物流倉庫電氣設(shè)計要點

成粉強

摘 要：本文主要介紹物流倉庫電氣設(shè)計相關(guān)要點，并結(jié)合工程實例說明供配電、照明控制、防雷接地、火災(zāi)報警等電氣設(shè)計的方法，為同類倉庫的電氣設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：物流倉庫；供配電系統(tǒng)；照明控制；防雷接地；火災(zāi)報警

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.184

1 概述

隨著電子商務(wù)的快速發(fā)展及整個經(jīng)濟市場的大量需求，近幾年來物流倉庫的建設(shè)在整個建筑行業(yè)嶄露頭角。與民用建筑相比，物流倉庫具有占地及建筑面積大，按防火分區(qū)租賃，著火速度快等特點。在電氣設(shè)計時，需充分考慮以上特點，使得整個供配電系統(tǒng)在安全可靠的前提下，做到技術(shù)先進和經(jīng)濟合理[1]。

本文主要基于《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014和《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013的要求，結(jié)合工程實例，介紹丙二類物流倉庫在供配電、照明控制、防雷接地、火災(zāi)報警等方面的電氣設(shè)計要點。甲、乙類倉庫的電氣設(shè)計可在丙二類物流倉庫（以下簡稱倉庫）電氣設(shè)計的基礎(chǔ)上，并滿足《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058和《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》GB50493的相關(guān)規(guī)定。

2 供配電系統(tǒng)

高壓供電方式選擇：因倉庫項目一般位于工業(yè)區(qū)，且用電負荷主要為二、三級負荷，所以大部分倉庫采用一路高壓加柴油發(fā)電機供電方式[2]。

負荷分級：倉庫用電按功能區(qū)域分為倉庫和辦公區(qū)域。消防、安防、通訊、計算機網(wǎng)絡(luò)按二級負荷供電；辦公區(qū)空調(diào)，倉庫區(qū)約70%照明、維修用電插座、普通風機等負荷和業(yè)主要求的重要負荷為三級用電負荷。業(yè)主要求的重要負荷一般包括庫內(nèi)辦公區(qū)照明、插座；倉庫內(nèi)約30%照明、工業(yè)提升門、升降臺、充電插座。重要負荷概念的提出，主要是滿足在市電斷電情況下，重要負荷由發(fā)電機作為備用電源繼續(xù)供電。需要注意的是，重要負荷原則上還是三級負荷，只是為了滿足倉庫在市電斷電時需要維持基本運行而提出的概念[3]。

低壓配電系統(tǒng)：以無錫一物流倉庫項目為例，由5個單層倉庫和一個辦公樓組成，建筑總占地面積為54642m2，建筑總面積為64015 m2。此項目電氣負荷計算采用需要系數(shù)法，經(jīng)負荷計算采用2臺1000KVA變壓器，變壓器負載率分別為78%和80%，另設(shè)1臺810KW柴油發(fā)電機作為消防等二級負荷和重要負荷的備用電源。此項目低壓配電系統(tǒng)采用單母線分段運行方式，低壓設(shè)置母聯(lián)開關(guān)，并設(shè)置自動切換柜，切換柜的作用為：消防負荷和重要負荷在市電停電時采用變電房內(nèi)自動切換柜自動切換，由柴油發(fā)電機供電。需要注意的是，重要負荷和消防負荷不應(yīng)同時使用。低壓配電系統(tǒng)接線圖見圖1：

低壓配電系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)說明：正常運行時，K1、K2、K5合閘，K3、K4斷開；K1和K2均失壓而脫扣，K4合閘。市電恢復后，K1和K2合閘，經(jīng)延時后K4分閘。

變壓器和柴油發(fā)電機容量校驗：因倉庫項目消防水泵容量較大，為了避免在火災(zāi)發(fā)生時，消防水泵出現(xiàn)不能正常啟動的情況，變壓器和柴油發(fā)電機容量需進行校驗。仍以無錫一物流倉庫項目為例，消火栓泵容量為132KW，一用一備；噴淋泵容量為160KW，二用一備；一個防火分區(qū)的消防風機27KW。因為應(yīng)急照明等負荷容量較小，校驗計算忽略不計[4]。

2.1 消防水泵啟動和運行工況

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014第11.0.3要求：消防水泵應(yīng)確保從接到啟泵信號到水泵正常運轉(zhuǎn)的自動啟動時間不應(yīng)大于2min；第11.0.15要求：當工頻啟動消防水泵時， 從接通電路到水泵達到額定轉(zhuǎn)速的時間不宜大于表11.0.15的規(guī)定值。在以上啟泵工況下，按最大一臺并最后啟動的消防泵電動機校驗發(fā)電機及變壓器容量。

2.2 發(fā)電機容量校驗：

（1）根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施：電氣》第4.2.2.4條（P48頁）：按最大一臺電動機啟動條件校驗發(fā)電機的容量，即：Pe≥K·P1+P

式中Pe—柴油發(fā)電機額定功率（KW）；

K—發(fā)電機組供電負荷中最大一臺電動機的最小啟動倍數(shù)（見表2.1）；

P1—最大一臺電動機額定功率（KW）；

P—在最大一臺電動機啟動之前，發(fā)電機已帶的負荷（KW）。

表2發(fā)電機組供電負荷中最大一臺電動機的最小啟動倍數(shù)（K）

校驗過程：

本項目P1=160KW；P=132（1臺消火栓泵）+1x160（1臺噴淋泵）+27（1個防火分區(qū)消防風機）=319KW，按表4.2.2，發(fā)電機母線允許電壓降為15%，K取2.3。

Pe≥K·P1+P=2.3x160+319≥687KW。

（2）根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第66頁公式2-8：

按發(fā)電機母線允許壓降計算發(fā)電機容量：

式中—按母線允許壓降計算的發(fā)電機視在功率，KVA；

—發(fā)電機母線允許電壓降，一般??；

—發(fā)電機瞬態(tài)電抗，一般??；

—導致發(fā)電機最大電壓降的電動機的最大啟動容量，KVA。

另

式中L—星三角啟動倍數(shù)；

P—電動機容量，KW；

—功率因數(shù)；

—電動機效率。

校驗過程：本項目最大一臺噴淋泵容量為160KW，采用星三角降壓啟動，電動機星三角啟動電流倍數(shù)為2.3，電動機的功率因數(shù)為0.85，電動機效率為0.92。經(jīng)計算：一臺160KW的噴淋泵起泵時，發(fā)電機容量為320KW?？紤]最后一臺噴淋泵啟動時，1臺132KW消火栓泵、1臺160KW噴淋泵及一個防火分區(qū)的消防風機27KW正常運行，所以發(fā)電機容量應(yīng)為639KW。

綜合以上兩種校驗結(jié)果得出結(jié)論：本項目選用1臺810KW柴油發(fā)電機組滿足校驗要求。

（3）變壓器容量校驗：按照滿足消防泵起動要求，參照發(fā)電機的選定容量折合變壓器容量應(yīng)大于900KVA，本項目選用1000KVA變壓器滿足校驗要求。

3 照明控制

因倉庫防火分區(qū)場地大，一般情況下，燈具布置在貨架走道上方；在貨架布置沒有確定的情況下，燈具按12m柱距布置兩列。倉庫燈具控制不能參照民用建筑燈具控制做法，需結(jié)合業(yè)主需求和實際使用確定合理經(jīng)濟的控制方式。根據(jù)已經(jīng)竣工的倉庫項目，筆者總結(jié)倉庫照明控制有以下幾種方式：

（1）交流接觸器控制：在照明配電箱設(shè)置照明總斷路器，在照明總斷路器后面設(shè)置交流接觸器，照明配電箱上設(shè)置接觸器控制按鈕，實現(xiàn)分區(qū)分組手動控制照明燈具的目的。

（2）智能照明控制：在照明配電箱每個照明配電出線回路設(shè)置智能繼電器RY，RY具有手拔功能，可對各個照明回路進行手拔開關(guān)控制，或是根據(jù)已設(shè)控制模式控制燈具回路。

（3）人體感應(yīng)控制：在倉庫燈具附近安裝高位運動傳感器，在感應(yīng)范圍內(nèi)感應(yīng)有人存在可自動點亮燈具。

總結(jié)：在實際的設(shè)計過程中，設(shè)計者可根據(jù)具體倉庫項目及租戶具體需求采用多種照明控制方式。

4 防雷接地

倉庫防雷接地設(shè)計與民用建筑存在很大的差異。一般情況下，民用建筑需在屋面另外敷設(shè)接閃帶，基礎(chǔ)接地網(wǎng)則利用基礎(chǔ)及梁內(nèi)鋼筋。而倉庫項目利用金屬屋面作為接閃器，利用鋼柱作為防雷引下線，利用鋼梁或鋼檁條作為屋面防雷網(wǎng)格[5]。簡而言之，倉庫項目不需要另外在屋頂敷設(shè)接閃器及防雷網(wǎng)格，需要注明的是，參照防雷與接地安裝圖集99D501-1第2-38頁，屋面與檁條，檁條與鋼柱之間采用螺栓連接可以滿足防雷要求，防雷驗收時需要加以說明。

另需要提及的是，倉庫項目的變電房一般設(shè)置在倉庫外，倉庫進戶總配電箱的浪涌保護器（SPD）應(yīng)為Ⅰ級試驗型（此條為強條）。

5 火災(zāi)報警系統(tǒng)

倉庫的消防控制室一般設(shè)置在門衛(wèi)與監(jiān)控室合用，倉庫采用集中報警系統(tǒng)[6]。與民用項目相比，倉庫火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計有以下幾點特殊性：

（1）由于倉庫環(huán)境噪音大，設(shè)置消防廣播時，需滿足《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第6.6.1.3條規(guī)定：在環(huán)境噪聲大于60dB的場所設(shè)置的揚聲器，在其播放范圍內(nèi)最遠點的播放聲壓級應(yīng)高于背景噪聲15dB。基于此條要求，建議選擇5W的消防廣播，廣播間距可在滿足規(guī)范的基礎(chǔ)上適當減小。

（2）倉庫的防火分區(qū)的排煙風機數(shù)量較多且功能相同，在設(shè)計風機的手動控制時，手動控制線分區(qū)控制排煙風機，即一組手動控制線控制多臺排煙風機，建議一個防火分區(qū)設(shè)置兩組手動控制線。另關(guān)于一組手動控制線的根數(shù)選擇一直存在較大差異，筆者認為手動控制線作為在火災(zāi)時啟動消防設(shè)備的應(yīng)急措施，實現(xiàn)最基本的啟動、停止即可，所以選擇兩根就可滿足使用要求，另外也減少室外線路及工程造價。

（3）火災(zāi)探測器的選擇：由于倉庫的高度一般大于12米，傳統(tǒng)的點型火災(zāi)探測器不能在倉庫使用。倉庫項目可根據(jù)規(guī)范要求選擇管路采樣式吸氣感煙火災(zāi)探測器或線型光束感煙探測器。由于上海消防局滬消【2006】303號文件《上海市大型物流倉庫消防設(shè)計若干規(guī)定》第4.6條規(guī)定倉庫應(yīng)設(shè)置空氣采樣煙霧報警等早期火災(zāi)報警系統(tǒng)，所以上海倉庫選用空氣采樣式感煙火災(zāi)探測器，除上海外的倉庫項目可根據(jù)租戶需求選用空氣采樣式感煙火災(zāi)探測器或線型光束感煙探測器。

倉庫項目還應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防電源監(jiān)控系統(tǒng)和防火門監(jiān)控系統(tǒng)[7]。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和消防電源監(jiān)控系統(tǒng)相輔相成，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控低壓配電柜非消防配電出線回路，而消防電源監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控主干消防設(shè)備電氣回路，各自分工，確保整個配電系統(tǒng)安全可靠運行[8]。倉庫的疏散防火門多為常閉防火門，所以防火門監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控常閉防火門的開、閉狀態(tài)。

6 結(jié)語

根據(jù)物流倉庫的特點，重點介紹了物流倉庫供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計，防雷接地的注意事項。在安全可靠的前提下，實現(xiàn)了倉庫電氣設(shè)計技術(shù)先進和經(jīng)濟合理的設(shè)計理念。為同類倉庫設(shè)計提供了參考。

參考文獻：

[1]公安部沈陽消防研究所.火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50116-2013[M].北京：中國計劃出版社.

[2]中國中元國際工程公司.建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-2010.北京：中國計劃出版社.

[3]公安部天津消防研究所，公安部四川消防研究所.建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2014[M].北京：中國計劃出版社.

[4]中國機械工業(yè)聯(lián)合會總編.供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50052-2009[M].北京：中國計劃出版社

[5]中國建筑設(shè)計科學研究院.建筑照明設(shè)計標準GB50034-2004[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[6]中國建筑東北設(shè)計研究院.民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJ16-2008[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[7]中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊[M].第三版.北京：中國電力出版社.

[8]中國建筑標準設(shè)計研究院. 全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施：電氣[M].2009版.北京：中國計劃出版社.