淺談中小學(xué)電氣設(shè)計

苑海兵(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100045)

淺談中小學(xué)電氣設(shè)計

苑海兵
(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100045)

以新疆某小學(xué)為例，簡單介紹了中小學(xué)電氣設(shè)計的特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了中小學(xué)電氣設(shè)計的內(nèi)容及部分重點(diǎn)區(qū)域的設(shè)計方法,以供同行設(shè)計人員參考。

中小學(xué) 電氣設(shè)計

0 引言

隨著政府對教育基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)投入，我國的學(xué)校建設(shè)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(xué)建筑基于其使用特殊性，有其特有的設(shè)計特點(diǎn)。下面就筆者在某小學(xué)項(xiàng)目的電氣設(shè)計中遇到的問題談一下自己的體會。

1 項(xiàng)目簡介

本項(xiàng)目位于新疆和田市，小學(xué)和幼兒園各36個班。其中，小學(xué)占地面積為61 184m2，建筑面積為30 716m2，建筑主要功能為教學(xué)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(xué)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(shè)計分析

2.1變配電系統(tǒng)

2.1.1 負(fù)荷分級

本項(xiàng)目為多層建筑,按照現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范規(guī)定，消防負(fù)荷以及整個校區(qū)安防系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等負(fù)荷，廚房主要設(shè)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(fù)荷供電；照明用電等按三級負(fù)荷供電。

2.1.2 變壓器選擇及變配電室設(shè)置

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

本項(xiàng)目設(shè)置2臺容量為1 250kVA的變壓器，約為52VA/m2?？紤]到本項(xiàng)目建立在新城區(qū)，受環(huán)境因素和學(xué)校建設(shè)規(guī)模限制，故將變電所設(shè)立在學(xué)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(shè)置柴油發(fā)電機(jī)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(shè)計

學(xué)校的照明質(zhì)量關(guān)系到師生的身心健康，也是家長與學(xué)校最關(guān)注的問題之一。優(yōu)秀的照明設(shè)計可以有效地緩解學(xué)生的視覺疲勞，防止近視。根據(jù)設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求，教育建筑其他場所照明標(biāo)準(zhǔn)值可參見表1，并應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

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

表1 教學(xué)用房的照明標(biāo)準(zhǔn)值

注：*指混合照明照度。

2)教室應(yīng)采用高效率燈具，不得采用裸燈。燈具懸掛高度距桌面應(yīng)≥1.7m，燈管應(yīng)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(yīng)遮擋后排學(xué)生視線、不應(yīng)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(xì)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(xué)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(shè)置插座，并設(shè)漏電保護(hù)開關(guān)。

1)普通教室前、后墻上應(yīng)分別設(shè)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(xué)要求的教室宜在教室的前墻上再增加一組電源插座。教學(xué)用房內(nèi)電源插座與照明燈應(yīng)分支路各自單獨(dú)控制。

2)語音、計算機(jī)教室在教師講臺及每個學(xué)生課桌均設(shè)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(yīng)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(gòu)成≤20m×20m或24m×16m網(wǎng)格,接閃帶之間有可靠的電氣聯(lián)結(jié)。防雷引下線利用兩根柱內(nèi)鋼筋作為引下線 (主鋼筋的直徑≥Φ16)。屋面上所有金屬構(gòu)件均應(yīng)與接閃網(wǎng)有可靠的電氣聯(lián)結(jié)。

工程供電形式為TN-S系統(tǒng)與TN-C-S系統(tǒng)相結(jié)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(jìn)線處作重復(fù)接地。而且，電氣設(shè)備的金屬外殼 (即外露可導(dǎo)電部分及插座接地孔等) 均須妥善與PE線相接。

學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)機(jī)房和計算機(jī)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(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行。

2.5智能化設(shè)計

學(xué)校的智能化設(shè)計應(yīng)在滿足日常管理需求的同時，滿足日后信息化應(yīng)用的發(fā)展。其智能化系統(tǒng)的優(yōu)劣對教學(xué)質(zhì)量的提高和教學(xué)條件的完善起著決定性作用。因此，學(xué)校的智能化設(shè)計要統(tǒng)一規(guī)劃，逐步實(shí)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(shè)計的基礎(chǔ)，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(shè)備間、進(jìn)線間、管理組成，支持通信系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。末端點(diǎn)位設(shè)置:(1)辦公區(qū):5～10m2設(shè)置1個信息網(wǎng)絡(luò)端口；(2)教學(xué)樓:每間教室設(shè)置1個信息網(wǎng)絡(luò)端口。

圖4 學(xué)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(nèi)不可缺少的子系統(tǒng)之一，不僅能夠?yàn)樾@提供背景音樂、公共廣播，還能夠滿足緊急廣播等應(yīng)用。

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

4)校園一卡通系統(tǒng)是校園數(shù)字化建設(shè)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(luò)模式為自設(shè)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(zhì)量不低于4級(五級損傷制評分)。

網(wǎng)絡(luò)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(hù)社會公共安全的重要措施，該系統(tǒng)包括前端設(shè)備(IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))、傳輸設(shè)備、處理/控制設(shè)備和記錄/顯示設(shè)備4部分。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jìn)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(shè)備包括教室顯示設(shè)備、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、輔助外設(shè)3部分。

圖5 校園卡功能集成拓?fù)鋱D

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(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件平臺，可以完成登錄系統(tǒng)、檢索圖書、閱讀圖書、維護(hù)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(gòu)建，主要包括中心控制系統(tǒng)、終端顯示系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)平臺3部分。

本工程典型教室智能化設(shè)置如圖6所示。

圖6 典型教室弱電布置平面圖

3 結(jié)束語

中小學(xué)電氣設(shè)計有其自身特點(diǎn)，其電氣設(shè)計也有特殊要求。在實(shí)際設(shè)計中應(yīng)對其電氣設(shè)計做好整體把握，充分考慮系統(tǒng)的靈活性與擴(kuò)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(shí)踐中的一點(diǎn)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(xué)校設(shè)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(shè)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(shè)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