某中學典型場所配電設計分析

歐建萍

(深圳市市政設計研究院有限公司，深圳518029)

0 引言

初中學校各房間按使用功能可分為教學用房、教學輔助用房及行政辦公用房及生活服務用房，按教學要求、功能需求的不同，合理設計配電系統尤為重要。

1 工程概況

本項目為九年一貫制初中學校，位于深圳市南山區，總建筑面積28 193.22m2，地上共6 層(含教學、輔助用房、辦公、體育館用房等)，半圓形建筑，大致分為南北區域。 地下共1 層(含地下停車庫、設備用房、廚房、餐廳、多功能廳等)，大致分為東西區域，屬多層公共建筑。

2 供電系統設計

按照現行規范，本項目最高負荷等級為二級，根據負荷性質及學校范圍設置1 個變配電系統。 高壓采用1 路10kV 電源供電，設置450kW 柴油發電機作為雙電源及備用電源。 10kV 電源從本建筑北側市政管網引來，穿管埋地引入本工程地下室，經高壓電纜架橋敷設至公共開關房。 公共開關柜出線沿電纜架橋敷設1 路10kV 電源至學校變電所高壓配電柜10kV 進線柜，放射式饋至各臺變壓器。供配電示意圖如圖1 所示。

地下室按建筑結構及業態大致分為東西區域，地下一層西區供電由變電所降壓后經東區橋架穿室外埋管進入，地下一層西區供電路徑如圖2 所示。

圖1 供配電示意圖

地上建筑按建筑結構及業態，分為南北兩個區域及文體區域，南區教室供電由電井1 引上，經橋架敷設至電井3，北區教室供電由電井1 引上，經橋架敷設至電井2，文體區域供電則由電井1 引出提供。地上建筑供電路徑如圖3 所示。

圖2 地下一層西區供電路徑

圖3 地上建筑供電路徑

3 學校典型場所配電設計

3.1 教室配電設計

本工程教學樓每層設置一級配電總箱，二級配電箱為教室總配電箱、公共走道照明配電箱等。 普通教室為50 人教室，面積約80m2，設置一個6kW配電箱。 教室的工作面為課桌面及黑板面，研究表明，照明光源的頻閃影響視功能且LED 藍光會造成視網膜光損傷，視力發育期的中學生更易受影響，所以教室選擇電子鎮流器無頻閃三基色熒光燈或0類無藍光危害LED 燈具。 由于教室課桌高度為0.75～0.85m，教室燈具安裝高度設置為底邊距地2.8m，可保證燈具距離課桌面≥1.7m，為降低眩光影響，燈具長軸方向垂直黑板安裝。 同時為防止黑板照明對師生的直接眩光，黑板照明采用帶半邊燈罩燈具，照明回路獨立設置，教室照明、黑板照明分別單獨設置開關控制。 美術教室需要高辨色，選擇顯色指數Ra≥90 的燈具，實驗教室工作面為實驗臺臺面，生物實驗室的顯微實驗桌設局部照明，化學實驗室可能產生腐蝕性氣體，燈具選擇防水防塵防爆型三基色熒光燈。 實驗臺上設置1 個三相插座及2 個單相插座，實驗臺插座與墻面插座分回路設置。

3.2 體育館配電設計

本項目體育館為標準籃球場設計，同時兼做排球場，室內凈高8.6m，加上看臺面積約750 m2，供教學、訓練及比賽使用，對地面水平照度均勻度要求高。 所以選擇大功率、光效高的LED 懸掛燈，采用滿天星布燈方式及智能照明控制。 體育館現階段不要求設置空調，但考慮深圳地區夏季溫度高，預留空調系統用電，同時考慮學校運動會體育館可能有擴聲系統的需求，預留擴聲系統用電。

3.3 游泳館照明設計

本項目游泳館為室內游泳館，室內凈高4.6m，泳池深1.5m，面積約600 m2，供教學及學生訓練使用。 室內游泳館環境潮濕，若燈具安裝在游泳池水面上方，后期維護困難，所以游泳館燈具結合天花造型布置在泳池側面上空，選擇高顯色指數、壽命長的防水防塵型LED 投光燈。 為控制水面光幕反射的控制問題，燈具投射角要求≤55°。 中小學校游泳池照明模式可簡單設計為訓練、比賽、清掃三種模式，通過智能照明控制實現。

3.4 圖書館配電設計

本項目圖書館位于建筑首層，面積約500 m2，主要分為閱讀區、學習區及書架區。 圖書館照明按功能分區設計，書架區燈具布置避開書架上方，于書架正前方上空平行布置，滿足平均照度≥150lx，顯色指數≥80。 閱讀區及學習區選擇帶漫反射燈罩的三基色熒光燈或0 類無藍光危害LED 燈具，維持平均照度≥300lx，眩光值≤19，顯色指數≥80，考慮學習區學生使用電子設備的習慣，學習區桌面增設局部照明，并安裝帶漏電保護彈出式插座。

3.5 廚房及餐廳配電設計

本項目廚房屬于后勤生活服務用房，面積接近500m2，廚房的正常運作保證師生的正常生活起居及身體健康，故本項目廚房用電設置備用電源，由柴油發電機提供。 廚房應按使用功能分區設計控制系統，選擇LED 光源，防水防塵型燈具。 廚房設置紫外線殺菌燈，壁掛或懸吊安裝，按功率≥1.5W/m3設置，則本項目廚房至少需要設置17 盞30W 紫外線殺菌燈。 廚房大功率設備(如電熱爐、蒸烤箱等)由于啟動電流大，設專用回路供電。 本項目餐廳面積約450m2，照明控制分區設置，采用就地開關控制，照明整體風格可設計為暖光，選擇色溫3 000K， 偏黃色暖白光燈具。

3.6 多功能廳配電設計

本項目多功能廳是集學校會議、小型演出、影視播放等功能于一體的活動場所，面積約500 m2，主要供師生使用，應從簡設計。 多功能廳根據不同的功能需求配電總箱下設二級專用配電箱便于日后維護及管理，包括普通照明配電箱、音箱配電箱、舞臺照明配電箱、舞臺動力設備配電箱，為不影響多功能廳的整體美觀，多功能廳需埋線穿管至用電點。 普通照明選擇高大空間使用的LED 光源棚照燈具，采用就地開關控制。 舞臺照明針對不同的演出場景設置不同的舞臺燈光模式，采用智能化程序控制，并預留舞臺背景LED 墻電源。

4 消防應急照明和疏散指示系統設計

由于本工程設火災自動報警系統，消防應急照明和疏散指示系統選用集中電源集中控制型，消防應急照明控制器設置在消防控制室。 項目南北區每層分別設置應急照明集中電源，地上疏散樓梯集中電源設置在三層，向各層放射性供電。 地下一層應急照明集中電源按防火分區設置，地上封閉樓梯間為重要疏散通道且與公共區域由防火門形成防火分隔，單獨設置集中電源。 消防應急照明配電干線系統圖如圖4 所示。

4.1 地下車庫消防應急照明和疏散指示系統設計

地下車庫凈高6.5m，消防應急照明采用A 型消防應急燈具，電源工作時間為30min。 地下車庫消防應急照明和疏散指示系統與普通照明系統分開設置，維持疏散通道消防應急照明≥5.0lx。

4.2 設備房應急照明設計

火災發生時設備房仍需工作，所以變電所、消防控制室等設備房均至少設置1.0lx 的消防應急照明。同時設備房照明要求為100%備用照明，則設備房照明雙回路電源由一路市電，一路柴油發電機提供。

4.3 疏散通道應急照明設計

走道消防應急照明和疏散指示系統與普通照明系統分開設置，維持消防應急照明照度≥5.0lx。樓梯間單獨設置消防應急照明疏散系統，圖4 為樓梯應急照明配電干線圖，設置單獨A 型應急照明集中電源，火災狀態下由應急照明控制器控制。

圖4 消防應急照明配電干線系統圖

5 結束語

本文從經濟性、合理性、安全可靠性角度分析某中學典型場所配電設計方案。 教學用房、輔助用房采用設置電子鎮流器的三基色熒光燈或0 類無藍光危害LED 燈，滿足學生及教師對學校照明環境的需求。 生活服務用房、公共走道區域、體育館、多功能廳等場所采用LED 光源燈具，滿足節能需求并提高照明系統經濟性。 根據學生及教師的生活學習習慣，照明控制設計多樣化，對于特殊功能的教學用房，配電系統多樣化，考慮設置多種功能二級配電箱，方便日后維護管理。