幼兒園電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

高 云 飛

(北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,北京 100045)

0 引 言

隨著人們對幼兒教育事業(yè)的重視程度不斷加大,其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。為了給幼兒提供一個安全、舒適、健康的生活環(huán)境,幼兒園建筑需全面考慮照明、插座、通風(fēng)、空調(diào)、監(jiān)控等電氣設(shè)施的合理設(shè)計(jì),必須遵循“安全至上,實(shí)用為先”的設(shè)計(jì)理念。

1 相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

目前,已出版發(fā)行并實(shí)施的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,幼兒園建筑電氣設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范較少,主要有GB/T 29315—2012《中小學(xué)、幼兒園安全技術(shù)防范系統(tǒng)要求》、JGJ 39—2016《托兒所幼兒園建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(2019年版)、建標(biāo)175—2016《幼兒園建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》等[1-3]。

另外,部分省市實(shí)行中的地方標(biāo)準(zhǔn)主要有DB 31/539—2011上海市《中小學(xué)校及幼兒園教室照明設(shè)計(jì)規(guī)范》、DB31/T 329.6—2006《重點(diǎn)單位重要部位安全技術(shù)防范系統(tǒng)要求 第6部分:學(xué)校、幼兒園》(上海)、DG/TJ 08-45—2005《普通幼兒園建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(上海)、DB51/T 2118—2016《中小學(xué)校及幼兒園教室照明設(shè)計(jì)規(guī)范》(四川)、DB44/T 834—2010《中小學(xué)校和幼兒園安全防范工程技術(shù)規(guī)范》(廣東)、DB 12/428—2010《中小學(xué)校和幼兒園安全防范技術(shù)規(guī)范》(天津)。

2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為防止幼兒觸摸插座,JGJ 39—2016第6.3.5條規(guī)定:“托兒所、幼兒園的房間內(nèi)應(yīng)設(shè)置插座……插座應(yīng)采用安全型,安裝高度不應(yīng)低于1.8 m”。所有的插座回路均應(yīng)做好接地保護(hù),并加裝剩余電流保護(hù)裝置,同時對一些安裝高度低于2.4 m的照明燈具加裝保護(hù)線(PE線),對幼兒能夠接觸到的裝飾燈具宜加裝剩余電流保護(hù)裝置[4]。對有戲水池或游泳池的幼兒園,應(yīng)根據(jù)GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[5]的要求,對戲水池或游泳池做局部等電位聯(lián)結(jié),并應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求,游泳池各場所的電器設(shè)備安裝要選擇合適的安全電壓及合適的場所。選擇的剩余電流保護(hù)裝置剩余電流不應(yīng)大于30 mA,以確保人身安全。

3 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 正常照明

幼兒的眼睛正處于發(fā)育期,不適宜的照明會對幼兒眼球發(fā)育及視力造成影響。因此,幼兒活動場所的照明應(yīng)給予特別重視。

(1)有些LED燈具可能存在嚴(yán)重的“頻閃”問題,眼晴長期暴露在這種環(huán)境下會造成頭痛和眼疲勞,引發(fā)光敏性癲癇病,導(dǎo)致視力下降和注意力分散等問題。因此,針對幼兒眼睛特點(diǎn),幼兒活動場所的光源選擇應(yīng)特別注意避免頻閃問題。JGJ 39—2016第6.3.1條規(guī)定:“活動室、寢室、圖書室、美工室等幼兒用房宜采用細(xì)管徑直管形三基色熒光燈,配用電子鎮(zhèn)流器,也可采用防頻閃性能好的其他節(jié)能光源”。另外JGJ 39—2016第6.3.1條條文解釋中“LED等新型節(jié)能光源也可采用。”

絕對意義上的無頻閃光源并不存在,而是在一定高頻下已經(jīng)超過人眼神經(jīng)反應(yīng)速度,不會對眼球有損害。不同光源頻閃程度如表1所示。頻閃百分比為一個開關(guān)周期內(nèi)最大光輸出與最小光輸出之差除以最大光輸出與最小光輸出之和。頻閃指數(shù)為一個開關(guān)周期內(nèi)超過平均光輸出的量除以全部光輸出。

表1 不同光源頻閃程度

由表1可以看出,直流LED的頻閃程度較低,但在實(shí)際應(yīng)用時應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)LED光源及驅(qū)動器件,劣質(zhì)器件同樣會引起嚴(yán)重的頻閃,影響幼兒身心健康。

IEEE在2015年所發(fā)布文件中將頻閃風(fēng)險分為幾個等級。IEEE Std 1789—2015標(biāo)準(zhǔn)中頻閃風(fēng)險等級如圖1所示。低風(fēng)險區(qū)域、無危害區(qū)域波動深度限值分別如表2和表3所示。

圖1 IEEE Std 1789—2015標(biāo)準(zhǔn)中頻閃風(fēng)險等級

表2 低風(fēng)險區(qū)域波動深度限值

表3 無危害區(qū)域波動深度限值

在交流電50 Hz頻率下,國內(nèi)一般燈具頻閃頻率為100 Hz,則燈具頻閃百分比低于3.2%,屬于無頻閃危害的限值范圍。故只要頻閃百分比在8%的低風(fēng)險范圍內(nèi),燈具頻閃屬于安全范圍,若高于8%,該照明產(chǎn)品不安全。

3.2 紫外線殺菌燈

幼兒園常采用紫外線殺菌燈對幼兒活動場所進(jìn)行殺菌消毒。JGJ 39—2016第6.3.3條(強(qiáng)制性條文)規(guī)定:“托兒所、幼兒園的紫外線殺菌燈的控制裝置應(yīng)單獨(dú)設(shè)置,并應(yīng)采取防誤開措施?！贝颂帯皢为?dú)設(shè)置”應(yīng)理解為與正常照明開關(guān)分開設(shè)置,兩者之間要間隔一定距離,并在開關(guān)旁注明“紫外線殺菌燈”等字樣,以免在打開正常照明時誤將紫外線殺菌燈同時打開。

紫外線殺菌燈的開關(guān)還應(yīng)防止幼兒誤開,目前可采用做法有:將開關(guān)設(shè)計(jì)在幼兒難以觸摸到的高處;配備統(tǒng)一帶鎖的電源控制開關(guān)箱,由專人對紫外線燈的電源進(jìn)行統(tǒng)一控制;采用專用回路并集中控制,在確定室內(nèi)無人后由控制室值班人員或采用智能控制器開啟;采用安全型移動式紫外線殺菌消毒設(shè)備,在房間內(nèi)人員全部離開后由專人負(fù)責(zé)殺菌消毒工作。

紫外線殺菌燈開啟后應(yīng)將房間門窗鎖閉,有條件的可在房間門口配備同步顯示警示燈,開啟時同亮,以防止有人誤入房間,造成傷害。

對于紫外線殺菌燈使用,2018年11月19日印發(fā)了《中小學(xué)幼兒園紫外線消毒燈安全使用管理辦法》中指出:學(xué)校教室、活動室一般采用打開門窗通風(fēng)換氣,不推薦使用紫外線燈進(jìn)行空氣消毒。當(dāng)有傳染病疫情發(fā)生時,在相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下,合理使用紫外線燈進(jìn)行消毒。

3.3 疏散照明

3.3.1 照度確定

對于疏散通道的照度,GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2018年版)第10.3.2條強(qiáng)制性條文規(guī)定:“建筑內(nèi)疏散照明的地面最低水平照度應(yīng)符合下列規(guī)定:對于疏散走道,不應(yīng)低于1.0 lx。對于人員密集場所、避難層(間),不應(yīng)低于3.0 lx。對于樓梯間、前室或合用前室、避難走道,不應(yīng)低于5.0 lx;對于人員密集場所……的樓梯間、前室或合用前室、避難走道,不應(yīng)低于10.0 lx?！绷硗?該條條文解釋中還指出,本條規(guī)定設(shè)置消防疏散照明場所的照度值,參考了美國、英國等國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),但較這些國家的標(biāo)準(zhǔn)要求仍低,因此有條件的要盡量增加該照明的照度,從而提高疏散的安全性。

考慮到幼兒逃生意識、逃生能力遠(yuǎn)不及成人,當(dāng)發(fā)生火災(zāi),正常照明電源被切斷后,疏散通道照度較低,容易造成幼兒恐慌,不但增大逃難度,還有可能發(fā)生碰撞、踩踏等事件。因此適當(dāng)提高疏散應(yīng)急照明的照度值,可以大大提高幼兒的疏散速度和安全疏散條件,有效減少火災(zāi)發(fā)生時的幼兒傷亡。

GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》表3.2.5中II-4條指出:寄宿制幼兒園和小學(xué)的寢室……等需救援人員協(xié)助疏散的區(qū)域,地面水平最低照度不應(yīng)低于5.0 lx。

3.3.2 疏散指示標(biāo)志的選擇與安裝

安裝于墻壁的發(fā)光疏散指示標(biāo)志對幼兒來說可能具有較強(qiáng)吸引力。由于幼兒行為的不可預(yù)見性,有些幼兒可能會上前觸摸,甚至向標(biāo)志燈倒水。GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第3.2.1條第7款規(guī)定:“在室外或地面上設(shè)置時,燈具防護(hù)等級不應(yīng)低于IP67?！?/p>

火災(zāi)時煙霧溫度較高,煙霧飄浮于房間上部,因此為保證疏散標(biāo)志燈在火災(zāi)發(fā)生后不被煙霧遮擋,燈具通常設(shè)置于走廊下部墻面上。標(biāo)準(zhǔn)GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第3.2.9條規(guī)定:“方向標(biāo)志燈的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定:有維護(hù)結(jié)構(gòu)的疏散走道、樓梯應(yīng)設(shè)置在走道、樓梯兩側(cè)距地面高度1 m以下的墻面、柱面上。”

4 智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測

室內(nèi)環(huán)境對幼兒的健康有直接影響。有條件的幼兒園建議設(shè)置室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),對室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)通過建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)整空調(diào)、采暖、新風(fēng)、加濕器等設(shè)備的運(yùn)行,實(shí)時調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境。

4.2 安全防范系統(tǒng)

國務(wù)院辦公廳在2017年4月28日頒布了《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)幼兒園安全風(fēng)險防控體系建設(shè)的意見》,指出各級人民政府教育督導(dǎo)機(jī)構(gòu)要將學(xué)校安全工作作為教育督導(dǎo)的重要內(nèi)容,進(jìn)一步完善學(xué)校的人防、物防、技防等措施,推動各地盡快做好風(fēng)險預(yù)防、管控、事故處理和風(fēng)險化解等各項(xiàng)工作。

對于幼兒園的安全問題,除配備相應(yīng)安保人員、加強(qiáng)外來人員管控外,一套行之有效的安全防范系統(tǒng)既能在事件發(fā)生前防患于未然,也能在事后提供相關(guān)線索及音視頻資料[5-6]。

(1)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)除滿足相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范外,對幼兒活動區(qū)域及其他幼兒可到達(dá)的公共區(qū)域,應(yīng)做到無死角監(jiān)控,有條件的可增加錄音功能;對各主要出入口進(jìn)行人臉識別,在陌生人闖入時可發(fā)出聲光報(bào)警;實(shí)施明廚亮灶工程,對廚房操作間、儲存間等重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)控并實(shí)時顯示或?qū)崟r上傳至網(wǎng)絡(luò),增加食品安全問題的可溯源性。系統(tǒng)的音視頻資料存儲30天以上,有條件的可增加網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳輸功能;對幼兒家長開放權(quán)限,家長可通過手機(jī)、電腦等設(shè)備隨時查看幼兒情況,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+安防?；ヂ?lián)網(wǎng)+安防系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 互聯(lián)網(wǎng)+安防系統(tǒng)架構(gòu)

(2)入侵報(bào)警系統(tǒng)。JGJ 39—2016第6.3.7條第2、第3款規(guī)定:幼兒園周界宜設(shè)置入侵報(bào)警系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng);廚房、重要機(jī)房宜設(shè)置入侵報(bào)警系統(tǒng)。周界入侵報(bào)警系統(tǒng)目前主要有紅外(激光)入侵報(bào)警、脈沖電子圍欄入侵報(bào)警、振動傳感光纜入侵探測、埋地泄漏電纜入侵探測、微波傳感入侵探測報(bào)警等。幾種周界入侵報(bào)警系統(tǒng)比較如表4所示。

表4 幾種周界入侵報(bào)警系統(tǒng)比較

4.3 公共廣播系統(tǒng)

幼兒園通常設(shè)置一套智能廣播系統(tǒng)來代替其他校園中的教學(xué)電鈴。廣播揚(yáng)聲器可設(shè)置于活動教室、樓道、室外廣場等區(qū)域。系統(tǒng)可根據(jù)需要定時播放音樂、故事、兒歌等節(jié)目。系統(tǒng)末端揚(yáng)聲器應(yīng)分組設(shè)置,系統(tǒng)采用多通道主機(jī),可根據(jù)需要對不同教室、室外廣場、樓道等區(qū)域播放不同內(nèi)容。廣播揚(yáng)聲器同時也可作為消防廣播使用,在火災(zāi)發(fā)生時應(yīng)能強(qiáng)制切換至應(yīng)急廣播。

5 結(jié) 語

幼兒園電氣設(shè)計(jì)由于目標(biāo)人群的特殊性,安全是設(shè)計(jì)的重中之重。電氣設(shè)計(jì)人員要從多方面提高幼兒活動的安全性,從多角度預(yù)防安全事故的發(fā)生,同時還要兼顧教師、辦公人員的日常需求。