǎn)生跑冷的問題，本文依托中建五局九江水產(chǎn)城項(xiàng)目開展-20 ℃低溫冷藏保鮮庫雙面彩鋼P(yáng)IR 保溫板吊頂施工技術(shù)研究。-20 ℃低溫冷藏保鮮庫雙面彩鋼P(yáng)IR 保溫板吊頂施工技術(shù)主要包含裝配式保溫板吊頂板材質(zhì)的選擇和吊頂板施工節(jié)點(diǎn)優(yōu)化技術(shù)研究兩部分，通過選用導(dǎo)熱系數(shù)低的材質(zhì)、多階段多節(jié)點(diǎn)的斷冷措施，可提高冷庫的密閉性，從而有效提升冷庫保溫隔熱效果、降低冷庫能耗、減少運(yùn)營成本，提高冷庫運(yùn)營用戶體驗(yàn)滿意度和冷庫的安全性、穩(wěn)定性及使用壽命，為今后類似的冷庫板安裝工程提供借鑒和參考。