一種靈活的倉庫照明方案探討

韓愚拙， 傅衛(wèi)東， 張 琪， 徐寬帝

(中衡設(shè)計集團股份有限公司，蘇州 215021)

0 引言

倉庫由于其結(jié)構(gòu)及功能比較單一，在照明設(shè)計時往往不受重視，常規(guī)的倉庫照明僅以滿足照度要求為設(shè)計目標(biāo)，在控制上通常草率地處理成箱面或就地開關(guān)控制，而倉庫的人員進出時間并不固定，這就造成實際使用時，倉庫照明呈常明狀態(tài)，造成較大的電能浪費。同時，伴隨企業(yè)的發(fā)展，倉儲區(qū)的功能及貨架布置會面臨調(diào)整，傳統(tǒng)的設(shè)計通常不加以考慮，在貨架布置發(fā)生調(diào)整后需要對燈具及管線進行大量的改造，給使用者帶來不便。本文中的案例通過DALI照明系統(tǒng)及靈活的配線布置，在日常使用時實現(xiàn)分時、分區(qū)、感應(yīng)控制，同時為后期可能出現(xiàn)的貨架布置調(diào)整保留一定的靈活性。

1 項目概述

本工程位于某世界五百強企業(yè)的輪胎工廠內(nèi)，是兩座成品倉庫，一座12 000m2，另一座8 000m2。兩座倉庫照明設(shè)計需要做到控制靈活，節(jié)能環(huán)保且能應(yīng)對可能出現(xiàn)的貨架調(diào)整。

1#成品倉庫及2#成品倉庫的功能一致，現(xiàn)僅以1#倉庫為例，倉庫在南側(cè)兩個防火分區(qū)內(nèi)配置打包分揀區(qū)，照度要求為300lx，其余區(qū)域為倉儲區(qū)，應(yīng)業(yè)主要求，照度為200lx。

2 照明方案比較

2.1 方案一

由于本次設(shè)計的倉庫屬于該廠區(qū)的三期工程，在一、二期工程內(nèi)亦建造有類似的成品倉庫，因此在設(shè)計最初時提出了方案一：沿用已建倉庫的照明燈具LED支架燈(燈具功率70W，系統(tǒng)輸出 7 600lm)，保留線槽燈的安裝形式。基于“控制靈活，節(jié)能環(huán)保”的要求，考慮采用感應(yīng)控制。又由于本倉庫為高架倉庫，燈具的擬安裝高度大約為9.5m，普通燈具旁安裝的紅外感應(yīng)探測器是無法滿足控制要求的，因此，方案一選用了聲光感應(yīng)探頭(這樣設(shè)計是基于與業(yè)主溝通時得知，該成品倉庫的使用場景主要是叉車作業(yè)，因此可以利用叉車?yán)茸鳛闊艟唛_啟的信號)。而基于“能應(yīng)對可能出現(xiàn)的貨架調(diào)整”的設(shè)計要求，考慮按照全面積的平均照度進行設(shè)計，這樣無論最終貨架是如何布置的，通道部分仍然能保持應(yīng)有的照度。截取方案一中一個防火分區(qū)燈具布置平面，如圖1所示。

圖1 方案一燈具布置圖

然而，方案一的弊端在于聲光感應(yīng)探頭精度低，整體照明方案控制精度降低，且仍然需要人工操作作為燈具開啟的觸發(fā)條件，雖然全區(qū)平均照度200lx便于今后貨架的調(diào)整，但是位于貨架上方的燈具其實是無效的輸出，不利于能源的節(jié)約。

2.2 方案二

方案一的最大短板在于探測器無法滿足智能化的控制，針對這一問題，經(jīng)過市場調(diào)研和與業(yè)主的討論后，筆者設(shè)計了基于DALI系統(tǒng)的方案二。DALI系統(tǒng)(Digital Addressable Lighting Interface，DALI)即數(shù)字可尋址照明接口，是一個數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，定義了照明電器與系統(tǒng)設(shè)備控制器之間的數(shù)字通信方式，支持開放式系統(tǒng)，其最大特點是單個燈具具有獨立地址，可通過DALI系統(tǒng)對單燈或燈組進行精確的調(diào)光控制，對同一強電回路或不同回路上的單個或多個燈具進行獨立尋址，從而實現(xiàn)單獨控制和任意分組。

方案二選用了一款支持DALI協(xié)議的高天棚移動感應(yīng)探測器，其探測半徑為1.5倍的安裝高度，而探測高度能超過12m。燈具依然沿用已建倉庫的照明燈具LED支架燈(燈具功率70W，系統(tǒng)輸出 7 600lm)，保留線槽燈的安裝形式，只是需要將照明燈具的電源模塊改為帶DALI接口的型號。方案二照明系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2 方案二照明系統(tǒng)拓?fù)鋱D

截取其中一個防火分區(qū)燈具和感應(yīng)探頭布置平面如圖3所示。燈具開關(guān)由高天棚的感應(yīng)探頭觸發(fā)，由于DALI協(xié)議的存在，得到觸發(fā)信號后開啟燈具的分組情況可以由后臺軟件自由組合，精確到每一個燈具。

圖3 方案二燈具布置及控制分區(qū)圖

方案二在智能化和靈活性上已經(jīng)能滿足要求了，但其最大弊端在于為了實現(xiàn)整個倉庫平均照度一致，燈具數(shù)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于日常所需，對于日常的運維及燈具檢修不利，初次投資的成本也會大幅增加。對于燈具數(shù)量過多的弊端，方案一和二是一致的，而由于控制系統(tǒng)及光源電源的不同，方案二比方案一的成本還會有大幅增加，經(jīng)筆者測算，僅燈具及其控制系統(tǒng)的造價而言，方案二較方案一就會增加大約70%的造價。

2.3 方案三

鑒于方案二的弊端，筆者開始從源頭上考慮照明方案的調(diào)整。之前的方案為了與已有廠區(qū)保持一致，選用了支架燈和線槽安裝，而當(dāng)貨架布置發(fā)生調(diào)整時，線槽燈很難整排一起調(diào)整，這就導(dǎo)致了需要按全區(qū)域平均照度去設(shè)計以彌補靈活性的不足。且針對高架倉庫，其實有配光曲線更合適的高天棚燈可以選用。于是方案三選用LED高天棚燈(光源功率160W，系統(tǒng)輸出20 000lm)，燈具同樣配支持DALI協(xié)議的電源，在燈頭接線盒處預(yù)留3m電纜，這樣在面對貨架調(diào)整時，由成品卡口固定在檁條上的高天棚燈比線槽燈更具調(diào)整的靈活性。在感應(yīng)探頭的選擇上，進一步選擇帶有日光感應(yīng)功能的高天棚探頭，截取其中一個防火分區(qū)燈具和感應(yīng)探頭布置平面如圖4所示。

圖4 方案三燈具布置及控制分區(qū)圖

方案三已經(jīng)基本實現(xiàn)了設(shè)計之初的目標(biāo)，由于方案三燈具形式已能應(yīng)對后期貨架變化，考慮初投資因素后，筆者進一步提出：在貨架區(qū)域的燈具暫不安裝到位，僅將電纜及控制線及其導(dǎo)管敷設(shè)到位，預(yù)留線盒及額外的3m電纜。

3 基于DIAlux的仿真驗證

DIALux是一款主流的燈光照明設(shè)計軟件，支持各家燈具廠家的設(shè)備選型，只需要獲得標(biāo)準(zhǔn)格式的IES文件，即可在仿真模型中調(diào)用該燈具，實際仿真效果理想。

根據(jù)前文所述，在DIAlux中建立本項目方案三的模型，其中一個防火分區(qū)的模型的3D視圖如圖5所示。建立模型后DIAlux軟件可以逐點計算各個區(qū)域的照度，并生成報表，根據(jù)計算結(jié)果，本項目倉庫通道區(qū)平均照度260lx。

通過仿真結(jié)果可知，方案三滿足了既定的設(shè)計目標(biāo)，照度標(biāo)準(zhǔn)及功率密度值如表1所示。

圖5 方案三仿真模型

表1

由表1可知，在功率密度不超國標(biāo)的情況下，初始照度適當(dāng)提高，驗證了之前的分析。

4 結(jié)束語