淺談中小學校的電氣設計

摘要：中小學校的建筑電氣設計，應滿足教學功能的要求，根據各地區氣候和地理差異、經濟技術的發展水平、各民族生活習慣及傳統等因素，因地制宜地進行設計。本文主要從供配電系統設計、照明系統設計、防雷接地保護及其他安全措施等方面探討中小學建筑電氣設計。

關鍵詞：中小學校；建筑；電氣；照明

隨著國家近幾年對教育事業投入比重逐年提高，尤其是對普通中小學的投資力度加大，近年來新建、改建、擴建的學校越來越多。為滿足學校所需要的更好的教學條件，使學生們在學校健康、快樂的學習成長，這對我們電氣設計人員提出了更高的要求。雖然學校的電氣設計并不復雜，但有其一定的特殊性。普通中小學校的設計一般包括教學樓、辦公樓、圖書館、宿舍樓、食堂、風雨操場等單體的設計，各單體樓同屬于學校，卻有各自的特點。設計時應遵循以人為本、科技創新與可持續發展的目標，滿足節能環保、節約投資的基本方針，降低運行成本的原則。現就學校的供配電系統、照明系統、防雷接地及其他安全措施作一些總結。

1、供配電系統設計

中小學校用電設備一般分為照明用電和動力用電（以三級負荷居多）應設總配電裝置和總電能計量裝置。總配電裝置的位置宜深入或接近負荷中心，且便于進出線，應保證基本的供電條件。配電裝置的安裝和構造設計應安全、牢固，應設有防止意外觸電的措施，并應維護方便。供電部門如若無法用低壓供電方式供電的學校建筑，應考慮設置變配電設施。有條件的學校可考慮設置箱變，但宜與綠化環境設計相結合并采取安全措施，或利用車庫地下室一部分作為變電所。供電設計方案應取得電業部門的認可和支持。

校園內各幢建筑的電源引入處應設置電源總切斷裝置和可靠的接地裝置，各樓層應分別設置電源切斷裝置，避免學校用電設施由于一棟樓跳閘或相序不平衡引起停電波及整個校園。

中小學校供電具有其自身特點，學校的寒暑兩個假期，正好避開了用電高峰，考慮到學校的特殊性，學校設計中宜將教學用房與非教學用房的配電線路劃分為不同支路控制。在實際設計中很多學校為了功能便利將教學用房與非教學用房建于同一棟建筑內，不同功能房間使用性質不同，使用的時間段也不同，為了節電和安全，應分路分別控制。教學用房的用電集中控制，上課時接通電源；下課時切斷電源；放假期間統一切斷電源。值班室或辦公室等非教學用房則需正常供電，以便于管理人員使用。依據維護管理和使用特點的不同，兩者應劃分為不同的支路進行控制，互不影響。學校中體量較大的建筑應預留配電系統的豎向貫通井道及配電設備位置，方便學校后期資金充足后擴大多媒體設備及相應智能化產品擴展應用。

2、照明系統設計

學校照明設計主要就是學校照明設計質量及安全性等方面，隨著我國在校生的視力問題愈發嚴重，使得學校照明成為學校電氣設計中的重要部分。筆者從多所學校調查中發現相當一部分學校教室內照明存在照度不夠、均勻度差，偏光嚴重等問題，部分由于后期管理未能及時維護，更多的是在設計之初存在偏差。

《中小學校設計規范》及《建筑照明設計規范》中規定，普通教室課桌面的照度標準值為300lx，對應照明功率密度不應大于9W/m2，部分設計人員為了一味追求照度水平，增加熒光燈具數量及功率，從而造成照明功率密度遠高于國家標準要求，不符合國家規范對于節能環保的設計要求。

教室照明光源宜采用顯色指數Ra大于80的細管徑稀土三基色熒光燈。對識別顏色有較高要求的教室（如美術教室等），為防止顏色失真，宜采用顯色指數Ra大于90的高顯色性光源；有條件的地區，教室可選用無眩光燈具。教室照明不應采用裸燈或盒式光帶形式，因為裸燈產生眩光，損害學生的視力健康。教室應采用高效率的燈具。開敞式熒光燈的效率不應低于75%；格柵式燈具效率不應低于60%。

另外黑板照明燈不應對教師產生直接眩光，還不應對學生產生反射眩光，因此黑板燈應選用具有向黑板方向投光的專用黑板燈具，其安裝高度與黑板間距可參照如表2。

目前，新建學校教室大多設置空調和吊扇，空調滿足酷暑降溫、寒冬采暖需求，吊扇則滿足夏初、夏末過渡季節的降溫需求。一般情況下，在教室學生區設置吊扇，而老師經常所在的講臺區設置吊扇是否得當需要認真分析。首先，講臺區不宜設置吊扇。講臺區上方裝有黑板燈，如果在講臺區上方裝設吊扇，吊扇直徑主要有1050 mm、1200 mm、1400 mm，則會出現以下問題：吊扇扇葉位于黑板燈之下影響光線照射，吊扇扇葉位于黑板燈之上則出現扇葉與黑板燈吊桿沖突現象。此外吊扇扇葉旋轉，將影響學生注意力，所以講臺區不宜設置吊扇。

中小學校普通教室內插座的設置按照《中小學校設計規范》中規定的要求設置，普通教室前后墻上設組合插座各一組（每組電源插座均應為220V二孔、三孔安全型插座），有視聽需要的教室預留投影儀、電動幕布、講臺的電源插座。投影機設置在教室中軸線1/3處，以與吊扇不相互干擾的位置為佳。為方便教師管理，講臺可控制投影機、電動幕布、電視的電源。其他專業功能教室的電氣設計，可視其教學的具體要求確定，需考慮設置專用配電線路（如動力插座、直流電源線路、交流電源線路、機械排風設施等），并應考慮可靠的接地措施。電源側應設置短路及過載保護措施的配電裝置。

3、防雷接地保護及其他安全措施

2007年中國氣象局、教育部發布了《關于加強學校防雷安全工作的緊急通知》，中小學校多為三至四層建筑物居多，如嚴格按照《建筑物防雷設計規范》規定，部分樓房防雷計算并未達到三類設防規定，鑒于學校設施在防雷安全保護中的特殊性，筆者建議學校中公用設施均應納入防雷保護，根據單體建筑預計雷擊次數計算作為依據，防雷設計可按照二類或三類防雷保護。

以三類防雷保護為例，學校建筑物宜采用裝設在建筑物上的接閃網、接閃帶或接閃桿，也可采用由接閃網、接閃帶和接閃桿混合組成的接閃器。接閃網、接閃帶應按規范規定沿屋角、屋脊、屋檐、檐角及女兒墻等易受雷擊的部位敷設，并應在整個屋面組成不大于20m20m或24m16m的網格（如為二類防雷保護，則不大于10mx10m或12mx8m的網格）；接閃器之間應互相連接。沿建筑物四周均勻對稱布置防雷引下線，其間距沿周長計算不應大于25m（如為二類防雷保護，則不應大于18m）。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線時，應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線的間距，專設引下線的平均間距不應大于25m（如為二類防雷保護，則不應大于18m）。另外應在每根引下線的距地面不低于0.5m處設接地體連接板，當采用埋于土壤中的人工接地體時，應設斷接卡，其上端應與連接板焊接，連接板處宜有明顯標志。防雷裝置的接地應與電氣和電子系統等接地共用接地裝置，并應與引入的金屬管線做等電位連接。外部防雷裝置的專設接地裝置宜圍繞建筑物散水以外的基礎槽邊敷設水平環形接地體。

學校建筑物宜優先利用建筑物基礎地圈梁中鋼筋綁扎焊接形成防雷接地環網，當不具備條件時，宜采用圓鋼、鋼管、角鋼或扁鋼等金屬體作人工接地極，接地極及其連接導體應熱鍍鋅，焊接處應涂防腐漆。在腐蝕性較強的土壤中，還應適當加大其截面或采取其他防腐措施。建筑物進線處設置總等電位連接端子箱，向電子系統供電的配電箱的保護地線（PE線）應就近與建筑物的等電位連接網絡做等電位連接。專業教室用房應考慮設置局部等電位端子箱，將實驗設備、操作臺及相關用電設備的外露金屬可導電部分與局部等電位端子箱可靠連接。

針對中小學校其他方面用電安全措施，設計時候應能夠嚴格遵照規范要求，設置相應的用電保護措施，如短路、過負荷、漏電等保護措施，另外樓梯間及走道內安裝的照明配電箱應加鎖控制，由校方專業人員操作，防止學生誤動引起的安全觸電措施；教室等公用場所安裝插座均應選用安全型插座，并應設置剩余電流動作保護裝置（RCD），教室內可考慮設置壁掛式風扇或吊扇（各類小學中，風扇葉片距地面安裝高度不應低于2.8m；各類中學中，風扇葉片距地面安裝高度不應低于3.0m；），且應帶防護網。另外學校應定期對相應的配電設施、配電線纜及防雷接閃帶、預埋件等設備進行安全檢查，防止由于損壞及失效等引起的其它安全隱患。

總之，中小學建筑電氣設計項目遍及全國，相關規范、標準對一些較大的問題和設計原則均制訂了要求，電氣設計工作者需要嚴格執行。

參考文獻

[1]王開余.中小學校的電氣設計探討[J].安徽建筑.2007（01）

[2]冉松.關于建筑電氣安裝技術探討[J].經營管理者.2010（01）

[3]林兆源.建筑電氣中照明設計節能問題初探[J].科技創新導報.2007（32）

[4]管悅.淺談室內空間中的照明設計[J].商業文化（學術版）.2009（04）

作者簡歷

張薇薇（1981），女，工程師，碩士研究生，現在主要從事高速公路建筑電氣工作。