科技改變生活 · 科技引領未來
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作為冷鏈重要的基礎設施，冷庫建設投資較大，并且規劃建設更為復雜。隨著冷鏈物流市場需求逐年大幅增長，冷庫將迎來建設發展高速期，相關技術和規劃水平也將不斷提升。冷鏈物流是指為保持食品（新鮮或冷凍）的品質或其他產品（醫藥等）的效能以及減少運輸損耗
作為冷鏈重要的基礎設施，冷庫建設投資較大，并且規劃建設更為復雜。隨著冷鏈物流市場需求逐年大幅增長，冷庫將迎來建設發展高速期，相關技術和規劃水平也將不斷提升。
冷鏈物流是指為保持食品（新鮮或冷凍）的品質或其他產品（醫藥等）的效能以及減少運輸損耗，在其加工、貯藏、運輸、分銷、零售等環節，貨物始終保持一定溫度的一種物流方式。冷鏈物流涵蓋預冷處理、冷鏈加工、冷鏈儲存、冷鏈運輸和配送及冷鏈銷售全過程，涉及冷庫、冷藏車、保溫箱、商業冷柜等多種設備設施。
冷庫是整個冷鏈的核心節點，多應用于對食品、生鮮、醫藥、化工等物品的恒溫恒濕儲藏。冷庫是冷鏈行業發展的基礎設施，在倉儲、加工、運輸等環節中都發揮著至關重要的作用，其投資在冷鏈建設的占比中也是最高的。如今，我國冷庫發展進入轉型升級的新階段，有的老舊冷庫面臨淘汰整頓和拆遷的局面，有的冷庫需要對原有制冷系統和物流系統進行改造提升，新建冷庫項目中要更新設計理念，應用更先進的冷庫建筑技術、制冷技術和智能化操作系統，打造現代化的綠色冷庫。
一、我國冷庫發展現狀分析
隨著消費水平不斷提升，以及生鮮電商等新零售模式的興起，對冷鏈物流的需求規模不斷增加，冷庫的重要性也日益凸顯，冷庫需求量逐年提升，冷庫總量增長態勢明顯。據中物聯冷鏈委不完全統計，2019年全國冷庫總量達到約6053萬噸(折合約1.51億立方米)，新增庫容815萬噸，同比增長15.56%。
盡管總量增長明顯，但冷庫資源分布不均、人均冷庫資源偏低等問題依然存在。以冷庫資源分布來看，我國冷庫資源主要集中在華東、華北和華中地區，其中華東地區冷庫容量最多，占全國總容量近四成，其他地區冷庫分布較為分散，東北和西北地區冷庫資源相對較少。中部農牧業主產區和西部特色農業地區冷庫嚴重短缺，承擔全國 70%以上生鮮農產品批發交易功能的大型農產品批發市場、區域性農產品配送中心等關鍵物流節點，普遍缺少冷凍冷藏設施。
一線城市冷庫容量呈飽和狀態，土地租金高昂，現有冷庫資源已經相對充足，增長相對較為緩慢。近年來，部分二線城市、農產品產地，以及臨港地區冷庫大幅增多，這主要得益于城鎮化進程提速、消費結構升級、冷鏈物流系統逐步完善及食品進出口業務的持續增長。此外，新建冷庫項目近年逐漸向中西部地區傾斜，主要包含蔬果產地的高溫蔬果保鮮冷庫、預冷庫以及物流中心的大型冷凍冷藏庫等等。
冷庫市場分布不均，在一定程度上會造成資源的浪費。特別是由于資本的爭相進入，使得大量資金盲目跟風投資新建冷鏈項目，導致部分地區冷庫供過于求，長期閑置；而部分地區冷庫長期爆滿，一庫難求。與此同時，既有冷凍冷藏設施整體水平偏低的問題也很突出，國有冷庫中近50%已使用30年以上，技術和系統都亟待升級。
基于冷庫的重要作用和發展現狀，國家近年來不斷出臺扶持和引導政策：
2019年，國務院、商務部、財務部等多個部門發布多項政策，旨在加強冷鏈基礎設施建設、優化冷鏈市場環境、嚴控食品質量。尤其在中央政治局會議提出實施城鄉冷鏈物流基礎設施補短板工程的要求后，我國冷鏈基礎設施建設進一步加快推進。
2020年，國務院、商務部等部門發布多項冷鏈物流基礎建設相關政策，大力支持我國冷鏈物流基礎設施建設，優化冷鏈市場環境，冷庫作為冷鏈基礎設施之一，持續迎來政策利好。其中，國家發改委發布《關于首批國家骨干冷鏈物流基地建設工作的通知》并公布首批建設名單，通過中央預算內投資等渠道，對入選企業的冷鏈物流設施設備升級改造進行全方面支持。農業農村部會同有關部門啟動實施農產品倉儲保鮮冷鏈物流設施建設工程，著力解決農產品出村“最后一公里”問題。截至2020 年底，共支持超9000個新型農業經營主體在農產品產區新建或改建1.4萬個倉儲保鮮冷鏈物流設施，規模超過600萬噸。
2021年，在“中央一號”文件中，針對冷鏈物流環節明確提出“加快實施農產品倉儲保鮮冷鏈物流設施建設工程，推進田頭小型倉儲保鮮冷鏈設施、產地低溫直銷配送中心、國家骨干冷鏈物流基地建設”。隨后，農業農村部、財政部聯合發文全面推進農產品產地冷藏保鮮設施建設；國家發改委針對城鄉冷鏈和國家物流樞紐建設，發布中央預算內投資專項支持辦法；《商貿物流高質量發展專項行動計劃(2021-2025年)》提出支持大型農產品批發市場、進出口口岸等建設改造冷凍冷藏倉儲設施……
相關政策不斷出臺，促使我國冷庫建設和整體分布結構更趨完善與合理，改變冷庫扎堆建設、盲目建設、同質化建設造成資源浪費的情況，并培養出一批高標準、現代化、多功能、新模式的冷庫企業。根據我國“十四五”規劃和2035遠景目標綱要，未來將加快發展冷鏈物流，完善骨干冷鏈物流基地設施建設。我們可以預見，冷鏈物流市場需求會逐年大幅增長，冷庫建設也將會高速發展，人均冷庫容量持續擴增，冷庫技術和規劃水平也將不斷提升。
二、冷庫的基本類型與用途
1.冷庫的分類
目前，我國的冷庫分布在不同行業，根據不同分類方法和角度，可將冷庫分為多種類型。
冷庫的設計規模以冷藏間的噸位為標準，一般分為大型冷庫、中型冷庫和小型冷庫。具體標準是大型冷庫的冷藏容量在10000噸以上；中型冷庫在1000～10000噸以內；小型冷庫在小于1000噸以下。
冷庫溫度是根據儲藏物品的生理特性或者要求來設計的。
保鮮庫溫度一般在0℃～5℃，主要用于鮮肉、乳品、鮮蛋、果蔬的保鮮。它使食品處于較低的溫度，而溫度又不低于0℃，在這種情況下，食品可以盡可能地保持新鮮。
冷藏庫的庫溫為-20℃～-10℃，主要用于食品的冷藏，不定期地將部分食物放入冷庫，同時又要不定期地將另一部分食品移出冷庫，對食品的冷藏時間沒有具體要求，且庫溫保持在-18℃～-15℃的范圍。
低溫庫的溫度在-25℃～-18℃，同樣用于食品儲藏，只有在該溫度區間食品才不會變質。低溫庫的特點是不定期地逐步將食品放入冷庫，溫度趨于穩定后嚴格控制冷庫的溫度。
速凍庫的庫溫在-30℃以下，主要用于食品的速凍，如速凍水飲，速凍蔬果等，要求在限定時間內迅速將食品凍結。
超低溫庫通常指-60℃～-45℃的超常規溫度的冷庫，主要應用于工業產品低溫檢測，以及金槍魚、醫療藥品、疫苗等儲存。
生產性冷庫：指具有較大制冷加工能力和一定冷庫容量的低溫貯藏冷凍品場所，一般主要建在食品產地、貨源集中地區及漁業、農業基地。這種冷庫主要用于食品或者農產品進行初加工之后（冷加工處理，如預冷）長期進行儲藏。
分配性冷庫：用來接受并貯存已經冷凍加工好的食品冷庫，建造地點一般選擇在大中城市、人口較多的工礦區和水陸交通樞紐地帶。其優點是整進零出或整進整出，具有一定的再凍能力，可滿足食品做必要的復凍的需要，并且儲藏量大、可滿足多種食品的儲藏。
零售性冷庫：指建在企業或城市大型副食品店、菜市場內，供臨時存儲零售食品使用的冷庫。零售性冷庫庫容量小、儲存期短，其庫溫根據使用要求來調節。在庫體結構上，大多采用裝配式組合冷庫。
綜合性冷庫：主要指其功能性強大，能起到生產性冷庫以及分配性冷庫的雙重作用，可以滿足大容量產品的儲藏及冷加工，是我國普遍應用的一種冷庫類型。
土建冷庫：建筑物主體一般為鋼筋混凝土框架結構或者混合結構，土建冷庫的圍護結構屬于重體性結構，熱惰性較大，庫溫易于穩定。土建冷庫是目前我國冷庫的主要類型。
裝配冷庫：可根據需要靈活裝配，土建冷庫相比具有良好的保溫隔熱和防潮防水性能，重量輕，不易霉爛，阻燃性能好：抗壓強度高，抗震性能好；安裝方便，可根據用戶需求配置制冷機組和控制元件。
覆土冷庫：洞體多為拱形結構，一般為磚石砌體，并以一定厚度的黃土覆蓋層為隔熱層。
山洞冷庫：洞體巖層覆蓋厚度一般不小于20m，連續使用時間越長，隔熱效果越佳，熱穩定性能越好。
除以上分類外，冷庫還可有多種類型，如按層數分為單層冷庫和多層冷庫。單層冷庫一般以鋼結構為主，凈高及跨度大，能最大限度地提高單位面積的儲存容量。多層冷庫較多采用混凝土結構，相對占地少，在土地價格高的地區可以降低建設土地的投資。
三、冷庫的規劃設計要點
相較普通建筑設施，冷庫的規劃設計更為復雜，方案階段應認真研究項目可行性研究報告并與建設單位及工藝廠家充分溝通，對于項目選址、確定擬建冷庫類型、凍結工藝及內部物流流線設計等等都要進行詳細規劃。
1.冷庫的選址
冷庫建設的第一步是選址，位置選擇是否合理，關系到工程速度、基建投資和投產后的管理以及經濟效益。總之，要根據冷庫的性質、規模、建設投資、發展規劃等條件來確定。重點考慮的因素包括：
經濟依據：應根據使用性質，在產地、貨源集中地區或者主要消費區選址，力求符合商品的合理流向。
地形地質：選址時應當對庫址的地形、地質、洪水位、地下水位等情況進行認真調查或者做必要的勘測分析。
水源：冷庫通常用水較多，水源是確定庫址的重要條件之一，附近必須保證有充裕的水源。
區域環境：周圍應有良好的衛生環境，盡量結合當地城市建設的遠期發展規劃進行全面考慮。
交通運輸：附近水陸交通運輸條件便利，以便貨源調入和調出。盡量選在城鎮附近，不應布置在城鎮中心區。
2.冷庫的設計
在冷庫選址確定后，應立即根據現有資料擬出總平面布置方案和草圖，以供技術勘測、征地以及征求城建部門意見所用。待技術勘測工作全部完成，地形、地質、土壤、水文等資料齊全后，再結合城建等有關部門的意見，修改方案后，繪出正式的總平面布置圖。
冷庫往往由主庫與附屬建筑組成，主庫包括不同單元，如冷卻間、凍結間、冷藏間、氣調保鮮間、穿堂、冷庫站臺等等；附屬建筑包括制冷壓縮機房及設備間、生產加工車間等等。對于冷庫的布置，應盡量做到工藝流程順暢，不交叉，生產和進出庫運輸線路通暢，不干擾，路線較短；符合廠(庫)區總平面布局的要求，與其他生產環節和進庫物資流向銜接協調；高低溫分區明確，盡可能各自分開；在溫度分區明確、內部分間和單間使用合理的前提下，縮小絕熱圍層的面積；適當考慮擴建和維修的可能。在布置中可充分運用穿堂作為連接各部分的紐帶、銜接前后工序的橋梁與物資流通的渠道。
在冷庫的具體規劃和設計中，應遵循以下原則：
3.冷庫的特點
與普通建筑不同，冷庫有許多獨有的特點，需要在規劃設計中重點考慮。
四、幾種典型冷庫的規劃設計
隨著生鮮電商、新零售等模式興起，制冷系統的發展，自動化、智能化物流技術的普及應用，冷庫從原有單一的存儲功能向多功能轉變，并且冷庫的類型也更為多樣，自動化立體冷庫、氣調庫等等越來越多的出現，人們對其規劃建設也更為關注。
1.自動化立體冷庫
區別于普通冷庫，自動化立體冷庫因各種自動化物流裝備和系統的應用，能夠實現冷鏈貨物的高密度存儲、自動化輸送、智能化管理調度，進而減少冷庫內的人工作業，不僅使作業環境得到極大改善，庫存能力也能夠大幅度提升。
在自動化立體冷庫中，適應于低溫操作的物流裝備和系統發揮著重要作用，主要包括：
總體來看，相較常溫庫，自動化立體冷庫在規劃設計時，在建筑結構、設備布局等方面都存在明顯差異且難度更大，其關鍵是要選擇適合低溫的物流設備，材料必須避免采用低溫冷脆性材料，關鍵部件都要選擇使用低溫專用的產品，且全部設備設計應當對防水、防銹蝕以及防凍等相關需求進行綜合考慮。在庫區內部應合理地配置專業化防冷凝設備、除霜設備與除霧設備等。此外，出于維修更快捷的考慮，要求機械結構合理，具備快速更換、快速拆卸性能。
2.氣調庫
氣調保鮮是通過人為控制氣調保鮮庫中氧氣、二氧化碳、乙烯等氣體成分加上合理的溫度濕度控制達到保鮮的一種貯藏方法。氣調庫不僅具有冷藏功能，還具備氣調功能。為了使庫內氣體成分調節速度快，波動幅度小，保證果蔬貯藏品質，降低貯藏成本，庫體的氣密性對氣調庫的性能影響很大。
氣調庫一般由氣密庫體、制冷系統、氣調系統、加濕系統、壓力平衡系統以及氣體自動監測控制系統構成。其中，庫內氣體成分的控制主要依靠氣調系統，包含制氮機、二氧化碳脫除機、乙烯脫除機。氣調庫要求庫體周圍圍護結構不僅氣密性要達標，還應具有保溫、隔熱、防潮。由于庫內的氣體體積比及溫度的變化，庫內的壓力也會受到影響，所以對氣調庫的耐壓性也有一定的要求。
按構筑方式，氣調庫可分成三類，包括裝配式、磚混式、夾套式。裝配式結構由于建筑速度快，成為目前最常見的建筑方式。選用先進的冷藏門和自控方式可以有效地減少外界熱溫負荷對冷庫的影響，降低冷庫換氣率，減少制冷設備不必要的動力消耗。果蔬進庫后，庫門一旦關閉，不能隨意開啟。為了便于觀察庫內狀況，應安裝觀察窗。
3.中央廚房冷庫
中央廚房作為生鮮食品加工、集中配餐生產的關鍵環節，其冷庫應用具有自身的特點。故在設計與施工中需從其實際應用需求出發，使中央廚房冷庫項目既能夠滿足生產要求，又高效、節能。
制冷系統的設計需要充分考慮所加工的生鮮品類的溫度需求范圍，選取合理的制冷系統蒸發溫度。根據制冷區域的面積、數量及使用時間特點，選配對應的高效制冷機組型式。另外制冷設備的選用還要結合車間的使用特點，如快速冷卻間的蒸發器的風量及翅片間距，凈化車間的組合式空調箱的凈化等級及需補充的新風量等。此外，在項目設計時盡可能利用現有條件，做一些有效的節能措施，如余熱回收，換氣冷量的回收等。
設計與施工中，還要注意一些細節的處理，如對冷凍庫地坪做針對性的分散通風防凍施工，能有效降低實施成本；混凝土防撞臺的使用，既能防護保溫墻板及冷凝水排水管，又使得冷庫及車間易于清潔；組合式凈化空調箱采用二次鋼結構平臺安裝，既不占用車間面積，又有利于工藝流程的設計；而冷凍庫門口區域防凝露電熱絲的安裝及低溫月臺區正壓系統的實施，則可降低使用中的安全風險。
五、冷庫建設和升級趨勢
展望冷庫未來發展，隨著相關政策的持續推進，我國冷庫建設將保持高速發展態勢，并且區域資源分布和網絡布局將更加合理和完善。同時，在老舊冷庫改造和升級將加快速度，而新建冷庫項目在系統設計及建造上將不斷向信息化、智能化、技能化發展，在功能上更傾向于可以兼顧多種用途的綜合性冷庫。
1.標準化助力冷庫規范發展
今年6月，住房和城鄉建設部發布公告，由華商國際工程有限公司等單位聯合主編修訂的國家標準《冷庫設計標準》（編號GB50072-2021）、《冷庫施工及驗收標準》（編號GB51440-2021）將于2021年12月1日起正式實施。
修訂后的《冷庫設計標準》加強和提高了對冷庫制冷系統的安全性和對環境友好的有關規定；填補了我國制冷系統設計中二氧化碳制（載）冷系統的設計標準空白；補充完善了冷庫（含裝配式冷庫）庫房防火分區劃分標準，增加了庫房保溫隔熱材料燃燒性能、高層冷庫消防撲救的相關規定，對規范冷庫工程建設，促進冷鏈物流行業健康發展發揮了重要作用。《冷庫施工及驗收標準》突出施工及驗收的源頭控制、過程控制、細節控制，明確建設各方的關鍵性工作內容；加強了工程用原材料（含成品、半成品、構配件等）的檢查驗收，完善施工過程中每一個環節、每一道工序、每一項作業的質量控制要求；落實對質量、安全、控制、環境保護和技術創新提出的針對性管理措施。
隨著國家標準《冷庫設計標準》、《冷庫施工及驗收標準》的發布實施，將進一步規范冷庫設計建設，促進冷鏈物流行業健康發展。
2.冷庫安全使用水平提升
近年來，冷庫氨泄露爆炸事故時有發生，不僅造成嚴重的人員傷亡和財產損失，而且對于冷庫發展帶來極大負面影響。實際上，冷庫火災大部分是小型、空置、廢棄冷庫，主要是廢棄冷庫常年失檢失修，人員違規操作，防范意識不強和管理不到位引起，當然有時候也有設備自身的原因。
為提升冷凝機組安全使用水平，各地政府不斷加強冷庫監管力度，對不達標或廢舊冷庫進行拆遷整頓，安全問題已有所改善。在新型制冷劑應用方面，目前國內已經建成CO2制冷冷庫約150座，庫容量約450萬噸，約占全國冷庫總量 10%。我們相信，未來市場將在政策引導下完成轉型升級，企業管理會更加規范，冷庫安全水平會大幅提升。
3.自動化和智能化成趨勢
隨著冷鏈行業高速發展，傳統的冷庫已無法滿足需求，高度自動化和智能化將成為冷庫升級發展的趨勢，自動化立體冷庫將更多涌現。通過制冷系統自動化、安全防護自動化、信息追溯及檢索自動化，以及輸送、分揀、搬運等系統的自動化，大大提高冷庫的吞吐量、減少人工成本、增加土地利用率，從而提高冷鏈物流倉儲環節的效率。
通過自動控制技術的應用，可以使冷庫系統在控制層、監控層、設備層等各方面都得到提升，如運用物聯網等技術，使冷庫運行和管理都將遠程智能化，可以做到自動溫度調節、無人值守、遠程監控倉儲等等。自動化和智能化不僅可提升冷庫自身運營管理水平，也可以使其更好地融入全國冷鏈系統之中，更好地進行冷鏈過程的監控、追溯，助力冷鏈安全。
此外，數字化、信息化的發展也會使冷庫的規劃建設過程更加科學高效。例如，BIM技術在冷庫和冷鏈園區的規劃、建設及運營階段正在發揮重要作用。在住建部發布的2020年工作要點中，也明確提出要推廣施工圖數字化審查，試點推進BIM審圖模式，這不僅有助于設計人員之間的協同配合，使設計和施工乃至運維更好地對接，更可以讓業主在整個設計和施工的過程中，跨越技術壁壘，與設計人員可交互式的溝通、討論，從而讓冷庫的規劃設計更加完美和高效。
4.綠色節能環保更受重視
冷庫耗能較大，以往企業只關注制冷功能是否正常，很少會對能耗、電費等進行考核，如今情況有所不同，尤其是隨著“碳中和”與“碳達峰”的推進，更高效的制冷技術及節能環保技術在冷庫中大規模應用。從冷庫的選址、建筑布局、材料選用、內部的規劃設計，以及壓縮機、冷庫門等制冷和物流設備的選用，都將以節能環保為前提進行考量。
比如，采用電動冷藏門或配置快速卷簾、快速隔熱門，配置能夠自動開關的空氣幕；冷藏間通風換氣系統采用冷量回收措施；冷藏間、穿堂、站臺、樓梯間、機房、等場所的照明系統采取分區、定時、感應等節能控制措施；制冷系統具有冷凝熱回收系統，并且設計合理、運行可靠，制冷機房采用降低噪音的技術措施等。其中，關于制冷劑的討論一直在持續，目前主要以氨和二氧化碳自然工質、鹵代烴、碳氫類制冷劑為主，在選擇時需要綜合實際工況和企業自身特點等因素進行考慮，“采用全球變暖潛能(UWP)值低的制冷劑”可成為一個衡量的重要標準。
5.普通冷庫改造技術同步發展
在冷庫新技術發展的同時，針對傳統冷庫的改造技術也將同步發展。受籌建時技術水平等方面的局限，普通冷庫的制冷效果和運行水平會逐漸受到影響，尤其制冷技術逐漸不能滿足不斷變化的市場需要。如何結合原有冷庫結構和布局，使用最新的技術進行冷庫改造工程，使得冷庫在運行效率、節能減耗等方面效果更好，將成為越來越多企業考慮的問題。
同時，利用現有廠房或舊倉庫進行技術改造，使之成為冷藏庫，也是一種冷庫改造模式。對于這種“干改冷”的做法，因投資相對少、改造周期短等而受到青睞。不過，在實際改造和方案設計過程中，為確保改建后冷庫的正常使用和結構安全，需要解決各種限制問題，如進行合理的平面及空間功能劃分，以期使用效率最大化；合理有效地解決既有建筑的斷冷橋問題，以及解決地坪防凍脹和建筑結構等等問題。
劉原遠