汽车4S店电气设计解析

汪　卉

(北京墨臣工程咨询有限公司，北京 100031)



汽车4S店电气设计解析

0引言

随着汽车的普及，汽车4S店发展极为迅速，已经成为城市必不可少的一个元素。所谓汽车4S店就是一种以“四位一体”为核心的汽车特许经营模式店，包含整车销售(Sale)、零配件(Sparepart)、售后服务(Service)、信息反馈(Survey)等。由此可见，汽车4S店所承载的功能很强大，而且各个功能的设置都有非常专业的需求，对于电气专业来说，如何保障汽车4S店各项功能的正常运行是项目设计的关键环节。

本文以位于北京的某汽车4S店为例，集合多个品牌汽车4S店的共性与特性来解析项目的配电系统构架、照明及弱电的设计。

1汽车4S店工程概况分析

首先简单介绍一下汽车4S店的主要建筑构成，以北京某汽车4S店为例，总建筑面积8 050m2，首层南侧的汽车展厅为钢结构形式，面积为1 050m2，层高9.2m；办公区域分为两层，每层面积1 000m2，层高4.6m；汽车展厅与办公区域的北侧为维修大楼，分为两层，一层设置机修车间、洗车房、汽车美容室等，二层为钣金喷漆车间，每层2 500m2,层高6m，保证梁下净高4.7m；屋顶设置双层机械停车，用于存放新车或事故车辆，共计可存放150辆车。建筑布局的剖面图见图1，这是一个典型的汽车4S店的布局，各品牌汽车4S店的格局都大同小异。

图1　某汽车4S店剖面图

2负荷分级

通常变电所不设置在汽车4S店内，两至三个汽车4S店共用一个变电所，或根据项目的实际情况由就近变电所供电，故变电所的设置不在本文讨论范围之内。

根据JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》可知，本工程屋顶机械停车属于III类停车场，负荷等级为二级负荷；消防设备、应急照明及弱电机房为二级负荷；普通照明及其他电力负荷为三级负荷。

3维修车间的电气设计

汽车4S店电气设计的重点在于维修车间。维修车间分为机修车间和钣金喷漆车间。由于每个工位都需要用到各种移动设备或固定设备，所以每个工位均设置一个电源箱，此工位的所有用电设备均从工位电源箱配电。

3.1机修车间

机修车间主要有以下几种工位，以本工程为例，对工位的数量设置、设备需求及工位电气设计进行介绍与分析。

1)预检工位(3个)

通常待维修车辆先驶入预检工位，等待维修。该工位需要安装一个剪式举升机，便于底盘检修。

剪式举升机的参考功率为3kW/380V，自带一个操控台，电气管线预埋图见图2。工位电源箱系统图选用图10。

2)四轮定位(3个)

四轮定位是以车辆的四轮参数为依据，进行调整以确保可靠性。需要借助四轮定位仪和四轮定位专用四柱举升机加以配合。四轮定位仪是移动设备，参考功率为2.2kW/380V，四柱举升机的参考功率为3kW/380V，电气管线预埋图见图3，工位电源箱系统图选用图9。

3)制动测试平台(1个)

制动测试平台的设备安装在基础槽沟中并由操控台进行控制，参考功率为4kW/380V，电气管线预埋图见图4。工位电源箱系统图选用图9。

4)轮胎服务工位(1个)

轮胎服务工位需要轮胎动平衡机(0.37kW/220V)、轮胎拆胎机((2.2kW/1.5kW)/(220V/380V))、轮胎充气表、轮胎充气机(0.04kW/220V)等设备,这些设备无需基础预埋，设置一个工位电源箱即可，工位电源箱系统图选用图8。

图2　剪式举升机管线预埋示意图

图3　四柱举升机管线预埋示意图

5)机修工位(14个)

机修工位的举升机(3kW/380V)需要维修用双柱举升机或四柱举升机、组合绕线器固定设施，还需要使用电钻、测试仪等移动设备。组合绕线器(1kW/220V)根据使用频率及方便性可两工位共用一台。电气管线预埋图见图3或图5，工位电源箱系统图选用图9(不带组合绕线器)或图10(不带组合绕线器)。

6)洗车房(1个)

洗车房一般有冷热水洗车机(5.5kW/380V)、真空吸尘机(1.5kW/220V)等移动设备。洗车房为潮湿场所，需将电源箱设置在洗车房门外，电源箱系统图选用图8。

图4　制动测试平台管线预埋示意图

图5　双柱举升机管线预埋示意图

3.2钣金及喷漆车间

喷漆、烤漆设备在一个封闭的成套设备车间里，属于易爆和易发生火灾的危险环境，成套设备需采取严格的防爆措施。调漆房是具有爆炸危险性的场所，按照GB 50058-2014《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的要求，需给房间内的灯具及插座做防爆处理，同时还要设置事故排风机。干磨工位采用无尘干磨系统，且由于车间通风性较好，产生的粉尘量微小，故可划为非爆炸危险区域。

工位的功能、设备需求及配电要求介绍如下。

1)“地八卦”(2个)

“地八卦”全称“汽车钣金八卦整形校正设备”(3kW/380V)，自带一个操控台，电气管线预埋图见图6，工位电源箱系统图选用图11。

图6　“地八卦”管线预埋示意图

2)烤漆房(2个)

烤漆房是成套防爆型封闭设备间，通常一个烤漆房的设备功率为35～50kW，烤漆房外墙自带控制箱，在烤漆房设备的附近可专门放置一个配电箱，电源由总配电柜引出。电气管线预埋详见图7。

3)大梁校正(1个)

大梁校正工位无需基础预埋，参考功率为3kW/380V，由工位电源箱提供三相插座。工位电源箱系统图选用图8。

4)钣金工位(5个)

钣金工位需要的设备主要为铝车身修复介子机(0.4kW/220V)和多功能钣金修复机(10kVA/380V)，由工位电源箱提供三相工业连接器。工位电源箱系统图选用图8。

5)铝焊工位(2个)

铝焊机(10kVA/380V)由工位电源箱提供三相工业连接器。工位电源箱系统图选用图8。

6)干磨工位(6个)

干磨工位的设备主要有无尘干磨机(1.5kW/220V)、喷枪(0.75kW/220V)和辅助喷漆工具等，这些设备均为移动设备。工位电源箱系统图选用图8。

图7　烤漆房管线预埋示意图

图8　通用工位电源箱系统图

7)空气压缩机房(1个)

汽车4S店的机修车间中压缩空气管道供气系统是必备的设施，空气压缩机则放置在专门的空气压缩机房内，参考功率为15kW，专设一个配电箱供电，电源由层动力配电箱引出。

3.3工位配电平面及系统

通过上述介绍，已经了解到除了特殊配电需求外，在各工位都需要设置一个工位电源箱。为满足不同型号插座的需求，需设置专用电源箱，预检工位、四轮定位、制动测试平台、机修工位、“地八卦”等工位还要根据固定设备的需求，从电源箱增设专有回路为其配电。各工位电源箱系统图详见图8～11。

图9　带举升机/制动台的工位电源箱系统图

图10　机修工位电源箱系统图

图11　“地八卦”工位电源箱系统图

以局部机修车间为例，电气平面图见图12。

本层所有工位电源箱均由层动力总配电箱配电，在工位后方不影响维修设备高度的位置设置强电线槽，电源引至各工位电源箱。

4照明设计

4.1照明标准

汽车4S店展厅是对外展示的窗口，每个汽车品牌的4S店均有严格统一的装修标准，但通常都要求灯具布置均匀，这样灵活性较高，便于汽车位置的变换。主展台采用多种形式的全方位照明以突出重点展示的车辆。

由于GB 50034-2013《建筑照明设计标准》中没有汽车展厅的统一照明标准，每个品牌都根据自己的需求提出了照明标准，某品牌汽车展厅的照明标准见表1。

由表1可知，展厅的照明选择中性的色温，主展台3 000lx的照度相对于其他展区500～1 000lx的照度较为突出，顾客视觉易被主展区吸引。展厅的照明配电箱根据上述照度及照明形式的需求，要留有充足的容量及照明回路。

维修车间的很多工艺需要用肉眼来观察识别，与照明效果息息相关，所以维修车间的照度要求较高。维修车间照明标准见表2。

4.2光源选择

展厅属于高大空间，检修维护困难，且对于照明的质量要求比较高，根据照明标准，选择光源时，宜选用显色指数Ra>80、启动时间短、寿命长的灯具。

维修车间因举升机等对层高要求较高，工位净高一般都要求不低于4m，因此照明的质量要求也较高，需稳定可靠、防频闪。

图12　机修车间局部电气平面图

区域照度标准值/lx功率LPD/(W/m2)色温/KURGU0Ra靠外墙区域500～100020～403000220.680主展台300020～403000220.680背景灯光300-3500～4000220.680内部墙体500～100020～403500～4000220.680

将几种常见光源进行比较分析：

1)金属卤化物灯：光源的色温比较适宜，显色性、发光效率较高，寿命较长，且具有稳定的点燃及光电特性，宜用于高大空间，但关闭后无法立即再次点亮。

2)大功率LED灯：即发光二极管。利用半导体PN结芯片发光，有体积小、耗电小、发热小、寿命长、响应速度快、安全低电压、耐候性好、方向性好等优点，但由于光效与理论值相差甚远、光通量较小、成本较高、色温不稳定、光衰较严重、散热等方面因素的制约，目前还未普遍使用。

3)三基色T5荧光灯：具有良好的显色性、发光效率高、光衰小、启辉点燃寿命长、无频闪、空间环境适应能力强、稳定可靠、故障率低且光效与LED灯相接近等特点。

本工程展厅选择了金属卤化物灯作为主要照明，维修车间选择三基色T5荧光灯作为主要照明工具。

表2　维修车间照明标准

4.3照明控制

汽车4S店的展厅照明一般都为集中控制，但由于展厅一般没有调光需求，只是根据不同用途灯型进行简单的开关控制，所以很多汽车4S店只通过分回路集中设置普通的开关面板即可满足基本需求。

对于维修车间来说，除车道需要集中控制以外，车位根据维修需要分别控制会更为方便和节能，根据这一原则，在每个机修车位都单独设置了开关来控制本车位的照明需求。

根据照度及功率密度要求，对维修车间进行灯具布置设计时，光源选用双管三基色T5/28W荧光灯，采用线槽灯的形式。单个工位面积4.5m×7.5m，以某一个车位为例，照明布置见图13。

5负荷计算

根据单位面积功率法，该汽车4S店照明用电负荷计算见表3。

表3　照明用电负荷表

图13　工位照明平面图

本工程展厅和办公的空调采用风机盘管加新风的集中空调系统，室外机选用模块式风冷热泵机组。根据设备专业评估，按展厅用电负荷为80W/m2，办公区域用电负荷为40W/m2设计，得出空调室外机机组容量为180kW。维修车间的设备功率容量较大，但根据实际使用情况，得出较为适宜的需用系数是0.3。根据需用系数法，该汽车4S店动力设备用电负荷计算见表4。

6低压配电系统

通过负荷计算，并结合项目实际情况，低压配电方式采用放射式与树干式相结合的供电方式；容量较大的动力负荷或重要动力负荷采用放射式供电方式；照明配电和容量较小的负荷采用树干式供电方式。低压竖向配电系统图见图14。

表4　动力用电负荷表

图14　低压竖向配电系统图

7弱电、消防设计

本工程根据GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》的要求进行消防设计，采用集中报警系统，在首层设置一个消防控制室。

高端车的汽车4S店都通过视频监控系统和网络传输系统与汽车4S店的用户关系管理系统(CRM)紧密配合，组成新一代汽车4S店的“透明车间”系统，提升专属式一体化服务。

在办公区设置本店的IT机房，弱电系统的服务器设在本机房内。视频监控系统分为维修程序管理和安防监控两部分，合用一套系统，在IT机房统一管理。

在维修车间入口处安装高清摄像机，实时监控进入车辆，以便工作人员借助整个数据库系统实时查看车辆的维修状态信息。在每个维修工位上方安装摄像头，可以在用户休息区屏幕上显示维修状态。另外，每个维修工位安装3个信息端口，用于通讯与维修信息的传输与记录。

除此之外，展厅、办公区设置安防用监控摄像头，客户休息区设置有线电视、网络覆盖；办公区根据工位设置电话网络端口以满足工作人员及客户的需求。

8结束语

汽车4S店在工程设计中要与汽车品牌方、汽车运营方、建设方、精装设计方等多方进行沟通，不同的汽车4S店也会面临不同的情况，及时地解决问题，电气系统的安全性、功用性和经济性才能达到最佳效果。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.GB 50034-2013建筑照明设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2]北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册 [M]. 北京：中国电力出版社，2007.

[3]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册 [M]. 北京：中国电力出版社，2006.

[4]兵器工业第五设计研究院.工厂常用电气设备手册 [M].北京：中国电力出版社，2003.

Analysis of Electrical Design for Auto 4S Shop

Wang Hui

汪卉

(北京墨臣工程咨询有限公司，北京 100031)

摘要总结汽车4S店电气设计中需要注意的事项，提出供配电系统可靠性、经济性、合理性的设计；分析展厅、维修工位的特性，提出配电及照明解决方案；根据实际需求，设计合理的弱电及火灾自动报警系统。

关键词汽车4S店维修车间电源箱光源照度负荷等级低压配电系统视频监控

AbstractThe demanding issues in the Auto 4S shop electrical design are summed up.And the suggestions for a reliable, economical and rational design are described. Based on the characteristics analysis of the exhibition hall, maintenance station, the power distribution and lighting solutions are proposed. According to the actual demands, the reasonable solutions of the weak current system and automatic fire alarm system are provided.

Keywordsauto 4S shop, maintenance workshop, power box, light, illumination, load level, low-voltage distribution system, video surveillance