8.3. Конструктивні рішення холодильних і морозильних камер.

Холодильні камери перешкоджають втратам, пов'язаним із псуванням харчових продуктів. Використання морозильних камер забезпечує зберігання харчових продуктів протягом тривалого часу. Ось чому вони використовуються на багатьох підприємствах харчової промисловості.

Витрати на виробництво холоду високі, тому правомірні і значні витрати на теплоізоляцію морозильних і холодильних камер

Різниця температур зовнішнього повітря і повітря в холодильній камері значно більше, ніж взагалі в наземних будівлях, тому влаштування теплоізоляції з застосуванням особливо ефективних теплоізоляційних матеріалів у даному випадку є обов'язковим. Якщо через конструкції, що огороджують, у холодильну камеру дифундує велика кількість водяної пари, то це негативно впливає на мікроклімат сховища і на потребу в енергії. Чим нижче температура в охолоджуваному приміщенні, тим більше середній перепад тиску пари і, тим самим, його тиск. Тому необхідно розміщувати ефективну пароізоляцію (картон, просочений бітумом, алюмінієва фольга) на теплій стороні конструкцій, що огороджують. Пароізоляція повинна влаштовуватися без швів для того, щоб перешкодити проникненню водяної пари в конструкцію, що огороджує. Потрібно враховувати далі, що часта зміна заморожування і відтавання піддає конструкцію сильним впливам. Тому неморозостійкі матеріали не можуть застосовуватися в будівництві холодильників.

Відносно висока вологість повітря в холодильних камерах є передумовою для розвитку мікроорганізмів, насамперед цвілі. Для того щоб запобігти цьому процесу, не слід застосовувати будівельні матеріали, що можуть служити живильним для середовищем для мікроорганізмів. Це відноситься, у першу чергу, до твердоволокнистих плит і до легких будівельних плит з деревної вовни. Теплоізоляційні шари розміщаються на холодній стороні конструкцій, що огороджують. Вони вимагають захисти від механічних ушкоджень. Облицювання бажане також і по санітарних розуміннях. Раніш рекомендувалося застосування дірчастої цегли, використання пористих лицювальних матеріалів або влаштування вентильованого прошарку за внутрішнім захисним шаром з метою забезпечення виходу водяної пари в приміщення і запобігання таким способом наскрізного відсирівання теплоізоляційного шару. Тим часом стало відомо, що застосування в будівництві повітропроникних лицювальних матеріалів для холодильної камери сприяє посиленню внутрішньої конвекції в теплоізоляційних шарах стін. Використання таких матеріалів сприяє, поряд з переміщенням тепла, переміщенню вологи у верхню третину стіни, причому там вона застоюється, утвориться лід, і теплоізоляційні властивості знижуються. Це відноситься переважно до тих випадків, коли прорізи знаходяться в захисному шарі в підлозі і під стелею. Тому необхідно, щоб захисні шари теплоізоляційного матеріалу не мали ніяких дефектів по усій своїй поверхні. Вони повинні виконувати наступні функції захист теплоізоляції від механічних ушкоджень; від проникнення шкідників, особливо гризунів, і від запалення; запобігання поширення вогню; запобігання повітрообміну між шаром теплоізоляції і об’ємом охолоджуваного приміщення.

Лицювальні шари можуть влаштовуватися у формі кладки в півцеглини товщиною 11,5 см, у формі штукатурки. Багатошарові стінові панелі з металевою обшивкою не вимагають влаштування додаткового захисного шару. Товщина теплоізоляційних шарів і тип пароізоляції повинні призначатися на підставі розрахункових даних відповідно до поставлених вимог. Вимоги до теплоізоляційних матеріалів: низька теплопровідність; мала щільність; стійкість до поглинання води і водяної пари; бездоганні санітарні якості; відсутність запаху; висока міцність на стиск; висока сталість об’єму; стійкість до утворення цвілі і гниттю; стійкість до шкідників; протипожежна безпека (вогнестійкість); стійкість до хімічних впливів; легкість обробки; низька вартість; можливість придбання без особливих утруднень. Такого теплоізоляційного матеріалу, що відповідав би всім перерахованим вимогам, немає. Що стосується бездоганних санітарних якостей і відсутності запаху, те ці вимоги , які повинні обов'язково бути дотримані у випадку застосування теплоізоляційного матеріалу в будівлях підприємств харчової промисловості . Важливим критерієм є теплоизолююча здатність, що виражається в низькому коефіцієнті теплопровідності. Інші критерії варто враховувати в залежності від мети застосування теплоізоляційного матеріалу.

8.3.1. Конструктивні рішення підлог

Підлоги морозильних і холодильних камер, що укладаються безпосередньо над рівнем поверхні території, мають наступне призначення: ізолювати охолоджуване приміщення від теплового потоку, що надходить із ґрунту; запобігати виникнення в ґрунті під охолоджуваним приміщенням температури нижче 0°С; сприймати навантаження від товарів , що зберігаються у приміщенні; протистояти механічним, фізичним і хімічним впливам. З урахуванням цих вимог конструкція підлоги, що складається з декількох шарів, має такий вигляд (рис. 126) : робочий шар; стиснений бетон; теплоізоляційний шар; бетонна підготовка (у морозильних камерах — із шаром захисту від промерзання); шар, що перешкоджає капілярному просочуванню. Для влаштування робочийа шару підлоги придатна стяжка з бетону підвищеної твердості, клінкерні плити або плити з твердого бетону. У холодильних камерах допускається також застосування литого асфальту і синтетичної мастики.

Рис.126. Конструкція підлог у холодильних і морозильних камерах

а - холодильні камери; 6 - морозильні камери; 1 - плити з природного каменю; 2 -цементний розчин; 3 - стиснутий бетон; 4 - м'яка поливинилхлоридная плівка: 5 - теплоізоляційний шар; 6 - холодна ґрунтовка, два шари картону, просоченої бітумом; 7 - бетонна підготовка; 8 - гравій; 9 - синтетична мастика, що вирівнює шар із пластикового розчину; 10 - бетон з ухилом; 11 - тверда стяжка

У підлогах охолоджуваних приміщень уздовж стін улаштовується крайовий шов, що дозволяє зміщатися робочому і бетонному шарам підлоги. Крім того, на основі сітки з комірками 6x6 м можуть улаштовуватися деформаційні шви, що вимагає використання морозостійкої мастики для їхнього заливання. Існує інший варіант впровадження в холодильниках безшовних підлог, що мають наступні переваги: виключається поява напруг у кутах і краях в наслідок несприятливих навантажень на плити, завдяки чому в підлогу можуть укладатися також і теплоізоляційні матеріали з невеликою міцністю на стиск; спрощується проведення робіт у зв'язку з виключенням влаштування деформаційних швів; нагрівальні проводи системи захисту від промерзання не можуть ушкоджуватися краями плит. Що стосується крайових швів, то вони влаштовуються й у безшовних підлогах. Оскільки в холодильних і морозильних камерах осаджується водяна пара й утворюються шари інею, останні вимагають час від часу відтавання. При цьому тала вода може з’являтися в холодильних камерах через трапи в підлозі. У морозильних камерах такі водовідводні прилади були б зруйновані унаслідок впливу холоду. Тому в морозильних камерах передбачається ухил підлоги убік дверей.

При будівництві морозильних камер на рівні землі і при температурах повітря в цих камерах від —20 до —30 С існує небезпека промерзання ґрунту, що знаходиться під підлогою камери. Унаслідок промерзання відбуваються зміни об’єму — спучування ґрунту, що можуть привести до руйнування підлоги камери і вышележащих конструкцій. Цій небезпеці варто запобігати за допомогою наступних систем, що захищають нижчерозташований ґрунт від промерзання: підпільного простору для гасіння зсувів і системи рідинного або електричного опалення. Вибір системи опалення залежить від застосовуваного теплоізоляційного матеріалу і від площі підлоги приміщення. При пристрої опалювальних систем потрібно стежити за тим, щоб за допомогою теплоізоляційних шарів, розташованих над шаром, що обігрівається, запобігалося нагрівання самої морозильної камери і щоб тепловий потік направлялося в ґрунт. Нижній шар конструкції підлоги звичайно складається з гравію. Пропоновані тут конструкції підлог варто розглядати лише як приклади, що пояснює принципи конструювання.

8.3.2. Конструктивні рішення стін

Для конструктивного рішення стін морозильних і холодильних камер (рис. 127) пропонується використовуватитри варіанти. Оскільки в більшості випадків температура в приміщеннях нижче температури зовнішнього повітря, то при влаштуванні масивних зовнішніх стін теплоізоляція повинна влаштовуватися з боку стіни, зверненої до приміщення. Дифузія водяної пари відбувається в напрямку зовні усередину, у зв'язку з чим пароізоляцію потрібно влаштовувати між масивною стіною і шаром теплоізоляції. Внутрішнє облицювання стін повинне бути досить щільне. Зовнішні стіни з легких панелей типу "сандвіч" можуть забезпечуватися зовні погодоустой-чивой оболонкою — "спідницею" з вентильованим прошарком між нею і панелями типу "сандвіч", завдяки чому істотно знижується інтенсивність теплового випромінювання. Необхідно забезпечувати надійну пароізоляцію панелей типу "сандвіч", а шви між панелями виконувати непроникними для водяної пари. У деяких випадках панелі типу "сандвіч" можуть застосовуватися і без погодостійкої оболонки — "спідниці"

Рис. 127 Зовнішні стіни морозильних і холодильних камер:

А)— конструкція стіни холодильної камери з двома шарами плит із твердого полістиролу 1 — зовнішня штукатурка; 2 — цегляна кладка (або бетон); 3 — внутрішня штукатурка;4 — пароізоляція; 5 — пенополисти-рол; 6 — внутрішнє облицювання;

Б) — схема конструкції стіни холодильної камери; 1 — шар, що захищає від атмосферних впливів; 2 — бетон або цегляна кладка; 3 — пароізоляція; 4 — теплоізоляційний прошарок; 5 — цегляне облицювання; у — панелі типу "сандвіч" з погодо-стійкою оболонкою ("спідницею"!; 1 — зовнішня металева оболонка; 2 — теплоізоляційний шар; 3 — внутрішнє обшивання (фанера, гіпсові листи , деревинно-волокнисті плити; 4 — потік повітря

8.3.3. Конструкція перегородок.

При проектуванні перегородок між морозильними і холодильними камерами варто враховувати розходження між несучими стінами і перегородками, що не

несуть, (рис. 128 і 129). Несучі стіни-перегородки варто влаштовувати з теплоізоляційними шарами по обидва боки. Якщо стіна відокремлює друг від друга морозильні і холодильні камери, то теплоізоляційний шар холодильної камери варто доповнити пароізоляцією, тому що дифузійний потік спрямований убік морозильної камери. Перегородки між холодильними камерами або можуть мати пароізоляцію по обидва боки, або від пароізоляції узагалі відмовляються. У нормальному випадку при рівності температур і вологості повітря в обох приміщеннях дифузії водяної пари між обома приміщеннями немає.

Перегородки, здебільшого влаштовуються з теплоізоляційних плит. Захисним поверхневим шаром для теплоізоляційних матеріалів можуть служити бетонні плити для перегородок, листовий алюміній або ж цегляне облицювання. Потрібно стежити за тим, щоб цегляне облицювання влаштовувалося тільки по теплоізоляційним шарам , що омають достатню несучу здатність.

Рис. 128. Несучі перегородки в морозильних і холодильних камерах

1-з двосторонньою пароізоляцією; а - вертикальний розріз; б — горизонтальний розріз; II - без пароізоляції; а — вертикальний розріз; б — горизонтальний розріз;

1 — несуче двоповерхове перекриття; 2 — несуча перегородка; 3 — теплоізоляційний шар; 4 — пароізоляційний шар; 5 — цегельне облицювання як основа під штукатурку; 6 — штукатурка стін і стель; 7 — несучий бетон; 8 — дротові скрутки; 9 — покриття з профільованого металевого листа

Рис. 129 .Несуча перегородка в морозильних і холодильних камерах, із двосторонньою пароізоляцією:

а — вертикальний розріз; б — горизонтальний розріз;

1 — несуче міжповерхове перекриття; 2 — теплоізоляційний шар; 3 — пароізоляція;

4 — облицювання цеглою; 5 - штукатурка стін і стель; 6 - несущий бетон; 7 —анкер, що скріплює цегляне облицювання стін перегородок

8.3.4. Конструктивні рішення стель

Стелі над морозильними і холодильними камерами можуть улаштовуватися такими способами: кріпитися безпосередньо до плити міжповерхового перекриття (рис. 130) ; підвішуватися до проміжного перекриття або монтуватися під проміжним перекриттям або конструкцією даху (рис. 130). Під масивними проміжними перекриттями насамперед улаштовується противодифузійна перешкода у формі багаторазового фарбування бітумом або кріплення алюмінієвої фольги, а також синтетичної плівки. При ізоляції бітумом спершу наноситься ґрунтовка з холодного бітуму. Число і товщина наступних шарів гарячого фарбування встановлюються на основі розрахунку дифузії водяної пари. Плівки або наклеюються на поверхню перекриття, або поєднуються з теплоізоляційним матеріалом і разом з ним установлюються на місце.

Рис. 130 Конструкція стель холодильних камер:

1 - перекриття з багатопустотних залізобетонних плит; 2 - шар штукатурки; 3 -пароізоляція; 4 - теплоізоляційний шар; 5 - дротові скрутки; 6 - покриття з профільованої металевої стрічки; 7 - цементна стяжка; 8 - сталеві балки - двотаври; 9 - заповнення розчином

Рис. 131 Підвісні стелі холодильних камер:

1 - підвіска; 2 - штукатурка по сітці; 3 - пароізоляція; 4 - теплоізоляційний шар; 5 -основа штукатурки; 6 - дротові скрутки; 7 - вентиляційний отвір (продух)

Теплоізоляція може бути одношаровою або багатошаровою. Для того щоб уникнути утворення наскрізних швів, варто вибирати двошарові або багатошарові конструкції. При цьому перший теплоізоляційний шар наклеюється на насичений шар клеями, після чого до установки підвісок, що несуть сітку під штукатурку, пристрілюються болти-дюбелі. Для того щоб не утворювалися інші, небажані ізоляційні шари, наступні ізоляційні шари варто наклеювати не по всій поверхні, а в окремих крапках і цілком приклеювати лише краї стиків. Зсув стикування швів в окремих теплоізоляційних шарах повинен бути не менш 15 см

Рис.132 Влаштування охолоджуваного приміщення в будівлі з залізобетонним несущим каркасом

1 - підбалка в ґрунті; 2 - відмітка на рівні землі; 3 - цокольний елемент; 4 - гідроізоляція; 5 теплоізоляційний шар; 6 - пароізоляційний шар; 7 - внутрішня штукатурка; 8 - газобетон; 9 - посилення шва; 10 - поперечне провітрювання; 11 - залізобетонна балка; 12 - прогін; 13 - гідроізоляційний шар; 14 - ухил даху - 15%; 15 - покриття з хвилястих азбестоцементних листів; 16 - підвіска; 17 - ригель; 18 - стойка; 19 - балка; 20 - обшивка; 21 - пароізоляція; 22 - теплоізоляційний шар (шви з заливанням бітумом і смугами, що перекривають,); 23 - фарбування; 24 - бетонний елемент; 25 - стяжка; 26 - армований бетон; 27 - захисний бетон; 28 -фарбування бітумом; 29 - гравійна постіль; 30 - ґрунт; 31 - теплоізоляційний шар; 32 - відмітка чистої підлоги приміщення

Сітка під штукатурку забезпечує як механічне кріплення теплоізоляційних шарів, так і є шаром зчеплення для штукатурки. Болти-дюбелі пристрілюються на відстані 50x50 см друг від друга. До їхніх вушок підвішуються оцинковані скручені дроти, що несуть оцинковану сітку Рабіца і підтримують її стрижні з оцинкованої круглої сталі.

Рис. 133. Влаштування охолоджуваного приміщення в будівлі, зведеному з металевих конструкцій

1 - стрічковий фундамент; 2 - бетонний "стакан"; 3 - відмітка на рівні землі; 4 - цокольний елемент; 5 - оброблення з оцинкованої сталі; 6 - жорстко забита у фундаменті сталева стойка; 7 - профільована стрічка "Хеталь"; 8 - перфорований листовий алюміній; 9 - поперечне провітрювання; 10 - ухил даху - 70%; 11 - ферма з легких сталевих прокатних профілів; 12 - з'єднання за допомогою швелера; ,13 - заповнення пінополіуретаном; 14 - кутик з листового алюмінію; 15 - м'який пінополіуретан; 16 - провітрювання зовнішнього облицювання стін; 17 - панель типу "сандвіч" (пінополіуретан, облицьований із двох сторін листовим алюмінієм); 18 - захисний цоколь; 19 - стяжка; 20 -армований бетон; 21 - захисний бетон; 22 - два шари алюмінієвої фольги; 23 - бетонна підготовка; 24 - гравійна постіль; 25 - ґрунт чистої підлоги; 26 -облицювання цеглою; 27 - пінополістирол; 28 - відмітка чистої підлоги

Підвісні стелі холодильних камер або кріпляться до підвісних перекриттів, оштукатурених по сітці, або підвішуються у формі з'єднаних "у паз" (шпунтованих) теплоізоляційних плит на спеціальних пружинних підвісках. Важливим є та обставина, що пароізоляційний шар розташовується над шаром теплоізоляції.

Рис. 134. Конструкції огороджуючих будівель:

а - конструкції, що огороджують, кріпляться зовні несучої конструктивної системи; б - дах холодний "горищний" об’єм на рівні ферм; в - конструкції будівлі, що огороджують, знаходяться усередині несучої конструктивної системи; г - ферми розташовуються поза будинком

Збірні елементи перекриттів, що поєднують у собі властивості несучої здатності з властивостями теплоти і пароізоляції, підвішуються за допомогою болтів-дюбелів і оцинкованого дроту. Ці елементи придатні для влаштування нижньої оболонки холодних ("горищних") дахів. У подібних випадках вони розташовуються в площині нижнього пояса ферм. Простір між елементами перекриття і покрівельним покриттям провітрюється. Завдяки цьому водяна пара, що виділяється, виділяється з "горищного" приміщення. Дахи з холодними "горищними" приміщеннями повинні мати, по можливості, зовнішні водостоки, оскільки прокладка ринв в охолоджуваних будівлях нерідко приводить до аварій.

У зв'язку з реконструкцією підприємств харчової промисловості нерідко виникає додаткова потреба в прибудові морозильних і холодильних камер. Тому було розроблено кілька пропозицій по конструктивному рішенню таких приміщень, що можуть бути або пристосовані до існуючих будівель, або використані для зведення легких самостійних будівель. При цьому використовуються вже описані конструктивні деталі (рис. 132 і 133). Однак для влаштування перекриттів охолоджуваних приміщень під дерев'яними дощатими фермами обов'язково потрібен дозвіл органів пожежної охорони, оскільки вони, відповідно до інструкцій по протипожежному захисту, заборонені для будівництва.

8.3.5. Огороджуючі конструкції будівель

Розміщення конструкцій, що огороджують, на каркасах виробничих будівель можливо в чотирьох варіантах (рис. 134) : 1-й — кріплення стінових панелей до зовнішньої сторони несучих стойок, розміщення теплоізоляції в площині даху (теплий дах); 2-й — кріплення стіновых панелей до зовнішньої сторони несучих стойок, розміщення перекриття з теплоізоляційним шаром під фермами покрівельного покриття (холодний дах); 3-й — кріплення стінових панелей до внутрішньої сторони несучих стойок, розміщення перекриття з теплоізоляційним шаром під фермами покрівельного покриття (холодний дах); 4-й — підвіска теплоізольованої конструкції, що огороджує, до несучої конструкції, що знаходиться поза будівлею. У першому випадку теплоізольовані огороджуючі конструкції будівлі, утворять зовні суцільну оболонку навколо несучого каркасу. Завдяки цьому вдається уникнути виникнення теплових містків (місць витоку тепла). Зрозуміло, при цьому дуже збільшується будівельний об’єм будівлі. При створенні в такій будівлі морозильних і холодильних камер виникає ряд труднощів. Крім того, перегородки в цих приміщеннях повинні бути підігнані до ухилу конструкцій даху. Всі інженерні комунікації вільно розкладаються в приміщенні. Вони не захищені і через це забруднюються і піддаються впливові водяної пари і її опадів. Балки перешкоджають прокладці трубопроводів. Несуча конструкція піддається сильній корозії, оскільки вона не захищена від впливу водяної пари і диму.

Усіх цих недоліків можна уникнути, якщо влаштувати у виробничих приміщеннях підвісну стелю для того, щоб комунікації інженерного устаткування могли бути прокладені в "горищному" просторі холодного даху, а ферми могли бути захищені самостійно. Однак при цьому в опорній частині ферм виникають теплові містки і, отже, має місце виток тепла і випадання конденсату в згаданих місцях через охолодження повітря приміщення. Якщо стінові панелі розташовуються на внутрішніх сторонах стойок і при цьому влаштовується холодний дах, то тоді весь внутрішній простір будівлі оточується теплоізолюючими елементами. Таке рішення сприяє застосуванню збірних методів будівництва. Однак примикання стінових панелей до кутових стойок повинно виконуватися з використанням допоміжних конструктивних елементів. Будівельний об’єм будівлі може бути істотно зменшений, якщо несуча конструкція вирішується у формі каркасу, що вільно.стоїть. У такому випадку сама будівля підвішується до зазначеного каркасу. Будівля має суцільну оболонку з теплоізолюючих елементів. Однак такі конструктивні рішення вимагають застосування підвісок з нержавіючої сталі і пружних ущільнень для прорізів у даху і стикування плит покрівельного покриття.