中小學校強電設計思路分析

鄭曉明

廈門東翔工程設計有限公司 福建 廈門 361000

引言

客觀地說，開展中小學校強電設計時，應以保證能夠達到教學功能需要為重要原則，嚴格遵循國家有關部門提出的相關設計規范，首先針對學校建筑特點等各個方面進行綜合考慮，根據相關規范明確學校負荷等級，并科學性的計算學校用電負荷，然后按照學校內部具體的用電途徑進行合理性設計，確保設計方案的科學性與可行性。

1 強電系統設計的重要性分析

在我國電氣工程建設過程中，建筑電氣設計工作是一項基礎性工作，可以為電氣工程項目的開展提供便捷，同時能夠對電氣工程的建設過程起到優化作用。作為建筑電氣設計工作中的一項重要內容，強電系統設計工作發揮著重要作用，能夠有效幫助進行原有故障點的故障排查工作，幫助解決建筑電氣設計中可能發生的問題，降低故障發生概率。強電系統的設計方案具有廣泛的適用性，尤其是在建筑設施建設中，強電系統的科學設計可以有力地提高建筑使用的安全性和可靠性。作為建筑電氣工程的重要組成部分，強電系統是電氣系統運行的主干部分。從發展現狀來看，強電系統的創新設計已經成了電力設計方案中一個非常重要的內容。此外，隨著電氣行業相關技術的發展，與計算機技術的高度結合，使得電氣設備逐漸走向智能化。以往的強電系統設計方法和設計標準已經無法滿足現實需求，一些成熟的強電系統設計方案已不再使用，因此強電系統的設計方法也應隨之進行變革。在進行強電系統的設計時，要把握好合理配置和適應性原則，堅持做到科學管理和科學設計，嚴格按照規范要求進行每一步工序的實施，做好對設備和材料的充分檢查，及時解決設計過程中出現的問題。從總體上看，建筑電氣設計既是建筑行業發展的基礎，又是建筑行業發展的一個突破口，而強電系統設計作為電氣設計的骨干支撐，在電氣設計中發揮的重要性不言而喻[1]。

2 電氣設計中強電系統設計原則

首先在進行電氣設計時應當遵循必要的原則，以此來保證建筑的強電系統符合設計規范。除此之外要開展設計時要進行有效的準備工作，保證在進行設計的過程中，能夠建立相應的強電建設基礎環境，良好的設計準備工作，能夠有效地提升設計的質量和效率。其次設計人員在過往設計工程中應經常到施工現場進行現場調查，保證施工圖紙等進行詳細的了解之外還能夠掌握施工現場的情況，并以此來幫助提升設計質量。最后一點是要通過不斷地更新強電設計的相關規范來約束設計人員的設計流程，要在設計過程中注意不要出現違反設計規范的操作，一旦發現應當進行積極的整改要注意強電設計的科學性，在滿足人們用電需求的同時保證用電的安全。

3 某中小學建筑強電設計思路

以某中小學建設項目為例，具體分析建筑強電設計思路及實現過程。該項目主要包括兩棟5層建筑，其中一棟為教學樓，另一棟為功能教學樓。從建筑結構和功能來看，該項目中的建筑屬于多層公共建筑。對建筑負荷進行分析，根據建筑物的實際用途，采用二級負荷與三級負荷配合使用方式進行強電設計[2]。

3.1 供配電系統設計

本次項目中的二級負荷電源為雙路設計，其中一路電源由配電室的引出，另一路由柴油發電機應急母線段提供，用于常規供電使用以及應急供電使用。根據用電類型進行劃分，此項目包含照明和動力用電兩種用途，并按照要求進行了電量計算裝置和配電裝置的配備。總配電裝置應在滿足基本供電條件和便于進出線走線的前提下，保證安裝位置接近于負荷中心。根據使用要求的不同，供配電系統中的低壓配電部分采用簡單的供電方式，結構放射狀，具有較高的利用效率。教學樓和功能教學樓的供電設計思路基本相同，但在設計細節和布局上具有一定差異。具體設計方案如下：

教學樓部分：根據教學樓的布局以及實際的用電需求，采用進線總箱配合樓層配電箱的方式進行供電。由于教學樓本身為五層結構，為滿足供電需求，在樓內一樓設置了一個照明負荷的進線總箱。在一樓至五樓分別設置了樓層配電箱，樓層配電箱負責向每層的各個房間的配電箱進行供電引入，滿足各房間的照明和插座用電需求。考慮到綠建要求動力負荷及照明負荷要分開計量，在樓內一樓設置了一個空調用電的進線總箱，電源來自于校區配電室普通母線段。在一樓至五樓分別設置了樓層配電箱，并向每個房間的空調進行供電。根據規范要求，教學樓的走道照明需滿足二級負荷標準，所以在一樓配電間內設計了單獨用于走道照明供電的配電箱，并在配電箱內做雙電源切換裝置。考慮消防負荷用電的重要性及停電所帶來的影響，特別設計了一個應急照明總箱，位置處于一樓，并采用雙路供電的方式進行電源引入，而后經過電井再分別引線至每樓的應急照明集中電源箱，消防時或停電時強制點亮應急照明燈具。上述提到的非消防總箱均配有消防強切裝置。

功能教學樓部分：功能教學樓的設計思路與教學樓基本相同，只是在具體細節上有所區別。首先是在樓內一樓設置了一個照明負荷的進線總箱。在一樓至五樓分別設置了樓層配電箱，每樓的樓層配電箱設計方法與教學樓保持一致。而后經由各層的總配電箱向各房間的配電箱引線進行供電，供各層的照明和插座用電使用。空調用電同樣采用專線供電方式，在樓內一樓設置了一個空調用電的進線總箱，電源來自于校區配電室普通母線段，并在一樓至五樓分別設置了樓層配電箱，并向每個房間的空調進行供電。在一樓配電間分別設置了用于走道照明和應急照明的照明供電總箱，應急照明總箱額外增加了雙電源切換功能，以滿足消防情況下的使用。功能教學樓還建設有地下室，為提高房間的使用效率，特別在地下室增設了消防用電總箱，采用主備共用的方式實現對消防用電的可靠保障，消防負荷均采用雙回路供電方式進行供電，并在消防水泵房、防排煙機房等的消防用電設備在最末一級配電箱處進行自動切換。上述除消防主備用總箱外，其余非消防主箱均具有消防強切功能[3]。

3.2 照明插座

以《建筑照明設計標準》GB50034—2013文件為建設依據，本次項目在普通教室設置教室配電箱，采用每兩間教室共用一個配電箱的設計方法，實現照明插座功能。這兩間教室的照明、插座等回路由此配電箱引接供電，并根據功能的不同使用不同回路。空調插座回路由空調樓層配電箱引接。各教室的前后墻應各設置一組電源插座，每組電源插座均為220V二孔、三孔安全型插座。對于具有特殊功能的非普通教室，如科學教室、化學實驗室、物理教室等，在房間單獨布置了配電箱。由于這些部分非普通教室的用電需求較大，所以在普通教室的基礎上還需增加幾組插座，在各實驗室內，教學用電還應設置專用線路，并應有可靠的接地措施；化學實驗室、物理實驗室還應設置直流電源線路和交流電源線路；物理實驗室內，教師演示桌處應設置三相380V電源插座等。為保證用電安全，在上述所有插座回路上安裝了剩余電流保護器。房間照明控制部分采用常規設計方法，分別在教室前后位置安裝照明開關，采用分組控制。

3.3 防雷接地設計

以《建筑物防雷設計規范》為依據，本次項目計算的最高預計雷擊次數為0.07次/a，且中小學建筑為人員密集場所，故設計的防雷標準劃分為第二類防雷建筑物。因此，在建設過程中采用接閃網和接閃桿相配合的設計方式進行防雷保護措施，特別是在屋頂容易受到雷擊的建筑物突出部分，采用網格式的連接方法進行防雷設計，達到整體的防雷效果。室外的裸露金屬部分使用熱鍍鋅圓鋼與接閃網進行連接，以達到更好的防雷效果。本次項目采用共用接地方法，使用教學樓本身所具有的鋼筋骨架結構實現互聯，并與電子設備等弱電設備共用接地裝置，接地電阻滿足小于1Ω要求。實驗室、語言教室、消防控制室等采用LEB等電位聯結的方式實現防雷接地。對于計算機教室等需使用大量計算機終端的房間，配有相應的防靜電裝置[4]。

4 強電系統設計的建議

隨著人民生活水平的不斷提高，生活中所需要的電能需求越來越大，這使得電能的供求關系出現了相應的危機，針對建筑行業來講其本身是較為依賴電能的行業，在其所消耗的電能當中大部分來自保證照明系統正常運轉的需求，考慮到電能的供給與使用存在較為嚴重的矛盾，所以建筑企業在進行建筑設計的過程中，要求設計人員在電氣的節能性上提出了更多的要求。因此設計人員在進行電氣設計的過程中應當不斷地提升自身的專業水平，以創新精神來不斷在自身的領域中探索和發現各類能源節約的方法和措施，也可以通過引進先進的技術和設備來提升節能需要，通過有效的提升建筑對能源的利用率來滿足人們的用電需求。

在進行建筑的內部電氣設計過程中，要保證建筑的照明系統能夠正常安全的運行，這是建筑內部強電系統的重要組成部分。在對配電以及照明進行設置的過程中，要不斷考慮建筑結構整體對電能的需求，還要保證在配電輸送的過程中有相應的安全措施，來避免引發相應的電力安全故障。良好的配電設計結合建筑本身的節能思路，最終實現了建筑的節能效果。在當前綠色建筑的相關概念和背景下，實現了建筑的節能環保特性。在設計配電和照明體系時，不僅需要對總體建筑結構的供電要求進行充分的分析和考慮，同時還需要保證配電系統的安全性。在建筑配電要求得以滿足的情況下，再合理應用節能方案，以打造節能型的建筑。特別是在綠色環保理念的有影響下，必須以節約、環保原則設計建筑結構的照明體系。例如，對于白熾燈來說雖然節能燈的采購成本比較低，但從長遠方面進行分析和考慮，環保性的照明燈不僅使用時間更長，同時可以使資源得到最大化的節約，降低電力耗費。諸如此類，在供電系統和照明系統中，必須針對不同的建筑類型和用電需求，設計科學的節能方案[5]。

5 結束語

在中小學校強電設計中，供配電系統以及防雷接地是最為關鍵的設計內容，中小學校強電設計質量的優劣，不但決定著中小學校的用電穩定性，與用電安全也有莫大關系，因此設計人員必須對中小學校建筑特點，用電途徑等進行全方面的分析和了解，確保負荷等級設計的準確性，并通過科學合理的供配電系統設計和防雷接地設計，確保中小學校的穩定供電和用電安全。