中小學(xué)建筑電氣設(shè)計(jì)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(zhǎng)，大中城市中小學(xué)數(shù)量嚴(yán)重不足，師生和學(xué)生家長(zhǎng)對(duì)學(xué)校的軟硬件設(shè)施也有著越來越高的要求，目前對(duì)中小學(xué)的要求主要有以下幾個(gè)趨勢(shì)：安全、健康、信息智能化。作為一名電氣設(shè)計(jì)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(jì)，在工作實(shí)踐中對(duì)中小學(xué)電氣有一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和個(gè)人觀點(diǎn)進(jìn)行分享。

一、供配電系統(tǒng)

校園電氣的總體設(shè)計(jì)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(jí)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(jí)、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(jiǎn)單可靠，便于維護(hù)管理。

（一）負(fù)荷等級(jí)

中小學(xué)用電負(fù)荷等級(jí)方面，除了依據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)教育建筑的普通用電負(fù)荷等級(jí)及消防用電負(fù)荷等級(jí)進(jìn)行確定外，《教育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)教育建筑一些特殊場(chǎng)所的用電負(fù)荷等級(jí)也有明確的要求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中需要注意的是：

1.教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、實(shí)驗(yàn)樓、會(huì)堂等建筑的主要通道照明為二級(jí)負(fù)荷，主要是考慮上述場(chǎng)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(kù)、主要操作間及備餐間的照明定為二級(jí)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(jì)算

負(fù)荷計(jì)算是電氣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，中小學(xué)用電負(fù)荷的計(jì)算在方案設(shè)計(jì)或可行性研究階段采用單位面積用電指標(biāo)法，對(duì)不同性質(zhì)和使用功能的建筑分別計(jì)算，單位面積用電指標(biāo)的選取要靈活運(yùn)用，根據(jù)各地不同的氣候特點(diǎn)，對(duì)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(jì)算學(xué)校或變壓器供電總負(fù)荷時(shí)要考慮教學(xué)樓、宿舍、食堂、體育館的同時(shí)使用系數(shù)。下表是某初中可研階段的負(fù)荷計(jì)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)校可只設(shè)一座變電所，規(guī)模較大的學(xué)校可設(shè)一個(gè)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(shí)際情況，變電所可設(shè)在地下車庫(kù)一層，也可獨(dú)立設(shè)置或附設(shè)在建筑內(nèi)外。考慮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(chǎng)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(shí)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(jí)負(fù)荷特別重要負(fù)荷或從市電取得第二電源經(jīng)濟(jì)上不合算時(shí)，可采用自備電源，允許中斷供電時(shí)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(jī)組，允許中斷供電時(shí)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(jī)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(jī)組的容量應(yīng)能同時(shí)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(jí)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(jí)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(jì)量，各建筑的照明、空調(diào)、大型實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(duì)建筑的空調(diào)進(jìn)行統(tǒng)一管理并進(jìn)行用電計(jì)量;也可由教室、實(shí)驗(yàn)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(jì)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(dòng)場(chǎng)所的插座安裝高度不低于1.8m。空調(diào)柜機(jī)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(jī)旁1.8米以上高度設(shè)空調(diào)配電箱對(duì)空調(diào)進(jìn)行控制和保護(hù)。在設(shè)計(jì)過程中，有業(yè)主為避免柜機(jī)翻到對(duì)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(jī)，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)業(yè)主要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

語(yǔ)言教室、計(jì)算機(jī)教室、實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)所課桌均應(yīng)設(shè)電源插座，課桌電源應(yīng)由上述場(chǎng)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(duì)照明設(shè)計(jì)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(jì)過程中應(yīng)根據(jù)各規(guī)范要求認(rèn)真對(duì)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?chǎng)所，燈具可嵌入安裝，無吊頂?shù)膱?chǎng)所，燈具可吸頂或桿吊安裝。教室、實(shí)驗(yàn)室禁止使用裸燈。風(fēng)雨操場(chǎng)、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(chǎng)可采用路燈和庭院燈，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)可采用高桿金鹵投光燈。室外不宜采用地?zé)艉筒萜簾簦饕强紤]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(shí)間和光感應(yīng)聯(lián)合自動(dòng)控制，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)照明根據(jù)學(xué)校需要可人工或自動(dòng)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(dòng)報(bào)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(dòng)報(bào)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(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)。

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。可采取分區(qū)廣播形式，按教學(xué)區(qū)、辦公區(qū)、體育運(yùn)動(dòng)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(hào)的不同要求。廣播室設(shè)全套定時(shí)打鈴設(shè)備，系統(tǒng)能最優(yōu)先插入上下課鈴聲信號(hào)。體育館及設(shè)置可獨(dú)立設(shè)置擴(kuò)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(yáng)聲器，教室揚(yáng)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(jī)房，在各個(gè)單體建筑設(shè)電信間，弱電中心機(jī)房和電信間的面積應(yīng)可滿足多家通信公司通信機(jī)柜安裝及光纜接入要求。由弱電中心機(jī)房光纖適配器引室外光纜至各個(gè)建筑電信間光纖機(jī)柜，再由光纖機(jī)柜引六類線或光纖至各個(gè)房間信息點(diǎn)。

每個(gè)教室至少應(yīng)設(shè)兩個(gè)信息點(diǎn)，其中一個(gè)應(yīng)設(shè)在講臺(tái)處，如教室為多媒體教學(xué)，可增設(shè)信息點(diǎn)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(diǎn)，宜一人一個(gè)信息點(diǎn)。計(jì)算機(jī)教室宜每個(gè)課桌設(shè)一個(gè)信息點(diǎn)。

在實(shí)際施工圖設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)確定好信息點(diǎn)及語(yǔ)音點(diǎn)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(jì)人員可根據(jù)甲方要求，及當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選擇電視系統(tǒng)并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。

（四）安防監(jiān)控系統(tǒng)

普通學(xué)校安全防范工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為基本型，可對(duì)學(xué)校出入口、主要道路交叉口、重要的建筑物旁、廣場(chǎng)、各建筑主要出入口、電梯廳、疏散通道、停車場(chǎng)、電梯轎箱等場(chǎng)所設(shè)攝像頭進(jìn)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(duì)各監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)監(jiān)控信息和圖象進(jìn)行記錄和儲(chǔ)存，系統(tǒng)具有故障自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警功能，可按時(shí)間段進(jìn)行報(bào)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(gè)需要巡更的地點(diǎn)安裝一個(gè)信息鈕，巡更時(shí)，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(dòng)記錄巡更員編號(hào)、時(shí)間、地點(diǎn)等信息。可隨時(shí)下載巡更棒里的存儲(chǔ)信息到電腦里面，及時(shí)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(duì)進(jìn)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(jìn)入，杜絕未授權(quán)人員進(jìn)入校園，保證師生安全。

（五）呼叫信號(hào)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(jìn)行控制，便于信息發(fā)布、播放通知等，系統(tǒng)主機(jī)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(jì)算機(jī)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(dòng)。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(jià)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(jì)時(shí)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(jì)算機(jī)的電源插座及信息插座，并預(yù)留計(jì)算機(jī)至液晶顯示器的數(shù)據(jù)管線。

（七）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

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

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

中小學(xué)電氣設(shè)計(jì)就介紹到這里，本文僅對(duì)中小學(xué)建筑獨(dú)有的電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和歸納，個(gè)人水平所限難免有疏漏和爭(zhēng)議之處，歡迎各位專家同行批評(píng)指正。