淺談中小學電氣設計

苑海兵(北京市建筑設計研究院有限公司，北京 100045)

淺談中小學電氣設計

苑海兵
(北京市建筑設計研究院有限公司，北京 100045)

以新疆某小學為例，簡單介紹了中小學電氣設計的特點，重點闡述了中小學電氣設計的內容及部分重點區(qū)域的設計方法,以供同行設計人員參考。

中小學 電氣設計

0 引言

隨著政府對教育基礎設施的持續(xù)投入，我國的學校建設已漸趨良好、穩(wěn)定的勢態(tài)。相較于其他類型建筑的電氣系統(tǒng)，中小學建筑基于其使用特殊性，有其特有的設計特點。下面就筆者在某小學項目的電氣設計中遇到的問題談一下自己的體會。

1 項目簡介

本項目位于新疆和田市，小學和幼兒園各36個班。其中，小學占地面積為61 184m2，建筑面積為30 716m2，建筑主要功能為教學樓、綜合樓(含專業(yè)教室、行政辦公、報告廳及多功能廳)、體育館(含食堂及地下車庫)；幼兒園占地面積為23 055 m2，建筑面積為16 980 m2，建筑主要功能為教學樓、綜合樓(含專業(yè)教室、行政辦公、報告廳及多功能廳)、體育館(含食堂及地下車庫)。

2 電氣設計分析

2.1變配電系統(tǒng)

2.1.1 負荷分級

本項目為多層建筑,按照現(xiàn)行有關規(guī)范規(guī)定，消防負荷以及整個校區(qū)安防系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)等負荷，廚房主要設備用電，冷庫，主要操作間、備餐間照明，體育場館的主要通道照明，以及生活水泵、污水泵等按二級負荷供電；照明用電等按三級負荷供電。

2.1.2 變壓器選擇及變配電室設置

根據(jù)現(xiàn)行相關規(guī)范規(guī)定,在中小學校的電氣設計中，變壓器容量一般以20～30VA/m2作為標準，學校的變電所可以選用獨立式、附設式或箱式變壓器。但是，隨著時代的變遷，為了讓學校更具現(xiàn)代化，大多數(shù)學校會投入大量的現(xiàn)代化用電設備，所以在實際設計中，變壓器容量會適當放大。

本項目設置2臺容量為1 250kVA的變壓器，約為52VA/m2。考慮到本項目建立在新城區(qū)，受環(huán)境因素和學校建設規(guī)模限制，故將變電所設立在學校體育館的地下，以提高空間利用率。

對于供電電源，本工程選定1路10kV市電供電，同時設置柴油發(fā)電機作為備用電源。供電示意圖如圖1所示。

圖1 一次變配電示意圖

2.2照明設計

學校的照明質量關系到師生的身心健康，也是家長與學校最關注的問題之一。優(yōu)秀的照明設計可以有效地緩解學生的視覺疲勞，防止近視。根據(jù)設計規(guī)范的相關要求，教育建筑其他場所照明標準值可參見表1，并應注意以下幾點。

1)教室黑板應設專用黑板照明燈具，且該燈具不得對學生和教師產(chǎn)生直接眩光，其維持平均照度最低應為500lx，黑板面上的照度最低均勻度宜為0.7。

表1 教學用房的照明標準值

注：*指混合照明照度。

2)教室應采用高效率燈具，不得采用裸燈。燈具懸掛高度距桌面應≥1.7m，燈管應采用長軸垂直于黑板方向的布置方式。

3)坡地面或階梯地面的合班教室中，前排燈不應遮擋后排學生視線、不應產(chǎn)生直接眩光。

4)教室照明光源宜采用顯色指數(shù)Ra>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，宜采用顯色指數(shù)Ra>90的高顯色性光源；有條件的學校，教室宜選用無眩光燈具。

本工程典型教室燈具布置如圖2所示。

圖2 典型教室照明平面圖

2.3教室插座

按照規(guī)范規(guī)定設置插座，并設漏電保護開關。

1)普通教室前、后墻上應分別設置不少于一組電源插座(每組為1只單相2孔+1只單相3孔)，有電化教學要求的教室宜在教室的前墻上再增加一組電源插座。教學用房內電源插座與照明燈應分支路各自單獨控制。

2)語音、計算機教室在教師講臺及每個學生課桌均設置一組AC 220V電源插座。

3)多媒體教室若采用集中控制電子講臺，應為其提供AC 220V/10A電源，并由講臺供電投影儀和電動幕布。

本工程典型教室電源布置如圖3所示。

圖3 典型教室電源布置平面圖

2.4防雷接地

本建筑為三類防雷建筑。采用25mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼在女兒墻上明敷。在屋面上明敷25mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼,并構成≤20m×20m或24m×16m網(wǎng)格,接閃帶之間有可靠的電氣聯(lián)結。防雷引下線利用兩根柱內鋼筋作為引下線 (主鋼筋的直徑≥Φ16)。屋面上所有金屬構件均應與接閃網(wǎng)有可靠的電氣聯(lián)結。

工程供電形式為TN-S系統(tǒng)與TN-C-S系統(tǒng)相結合。其中，體育館配電系統(tǒng)為TN-S系統(tǒng)，其他各單體配電系統(tǒng)為TN-C-S系統(tǒng)，并在電源進線處作重復接地。而且，電氣設備的金屬外殼 (即外露可導電部分及插座接地孔等) 均須妥善與PE線相接。

學校的網(wǎng)絡機房和計算機教室，防靜電級別屬于三級，因此須考慮防靜電措施，參照GB 50174-2008《電子計算機機房設計規(guī)范》執(zhí)行。

2.5智能化設計

學校的智能化設計應在滿足日常管理需求的同時，滿足日后信息化應用的發(fā)展。其智能化系統(tǒng)的優(yōu)劣對教學質量的提高和教學條件的完善起著決定性作用。因此，學校的智能化設計要統(tǒng)一規(guī)劃，逐步實施。

本工程的智能化系統(tǒng)框圖如圖4所示。

1)綜合布線系統(tǒng)是整個校區(qū)智能化設計的基礎，本工程綜合布線系統(tǒng)由工作區(qū)、配線子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)、設備間、進線間、管理組成，支持通信系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。末端點位設置:(1)辦公區(qū):5～10m2設置1個信息網(wǎng)絡端口；(2)教學樓:每間教室設置1個信息網(wǎng)絡端口。

圖4 學校智能化系統(tǒng)框圖

2)校園廣播系統(tǒng)作為智能化校園內不可缺少的子系統(tǒng)之一，不僅能夠為校園提供背景音樂、公共廣播，還能夠滿足緊急廣播等應用。

3)多媒體網(wǎng)絡教室系統(tǒng)能夠實現(xiàn)現(xiàn)代化教學的要求。一個完整的多媒體教學系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成：前者包括計算機主機及可以接收和播放多媒體信息的各種輸入/輸出設備，后者是多媒體操作系統(tǒng)及各種多媒體工具軟件和應用軟件；系統(tǒng)核心是一臺多媒體教學控制主機，其外圍主要是視聽等多媒體設備。

4)校園一卡通系統(tǒng)是校園數(shù)字化建設的重要組成部分。校園卡集成功能詳見圖5。

5)有線電視系統(tǒng)網(wǎng)絡模式為自設前端、光纖同軸電纜混合網(wǎng)(HFC)方式組網(wǎng)，鄰頻傳輸系統(tǒng)，雙向傳輸(上限頻率862MHz)方式，系統(tǒng)輸出口的模擬電視信號輸出電平64±6dBμV。圖像質量不低于4級(五級損傷制評分)。

網(wǎng)絡以傳輸電視信號為主，包括模擬電視和數(shù)字電視信號，同時具備寬帶、雙向、高速及三網(wǎng)融合功能。

6)校園安防監(jiān)控系統(tǒng)是維護社會公共安全的重要措施，該系統(tǒng)包括前端設備(IP網(wǎng)絡攝像機)、傳輸設備、處理/控制設備和記錄/顯示設備4部分。系統(tǒng)結構采取全數(shù)字模式，對地下車庫車道、電梯前室、樓梯前室、首層主要出/入口、走道、電梯轎廂等部位進行有效的視頻探測與監(jiān)視以及圖像顯示、記錄與回放，回放幀數(shù)為25FPS，存儲天數(shù)為30天。監(jiān)視圖像信息和聲音信息具有原始完整性，系統(tǒng)記錄的圖像信息包括圖像編號/地址及信息錄入的時間和日期。

7)班班通系統(tǒng)是現(xiàn)代教育的重要手段，班班通教室設備包括教室顯示設備、多媒體教學系統(tǒng)、輔助外設3部分。

圖5 校園卡功能集成拓撲圖

8)電子圖書館系統(tǒng)是一種包含數(shù)字資料中心、圖書管理中心、電子傳播中心等機構的網(wǎng)絡應用軟件平臺，可以完成登錄系統(tǒng)、檢索圖書、閱讀圖書、維護書簽等操作，同時具有新書推薦、電子閱覽、資料查閱、圖書管理等功能。

9)大屏幕顯示系統(tǒng)依托外網(wǎng)系統(tǒng)構建，主要包括中心控制系統(tǒng)、終端顯示系統(tǒng)和網(wǎng)絡平臺3部分。

本工程典型教室智能化設置如圖6所示。

圖6 典型教室弱電布置平面圖

3 結束語

中小學電氣設計有其自身特點，其電氣設計也有特殊要求。在實際設計中應對其電氣設計做好整體把握，充分考慮系統(tǒng)的靈活性與擴展性，同時滿足教育現(xiàn)代化、信息化的發(fā)展要求。以上是筆者在工作實踐中的一點心得，希望能與大家一起探討，不足之處敬請賜教。

[1] GB 50099-2011中小學校設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011.

[2] JGJ 310-2013教育建筑電氣設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014.

[3] GB 50311-2007綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2007.

DiscussiononElectricalDesigninPrimaryandSecondarySchools

Yuan Haibing

Taking a primary school in Xinjiang as an example, the characteristics of electrical design in primary and secondary schools are introduced, and the design methods are mainly expounded, for reference to peer designers.

primary and secondary schools, electrical design