О совершенствовании нормативной базы проектирования зданий холодильников

Основным нормативным документом, регламентирующим требования к проектированиюзданий холодильников, является СНиП «Холодильники».

Традиционно сложилось так, что во всех его редакциях, как правило, рассматривались требования к зданию охлаждаемого склада, включающие объемно-планировочные и конструктивные решения камер, транспортных коридоров, погрузочно-разгрузочных платформ и подсобных помещений. Между тем технологические цехи системы охлаждения воздуха проектируются по разрозненным специальным нормативным документам, утвержденным в установленном порядке. Такое положение создает определенные трудности при проектировании холодильного предприятия в целом. Для обеспечения полноты нормативной базы проектирования холодильного предприятия следует в дальнейшем наряду со СНиП «Холодильники» разработать дополнительно другой документ – нормы проектирования технологических цехов систем охлаждения воздуха холодильных предприятий. Очевидно, что оба нормативных документа либо должны быть увязаны друг с другом, либо СНиП«Холодильники» должен включать требования к проектированию технологических цехов систем охлаждения воздуха.

Холодильники являются энергозатратными объектами, так как во многих, особенно в южных районах, обеспечение регламентируемых температур воздуха в камерах требует круглогодичной работы системы охлаждения воздуха, а в северных районах в зимних условиях в зависимости от вида хранимых продуктов в определенный период необходим обогрев воздуха в камерах. Требуемая мощность системы охлаждения воздуха, а также установочная мощность холодильного оборудования во многом зависят от теплозащитных качеств ограждающих конструкций. Для обеспечения энергоэффективности холодильного предприятия необходим учет комплекса технологических, конструктивных и ценообразующих факторов, отражающих современные технико-экономические условия строительства и эксплуатации холодильников.

Действовавший до недавнего времени СНиП 2.11.02–87 «Холодильники» был разработан в 1987 г. институтами «Гипрохолод» Минторга СССР и «ЦНИИпромзданий» Госстроя СССР при участии «Гипромясо» Госагропрома СССР и ВНИИПО МВД СССР.

За прошедшие 25 лет произошли существенные изменения в нормативной, материальной и экономической базе проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений, в том числе объектов холодильной промышленности.

• Прежде всего, в последние годы было принято множество Федеральных законов, таких, как, например, №184-ФЗ «О техническом регулировании», №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и др., направленные на совершенствование нормативной базы проектирования и строительства зданий и сооружений различного назначения с целью обеспечения их надежности и безопасности.
• С целью учета требований Федерального закона №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» нормы сопротивления энергопередаче ограждающих конструкций отапливаемых зданий увеличились в 2–3 раза, между тем нормы теплозащиты охлаждаемых зданий не были пересмотрены. В результате требуемые сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций отапливаемых зданий в ряде случаев оказались выше, чем охлаждаемых зданий, тогда как производство единицы холода стоит в 3–5 раз дороже, чем единицы тепловой энергии.
• В настоящее время широко применяются новые теплоизоляционные материалы с коэффициентами теплопроводности 0,022...0,03 Вт/(м·К), ограждающие конструкции из «сэндвич»-панелей с высокими теплоизоляционными качествами; строятся одноэтажные холодильники из легких металлических конструкций высотой до 40 м со стеллажным хранением продуктов; применяются более энергоэффективные инженерные системы охлаждения воздуха, совершенствуются методы защиты от морозного пучения грунтов оснований зданий холодильников.

Все отмеченные выше факторы обусловливали необходимость пересмотра СНиП 2.11.02–87 «Холодильники» и его актуализации.

Актуализированная редакция – СП 109.13330.2012 СНиП 2.11.02–87 «Холодильники», состоящая из 10 разделов с пятью приложениями, представляет существенно переработанный документ, в котором отражены современные достижения в области проектирования и строительства зданий холодильников.

• Раздел «Общие положения», изложенный в новой редакции, содержит классификацию зданий холодильников по функциональному назначению, величине охлаждаемого объема, конструктивным решениям, по степени огнестойкости и классу пожарной опасности.
• В старой редакции СНиП 2.11.02–87 в качестве строительного показателя здания холодильника был принят термин «емкость холодильника», характеризующая максимальное количество единовременно хранимых продуктов в тоннах на 1 м3камеры. Эта величина является переменной и зависит от вида продуктов, плотности их упаковки и способа складирования, поэтому в актуализированной редакции СП 109.13330.2012 СНиП 2.11.02–87 строительным показателем здания холодильника принят общий объем здания в м3, включающий объемы охлаждаемого склада и технологических цехов с системой охлаждения воздуха.
• Раздел «Объемно-планировочные и конструктивные решения» переработан и изложен в новой редакции. Сформулированы требования к зданиям холодильников из легких металлических конструкций, а также к одноэтажным высотным (до 40 м) зданиям со стеллажным хранением продуктов. Приводятся требования к объемно-планировочным решениям транспортных коридоров с учетом габаритов погрузочно-разгрузочных и транспортных средств.
• По конструктивным решениям здания холодильников с металлическим или комбинированным каркасом были разделены на три типа в зависимости от основных конструктивных особенностей устройства ограждающих конструкций.
• В отличие от старой редакции СНиП 2.11.02–87 приведены конструктивные требования к проектированию «сэндвич»-панелей стен и покрытий – расчетные нагрузки , допустимые прогибы, необходимость расчета на температурные нагрузки.
• В документ включена необходимость устройства предохранительных клапанов для снижения избыточного давления, возникающего из-за резкого перепада температур внутри камеры холодильника.
• Для реализации требований Федерального закона 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» установлены степень огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности зданий холодильников в зависимости от величины охлаждаемого объекта и этажности зданий. Составлена таблица степени огнестойкости зданий в зависимости от материалов и конструктивных решений. Приведены требования к материалам несущих и ограждающих конструкций по прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и водопоглощению.
• С учетом основных положений Федерального закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» разработан новый раздел 6 «Теплотехнические требования к ограждающим конструкциям», включающий требования к тепло- и пароизоляционным материалам. Путем решения задачи оптимизации теплозащитных качеств ограждающих конструкций зданий холодильников установлены новые требуемые величины сопротивлений теплопередаче различных видов ограждающих конструкций, приведенные в табл. 4–7 нормативного документа. Методика оптимизации единовременных и эксплуатационных затрат с учетом современных ценообразующих факторов основывается на «Методических рекомендациях по оценке эффективности инвестиционных проектов», утвержденных Минэкономразвития РФ, Минфином РФ и Госстроем России в 2000 г.

Оценка внешних климатических воздействий на ограждающие конструкции, а именно температуры наружного воздуха и суммарной (прямая и рассеянная) солнечной радиации, проводится по величине эквивалентной температуры t^э_н, определяемой по формуле

t ^э_н = t н.ср.г + ρS/ɑн,

где t ^э_н – эквивалентная температура наружного воздуха;

tн.ср.г – среднегодовая температура наружного воздуха °С;

ρ – коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждающих конструкций;

S – количество суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации на поверхности ограждающей конструкции, Вт/м²;

ɑн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, равный 23 Вт/(м²·К).

Теплопритоки и теплопотери через 1 м² ограждения оцениваются количеством градусо-суток До:

Д_о = (t ^э_н – tк)z,

где t_к – температура воздуха в охлаждаемых камерах;

z – продолжительность периодов охлаждения и нагрева воздуха, принимаемая равной 365 сут.

Для ограничения увлажнения теплоизоляции ограждающих конструкций сформулированы требования к сопротивлению паропроницанию гидроизоляции в зависимости от расчетной упругости водяного пара наружного воздуха в районе строительства.

- Одной из важных задач обеспечения долговечности и эксплуатационной надежности зданий холодильников является защита от морозного пучения грунтов оснований.

Теоретическими и натурными исследованиями установлено, что глубина промерзания грунтов оснований достигает 1/3 ширины здания холодильника, т.е. при ширине здания 60 м глубина промерзания достигает 20 м. В результате при строительстве здания на пучинистых и слабопучинистых грунтах происходит деформация строительных конструкций и разрушение здания холодильника.

В связи с этим актуализированная редакция СП 109.13330.2012 СНиП 2.11.02–87 дополнена новым разделом 8 «Защита грунтов оснований зданий холодильников от морозного пучения».

При устройстве холодильников на непучинистых грунтах или при наличии непучинистых грунтов, простирающихся ниже подошвы фундаментов на глубину не менее 1/3 ширины холодильника, отсутствует необходимость защиты их от морозного пучения. При этом подсыпка под полы должна выполняться непучинистым грунтом.

В разделе 8 СП 109.13330.2012 СНиП 2.11.02–87 впервые сформулированы требования к системам кабельного электрического обогрева, жидкостного обогрева грунтов оснований и к устройству проветриваемого подполья как способов защиты от морозного пучения грунтов оснований зданий холодильников.

Сформулированы требования к конструктивным решениям системы электрического кабельного обогрева грунтов оснований, методам определения требуемой тепловой и электрической мощности с учетом теплопроводных включений в конструкции пола в виде фундаментов колонн и стен.

Аналогичным образом сформулированы требования к системам жидкостного обогрева грунтов оснований.

Одним из способов защиты грунтов оснований холодильников от морозного пучения является устройство зданий с проветриваемым подпольем. Однако в нормативных документах по проектированию и строительству таких зданий отсутствуют требования к конструктивным их решениям, допустимым областям их применения, несмотря на то, что здания холодильников с проветриваемыми подпольями находят широкое применение.

Основным критерием возможности устройства проветриваемого подполья является исключение образования перелетка (не оттаявшего за лето слоя грунта) под зданием холодильника.

Экономическая эффективность и конструктивная целесообразность устройства зданий холодильников с проветриваемыми подпольями ограничиваются некоторыми факторами:

1. Не используется несущая способность грунта основания и требуется устройство мощной конструкции перекрытия над проветриваемым подпольем с усиленной тепло- и пароизоляцией.
2. В районах со среднегодовой температурой наружного воздуха ниже 1,7 °С в зимних условиях эксплуатации для исключения образования переледка оснований следует организовать систему вентилирования подполья нагретым воздухом.
3. Необходимо обеспечивать постоянное сквозное проветривание по всему объему подполья нагретым воздухом.
4. При доставке грузов железнодорожным или автомобильным транспортом для выполнения погрузочно-разгрузочных работ по конструктивным соображениям высота подполья h_п (от поверхности спланированной отметки до низа перекрытия) принимается не менее 0,6 м.

При этом допустимая ширина здания В при естественном сквозном проветривании подполья ограничивается соотношением h_п/В ≥ 0,015.

При нарушении этого условия должна быть предусмотрена система принудительной вентиляции подполья наружным воздухом.

В заключение следует остановиться на некоторых вопросах, связанных с дальнейшим развитием нормативной базы проектирования зданий холодильников и обеспечения их безопасности:

1. Для получения полной информации при проектировании холодильников различных объемов, объемно-планировочных и конструктивных решений следует в развитие СП 109.13330.2012 СНиП 2.11.02–87 «Холодильники» разработать пособие (стандарт организации) по проектированию зданий холодильников.
2. Нужно составить специальный альбом современных энергоэффективных ограждающих конструкций для зданий холодильников.
3. Следует разработать форму паспорта для зданий холодильных предприятий, чтобы заполнять его при сдаче объекта в эксплуатацию и отмечать основные факторы, характеризующие технико-экономические показатели эксплуатации предприятия.
4. Для обеспечения безопасности, эксплуатационной надежности и экономической эффективности деятельности предприятия необходимо проводить периодически через каждые 5 лет натурное обследование технического состояния строительных конструкций и технологического оборудования системы охлаждения воздуха; по результатам обследований разработать рекомендации по восстановлению их эксплуатационной надежности.
5. Одним из основных источников совершенствования нормативной базы, объемно-планировочных и конструктивных решений зданий холодильников является обобщение результатов натурных обследований. В настоящее время обследованиями зданий холодильников занимаются нередко случайные коллективы, не имеющие надлежащей квалификации. В связи с этим результаты обследований не обобщаются. Для устранения такого положения нужно, чтобы натурные обследования проводились специализированными организациями, имеющими соответствующую техническую базу и лицензию Ростехнадзора. Результаты натурных обследований должны обобщаться и ежегодно публиковаться.