冷库环境下货架的设计与应用

1、冷库环境下货架的设计与应用上海史必诺物流设备有限公司 / 孙昌翰摘?要：冷库较高的建设和维护成本，是当前制约冷链物流发展的重要因素。强化货架系统 在冷库中的规划 设计及应用，为企业提高冷库作业效率及冷库利用率提供了切实可行的 解决方案。本文列出设计冷库货架时需考虑的主要因素，并结合上海史必诺物流设备有限 公司在危地马拉实施项目中库架合一的实际案例，对相关问题进行了具体分析。 关键词：冷库 货架 设计 应用近年来，中国冷链物流呈快速增长的势头，逐渐成为物流行业中发展最快 最具活力 的领域之一。然而，冷库较高的建设和维护成本，是当前制约冷链物流发展的重要因素。在此情况下，强化货架系统在冷库中的规划

2、、设计及应用，为企业提高冷库作业效率及冷 库利用率提供了切实可行的解决方案。设计冷库货架需考虑的因素设计冷库货架时，首先需要区分冷库。高温冷库，需要将产品温度控制在0C至4C或6C之间，储存类型较多的产品为：蔬菜、水果、新鲜牛奶、冷鲜肉等；低温冷库，需要将 产品温度控制在-18 C或-20 C,储存类型较多的产品为：冷冻肉类；速冻食品，如速冻水 饺、速冻面点；冰激凌等。实际案例中，常见的为 -18 C的冷库。和常温库相比，货架应用在冷库中时，通常需要从以下几个方面考虑设计环节：1. 选择合适的货架钢材材质低温环境对钢材应用有具体要求，应具有良好的低温韧性和延展性，以避免发生脆性破坏。货架中常用

3、的普通碳素结构钢 Q235，等级之分，主要是因为冲击的温度有所不同。有 Q235A Q235B Q235G Q235D Q235E不同A指不做冲击，B是在20r以上，C是在0°C以上，D是在-20 C以上、E是在-40 C以上,A到E所不同的，是它们各自性能中冲击温度的不同。1。其次，普通碳素结构钢 A/B/C/D 也代表着微量元素的含量不同，参见表A/B/C/D 由于微量元素的含量成分不同，质量等级越来越高，在低温中的性能表现也 越来越好。一般情况下，会使用 Q235D乍为冷库货架的主要材质。紧固件的制作，在低温环境下通常采用高镍铬（如 Cr18Ni9 型）合金钢或者有色金属（如铜

4、、铝）材料，它们几乎不表现出低温脆性。钢质材热膨胀系数为X10-5/C；混凝 土热膨胀系数约为X 10- 5/C,两者比较接近，在温差40C以内时均可有效连接。2. 选择合适的货架系统冷库可以毫不夸张的用“寸土寸金”来形容，选择合适的货架系统，为客户用足每 立方米，达到最大的仓库利用率，是货架供应企业需要着重考虑的因素。以下为几种常见 的冷库货架类型：库架合一：库架合一是理想的高位存储系统，把仓库屋顶和侧墙直接固定在货架上， 免去了仓库的建造工作。仓库利用率最高，长期投资回报率也最高。同时，对货架的技术 要求也很高。穿梭式货架系统：是由穿梭式托盘货架、穿梭车以及叉车组成的完整的高密度存储系 统

5、。这种高效率的存储方式，为提高仓库空间利用率带来全新的选择。穿梭式货架系统是 目前非常流行的半自动化系统，可以实现较低投资下的冷库半自动化。同时也可以结合子母车、堆垛机、仓库管理软件变身为中小型的穿梭式立体仓库系统。驶入式货架系统：是传统的高密度存储系统，叉车驶入货架以存取托盘，这些托盘被 置于悬臂导轨上，可以在货架系统内移动。这种系统相对来说投资最小，但是对叉车工的 要求相对较高，对于流量比较大的冷库，可能需要较多的叉车工进行操作。当然，还有其他的货架类型，如双深度托盘式货架、后推式货架系统、重力式货架系统，主要根据客户的不同要求来选择。总体来说，没有最好，只有最适合。3. 选择合适的货架表

6、面处理方式喷涂（环氧聚酯静电粉末喷涂）是最常见的货架表面处理方式。对于防腐防锈要求不 是很严苛的冷库，适用性非常好，经济实用。相对于喷涂，热镀锌（热浸锌和热浸镀锌）成本更高，造价高出40%左右。热镀锌是 将除锈后的钢件浸入500C左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的 目的。如果客户对防腐防锈要求比较高而且对成本不太敏感，可以采用热镀锌的表面处理 方式。很多情况下也可以灵活处理，根据具体情况采取不同的表面处理方式以达到最优解，比如驶入式系统，主体货架采用喷涂方式，放于地面的地导轨可以用热镀锌，从而达到最 好的成本优势和使用效果。4. 其他方面的考虑冷库货架设计还需考虑其他因素，

7、如：冷库中焊缝焊条的选择， 需对应焊接母材材质与焊接工艺要求， 并确保焊缝焊接质量。应考虑冷库中结霜的特性，计算货架选型时应适当考虑其增重，并考虑客户制冷、除 霜工艺对结构喷涂层的抗腐蚀要求。货架立柱柱脚处地脚锚栓的冷桥（房屋外墙转角、内外墙交角、楼屋面与外墙搭接角 处，会产生水雾吸附于墙面的现象，这时会出现外墙的墙体内露水凝结“流泪” 、“冒汗”、“发霉”、房屋潮湿、霉变的现象）作用需要考虑与避免。具体到每个工程，以上因素是否全部考虑或考虑得是否经济合理，需要根据具体情况具体分析。结合工程实际，了解并响应客户的实际需求，竭诚为客户创造经济效益，是工 程设计的根本宗旨。具体实施案例下面以史必诺

8、在危地马拉实施项目中库架合一冷库为例，结合实际，整体展示史必诺冷库货架的设计过程。此项目位于中美洲危地马拉， 一期库架合一由双深度托盘货架组成， 占地 1200平方米， 二期由双深度托盘货架和驶入式货架组成，占地 2000平方米，货架总高 14米，是一个典 型的中型冷库库架合一方案。此项目的主要目的，是为客户打造一个中型实用型的库架合一型冷库。在此方案规划前期，由于库架合一的特殊性，我们需要考虑地震、风灾、雪灾等因素都会影响到货架的 立柱选型。在满足客户储位条件下，合理的通道方向和布局也是我们需要考虑的。通过有 限元分析，我们选用Q345D材质制作货架。和传统的 Q235相比，相同立柱截面下

9、Q345钢 材有更高的屈服强度，其中 D表示质量等级更高、在冷库中的表现更好。在货架类型选择中，考虑到客户要求的经济适用性，选用双深度托盘货架和驶入式货 架来搭建主体，达到了比较好的投资回报和较高的仓库空间利用率。双深度托盘货架叉车每边可以取两托货物，比传统的单深度托盘货物效率高很多，平均货位利用率为90%，随时存储率 50%，地面使用率 45%。驶入式货架非常适合于大批量的货物存储，一般情况下遵 循先进后出的取货顺序（除非是贯通式） ，平均货位利用率 70%，随时存储率 25%，地面使用率 65%。上述两种货架系统都比较适合在冷库环境中使用。当然，在一个库架合一仓库 中同时出现两种不同的货架

10、系统，会给设计带来较大难度。这种情况下需要特别注意两个 系统之间顶拉门片的连接，特别是连接件的力学性能及稳定性，适当的地方需要进行现场 焊接。由于集装箱长度的限制， 一根 14米长的立柱需要由两根立柱拼接， 需要注意低温环境 对拼接的影响。拼接的节点，需使用适合冷库环境下的高强螺栓。安装过程中，底座需预装，门片也应预先拼装好以后整体起吊，也可以一个单元挂好 横梁以后整体起吊，这对吊装提出了更高的要求， 吊装吊点基本控制在货架长度的 1/3 处， 这样整体稳定性最好。冷库中风机需安装在货架横梁上，置于货架最顶层。在工作现场，项目经理需要强化规范管理， 以保证项目安全、 整体进度和实施质量， 以满足客户的要求。 此案例一期于 2013年5月至 2014年2月完成设计，制造及安装得到了客户高度评价。目前二期仓库货架正在生产制造中。三、未来发展趋势目前，随着人们对高品质生活的追求不断提高，冷库需求增加，也对冷库货架的设计 水平提出了更高的要求。发展趋势上，冷库货架呈现出了向更密集、半自动化 / 自动化的方 向靠拢。如，穿梭车货架系统逐步替代传统的驶入式货架系统，越来越被企业所接受。同