某大型物流仓储中心电气设计

随着我国经济的快速发展，各种大型物流仓库大量涌现，其建筑功能和运作模式与普通的仓库有很大不同，在火灾特性、消防设施的运用和管理上也有自身的特点，特别是在火灾时由于大空间，大体量，过火速度快，且储存的固体可燃物在不完全燃烧时产生有毒烟气较难通过门窗自然排放，因此，需要电气设计人员针对这些特点，采用先进合理的产品和系统来满足要求。笔者曾参与了某大型仓储中心的设计，现以此为例进行探讨交流。

某仓储中心位于上海，由办公辅助楼和4个单体库组成，以商品的进货、保管、流通、装卸、运输、配送并传递物流信息为主，每个单体库南北长均为116.20m，东西宽均为55.0m，共设3层，建筑总占地面积36387m2，建筑总面积101560m2。仓储中心储存丙类、丁类和戊类货物，建筑防火等级为二级，库房面积丙类控制在8000m2内（设喷淋装置和排烟风机）。东侧两组单体与西侧两组单体间隔44m，形成南北向厂区主要通道以及装卸货区，其中底层部分由10m宽厂区主干道以及两侧各17m底层库房的装卸货区组成，2层、3层部分通过装卸货平台衔接东侧2组与西侧2组库房。东西向通道将4个单体库分为南北两组，间距18.24m，包括10m宽主干道及两侧绿化带。

仓储中心用电设备为照明、登车桥、电动门、防火卷帘、消火泵、喷淋泵、排烟风机、应急照明及疏散照明、火灾自动报警、安防监控、弱电机房、空调及加工设备等，其中照明、登车桥、电动门、加工设备为三级用电负荷，其余为二级用电负荷。电气负荷计算采用需要系数法, 经负荷计算，采用2台1000kVA (10/0.4kV）变压器，变压器负荷率为72%。

该区域的供电电源为10kV，根据负荷性质，需二路10kV电源常供，采用电缆埋地引至配变电所，高压供电系统采用10kV单母线分段接线，不设母联开关。0.4kV低压配电系统采用单母线分段，母线设置母联开关，并设置无功功率因数自动补偿装置。正常情况下，母联开关处于短开位置，变压器分列运行，当有1台变压器故障退出运行时，另1台变压器承担所有的二级负荷的供电。两母线的进线开关与母线联络开关间设机械、电气联锁，仅允许其中2台开关同时闭合，以确保变压器不并列运行。

配变电所的设置需接近负荷中心，进出线方便，满足供电压降需求，考虑到南北向要进行装卸，配变电所设置选择在一单体库内靠近东西向通道处。配电系统见图1。

设备用电电源为～380V/220V，配电用电采用放射和树干相结合的方式，办公辅房楼内设有电气竖井，配电干线采用WDZA-YJY（交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套无卤低烟A级阻燃）型电力电缆沿电缆桥架敷设，其中引至消防设备的配电线路采用WDZAN-YJY（交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套无卤低烟A级阻燃、耐火）型电力电缆，电缆均采用阻燃型桥架敷设。照明、动力配电支线采用WDZC-BYJ（交联聚乙烯绝缘无卤低烟C级阻燃）型导线在金属线槽内或穿金属电线管在墙、楼板或吊顶内敷设。在此电缆规格的选择需满足GB50052—2009《供配电系统设计规范》5.0.4条规定。

照明、配电箱按防火分区设置，消防类泵、排烟风机、消防安保中心等消防设备及弱电机房的供电均设置双电源未端自动切换装置，消防设备配电装置设置明显的消防标志。对于消防设备自动转换开关（ATSE）应以PC为好，并采用四极开关，且额定电流不应小于回路计算电流的125%，且以自投不自复方式控制为宜。根据建筑物不同的使用要求，按建筑照明标准确定建筑物的照度，采用高效节能光源及灯具，区域按环境要求设置区域照明等设施。仓库部分以阻燃型金属卤化物灯具管吊式为主，其他部分以荧光灯具为主。变电所、消防泵房、消防安保中心、走道等场所设置应急照明。疏散走道及楼梯口设置疏散诱导照明。仓库部分照度为50lx～100lx。

火灾自动报警系统设计是电气设计的一个重点，由于仓储中心为大空间，大体量，内储存的为固体可燃物，并需装卸、运输、配送、储存，一旦发生火灾，大空间易于空气对流，过火速度快，与传统的仓库比，火灾危险性存在较大差异，且可燃物不完全燃烧时会产生大量有毒气体，且较难通过门窗自然排放，会对人员安全疏散和消防施救造成困难，大型物流仓库的火灾负载要远远大于一般仓库。

分析火灾的产生，可分为4个阶段： (1) 预燃阶段； (2) 可见烟雾燃烧阶段； (3) 火焰燃烧阶段； (4) 剧烈燃烧阶段。传统探测器（感温、感烟、红外光束感烟）一般都在火灾发展到后3个阶段时才发出报警，而这3个阶段时间都较短，约几秒钟到几分钟，所以即使发现火警也往往为时已晚，而空气采样式烟感火灾探测器却能在火灾的的预燃阶段（提前30min～120min）发出报警，从而赢得宝贵的时间。但在GB50016—2006《建筑设计防火规范》中没有针对大型物流仓库做特殊的要求，其他相关规范及措施中也未对此类建筑作特殊描述及要求，只有在上海消防局沪消[2006]303号《上海市大型物流仓库消防设计若干规定》中第1.1条和第4.6条规定大型物流仓库内应设置空气采样烟雾报警等早期火灾报警系统。因此, 根据本仓储中心的规模和各功能用途，采用空气采样式感烟火灾探测器、智能式感烟探测器、红外光束感烟探测器3种以上探测器组成综合探测火灾系统，并根据GB50016—2006《建筑设计防火规范》第11.2.3.2条设置漏电火灾报警系统。

该工程为火灾自动报警系统一级保护对象，采用集中报警系统，在门卫设一台集中火灾报警器，设置直接报警的直线电话，与城市消防报警网络联网，每一单体建筑物内设区域报警控制器。仓库的仓储区域采用采样式烟雾探测器，其配套用房采用智能式感烟探测器，主要通道以及装卸货区设置红外光束感烟探测器，在各防火分区设置声光报警器、手动报警按钮和消防电话插孔；在水泵房、配变电所及与其他消防联动控制有关的且常有人值班的房间内设消防专用电话，系统通过输入模块接入水流指示器、湿式报警阀、排烟阀等设备的信号，并通过控制模块相关设备进行控制，在消防控制室直接可启停消防泵、排烟风机，并显示运行和故障情况。在配变电所配电柜和各库房的配电箱内设剩余电流探头 (剩余电流互感器) 、温度探头（温度传感器）以检测配电箱（柜）内的剩余电流、箱（柜）内温度或电缆温度，并设声光信号报警、监控模块组成漏电火灾报警系统。

该系统由探测主机、显示报警模块、编程模块、管路扫描模块、四路进气管组成，探测器主机带不间断电源AC220V输入，DC24V输出。探测器主机内置有抽气泵将现场空气连续抽到探测器，探测器对空气样品中的烟雾浓度与一组预先标定的烟雾临界值进行比较，如果烟雾浓度超过临界值，则探测器启动报警。每台主机至少提供2段以上干接点，通过传统消防配置的输入接口模块，将干接点的信号挂接到传统的消防数据二总线上，通过对每一接口模块赋予地址码，由传统消防主机依次对其地址进行巡检。如果出现火情，空气采样设备预警信号通过输入模块传送至火灾报警主机。本工程中设置了二级火警报警和故障报警点共3个干接点。

空气采样式感烟火灾探测器主机本身具有RS485通讯端口，通过四芯屏蔽电缆可以方便地将一台以上空气采样式感烟火灾探测器主机联接成网络，2台设备之间最大距离可达1200m，整个网络只需1个管理机（PCLINK）就可对网络中所有设备进行设置，通过1台计算机实时管理、监控全部设备的运行情况。空气采样早期烟雾报警器与消防系统联接见图2。

采样管路材质为PVC或ABS，外径25mm，内径21mm。按照点型烟感探测器规范要求，安排采样管走向及采样孔的位置，采样管网与探测器的抽气泵连在一起，将空气经各采样点抽到探测器中，进行烟雾测定。探测器为四管路型，4根采样管总长度不超过400m，每根管的长度不应超过100m，每个探测器的保护面积不大于2 000m2。空气采样管安装见图3。

由于本项目是在2011年前的工程，因此按GB50057—94《建筑物防雷设计规范设计》（2000版），该工程按三类防雷建筑物设计。由于本工程采用钢结构屋面，在此需注意的是，由于仓库储存的是易燃物，，按GB50057—94《建筑物防雷设计规范设计》（2000版）第4.1.4条，需在钢屋面板上明敷热镀锌圆钢组成避雷网格。