通遼二中電氣設(shè)計總結(jié)

王 超

(中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院有限公司，北京 100048)

0 緒論

目前全社會都很重視校園教育及安全，本文以筆者親身負(fù)責(zé)設(shè)計的某學(xué)校為例，就電氣電訊規(guī)劃、機(jī)房設(shè)置、管線規(guī)劃等方面提出需要注意的一些問題，希望此文對建筑電氣設(shè)計同行有所啟發(fā)和借鑒。

1 項目簡介

通遼市科爾沁區(qū)第二中學(xué)位于內(nèi)蒙古東部科爾沁大草原腹地。為42班全日制重點(diǎn)中學(xué)，非寄宿制，總建筑面積22 599.5m2，包括1#、2#、3#教學(xué)樓、辦公綜合樓、實(shí)驗(yàn)樓、風(fēng)雨操場及連廊，建筑高度21m，首層層高4.2m，二～五層層高3.9m，辦公樓局部設(shè)地下室做水泵房。

2 方案階段

2.1 電氣規(guī)劃

(1)在總體規(guī)劃及建筑方案階段，結(jié)合建筑專業(yè)提供的總平面圖、各單體建筑物經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，并遵循“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理”的指導(dǎo)思想，一次設(shè)計，分期實(shí)施，在系統(tǒng)配置、管線路由等方面預(yù)留一定裕量。

(2)根據(jù)校方提供的原校區(qū)供電條件，在校區(qū)西南角市政綠地上，有一座預(yù)裝式變電站(箱式變壓器)，內(nèi)設(shè)兩臺500kVA干式變壓器，由上級開閉站引來的兩路10kV電源供電。本次設(shè)計在原校區(qū)用地上全部新建，最終建筑面積約為23 000 m2。在電氣方案階段，按照30W/m2的負(fù)荷密度值進(jìn)行負(fù)荷估算，總安裝容量約690kW。

(3)原為校區(qū)供電的變電站，容量能夠滿足需要，對各建筑物低壓供電半徑在150m以內(nèi)，滿足電纜壓降要求。據(jù)此，方案階段確定校區(qū)由原箱式變壓器供電。

(4)規(guī)劃設(shè)置的弱電系統(tǒng)有綜合布線、有線電視、視頻安防監(jiān)控、火災(zāi)自動報警、校園廣播、電鈴系統(tǒng)。當(dāng)?shù)厥姓ㄐ拧⒂芯€電視進(jìn)線方向在校區(qū)東北角，結(jié)合建筑平面布置，在3#教學(xué)樓首層北側(cè)設(shè)校園總?cè)蹼姍C(jī)房，作為運(yùn)營商接入及網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，面積約30 m2。在1#教學(xué)樓首層北側(cè)，設(shè)消防安防控制室兼校園教學(xué)監(jiān)控室，面積約60 m2。視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合考場監(jiān)控和遠(yuǎn)程教學(xué)進(jìn)行設(shè)置。本學(xué)校為非寄宿制，沒有宿舍、食堂等建筑，因無圖書館設(shè)計，故如數(shù)字圖書館、校園一卡通應(yīng)用等系統(tǒng)未設(shè)置。

2.2 電氣用房布置

(1)結(jié)合建筑總圖布置，在1#教學(xué)樓北側(cè)設(shè)配電室，供本樓及辦公綜合樓用電；在2#教學(xué)樓北側(cè)設(shè)配電室，供本樓及風(fēng)雨操場用電；在3#教學(xué)樓北側(cè)設(shè)配電室，供本樓及實(shí)驗(yàn)樓用電。

(2)配電室為強(qiáng)弱電合用，面積約20 m2，設(shè) 1 000mm寬單扇外開防火門，強(qiáng)弱電分兩側(cè)布置，內(nèi)設(shè)落地式低壓配電柜，綜合布線機(jī)柜、有線電視前端箱、廣播機(jī)柜、消防區(qū)域報警分線箱等設(shè)備。經(jīng)核算，校園變電站至最遠(yuǎn)端3#教學(xué)樓配電室，供電距離約為142m，電纜壓降小于5%。

(3)在有條件情況下，強(qiáng)弱電豎井盡量分開設(shè)置，位于公共走廊中間段且不占用主要功能房間(如教室、辦公室)面積，利用豎井外走道門外操作，滿足電氣設(shè)備檢修距離要求。內(nèi)設(shè)照明層配電箱、綜合布線分線箱、有線電視分支分配器箱、消防模塊端子箱等設(shè)備，豎向垂直安裝強(qiáng)弱電橋架、線槽等管線。照明層配電箱至本層末端插座、燈具供電距離均≤50m。

(4)以上各電氣設(shè)備用房的布置，應(yīng)同時注意以下問題：不應(yīng)設(shè)置在經(jīng)常積水場所的正下方或貼鄰(如衛(wèi)生間、淋浴間)；進(jìn)出線方便；配電間宜位于用電負(fù)荷中心；配電室、豎井內(nèi)設(shè)備箱(柜)考慮預(yù)留操作距離、檢修空間等。

3 施工圖設(shè)計

3.1 教學(xué)樓

(1)本工程共有1#、2#、3#三座教學(xué)樓，均為五層，首層設(shè)教師集中辦公區(qū)，其余層為普通教室。教室照明的設(shè)計，燈具縱軸垂直于黑板方向布置，多行燈具平行外窗控?zé)?，設(shè)黑板燈。燈具布置應(yīng)選取一間標(biāo)準(zhǔn)教室標(biāo)注尺寸，方便后期施工統(tǒng)一。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件及甲方要求，普通教室及辦公室設(shè)吊扇，吊扇布置應(yīng)結(jié)合燈位考慮，電源取自本房間照明燈，就地分設(shè)調(diào)速開關(guān)。普通教室不宜與其他房間共用照明回路。普通教室照明布置如圖1所示。

圖1 普通教室照明布置圖

(2)普通教室應(yīng)預(yù)留電源插座，在講臺兩側(cè)距地0.3m設(shè)二三孔安全型插座，內(nèi)側(cè)距地1.4m設(shè)有線電視電源插座?，F(xiàn)在多媒體講臺在校園中的應(yīng)用日益普及，所以在講臺中間位置宜預(yù)留地插座，但其最終的安裝位置及形式應(yīng)待多媒體講臺廠家確定后實(shí)施。弱電設(shè)備的設(shè)置，包括每個教室應(yīng)設(shè)網(wǎng)絡(luò)出線口、有線電視出線口、校園廣播揚(yáng)聲器箱及其調(diào)音開關(guān)、教室監(jiān)控攝像機(jī)。除此之外，每個普通教室及合班教室應(yīng)在頂板預(yù)留投影儀接線盒及相應(yīng)的電源、信號管線。大的合班教室及階梯教室、報告廳設(shè)專用照明配電箱，報告廳箱內(nèi)適當(dāng)預(yù)留單相、三相備用回路，用于舉辦演講、集會等活動時設(shè)備使用。同時，應(yīng)預(yù)留弱電信息接線箱。

(3)教學(xué)樓的公共走廊設(shè)吸頂揚(yáng)聲器，平時由校園廣播站控制，播放廣播節(jié)目、通知等；火災(zāi)時由消防控制室強(qiáng)制轉(zhuǎn)入火災(zāi)應(yīng)急廣播狀態(tài)，分區(qū)域控制消防廣播的播放，指導(dǎo)人員疏散。教室內(nèi)壁裝揚(yáng)聲器箱，就地采用三線式調(diào)音開關(guān)控制，強(qiáng)制火災(zāi)應(yīng)急廣播開放。走廊墻上設(shè)校園電鈴。主要出入口、走廊兩端吊頂下設(shè)監(jiān)控攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)校園監(jiān)控?zé)o死角。

3.2 辦公樓、實(shí)驗(yàn)樓

(1)辦公室、實(shí)驗(yàn)室的照明布置原則與教學(xué)樓一致。美術(shù)教室的照度要求較普通教室高，普通教室、辦公室照度要求300lx，美術(shù)教室照度要求500lx，設(shè)計時應(yīng)加以注意，可采用三管熒光燈布置或加密燈具行列。部分實(shí)驗(yàn)室可能設(shè)置排風(fēng)扇或排風(fēng)機(jī)，220V小功率的排風(fēng)扇電源可取自照明回路，就地設(shè)開關(guān)控制。若為380V排風(fēng)機(jī)，則應(yīng)由本層配電箱單獨(dú)設(shè)置回路。

(2)語音教室、計算機(jī)教室、生物、化學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)室設(shè)專用配電箱，一般語音、計算機(jī)教室會做防靜電架空地板，計算機(jī)電源、弱電線路可敷設(shè)在架空地板下。實(shí)驗(yàn)室配電箱要把預(yù)留出線回路的鋼管敷設(shè)至地面，實(shí)驗(yàn)桌用電應(yīng)設(shè)專用回路，講臺處宜設(shè)配電箱總開關(guān)切斷按鈕，物理實(shí)驗(yàn)室講桌處設(shè)380V電源插座。

(3)辦公室應(yīng)按辦公人數(shù)預(yù)留對應(yīng)的電源插座、信息插座和電話插座。普通辦公區(qū)按每10m2一組信息點(diǎn)設(shè)置，同時預(yù)留對應(yīng)的電源插座。綜合布線的水平線纜采用超五類非屏蔽4對對絞電纜，出線槽穿鋼管暗敷設(shè)至信息出線口。

(4)語音教室、計算機(jī)教室的插座布置，除預(yù)留普通二三孔安全型插座、有線電視電源插座外，預(yù)留分體式空調(diào)柜機(jī)或掛機(jī)電源插座。同時，有等電位聯(lián)結(jié)要求的，應(yīng)設(shè)置局部等電位聯(lián)結(jié)箱。

(5)弱電信息點(diǎn)的布置，除在一般教室與實(shí)驗(yàn)室布設(shè)網(wǎng)絡(luò)、有線電視、校園廣播、安防監(jiān)控點(diǎn)位外，在實(shí)驗(yàn)室配套的管理員室、儀器室、準(zhǔn)備室等房間，應(yīng)預(yù)留一至兩組網(wǎng)絡(luò)、電話點(diǎn)位。走廊部位的校園電鈴、校園廣播、視頻監(jiān)控點(diǎn)位設(shè)置與教學(xué)樓相同。在普通教室中均考慮考場監(jiān)控和遠(yuǎn)程教學(xué)要求，教室四角布設(shè)攝像機(jī)，講臺處預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口，后期由專業(yè)廠家深化設(shè)計。

3.3 風(fēng)雨操場

在目前的新建中小學(xué)校規(guī)劃設(shè)計中，越來越多的出現(xiàn)風(fēng)雨操場這種建筑。不同于簡單的室外活動場所和中大型體育館，總的來說，風(fēng)雨操場是供學(xué)生進(jìn)行體育活動的場所，是功能相對簡單而個性比較鮮明的中小型體育建筑，集體操、籃球、乒乓球、禮堂、演出、集會、體育器材存放、體育教師辦公于一體的多功能的體育教學(xué)建筑。通遼二中風(fēng)雨操場與辦公樓合建，不設(shè)觀眾席(但可設(shè)活動看臺)，屋頂為金屬桁架，屋面為壓型鋼板金屬屋面。

(1)運(yùn)動場地按照平時訓(xùn)練使用的照度設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)照度300lx，標(biāo)準(zhǔn)功率密度11W/m2。據(jù)此，上空照明采用深照型燈具，某品牌金屬鹵化物光源HQI-TS 250/D，光通量20 000lm。運(yùn)動場面積650m2，布置六行四列，共計24套燈具,照度計算公式及結(jié)果見公式(1)，經(jīng)驗(yàn)算符合規(guī)范要求。運(yùn)動場地周邊應(yīng)沿墻布置壁燈，做清潔打掃時照明使用，并與場地上空照明分開控制。除此，按相關(guān)規(guī)范，風(fēng)雨操場還應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明。

Eav=NΦUk/A=24×20 000×0.6×0.7/650=310lx

(1)

式中，Eav為平均照度，lx；Φ為光源光通量，lm；N為光源數(shù)量；U為利用系數(shù)，取0.6；A為工作面面積，m2；k為燈具維護(hù)系數(shù)，取0.7。

(2)體育工藝設(shè)計(如大屏幕顯示、計時計分等)一般由專業(yè)公司專項設(shè)計，建筑設(shè)計院應(yīng)做好前期的電源預(yù)留、管線敷設(shè)等工作。考慮可能會在此舉辦集會、小型演出等活動，應(yīng)設(shè)置專用的配電箱，預(yù)留多個回路的單相、三相斷路器。在適當(dāng)位置預(yù)留多根SC25鋼管，由距地0.5m敷設(shè)至距地3m左右，以備大屏幕或計時計分器用。風(fēng)雨操場設(shè)一套獨(dú)立的廣播擴(kuò)聲系統(tǒng)，方便使用。

4 外線管網(wǎng)

(1)根據(jù)前期方案階段的電氣規(guī)劃，校區(qū)室外電力管線采用YJV22電力電纜直埋敷設(shè)，埋深不小于當(dāng)?shù)厥彝鈽?biāo)準(zhǔn)凍土深度，過路時穿套SC100鋼管，電纜在敷設(shè)當(dāng)中，不應(yīng)有斷線或接頭，電纜應(yīng)敷設(shè)在壕溝里，沿電纜全長的上、下緊鄰側(cè)鋪以厚度≥100mm的軟土或砂層，并應(yīng)在沿電纜全長覆蓋寬度≥50mm的保護(hù)板，保護(hù)板宜用混凝土制作。

(2)室外景觀照明應(yīng)由專業(yè)景觀設(shè)計公司負(fù)責(zé)，但在電氣外線中應(yīng)預(yù)留相應(yīng)的回路及容量，同時，應(yīng)注意室外球場、主、次要出/入口門房或電動伸縮門的電源設(shè)計到位或預(yù)留回路。

(3)校園總?cè)蹼姍C(jī)房位于3#教學(xué)樓，消防控制室(兼安防控制室)位于1#教學(xué)樓，校園廣播站位于辦公樓二層。弱電干線槽需由弱電機(jī)房引出至其他樓，火警、監(jiān)控干線槽由消控室引出至其他樓，廣播干線槽需由辦公樓二層通過豎井至首層，后敷設(shè)至其他樓。

(4)市政進(jìn)線和校區(qū)室外監(jiān)控等采用傳統(tǒng)穿管埋地方式，但各樓之間的管線，可以通過室外連廊溝通。如圖2所示，弱電線槽在室外連廊內(nèi)吊裝。

圖2 室外連廊弱電線槽敷設(shè)示意圖

(5)根據(jù)各單體樓弱電線纜走向及數(shù)量，計算所需線槽規(guī)格，注意線槽內(nèi)敷設(shè)的線纜總截面積，不應(yīng)超過線槽內(nèi)截面積的30%～50%。在各樓的施工圖中，注意聯(lián)通位置的統(tǒng)一對接。在室外連廊等干線槽集中的位置，除繪出線槽敷設(shè)的平面圖外，還應(yīng)畫出剖面安裝示意圖。如圖3所示。這樣，可以使建設(shè)單位、施工單位及弱電承包商等各方理解設(shè)計意圖，圖紙一目了然，便于施工。

圖3 干線槽剖面安裝示意圖

5 設(shè)計體會

(1)規(guī)范要求“總配電裝置的位置宜深入或接近負(fù)荷中心，且便于進(jìn)出線”。根據(jù)總圖，原室外箱變(總圖西南角)并不在用電負(fù)荷中心，若在校園中心附近綠地重新布置箱式變，則位于學(xué)生可觸及場所，存在一定的安全隱患，需采取防止學(xué)生接觸的防護(hù)措施，但不便于進(jìn)出線，也會增加建設(shè)投資。利用原箱式變方案滿足供電半徑要求，調(diào)整原低壓出線開關(guān)即可。供電方案確定的過程中，要依據(jù)工程實(shí)際情況，對比每種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，不能一味照搬規(guī)范。

(2)在方案階段，建筑師及業(yè)主一般重視效果圖、忽視機(jī)電功能，如果機(jī)電專業(yè)沒有及時介入，一旦方案定型，可能出現(xiàn)機(jī)電專業(yè)需求影響了建筑功能布置。因此，在前期方案階段，電氣專業(yè)應(yīng)積極了解建筑方案進(jìn)度，同時向業(yè)主了解使用需求，確定電氣各強(qiáng)弱電系統(tǒng)及其房間；向建筑專業(yè)提出要求，并在方案深化時加以落實(shí)，以保證施工圖階段中本專業(yè)的設(shè)計工作能夠順利進(jìn)行。同時，通過方案階段的電氣規(guī)劃工作，能夠?qū)Ρ緦I(yè)在對施工圖階段中的工作任務(wù)有一個全面的了解和掌握，方便后續(xù)工作的順利展開。

(3)校區(qū)各建筑間弱電系統(tǒng)采用連廊內(nèi)線槽敷設(shè)，省去了室外管線敷設(shè)的工程量，降低了室外工程造價，后期弱電系統(tǒng)的變動、擴(kuò)容更方便。通過項目的后期服務(wù)及回訪，校方很認(rèn)可此方式。

6 結(jié)束語