Centrum dystrybucji sieci ATB (АТБ): wyprowadzenie magazynów z szarej strefy

ATB to sieć sklepów spożywczych obecna na ukraińskim rynku od 1993 roku.  Dysponuje własnym systemem logistycznym, wykorzystującym regionalne centra dystrybucyjne. 

Dla nowego centrum dystrybucyjnego w miejscowości Wasyszczewe, w pobliżu Charkowa, stworzyliśmy kompleksowe, energooszczędne rozwiązanie w zakresie oświetlenia i dystrybucji energii elektrycznej, które zapewniło komfort i podniosło wydajność pracy.

 Cel projektu

Naszym zadaniem było zaprojektowanie i zbudowanie systemu efektywnej dystrybucji energii elektrycznej oraz oświetlenia.  Bazowaliśmy na ogólnych wymaganiach sieci ATB dotyczących niezawodności systemów inżynieryjnych oraz na własnych zasadach tworzenia efektywnych systemów elektrycznych.

Przed rozpoczęciem projektowania dokładnie przeanalizowaliśmy proces technologiczny centrum dystrybucyjnego, nawiązaliśmy dialog z organizacjami współpracującymi, wstępnie uzgodniliśmy zasady budowy wszystkich sieci inżynieryjnych i w ten sposób stworzyliśmy koncepcję zasilania elektrycznego i oświetlenia.  Nasze podejście do efektywności sieci inżynieryjnych uwzględniało następujące kluczowe elementy:

• Całkowity koszt wszystkich systemów na etapie budowy: koszt sprzętu, czas i koszt jego montażu.
• Całkowity koszt eksploatacji: koszty energii elektrycznej, bieżącej konserwacji i napraw.
• Wpływ na bezpieczeństwo i wydajność pracy podczas eksploatacji technologicznej. 

W efekcie powstało centrum dystrybucyjne nowej klasy inżynieryjnej i estetycznej.  W projekcie zastosowano bardziej efektywne rozwiązania w porównaniu do powszechnie stosowanych w branży:

• całkowity koszt inwestycji był o 25–30% niższy niż średnie wskaźniki w branży, przeliczone na 1 m²; 
• czas budowy systemów elektrycznych i oświetleniowych skrócił się prawie o połowę;
• niezawodność inżynieryjna rozwiązań znacznie wzrosła;
• jakość systemów poprawiła się, m.in. dzięki zastosowaniu materiałów i komponentów wyłącznie europejskich i północnoamerykańskich marek.  

Już na etapie przedprojektowym zapewniliśmy praktycznie bezszwową współpracę uczestników procesu inżynieryjnego budowy. 

Projektowanie oświetlenia

Nasi specjaliści przeanalizowali światowe doświadczenia w tworzeniu scen oświetleniowych w centrach logistycznych, uwzględniając jednocześnie specyficzne doświadczenia zamawiającego w eksploatacji centrów dystrybucyjnych. 

Przygotowując się do projektowania oświetlenia, braliśmy pod uwagę sugestie pracowników i kadry zarządzającej, ponieważ ignorowanie wpływu światła na stan emocjonalny, koncentrację i uwagę często prowadzi do negatywnych skutków, takich jak rotacja kadr, zwiększona liczba błędów operacyjnych, a nawet wypadki.

Mając to na uwadze, stworzyliśmy schemat oświetleniowy, który nie tylko technicznie spełniał normy dotyczące poziomu oświetlenia, ale także zwiększał bezpieczeństwo i produktywność pracy.  Strefy z różnymi procesami technologicznymi zostały wyposażone w różne typy opraw, systemy optyczne i różne moce, aby dostosować poziomy oświetlenia, równomierność oraz oddawanie barw do wymagań technologicznych.

Projektowanie elektrotechniczne

Czerpiąc z doświadczeń eksploatacji podobnych centrów dystrybucyjnych, uwzględniliśmy wiele szczegółów, od rozmieszczenia tras kablowych i opraw oświetleniowych po zapobieganie powstawaniu kondensatu w urządzeniach elektrycznych znajdujących się w strefach chłodniczych kompleksu.  Dodatkowo, nasza koncepcja dystrybucji energii elektrycznej obejmowała przygotowanie specyfikacji technicznej dla firmy odpowiedzialnej za produkcję stacji transformatorowej.

Do projektowania i budowy centrum dystrybucyjnego zastosowaliśmy podejście „synchronizacji procesów”.  Kluczowe zasady budowy systemów zostały ustalone na samym początku, a główne projektowanie elektryczne odbywało się równolegle z budową.  Pozwoliło to skrócić całkowity czas realizacji prac co najmniej o połowę i jednocześnie uzyskać dokumentację projektową zgodną z faktycznym stanem obiektu.  Takie podejście, na przykład, stosowane jest przy budowie fabryk Tesla Gigafactory.

Stacja transformatorowa

Kompleksy logistyczne tej klasy posiadają dwa niezależne źródła zasilania.  Istnieją dwa podstawowe typy organizacji przełączania obciążenia między nimi.  Praca z jedną linią jako główną i przełączanie na linię zapasową lub jednoczesne obciążenie obu linii.  Wybraliśmy rozwiązanie równoczesnej pracy obu transformatorów z obciążeniem na poziomie 50% mocy oraz podziałem części niskonapięciowej stacji na dwie części.  W przypadku utraty napięcia na jednej z linii zasilania, zastosowany zostaje automatyczny system przełączania rezerwowego i redystrybucji – druga linia zostaje obciążona w 100%.

Jednoczesna praca kompleksu z dwóch linii zasilania jest znacznie bardziej niezawodna, ponieważ linie te nie pracują na pełną moc. Żywotność takich transformatorów jest dłuższa, a czas przełączania w przypadku utraty zasilania jest minimalny.

Zasilanie awaryjne

Obiekty tego typu zawsze wymagają gwarantowanego zasilania, najczęściej realizowanego za pomocą generatorów diesla.  W przypadku utraty napięcia na obu liniach zasilania, system elektryczny musi zapewnić nieprzerwane funkcjonowanie cyklu technologicznego.

Po przeanalizowaniu scenariuszy wykorzystania systemów inżynieryjnych podłączonych do zasilania gwarantowanego doszliśmy do wniosku, że bardziej efektywne jest zastosowanie dwóch zsynchronizowanych generatorów diesla zamiast jednego.  W momencie konieczności użycia zasilania awaryjnego oba generatory uruchamiają się jednocześnie, jednak cała moc zostaje skierowana na pierwszy, a drugi działa na minimalnym obciążeniu.  Takie rozwiązanie zwiększyło niezawodność systemu i znacznie zmniejszyło zużycie paliwa.

Podczas tworzenia automatycznego systemu przełączania na zasilanie rezerwowe (ATS) dla generatorów diesla uwzględniliśmy, że nie wszystkie systemy wymagają gwarantowanego zasilania, a czas przełączania na zasilanie rezerwowe nie jest krytyczny dla wielu systemów.  Dlatego podzieliliśmy różne systemy na sześć niezależnych urządzeń ATS: sprzęt wentylacyjny, chłodniczy, stacje ładowania, oświetlenie awaryjne, sprzęt serwerowy i komputerowy, pompy przeciwpożarowe. Dodatkowo skonfigurowaliśmy kolejność przełączania w taki sposób, aby uruchamianie systemów nie odbywało się jednocześnie i nie przeciążało generatora diesla.  

Rezygnacja z jednego centralnego ATS na rzecz sześciu niezależnych urządzeń znacząco zwiększyła niezawodność systemu i jego łatwość konserwacji.

Produkcję urządzeń rozdzielczych;

Oprócz ogólnych wymagań dotyczących niezawodności i zgodności z normami przeciwpożarowymi nasi inżynierowie musieli zaprojektować system urządzeń rozdzielczych oraz ATS dla generatorów diesla w taki sposób, aby zmieścić go w pomieszczeniu rozdzielni o powierzchni 13 m².  W pobliżu konieczne było również zainstalowanie systemów rezerwowych akumulatorów dla oświetlenia awaryjnego.

To było niemal niewykonalne zadanie, ale udało nam się je zrealizować.

Centralny system oświetlenia awaryjnego

Obowiązkowym elementem systemu oświetleniowego budynków jest oświetlenie awaryjne.  Najczęściej realizuje się je za pomocą akumulatorów umieszczonych wewnątrz opraw oświetleniowych lub dodatkowych, odrębnych opraw.  Zastosowanie dużej liczby akumulatorów jest kosztowne zarówno na etapie budowy, jak i późniejszej konserwacji.  Wymagają wymiany co 2-3 lata.  

Zrezygnowaliśmy całkowicie z akumulatorów wbudowanych w oprawy oświetlenia awaryjnego i stworzyliśmy scentralizowany system akumulatorowy.  Zapewniał on nieprzerwane zasilanie w czasie przełączania na generator diesla.  Dodatkowo do centralnego akumulatora podłączyliśmy BMS (systemy rozdziału i sieci komputerowe). 

Dzięki temu zwiększyliśmy niezawodność systemu i znacznie obniżyliśmy koszty budowy, eliminując konieczność wyposażenia opraw w ponad 500 akumulatorów.  Koszt oświetlenia awaryjnego został zredukowany o około połowę. 

System kanalizacji kablowej

Zrozumieliśmy, że duża liczba zmian w sieciach inżynieryjnych i komunikacyjnych może prowadzić do pojawienia się dodatkowych potrzeb i wymagań zamawiającego, które wymagałyby układania nowych tras kablowych.  Przewidując to, zespół projektowo-inżynieryjny zmienił podejście do budowy systemu kanalizacji kablowej.  Na odcinku od rozdzielni do głównej studni rozdzielczej zainstalowaliśmy tunel kablowy o szerokości 1,5 m i wysokości 1,8 m.

Stworzenie równomiernego oświetlenia na całej przestrzeni również było wyzwaniem, ponieważ odległość między obwodem a fasadą budynku wynosiła 100 m.  W tym obszarze nie mogliśmy zainstalować słupów oświetleniowych, ponieważ mogłyby zostać łatwo uszkodzone i stanowić zagrożenie dla kierowców.  Dlatego do oświetlenia zewnętrznego wybraliśmy oprawy ze specjalistyczną optyką, która zapewniła wymagane poziomy oświetlenia.

Prace elektroinstalacyjne

Charakterystyczną cechą prac elektroinstalacyjnych w kompleksach logistycznych jest wykonywanie znacznej liczby operacji na dużych wysokościach z użyciem urządzeń podnośnikowych.  Znacznie zwiększa to koszty i czas realizacji projektu, dlatego szukaliśmy możliwości optymalizacji i redukcji takich operacji.

Wyposażenie regałowe w centrum logistycznym ATB miało wysokość do 12 m, a oprawy w wysokiej strefie były montowane na wysokości 14,75 m.  Tradycyjnie w takich przypadkach stosuje się oprawy typu HIGH-BAY, a między regałami układa się koryta kablowe z przewodami, przy czym każda oprawa jest podłączana oddzielnie przez skrzynki rozdzielcze. 

Po przeanalizowaniu zasadności stosowania tego modelu zauważyliśmy jego wady:

• Jeśli w przestrzeni między regałami jednocześnie pracuje kilka urządzeń podnośnikowych, na dużych wysokościach tworzą się cienie, które są niebezpieczne podczas wykonywania operacji technologicznych. 
• Ten model nie zapewnia wystarczająco równomiernego oświetlenia na różnych wysokościach i odległościach od opraw.  Takie różnice przy długich zmianach roboczych powodują znaczne zmęczenie pracowników. 
• Na etapie montażu standardowe podejście wymaga dużej liczby operacji i czasu: jedna linia między regałami (a było ich ponad 40) była instalowana przez tydzień.

Dzięki solidnemu doświadczeniu inżynieryjnemu i własnym możliwościom w zakresie projektowania i produkcji urządzeń oświetleniowych zmodyfikowaliśmy jedną z naszych linii opraw oświetleniowych, co pozwoliło całkowicie zrezygnować z układania tras kablowych w korytach między regałami.  Opracowaliśmy szybkomontażową, ciągłą linię opraw oświetleniowych, która spełnia wymogi dotyczące stopnia ochrony IP wymagane dla pomieszczeń magazynowych.  Dzięki temu czas montażu został skrócony od 7 do 10 razy, a ilość materiałów potrzebnych do prac montażowych została zmniejszona niemal o połowę.  W sumie oszczędności w kompleksie wyniosły kilka milionów hrywien. 

Produkcję opraw oświetleniowych;

W celu realizacji założeń projektowych stworzyliśmy specjalnie zmodyfikowaną liniową oprawę oświetleniową NL Sires W.  Oprawa ta wyposażona jest w wąskokątowy system optyczny, zamknięty przezroczystym szkłem, sześcioprzewodową instalację wewnętrzną umożliwiającą grupowanie opraw w trybach 25%, 50%, 75% i 100%.  System oświetlenia ma oddzielne linie zasilania, grupy oświetlenia awaryjnego oraz stopień ochrony IP65. 

Oprawy te szybko montuje się w ciągłej linii za pomocą przygotowanych mechanicznych i elektrycznych złączy.  Niezależnie od wysokości ich instalacji — czy to 1,5 m, czy 14 m — pionowe oświetlenie powierzchni jest bardzo równomierne. W całej wysokości regałów wynosi ono od 350 do 500 lx, co z punktu widzenia efektywności procesów roboczych i długotrwałej koncentracji jest optymalnym poziomem oświetlenia.

Konstrukcja zmodyfikowanej oprawy pozwala na przeprowadzenie napraw bez wyłączania linii.  Można po prostu odłączyć optyczną część oprawy od specjalnego uchwytu i przeprowadzić szybkie i proste prace naprawcze. 

Dzięki tym oprawom uzyskaliśmy jasne magazyny, o poziomie oświetlenia porównywalnym z pomieszczeniami biurowymi.  Przy tym zużycie energii elektrycznej nie wzrosło, pozostając na poziomie podobnym do opraw HIGH-BAY. 

Współpraca 

Pracowaliśmy nad projektem aż do końcowego etapu przez około 6–7 miesięcy, chociaż zazwyczaj wymaga to 14–20 miesięcy.  Tak szybka realizacja była możliwa dzięki zastosowaniu podejścia „synchronizacji procesów” oraz temu, że samodzielnie współpracowaliśmy z organizacjami odpowiedzialnymi za montaż pokrewnych sieci inżynieryjnych, takich jak wodociągi i kanalizacja, ogrzewanie, klimatyzacja, wentylacja itd. 

Dzięki wymienionym rozwiązaniom zmniejszyliśmy liczbę poprawek, przeróbek i potencjalnych niezgodności, które często napotykają wykonawcy.

Nasze kompleksowe energooszczędne rozwiązanie w zakresie oświetlenia i dystrybucji energii pozwoliło skrócić terminy budowy, zapewniło jakość i niezawodność działania sieci inżynieryjnych, zwiększyło wydajność pracy pracowników oraz zaoszczędziło zamawiającemu kilka milionów hrywien.