中小學(xué)校強(qiáng)電設(shè)計思路分析

鄭曉明

廈門東翔工程設(shè)計有限公司 福建 廈門 361000

引言

客觀地說，開展中小學(xué)校強(qiáng)電設(shè)計時，應(yīng)以保證能夠達(dá)到教學(xué)功能需要為重要原則，嚴(yán)格遵循國家有關(guān)部門提出的相關(guān)設(shè)計規(guī)范，首先針對學(xué)校建筑特點等各個方面進(jìn)行綜合考慮，根據(jù)相關(guān)規(guī)范明確學(xué)校負(fù)荷等級，并科學(xué)性的計算學(xué)校用電負(fù)荷，然后按照學(xué)校內(nèi)部具體的用電途徑進(jìn)行合理性設(shè)計，確保設(shè)計方案的科學(xué)性與可行性。

1 強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計的重要性分析

在我國電氣工程建設(shè)過程中，建筑電氣設(shè)計工作是一項基礎(chǔ)性工作，可以為電氣工程項目的開展提供便捷，同時能夠?qū)﹄姎夤こ痰慕ㄔO(shè)過程起到優(yōu)化作用。作為建筑電氣設(shè)計工作中的一項重要內(nèi)容，強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計工作發(fā)揮著重要作用，能夠有效幫助進(jìn)行原有故障點的故障排查工作，幫助解決建筑電氣設(shè)計中可能發(fā)生的問題，降低故障發(fā)生概率。強(qiáng)電系統(tǒng)的設(shè)計方案具有廣泛的適用性，尤其是在建筑設(shè)施建設(shè)中，強(qiáng)電系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)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(qiáng)電系統(tǒng)是電氣系統(tǒng)運(yùn)行的主干部分。從發(fā)展現(xiàn)狀來看，強(qiáng)電系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計已經(jīng)成了電力設(shè)計方案中一個非常重要的內(nèi)容。此外，隨著電氣行業(yè)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，與計算機(jī)技術(shù)的高度結(jié)合，使得電氣設(shè)備逐漸走向智能化。以往的強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計方法和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實需求，一些成熟的強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計方案已不再使用，因此強(qiáng)電系統(tǒng)的設(shè)計方法也應(yīng)隨之進(jìn)行變革。在進(jìn)行強(qiáng)電系統(tǒng)的設(shè)計時，要把握好合理配置和適應(yīng)性原則，堅持做到科學(xué)管理和科學(xué)設(shè)計，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行每一步工序的實施，做好對設(shè)備和材料的充分檢查，及時解決設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題。從總體上看，建筑電氣設(shè)計既是建筑行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，又是建筑行業(yè)發(fā)展的一個突破口，而強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計作為電氣設(shè)計的骨干支撐，在電氣設(shè)計中發(fā)揮的重要性不言而喻[1]。

2 電氣設(shè)計中強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計原則

首先在進(jìn)行電氣設(shè)計時應(yīng)當(dāng)遵循必要的原則，以此來保證建筑的強(qiáng)電系統(tǒng)符合設(shè)計規(guī)范。除此之外要開展設(shè)計時要進(jìn)行有效的準(zhǔn)備工作，保證在進(jìn)行設(shè)計的過程中，能夠建立相應(yīng)的強(qiáng)電建設(shè)基礎(chǔ)環(huán)境，良好的設(shè)計準(zhǔn)備工作，能夠有效地提升設(shè)計的質(zhì)量和效率。其次設(shè)計人員在過往設(shè)計工程中應(yīng)經(jīng)常到施工現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，保證施工圖紙等進(jìn)行詳細(xì)的了解之外還能夠掌握施工現(xiàn)場的情況，并以此來幫助提升設(shè)計質(zhì)量。最后一點是要通過不斷地更新強(qiáng)電設(shè)計的相關(guān)規(guī)范來約束設(shè)計人員的設(shè)計流程，要在設(shè)計過程中注意不要出現(xiàn)違反設(shè)計規(guī)范的操作，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行積極的整改要注意強(qiáng)電設(shè)計的科學(xué)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(xué)建筑強(qiáng)電設(shè)計思路

以某中小學(xué)建設(shè)項目為例，具體分析建筑強(qiáng)電設(shè)計思路及實現(xiàn)過程。該項目主要包括兩棟5層建筑，其中一棟為教學(xué)樓，另一棟為功能教學(xué)樓。從建筑結(jié)構(gòu)和功能來看，該項目中的建筑屬于多層公共建筑。對建筑負(fù)荷進(jìn)行分析，根據(jù)建筑物的實際用途，采用二級負(fù)荷與三級負(fù)荷配合使用方式進(jìn)行強(qiáng)電設(shè)計[2]。

3.1 供配電系統(tǒng)設(shè)計

本次項目中的二級負(fù)荷電源為雙路設(shè)計，其中一路電源由配電室的引出，另一路由柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)急母線段提供，用于常規(guī)供電使用以及應(yīng)急供電使用。根據(jù)用電類型進(jìn)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(jìn)行了電量計算裝置和配電裝置的配備?？偱潆娧b置應(yīng)在滿足基本供電條件和便于進(jìn)出線走線的前提下，保證安裝位置接近于負(fù)荷中心。根據(jù)使用要求的不同，供配電系統(tǒng)中的低壓配電部分采用簡單的供電方式，結(jié)構(gòu)放射狀，具有較高的利用效率。教學(xué)樓和功能教學(xué)樓的供電設(shè)計思路基本相同，但在設(shè)計細(xì)節(jié)和布局上具有一定差異。具體設(shè)計方案如下：

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

功能教學(xué)樓部分：功能教學(xué)樓的設(shè)計思路與教學(xué)樓基本相同，只是在具體細(xì)節(jié)上有所區(qū)別。首先是在樓內(nèi)一樓設(shè)置了一個照明負(fù)荷的進(jìn)線總箱。在一樓至五樓分別設(shè)置了樓層配電箱，每樓的樓層配電箱設(shè)計方法與教學(xué)樓保持一致。而后經(jīng)由各層的總配電箱向各房間的配電箱引線進(jìn)行供電，供各層的照明和插座用電使用?？照{(diào)用電同樣采用專線供電方式，在樓內(nèi)一樓設(shè)置了一個空調(diào)用電的進(jìn)線總箱，電源來自于校區(qū)配電室普通母線段，并在一樓至五樓分別設(shè)置了樓層配電箱，并向每個房間的空調(diào)進(jìn)行供電。在一樓配電間分別設(shè)置了用于走道照明和應(yīng)急照明的照明供電總箱，應(yīng)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(xué)樓還建設(shè)有地下室，為提高房間的使用效率，特別在地下室增設(shè)了消防用電總箱，采用主備共用的方式實現(xiàn)對消防用電的可靠保障，消防負(fù)荷均采用雙回路供電方式進(jìn)行供電，并在消防水泵房、防排煙機(jī)房等的消防用電設(shè)備在最末一級配電箱處進(jìn)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(qiáng)切功能[3]。

3.2 照明插座

以《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2013文件為建設(shè)依據(jù)，本次項目在普通教室設(shè)置教室配電箱，采用每兩間教室共用一個配電箱的設(shè)計方法，實現(xiàn)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(jù)功能的不同使用不同回路。空調(diào)插座回路由空調(diào)樓層配電箱引接。各教室的前后墻應(yīng)各設(shè)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(xué)教室、化學(xué)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(chǔ)上還需增加幾組插座，在各實驗室內(nèi)，教學(xué)用電還應(yīng)設(shè)置專用線路，并應(yīng)有可靠的接地措施；化學(xué)實驗室、物理實驗室還應(yīng)設(shè)置直流電源線路和交流電源線路；物理實驗室內(nèi)，教師演示桌處應(yīng)設(shè)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(hù)器。房間照明控制部分采用常規(guī)設(shè)計方法，分別在教室前后位置安裝照明開關(guān)，采用分組控制。

3.3 防雷接地設(shè)計

以《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》為依據(jù)，本次項目計算的最高預(yù)計雷擊次數(shù)為0.07次/a，且中小學(xué)建筑為人員密集場所，故設(shè)計的防雷標(biāo)準(zhǔn)劃分為第二類防雷建筑物。因此，在建設(shè)過程中采用接閃網(wǎng)和接閃桿相配合的設(shè)計方式進(jìn)行防雷保護(hù)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(wǎng)格式的連接方法進(jìn)行防雷設(shè)計，達(dá)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(wǎng)進(jìn)行連接，以達(dá)到更好的防雷效果。本次項目采用共用接地方法，使用教學(xué)樓本身所具有的鋼筋骨架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)互聯(lián)，并與電子設(shè)備等弱電設(shè)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(lián)結(jié)的方式實現(xiàn)防雷接地。對于計算機(jī)教室等需使用大量計算機(jī)終端的房間，配有相應(yīng)的防靜電裝置[4]。

4 強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)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(guān)系出現(xiàn)了相應(yīng)的危機(jī)，針對建筑行業(yè)來講其本身是較為依賴電能的行業(yè)，在其所消耗的電能當(dāng)中大部分來自保證照明系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求，考慮到電能的供給與使用存在較為嚴(yán)重的矛盾，所以建筑企業(yè)在進(jìn)行建筑設(shè)計的過程中，要求設(shè)計人員在電氣的節(jié)能性上提出了更多的要求。因此設(shè)計人員在進(jìn)行電氣設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)不斷地提升自身的專業(yè)水平，以創(chuàng)新精神來不斷在自身的領(lǐng)域中探索和發(fā)現(xiàn)各類能源節(jié)約的方法和措施，也可以通過引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來提升節(jié)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(jìn)行建筑的內(nèi)部電氣設(shè)計過程中，要保證建筑的照明系統(tǒng)能夠正常安全的運(yùn)行，這是建筑內(nèi)部強(qiáng)電系統(tǒng)的重要組成部分。在對配電以及照明進(jìn)行設(shè)置的過程中，要不斷考慮建筑結(jié)構(gòu)整體對電能的需求，還要保證在配電輸送的過程中有相應(yīng)的安全措施，來避免引發(fā)相應(yīng)的電力安全故障。良好的配電設(shè)計結(jié)合建筑本身的節(jié)能思路，最終實現(xiàn)了建筑的節(jié)能效果。在當(dāng)前綠色建筑的相關(guān)概念和背景下，實現(xiàn)了建筑的節(jié)能環(huán)保特性。在設(shè)計配電和照明體系時，不僅需要對總體建筑結(jié)構(gòu)的供電要求進(jìn)行充分的分析和考慮，同時還需要保證配電系統(tǒng)的安全性。在建筑配電要求得以滿足的情況下，再合理應(yīng)用節(jié)能方案，以打造節(jié)能型的建筑。特別是在綠色環(huán)保理念的有影響下，必須以節(jié)約、環(huán)保原則設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的照明體系。例如，對于白熾燈來說雖然節(jié)能燈的采購成本比較低，但從長遠(yuǎn)方面進(jìn)行分析和考慮，環(huán)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(jié)約，降低電力耗費(fèi)。諸如此類，在供電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)中，必須針對不同的建筑類型和用電需求，設(shè)計科學(xué)的節(jié)能方案[5]。

5 結(jié)束語

在中小學(xué)校強(qiáng)電設(shè)計中，供配電系統(tǒng)以及防雷接地是最為關(guān)鍵的設(shè)計內(nèi)容，中小學(xué)校強(qiáng)電設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣，不但決定著中小學(xué)校的用電穩(wěn)定性，與用電安全也有莫大關(guān)系，因此設(shè)計人員必須對中小學(xué)校建筑特點，用電途徑等進(jìn)行全方面的分析和了解，確保負(fù)荷等級設(shè)計的準(zhǔn)確性，并通過科學(xué)合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計和防雷接地設(shè)計，確保中小學(xué)校的穩(wěn)定供電和用電安全。