一种灵活的仓库照明方案探讨

韩愚拙， 傅卫东， 张 琪， 徐宽帝

(中衡设计集团股份有限公司，苏州 215021)

0 引言

仓库由于其结构及功能比较单一，在照明设计时往往不受重视，常规的仓库照明仅以满足照度要求为设计目标，在控制上通常草率地处理成箱面或就地开关控制，而仓库的人员进出时间并不固定，这就造成实际使用时，仓库照明呈常明状态，造成较大的电能浪费。同时，伴随企业的发展，仓储区的功能及货架布置会面临调整，传统的设计通常不加以考虑，在货架布置发生调整后需要对灯具及管线进行大量的改造，给使用者带来不便。本文中的案例通过DALI照明系统及灵活的配线布置，在日常使用时实现分时、分区、感应控制，同时为后期可能出现的货架布置调整保留一定的灵活性。

1 项目概述

本工程位于某世界五百强企业的轮胎工厂内，是两座成品仓库，一座12 000m2，另一座8 000m2。两座仓库照明设计需要做到控制灵活，节能环保且能应对可能出现的货架调整。

1#成品仓库及2#成品仓库的功能一致，现仅以1#仓库为例，仓库在南侧两个防火分区内配置打包分拣区，照度要求为300lx，其余区域为仓储区，应业主要求，照度为200lx。

2 照明方案比较

2.1 方案一

由于本次设计的仓库属于该厂区的三期工程，在一、二期工程内亦建造有类似的成品仓库，因此在设计最初时提出了方案一：沿用已建仓库的照明灯具LED支架灯(灯具功率70W，系统输出 7 600lm)，保留线槽灯的安装形式。基于“控制灵活，节能环保”的要求，考虑采用感应控制。又由于本仓库为高架仓库，灯具的拟安装高度大约为9.5m，普通灯具旁安装的红外感应探测器是无法满足控制要求的，因此，方案一选用了声光感应探头(这样设计是基于与业主沟通时得知，该成品仓库的使用场景主要是叉车作业，因此可以利用叉车喇叭作为灯具开启的信号)。而基于“能应对可能出现的货架调整”的设计要求，考虑按照全面积的平均照度进行设计，这样无论最终货架是如何布置的，通道部分仍然能保持应有的照度。截取方案一中一个防火分区灯具布置平面，如图1所示。

图1 方案一灯具布置图

然而，方案一的弊端在于声光感应探头精度低，整体照明方案控制精度降低，且仍然需要人工操作作为灯具开启的触发条件，虽然全区平均照度200lx便于今后货架的调整，但是位于货架上方的灯具其实是无效的输出，不利于能源的节约。

2.2 方案二

方案一的最大短板在于探测器无法满足智能化的控制，针对这一问题，经过市场调研和与业主的讨论后，笔者设计了基于DALI系统的方案二。DALI系统(Digital Addressable Lighting Interface，DALI)即数字可寻址照明接口，是一个数据传输协议，定义了照明电器与系统设备控制器之间的数字通信方式，支持开放式系统，其最大特点是单个灯具具有独立地址，可通过DALI系统对单灯或灯组进行精确的调光控制，对同一强电回路或不同回路上的单个或多个灯具进行独立寻址，从而实现单独控制和任意分组。

方案二选用了一款支持DALI协议的高天棚移动感应探测器，其探测半径为1.5倍的安装高度，而探测高度能超过12m。灯具依然沿用已建仓库的照明灯具LED支架灯(灯具功率70W，系统输出 7 600lm)，保留线槽灯的安装形式，只是需要将照明灯具的电源模块改为带DALI接口的型号。方案二照明系统拓扑图如图2所示。

图2 方案二照明系统拓扑图

截取其中一个防火分区灯具和感应探头布置平面如图3所示。灯具开关由高天棚的感应探头触发，由于DALI协议的存在，得到触发信号后开启灯具的分组情况可以由后台软件自由组合，精确到每一个灯具。

图3 方案二灯具布置及控制分区图

方案二在智能化和灵活性上已经能满足要求了，但其最大弊端在于为了实现整个仓库平均照度一致，灯具数量将远远大于日常所需，对于日常的运维及灯具检修不利，初次投资的成本也会大幅增加。对于灯具数量过多的弊端，方案一和二是一致的，而由于控制系统及光源电源的不同，方案二比方案一的成本还会有大幅增加，经笔者测算，仅灯具及其控制系统的造价而言，方案二较方案一就会增加大约70%的造价。

2.3 方案三

鉴于方案二的弊端，笔者开始从源头上考虑照明方案的调整。之前的方案为了与已有厂区保持一致，选用了支架灯和线槽安装，而当货架布置发生调整时，线槽灯很难整排一起调整，这就导致了需要按全区域平均照度去设计以弥补灵活性的不足。且针对高架仓库，其实有配光曲线更合适的高天棚灯可以选用。于是方案三选用LED高天棚灯(光源功率160W，系统输出20 000lm)，灯具同样配支持DALI协议的电源，在灯头接线盒处预留3m电缆，这样在面对货架调整时，由成品卡口固定在檩条上的高天棚灯比线槽灯更具调整的灵活性。在感应探头的选择上，进一步选择带有日光感应功能的高天棚探头，截取其中一个防火分区灯具和感应探头布置平面如图4所示。

图4 方案三灯具布置及控制分区图

方案三已经基本实现了设计之初的目标，由于方案三灯具形式已能应对后期货架变化，考虑初投资因素后，笔者进一步提出：在货架区域的灯具暂不安装到位，仅将电缆及控制线及其导管敷设到位，预留线盒及额外的3m电缆。

3 基于DIAlux的仿真验证

DIALux是一款主流的灯光照明设计软件，支持各家灯具厂家的设备选型，只需要获得标准格式的IES文件，即可在仿真模型中调用该灯具，实际仿真效果理想。

根据前文所述，在DIAlux中建立本项目方案三的模型，其中一个防火分区的模型的3D视图如图5所示。建立模型后DIAlux软件可以逐点计算各个区域的照度，并生成报表，根据计算结果，本项目仓库通道区平均照度260lx。

通过仿真结果可知，方案三满足了既定的设计目标，照度标准及功率密度值如表1所示。

图5 方案三仿真模型

表1

由表1可知，在功率密度不超国标的情况下，初始照度适当提高，验证了之前的分析。

4 结束语