中小學(xué)建筑電氣設(shè)計思考及探討

陳鵬

隨著城市化的發(fā)展，一二線城市大量人口涌入，中小學(xué)生數(shù)量大量增長，大中城市中小學(xué)數(shù)量嚴(yán)重不足，師生和學(xué)生家長對學(xué)校的軟硬件設(shè)施也有著越來越高的要求，目前對中小學(xué)的要求主要有以下幾個趨勢：安全、健康、信息智能化。作為一名電氣設(shè)計人員，主持和參與了多所中小學(xué)的方案規(guī)劃及施工圖電氣設(shè)計，在工作實踐中對中小學(xué)電氣有一些經(jīng)驗總結(jié)和個人觀點進行分享。

一、供配電系統(tǒng)

校園電氣的總體設(shè)計要滿足現(xiàn)在使用未來發(fā)展的要求，根據(jù)學(xué)校的等級和類型，滿足校園內(nèi)不同類型建筑的使用要求。校園總供配電系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)校園內(nèi)各建筑的負(fù)荷等級、用電容量、管理模式、學(xué)校周邊電源情況等條件，合理確定供配電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、變電所的位置和容量、備用電源的形式。校園供配電系統(tǒng)宜簡單可靠，便于維護管理。

（一）負(fù)荷等級

中小學(xué)用電負(fù)荷等級方面，除了依據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》及《建筑設(shè)計防火規(guī)范》對教育建筑的普通用電負(fù)荷等級及消防用電負(fù)荷等級進行確定外，《教育建筑電氣設(shè)計規(guī)范》對教育建筑一些特殊場所的用電負(fù)荷等級也有明確的要求，我們在設(shè)計中需要注意的是：

1.教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、實驗樓、會堂等建筑的主要通道照明為二級負(fù)荷，主要是考慮上述場所人員比較密集，為保證學(xué)生安全。

2.學(xué)校食堂廚房的主要設(shè)備、冷庫、主要操作間及備餐間的照明定為二級負(fù)荷，主要是考慮避免學(xué)校生活秩序混亂。

（二）用電負(fù)荷計算

負(fù)荷計算是電氣設(shè)計的基礎(chǔ)，中小學(xué)用電負(fù)荷的計算在方案設(shè)計或可行性研究階段采用單位面積用電指標(biāo)法，對不同性質(zhì)和使用功能的建筑分別計算，單位面積用電指標(biāo)的選取要靈活運用，根據(jù)各地不同的氣候特點，對設(shè)有空調(diào)的建筑尤其是冬天需要空調(diào)采暖的建筑要充分考慮空調(diào)負(fù)荷。計算學(xué)?；蜃儔浩鞴╇娍傌?fù)荷時要考慮教學(xué)樓、宿舍、食堂、體育館的同時使用系數(shù)。下表是某初中可研階段的負(fù)荷計算表僅供參考：

（三）變電所設(shè)置

應(yīng)根據(jù)校園的供電距離，用電負(fù)荷的容量，合理確定變電所的位置和和數(shù)量。規(guī)模較小的學(xué)?？芍辉O(shè)一座變電所，規(guī)模較大的學(xué)?？稍O(shè)一個中心變電所和若干區(qū)域變電所或若干預(yù)裝式變電所。根據(jù)校園實際情況，變電所可設(shè)在地下車庫一層，也可獨立設(shè)置或附設(shè)在建筑內(nèi)外?？紤]電磁輻射及變電所噪音的影響，變電所不應(yīng)和教室及宿舍貼臨，并不宜設(shè)在人員密集場所。變電所內(nèi)變壓器宜采用干式節(jié)能變壓器，高低壓斷路器可采用真空斷路器，高低壓母線根據(jù)實際的高壓電源情況及變壓器數(shù)量可采用單母線或單母線分段的供電方式。

（四）自備電源

當(dāng)學(xué)校存在一級負(fù)荷特別重要負(fù)荷或從市電取得第二電源經(jīng)濟上不合算時，可采用自備電源，允許中斷供電時間超過15s的負(fù)荷，自備電源可采用快速自啟的柴油發(fā)電機組，允許中斷供電時間短的負(fù)荷，可采用蓄電池組作為自備電源。柴油發(fā)電機組可采用室外靜音型，并設(shè)置在遠(yuǎn)離教學(xué)、辦公及休息的校園區(qū)域。柴油發(fā)電機組的容量應(yīng)能同時滿足下列兩種情況下的負(fù)荷要求：1.正常情況下工作的非消防一、二級供電負(fù)荷及正常情況下仍需工作的消防負(fù)荷（消防電梯，疏散指示照明、消防控制室等）;2.火災(zāi)情況下的消防負(fù)荷及火災(zāi)情況下仍需工作的非消防一、二級供電負(fù)荷（電梯，排污泵、安防等）。

（五）低壓配電

為了便于管理及計量，各建筑的照明、空調(diào)、大型實驗設(shè)備宜分系統(tǒng)供電，可在各建筑設(shè)配電室，建筑各層設(shè)強弱電井。在配電室設(shè)照明、空調(diào)、消防等負(fù)荷總配電柜，在各層強電井設(shè)照明、空調(diào)、消防層配電箱，建筑內(nèi)的重要負(fù)荷或大容量負(fù)荷可由變電所或者配電室的總配電柜放射式直接供電。

教室、實驗室、宿舍宜設(shè)專用配電箱，照明和插座由專用配電箱不同回路供電，空調(diào)可由各層電井內(nèi)的空調(diào)配電箱配電，有利于對建筑的空調(diào)進行統(tǒng)一管理并進行用電計量;也可由教室、實驗室、宿舍的專用配電箱給空調(diào)供電，這種方式便于分區(qū)域?qū)τ秒娊y(tǒng)一管理和計量。

普通教室前后墻均應(yīng)預(yù)留不少于一組的兩孔及三孔插座，如普通教室預(yù)留多媒體教學(xué)設(shè)備，需增加插座數(shù)量，插座應(yīng)采用安全型，幼兒活動場所的插座安裝高度不低于1.8m。空調(diào)柜機宜采用-380V電源供電，有利于三相負(fù)荷平衡，可在空調(diào)柜機旁1.8米以上高度設(shè)空調(diào)配電箱對空調(diào)進行控制和保護。在設(shè)計過程中，有業(yè)主為避免柜機翻到對小學(xué)生造成傷害，要求在小學(xué)教室前后均設(shè)空調(diào)掛機，設(shè)計人員可根據(jù)業(yè)主要求進行設(shè)計。

語言教室、計算機教室、實驗室等場所課桌均應(yīng)設(shè)電源插座，課桌電源應(yīng)由上述場所的專用配電箱引專用回路供電。

二、電氣照明

校園的電氣照明直接關(guān)系到少年兒童的用眼健康和安全疏散等問題，教育建筑對照明設(shè)計的照度、色溫、統(tǒng)一眩光值、顯色指數(shù)、照度均勻度都有較高的要求，在電氣照明設(shè)計過程中應(yīng)根據(jù)各規(guī)范要求認(rèn)真對待。

（一）室內(nèi)外照明

教育建筑各教室、辦公室照明光源可采用三基色熒光燈或LED燈，走廊、衛(wèi)生間、樓梯間等部位可設(shè)置LED燈具，在設(shè)有吊頂?shù)膱鏊?，燈具可嵌入安裝，無吊頂?shù)膱鏊瑹艟呖晌敾驐U吊安裝。教室、實驗室禁止使用裸燈。風(fēng)雨操場、室內(nèi)體育館可以采用金鹵燈或大功率LED燈。

室外道路和廣場可采用路燈和庭院燈，運動場可采用高桿金鹵投光燈。室外不宜采用地?zé)艉筒萜簾?，主要是考慮地?zé)艉筒萜簾羧菀讚p壞，室外環(huán)境惡劣，容易漏電傷人。室外照明可由專用室外配電箱供電，路燈和庭院燈可根據(jù)時間和光感應(yīng)聯(lián)合自動控制，運動場照明根據(jù)學(xué)校需要可人工或自動控制。

（二）消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

如教育建筑設(shè)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)應(yīng)采用集中控制型，如教育建筑沒有設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)可采用非集中控制型。應(yīng)急照明和疏散指示燈具應(yīng)選用A型燈具（主電源和蓄電池電源額定工作電壓均不大于Dc36V），燈具的電源應(yīng)由主電源和蓄電池電源組成，蓄電池電源的供電方式分為集中電源供電方式和燈具自帶蓄電池供電方式。燈具的面板或燈罩不應(yīng)采用玻璃材質(zhì)。安裝在墻壁一米以下的疏散指示燈宜嵌入式安裝。消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)其他設(shè)計要求可參考《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進行設(shè)計。

三、校園信息系統(tǒng)

（一）廣播音響系統(tǒng)

校區(qū)設(shè)廣播室，廣播室設(shè)節(jié)目制作、功放及音控等全套設(shè)備，滿足背景音樂及節(jié)目播放?？刹扇》謪^(qū)廣播形式，按教學(xué)區(qū)、辦公區(qū)、體育運動和室外步行區(qū)域四部分加入分區(qū)選擇單元，以適應(yīng)不同區(qū)域音頻節(jié)目信號的不同要求。廣播室設(shè)全套定時打鈴設(shè)備，系統(tǒng)能最優(yōu)先插入上下課鈴聲信號。體育館及設(shè)置可獨立設(shè)置擴聲系統(tǒng)。在教學(xué)樓走廊及各教室設(shè)壁掛式（或嵌入式）揚聲器，教室揚聲器宜設(shè)調(diào)音開關(guān)。

（二）通信網(wǎng)絡(luò)及綜合布線系統(tǒng)

在校區(qū)設(shè)弱電中心機房，在各個單體建筑設(shè)電信間，弱電中心機房和電信間的面積應(yīng)可滿足多家通信公司通信機柜安裝及光纜接入要求。由弱電中心機房光纖適配器引室外光纜至各個建筑電信間光纖機柜，再由光纖機柜引六類線或光纖至各個房間信息點。

每個教室至少應(yīng)設(shè)兩個信息點，其中一個應(yīng)設(shè)在講臺處，如教室為多媒體教學(xué)，可增設(shè)信息點數(shù)量。辦公室根據(jù)辦公桌布置情況及未來辦公人數(shù)設(shè)置信息點，宜一人一個信息點。計算機教室宜每個課桌設(shè)一個信息點。

在實際施工圖設(shè)計過程中，應(yīng)確定好信息點及語音點的設(shè)置位置，預(yù)留好管線及弱電橋架，做好通信網(wǎng)絡(luò)的管線路由。

（三）電視系統(tǒng)

目前電視系統(tǒng)有兩種選擇方式：一、廣電系統(tǒng)的有線電視、二、網(wǎng)絡(luò)電視。設(shè)計人員可根據(jù)甲方要求，及當(dāng)?shù)貙嶋H情況選擇電視系統(tǒng)并進行相應(yīng)的設(shè)計。

（四）安防監(jiān)控系統(tǒng)

普通學(xué)校安全防范工程的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為基本型，可對學(xué)校出入口、主要道路交叉口、重要的建筑物旁、廣場、各建筑主要出入口、電梯廳、疏散通道、停車場、電梯轎箱等場所設(shè)攝像頭進行監(jiān)控。

保安監(jiān)控中心可設(shè)在學(xué)校消防控制室內(nèi)，以減少值班人員數(shù)量，可對各監(jiān)控區(qū)域進行實時監(jiān)控，對監(jiān)控信息和圖象進行記錄和儲存，系統(tǒng)具有故障自動檢測報警功能，可按時間段進行報警信息查詢打印。

在校園內(nèi)設(shè)離線式巡更系統(tǒng)，系統(tǒng)由巡更器、信息鈕、通訊座、軟件系統(tǒng)等部分組成，在每個需要巡更的地點安裝一個信息鈕，巡更時，保安人員將巡更棒靠近信息鈕，并且按下巡更棒上的采集信息按鈕，巡更棒便自動記錄巡更員編號、時間、地點等信息。可隨時下載巡更棒里的存儲信息到電腦里面，及時可以了解保安人員的巡更情況，并可供以后查詢。

在學(xué)校大門設(shè)出入口管理系統(tǒng)，分別對進出人員、車輛管理，校園出口設(shè)安全通道，學(xué)校師生可刷卡進入，杜絕未授權(quán)人員進入校園，保證師生安全。

（五）呼叫信號及信息顯示系統(tǒng)

在學(xué)校主入口和教學(xué)樓、辦公樓一層大廳設(shè)LED顯示屏，可用Pc進行控制，便于信息發(fā)布、播放通知等，系統(tǒng)主機可設(shè)于辦公樓總值班室或?qū)W校行政辦公室。

（六）多媒體視聽教學(xué)系統(tǒng)

多媒體視聽教學(xué)系統(tǒng)是以多媒體計算機作為核心設(shè)備，并配以各種信息展示與交互設(shè)備，利用信息化資源和設(shè)備開展教學(xué)活動。早期多媒體教學(xué)系統(tǒng)多采用投影儀和幕布作為顯示設(shè)備，近期隨著液晶面板價格的大幅走低，多采用大尺寸液晶電視作為多媒體視聽教學(xué)系統(tǒng)的顯示設(shè)備，液晶電視安裝在推拉黑板后的墻上，電氣設(shè)計時需在黑板下的墻上預(yù)留電源插座、信息插座、電視插座等，在講桌上預(yù)留多媒體計算機的電源插座及信息插座，并預(yù)留計算機至液晶顯示器的數(shù)據(jù)管線。

（七）火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》要求，在需要設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的的場所設(shè)置，可采用集中火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，在辦公樓或者綜合樓一層設(shè)置消防控制室，對全校區(qū)的火災(zāi)報警系統(tǒng)進行監(jiān)控，并對防排煙系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)進行連鎖控制。

在消防控制室設(shè)消防應(yīng)急廣播主機，和普通廣播共用廣播線路和揚聲器，緊急情況下廣播系統(tǒng)應(yīng)被強制切換到緊急廣播狀態(tài)。

中小學(xué)電氣設(shè)計就介紹到這里，本文僅對中小學(xué)建筑獨有的電氣設(shè)計特點進行總結(jié)和歸納，個人水平所限難免有疏漏和爭議之處，歡迎各位專家同行批評指正。