淺談學校教學樓電氣設計

劉小唯

（機械工業第三設計研究院，重慶 400039）

住宅小區的蓬勃發展，帶動了學校建設。為方便學生就近入學，政府加大了對教育的投入，新建學校如雨后春筍般不斷涌現。學校的主要建筑之一是教學樓，其電氣設計有一定的特殊性。教學樓電氣設計及教室燈具布置的合理化，是節約能源的重要途徑。本文僅對學校教學樓的電氣設計做探討，提出比較實用合理、低耗經濟的教學樓電氣設計，與同行共同商榷。

圖1 節約能耗的供電方式

圖2 既節約能耗又節約投資的供電方式

1 負荷等級

無論是高等院校，還是中小學校，均是人員密集。考慮到疏散方便，學校教學樓一般為多層建筑，其負荷分類為三級負荷；但教學樓主要通道照明用電、應急、疏散照明為二級負荷；高等院校教學樓內的重要實驗室、智能化系統用電設備按一級負荷考慮；但一般中小學教學樓內的實驗室用電設備按三級級負荷考慮。

2 供電電源

設計時應根據不同的負荷等級，采用不同的供電方式。對于教學樓的三級負荷采用單電源供電即可。對于教學樓的二級負荷，其主要通道照明用電采用雙電源（或回路）供電；而應急、疏散照明，可采用單電源加燈具自帶蓄電池供電，也可采用并雙電源（或回路）供電；對于教學樓的一級負荷采用雙電源供電。

目前學校教學樓均使用空調調節空氣，為保證在春秋季節變壓器也能工作在經濟負荷區，應對照明和空調分別供電。供電方式如圖1、圖2所示。簡述如下:

（1）圖1是一種節約能耗的供電方式。在春秋氣溫適宜之季，可以切除變壓器B2，減少變損，節約能耗，具有長期的經濟效應；且空調供電回路與照明供電線回路分開，便于空調使用的集中管理。但由于空調配電箱與照明配電箱的分別設置，會增加配電箱和斷路器的數量，即初期投資較大。

（2）圖2是一種既節約能耗又節約投資的供電方式。在春秋氣溫適宜之季，可以切除變壓器B2，減少變損，節約能耗，具有長期的經濟效應；而且由于空調與照明共回路，可以省去部分斷路器，減少初期投資。由于空調與照明共回路，不便于空調使用的集中管理。如果有可以加門鎖的空調插座，就可以解決空調使用的集中管理。在冬夏之季使用空調時，投入B2，兩變壓器是并列運行，設計時，應注意變壓器并列運行條件及其它元件電氣參數的選擇。

3 負荷計算

目前學校教學樓教室均采用空調制熱、制冷，且計算機使用越來越多，所以其負荷計算指標按100W/m2，需要系數取0.7～0.8。如果不采用空調制冷，采用吊扇進行空氣調節，其負荷計算指標可按70W/m2，需要系數取0.6～0.8。此負荷指標應用在四川外語學院新校區、重慶第二十四中學校、魯能小學等設計中，完全滿足使用要求。

4 配電方式

學校教學樓電價計費只有一個價，其計量表可設在學校低壓配電室。對于三級負荷，配電方式采用放射式加樹干式；對于一、二級負荷，均采用放射式配電。配電方式如附圖1所示。簡述如下:

（1）低壓配電室設有一臺以上變壓器時，為在用電低峰時降低變損，并便于空調的集中管理，教學樓可分別設置總照明配電箱及總空調配電箱，其電源進線分別引自不同的變壓器低壓母線段上。

（2）為降低成本，各教室照明配電箱采用樹干式配電。每樓層設置一個樓層照明配電箱，其出線回路N1、N2....NN分別供每層走道兩邊的教室，各教室照明配電箱分別就近T接于N1、N2....NN干線。每個教室設置一個教室照明配電箱，供教室照明及一般插座，插座均帶剩余電流動作保護器（以避免電擊傷亡）。各教室分別設置照明配電箱，最大的優點是本教室配電出現故障，不會影響其它教室的正常使用，可減小故障范圍。

（3）各教室空調配電箱也采用樹干式配電。每樓層設置一個樓層空調配電箱，其出線回路N1、N2....NN分別供走道兩邊的教室，各教室空調配電箱分別就近T接于N1、N2....NN。每個教室設置一個教室空調配電箱，供教室空調插座，除壁掛式空調插座，柜式空調插座均帶剩余電流動作保護器（以避免電擊傷亡）。

（4）為避免其它用電故障造成教室大面積停電，影響課教，各層飲水機由各樓層照明配電箱放射式單獨供電；各層辦公室、實驗室等其它負荷也由各樓層照明配電箱放射式單獨供電。

（5）教學樓電梯為三級負荷，按電氣設計規范由低壓配電室專用回路單獨向電梯控制箱供電。重要實驗室采用雙電源供電，以免停電造成更大的損失。附圖1所示的實驗室為一般實驗室，所以按三級負荷，采用單電源供電。

（6）由于教學樓人員密集，教學樓的走道照明及樓梯間照明按二級負荷供電。對走道照明及樓梯間照明設置公共照明配電箱，其供電電源由兩路市電或一路市電加一路自備發電供電。市電可引自低壓配電室專用回路，也可引自本教學樓的總照明配電箱出線回路。走道及樓梯間除設置一般照明外，還應按消防規范設置應急照明及疏散指示照明，大面積教室(面積＞150m2，容納人數超過100人），室內也應設置應急、疏散照明。為保持應急、疏散照明連續供電性，所有應急、疏散照明燈具應自帶蓄電池。

（7）樓梯間照明就地設置聲光開關控制開關；走道照明除就地設置開關控制外，還通過將公共照明配電箱安裝于值班室來實現集中控制，各層走道照明應分成兩路或更多進行配電，以達到上課時能關掉部分燈具，節約能源。

（8）教學樓內設置通知上下課使用的電鈴（或廣播）。電鈴（或廣播）設置在每層樓梯間附近，走道上兩個電鈴間距離不超過5個教室。音體教室內應單獨設置電鈴。電鈴均集中在值班室控制。

（9）如果學校只有一臺（或一臺以上）變壓器，也可將照明和空調負荷均納入總配電箱，每樓層設置一個樓層配電箱，每個教室設置一個教室配電箱，如附圖2所示。這種配電方式是一種即節能又省錢的配電方式。如果能按圖2的方式解決好空調的集中管理，將是一種比較完美的配電方式。

4 普通教室強電電氣設備布置

教學樓內主要教學教室有普通教室及多功能階梯教室，普通教室電氣設備布置如圖3所示。簡述如下:

圖3 普通教室電氣設備布置

（1）按《建筑照明設計規范》普通教室課桌面0.75m水平面上的照度不低于300lx，照明均勻度不應低于0.7。燈具宜采用可提高照度均勻度、減少光幕反射的蝠翼式配光直管熒光燈具，垂直黑板吊裝，與課桌垂直距離不小于1.7m。為使教室的水平照度有一定的均勻度，燈具安裝縱向最大距高比為1.3，橫向最大距高比為1.5。

（2）在黑板上方設置專用黑板燈，以消除對教師的直接眩光和對學生的反射眩光。黑板燈的安裝，可以吸壁安裝，見圖4，也可以吸頂安裝，見圖5，其安裝高度見表1。

圖4 黑板燈吸壁安裝

圖5 黑板燈吸頂安裝

表1 學校黑板燈具布置參照表

（3）吊扇可根據甲方要求進行設置，以滿足電力不足或空調回路故障時的臨時性通風要求。

（4）照明配電箱宜暗裝在門上方0.1m處的內墻或外墻上；空調配電箱宜靠近某一空調插座，暗裝于距地1.8m的側墻上。

（5）普通插座應沿四周側墻，距地0.5m暗裝。柜式空調插座應靠近空調，距地0.5m墻上暗裝。壁式空調插座應靠近空調，距地1.8m墻上暗裝。

（6）教室照明開關應暗裝于進門右手邊，距地1.4m的側墻上，且應依次沿平行外窗方向順序控制；開關沿平行外窗方向順序控制，白天光線充足時，可關掉靠窗照明，以節約用電；黑板照明開關應暗裝于黑板旁，距地1.4m側墻上。

（7）對于多功能階梯教室，考慮其有投影、幻燈、多媒體等多種教學方式，照明燈具可采用吸頂布置加局部投光照明。照明控制方式應根據燈具布置方式分別控制，以滿足各種教學使用要求。

（8）對于實驗室，一般照明照度標準值為300lx。除采用吊裝熒光燈具做一般照明外，還應在實驗臺上設置實驗用的局部照明和局部插座，實驗桌面上照明照度標準值應為300lx。實驗室內實驗臺上的設備用局部插座均應帶剩余電流動作保護器。

5 線路敷設

除在電纜井和吊頂里敷設外，教學樓內其余所有強電線路均宜暗敷，以達到美觀、整齊的效果。線纜走向應避免迂回，減少損耗。

6 弱電

學校教學樓內弱電設計主要有語音、數據及廣播。

（1）語音、數據采用具有開放性、靈活性、可擴展性的綜合布線系統，如圖6所示。

在教學樓一層及各樓層設置語音、數據配線架。在各普通教室、多功能階梯教室、教師辦公室、實驗室等設置語音、數據插座，距地0.5m墻上暗裝，以滿足信息化社會不斷發展的要求。語音、數據電纜放射式至各房間語音插座或數據插座。

（2）在教學樓一層及各樓層設置電視分配器，在各學生教室、多功能階梯教室、教師辦公室設置電視插座，距地0.5m墻上暗裝，以滿足網絡技術發展需求。電視系統采用串聯分支型式，其V1、V2……VN分別供每層走道兩邊的教室。如圖7所示。

圖6 語音數據布線

圖7 電視系統采用串聯分支型布線

（3）為快捷直接地傳達重要信息，學校教學樓宜設置廣播用揚聲器。揚聲器安裝在各學生教室、多功能階梯教室、教師辦公室、實驗室及各層走道的頂棚上，其控制開關宜在學校廣播室集中設置，并根據需要分路或集中廣播。

（4）除在電纜井和吊頂里敷設外，教學樓內其余所有弱電氣線路均宜暗敷，以達到美觀、整齊的效果。

[1]住房和城鄉建設部工程質量安全監管司，中國建筑標準設計研究院.全國民用建筑工程設計技術措施:電氣[S].北京:中國計劃出版社，2009.

[2]中華人民共和國建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50034-2004建筑照明設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社，2004.

[3]中華人民共和國建設部.JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范[S].中國建筑工業出版社，2008.