物流倉庫電氣設計要點

成粉強

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

關鍵詞：物流倉庫；供配電系統；照明控制；防雷接地；火災報警

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

1 概述

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

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

2 供配電系統

高壓供電方式選擇：因倉庫項目一般位于工業區，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電機供電方式[2]。

負荷分級：倉庫用電按功能區域分為倉庫和辦公區域。消防、安防、通訊、計算機網絡按二級負荷供電；辦公區空調，倉庫區約70%照明、維修用電插座、普通風機等負荷和業主要求的重要負荷為三級用電負荷。業主要求的重要負荷一般包括庫內辦公區照明、插座；倉庫內約30%照明、工業提升門、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，重要負荷由發電機作為備用電源繼續供電。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：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法，經負荷計算采用2臺1000KVA變壓器，變壓器負載率分別為78%和80%，另設1臺810KW柴油發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采用單母線分段運行方式，低壓設置母聯開關，并設置自動切換柜，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自動切換柜自動切換，由柴油發電機供電。需要注意的是，重要負荷和消防負荷不應同時使用。低壓配電系統接線圖見圖1：

低壓配電系統接線圖系統說明：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，經延時后K4分閘。

變壓器和柴油發電機容量校驗：因倉庫項目消防水泵容量較大，為了避免在火災發生時，消防水泵出現不能正常啟動的情況，變壓器和柴油發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；一個防火分區的消防風機27KW。因為應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技術規范》GB50974-2014第11.0.3要求：消防水泵應確保從接到啟泵信號到水泵正常運轉的自動啟動時間不應大于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速的時間不宜大于表11.0.15的規定值。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電機及變壓器容量。

2.2 發電機容量校驗：

（1）根據《全國民用建筑工程設計技術措施：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電機的容量，即：Pe≥K·P1+P

式中Pe—柴油發電機額定功率（KW）；

K—發電機組供電負荷中最大一臺電動機的最小啟動倍數（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，發電機已帶的負荷（KW）。

表2發電機組供電負荷中最大一臺電動機的最小啟動倍數（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個防火分區消防風機）=319KW，按表4.2.2，發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《工業與民用配電設計手冊》第66頁公式2-8：

按發電機母線允許壓降計算發電機容量：

式中—按母線允許壓降計算的發電機視在功率，KVA；

—發電機母線允許電壓降，一般取；

—發電機瞬態電抗，一般取；

—導致發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；

P—電動機容量，KW；

—功率因數；

—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為2.3，電動機的功率因數為0.85，電動機效率為0.92。經計算：一臺160KW的噴淋泵起泵時，發電機容量為320KW。考慮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的消防風機27KW正常運行，所以發電機容量應為639KW。

綜合以上兩種校驗結果得出結論：本項目選用1臺810KW柴油發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，參照發電機的選定容量折合變壓器容量應大于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，需結合業主需求和實際使用確定合理經濟的控制方式。根據已經竣工的倉庫項目，筆者總結倉庫照明控制有以下幾種方式：

（1）交流接觸器控制：在照明配電箱設置照明總斷路器，在照明總斷路器后面設置交流接觸器，照明配電箱上設置接觸器控制按鈕，實現分區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控制，或是根據已設控制模式控制燈具回路。

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

總結：在實際的設計過程中，設計者可根據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接閃帶，基礎接地網則利用基礎及梁內鋼筋。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格[5]。簡而言之，倉庫項目不需要另外在屋頂敷設接閃器及防雷網格，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置在倉庫外，倉庫進戶總配電箱的浪涌保護器（SPD）應為Ⅰ級試驗型（此條為強條）。

5 火災報警系統

倉庫的消防控制室一般設置在門衛與監控室合用，倉庫采用集中報警系統[6]。與民用項目相比，倉庫火災報警系統設計有以下幾點特殊性：

（1）由于倉庫環境噪音大，設置消防廣播時，需滿足《火災自動報警系統設計規范》第6.6.1.3條規定：在環境噪聲大于60dB的場所設置的揚聲器，在其播放范圍內最遠點的播放聲壓級應高于背景噪聲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范的基礎上適當減小。

（2）倉庫的防火分區的排煙風機數量較多且功能相同，在設計風機的手動控制時，手動控制線分區控制排煙風機，即一組手動控制線控制多臺排煙風機，建議一個防火分區設置兩組手動控制線。另關于一組手動控制線的根數選擇一直存在較大差異，筆者認為手動控制線作為在火災時啟動消防設備的應急措施，實現最基本的啟動、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）火災探測器的選擇：由于倉庫的高度一般大于12米，傳統的點型火災探測器不能在倉庫使用。倉庫項目可根據規范要求選擇管路采樣式吸氣感煙火災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計若干規定》第4.6條規定倉庫應設置空氣采樣煙霧報警等早期火災報警系統，所以上海倉庫選用空氣采樣式感煙火災探測器，除上海外的倉庫項目可根據租戶需求選用空氣采樣式感煙火災探測器或線型光束感煙探測器。

倉庫項目還應根據相關規范要求設置電氣火災監控系統、消防電源監控系統和防火門監控系統[7]。電氣火災監控系統和消防電源監控系統相輔相成，電氣火災監控系統主要監控低壓配電柜非消防配電出線回路，而消防電源監控系統主要監控主干消防設備電氣回路，各自分工，確保整個配電系統安全可靠運行[8]。倉庫的疏散防火門多為常閉防火門，所以防火門監控系統主要監控常閉防火門的開、閉狀態。

6 結語

根據物流倉庫的特點，重點介紹了物流倉庫供配電系統、照明系統及火災自動報警系統的設計，防雷接地的注意事項。在安全可靠的前提下，實現了倉庫電氣設計技術先進和經濟合理的設計理念。為同類倉庫設計提供了參考。

參考文獻：

[1]公安部沈陽消防研究所.火災自動報警系統設計規范GB50116-2013[M].北京：中國計劃出版社.

[2]中國中元國際工程公司.建筑物防雷設計規范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.建筑設計防火規范GB50016-2014[M].北京：中國計劃出版社.

[4]中國機械工業聯合會總編.供配電系統設計規范GB50052-2009[M].北京：中國計劃出版社

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

[6]中國建筑東北設計研究院.民用建筑電氣設計規范JGJ16-2008[M].北京：中國建筑工業出版社.

[7]中國航空工業規劃設計研究院.工業與民用配電設計手冊[M].第三版.北京：中國電力出版社.

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