冷链物流中冷库建筑电气设计研究

冷链物流中冷库建筑电气设计研究

侯超峰 ,袁俊刚

机械工业第六设计研究院有限公司  河南郑州   450007

摘要：冷库作为冷链物流运营的重要基础设施之一，不同于一般的仓库建筑，对冷库电气设计而言，使用对象特殊、设备多而集中、工艺及安全防护要求高、对供电的可靠性要求高。本文结合自身设计实践及国家相关规范要求，浅谈对冷库电气设计特点的体会。

关键词：冷链物流、冷库、制冷、电气、照明、火灾报警

1、引言

冷链物流（Cold Chain Logistics）一般指冷藏冷冻类食品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量，减少食品损耗的一项系统工程。它是随着科学技术的进步、制冷技术的发展而建立起来的，是以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程。

冷库作为冷链物流运营的重要基础设施之一，不同于一般的仓库建筑，对冷库电气设计而言，使用对象特殊、设备多而集中、工艺及安全防护要求高、对供电的可靠性要求高。结合自身设计实践及国家相关规范要求，浅谈对冷库电气设计特点的认识。

2、供配电系统

（1）变配电所位置的设置

冷库变配电所的位置设置在靠近负荷中心的位置。由于主要大型设备集中在制冷机房，因此变配电所的位置宜设置在制冷机房旁边，紧邻制冷机房控制室。特别是氨制冷机房，可通过控制室与变配电所隔开。对于氟制冷系统，根据工艺的要求，有可能大型机组分散设置在楼层或者冷库不同区域，变配电所可根据大型机组的分布选择设置在靠近负荷中心位置。

（2）负荷等级的确定

根据《冷库设计标准》（GB50072-2021），中断供电会在经济上造成较大损失的冷库应按二级负荷供电，中断供电不会在经济上造成较大损失的冷库可按三级负荷供电。国家储备冷库应按二级负荷供电。国家储备冷库的负荷等级是针对制冷系统用电设备确定的，其他冷库的负荷等级是针对制冷系统保温运行用电设备确定的。物流作业的用电设备，库房照明用电，安全防范系统、通信系统和计算机管理系统等用电负荷等级的分类应根据不同冷库的具体需求确定。

消防、安防、通讯、计算机网络用电按二级负荷，维修插座、普通风机等为三级负荷。

（3）动力配电系统

动力配电系统主要是压缩机组、循环泵、蒸发式冷凝器和冷风机等制冷设备配电，还有库房的配套系统如防排烟系统、送排风系统、电梯等配电。

冷库负荷计算宜按需要系数法确定计算负荷，总电力负荷的需要系数不宜低于0.55。

由于冷间属于低温、潮湿场所，电气设备易受潮损坏，且低温环境下检修困难，因此冷间内的动力及照明配电、控制设备宜布置在冷间外的通风干燥场所。当布置在控温穿堂、控温月台等潮湿处时，要采取防潮、防水措施。

在氨制冷机房门口外侧便于操作的位置，设置切断制冷系统电源的紧急控制装置，并设置警示标识。

制冷机房装有事故排风装置。当制冷系统发生事故而被切断电源时，应能保证事故排风装置的可靠供电。

冷库由于其结构形式和保温需求的特殊性，设备安装以明装为主，这样不会破坏冷库特别是冷间的围护结构，有利于保温也便于维护。冷风机的急停按钮或开关应设置在冷间外。

（4）照明系统

冷库按一般件仓库，根据《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）的要求，冷间照度值不超过100lx，穿堂照度值不超过100lx。冷间、穿堂的灯具防护等级不低于IP65。

氨制冷机房正常照明可按正常环境设计，照明方式宜为一般照明，设计照度不应低于150 lx。氨制冷机房的应急照明应按爆炸性气体环境进行设计。

冷间内使用的照明灯具应具有较高显色性、能快速点亮、光效高、寿命长，优先选用环保、节能型灯具，LED灯具是冷库照明比较理想的灯具，可满足以上要求。

冷间内照明灯具的布置要根据吊顶式空气冷却器和顶排管的布置进行调整，在冷间内通道处要重点布灯，在货位内均匀布置。建筑面积大于100m2的冷间内，照明灯具分成数路单独控制，照明配电箱设置在冷间外，各照明支路设信号灯。冷间内照明支路宜采用AC220V单相配电，照明灯具的金属外壳应接PE线，各照明支路应设置剩余电流保护装置。

冷库一般划分为丙类仓库，消防应急照明和疏散指示系统的设置应满足《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）的要求。由于低温对电池性能的影响，冷间和穿堂的应急灯具不采用单灯自带电池，一般设置集中电源，集中电源设置在常温环境。冷间内疏散指示灯要沿货架间的走道进行布置，闯堂内按照疏散走道进行布置疏散指示灯，疏散出口上方设置疏散出口灯，安全出口上方设置安全出口灯。

（5）火灾自动报警系统

火灾报警系统是否设置要根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）来确定，确定设置后再依据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）进行相应的火灾报警系统设计。如需设置火灾报警系统，一般采用集中报警系统，设置消防控制室和消防应急广播。

冷库内部由于温度过低，容易造成探测器结霜或故障，因此冷库内部不适合安装传统火灾探测器。冷间内可考虑采用吸气式火灾探测器。吸气式火灾探测器的工作原理是通过在防护空间布置空气采样管网，并在采样管网上打采样孔，通过采样孔把保护区的空气吸入探测器进行分析，从而进行火灾探测。

为避免和减少冷桥现象的发生，探测器应布置在冷间内。由于在低温、潮湿环境下，烟气在扩散时会较快速地冷却并沉降，为实现火灾初期快速准确探测报警的目的。

取样孔的间距设置在6m以内，这样取样孔保护面积在36m2以内，在有货架的冷库内部，且天花板高度超过12米以上16米以下时，需在6m～7m增设一层取样管路。

回风口取样可以有非常好的早期烟雾探测效果，高温的烟雾颗粒被环境温度降温后失去向上的热浮力，很容易就被空调产生的气流带到回风口。

（6）呼叫和测温系统

为防止人员被误关在冷间内，在冷间内门口附近设置呼唤按钮，呼唤信息传送到制冷机房控制室或有人值班的房间，冷间外设置呼唤信号显示。设有呼唤信号按钮的冷间，冷间门内上方设置常明灯。有专用疏散门的冷间，冷间内疏散门的上方设置常明灯。冷库冷间要设置测温系统，包含温度的测量、显示和记录装置。鉴于进出货物影响，温度波动大，测量不准确，冷间内用于测量室内空气温度的温度传感器要避开设在靠近门口处，还要避开设在空气冷却器或送风道出风口附近，一般设在靠近外墙处和冷间的中部。冻结间和冷却间内温度传感器设置在空气冷却器回风口一侧。

（7）线路敷设

冷库内固定安装的电气线路应采取穿管明敷；照明灯具应采用防潮型。禁止在可燃隔热层内直接敷线和将开关安装在库房内。冷间内线路敷设根据温度和制冷形式不同可采用直敷、穿管和穿桥架等多种敷设形式。尽量减少线路穿越保温层的穿越点，少破坏围护结构。月台穿堂等场所，如果除围护结构外没有设置专用冷库保温层，可采用局部暗敷设形式。穿越冷间保温层的电气线路必须相对集中，减少穿越点以降低冷损，且穿越处必须采取可靠的防火和防止产生冷桥的措施。采用桥架将线路引至冷间外引入点，穿越点处转为电缆保护套管直径不大于Φ25小套管保护，外墙墙体侧进行防火材料进行防火封堵，冷间内保温层侧进行防冷桥密封。

（8）防雷接地

按《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）,冷库通常情况按一般工业建筑物进行防雷计算，大部分均按第三类防雷建筑物设防。但是采用氨制冷的冷库，应按爆炸环境进行设计，按第二类防雷建筑物设防。

有变电所的冷库接地采用TN-S接地系统，无变电所的冷库接地采用TN-C-S接地系统，利用地梁或阀板等构件内的钢筋(两根不小于∅16或四根小于∅16不小于∅10)使有电气预埋件的基础内钢筋相互连接,作为接地极,并和防雷实行共用接地,要求接地电阻不大于1欧姆。利用柱内主筋、接地扁钢和专用接地线，使接地端子、设备外壳、配电箱(柜)外壳、外专业金属管道等与基础内钢筋连接,构成建筑物的保护接地网。

在进行冷库电气设计不能一概而论，我们要根据不同的功能和用途以及不同的制冷工艺的冷库进行更深入的思考和研究，以满足各方的需求。

参考文献：

[1]GB50072-2021.冷库设计标准[S].

[2]陈国雁.浅谈某冷链物流交易中心建筑电气设计[J].绿色环保建材, 2020.

[3]廖晰. 冷库电气设计探讨[J]. 建筑电气. 2017(4)