賈晟

隨著中國城市化進(jìn)程和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量人口涌入城市，校園供需矛盾日益突出。各地掀起了建校浪潮，公眾對教育的軟硬件有很高的期待，出現(xiàn)了大量規(guī)模大，標(biāo)準(zhǔn)高的學(xué)校，對教育建筑的電氣設(shè)計有了新的要求。近年來，筆者負(fù)責(zé)了多個學(xué)校的電氣設(shè)計，下面結(jié)合對某個中學(xué)的剖析，分享教育建筑電氣設(shè)計思路以及經(jīng)驗教訓(xùn)。

一、項目概況

本項目為咸陽市某寄宿制中學(xué)，總建筑面積97341m2。整個學(xué)校共分11個單體，1#體育館，地上3層；2#游泳館地上2層，地下1層；3#科技綜合樓及會議中心，地上6層，裙房為會議中心和報告廳，地上1層；4#教學(xué)樓，地上5層；5#實驗樓及學(xué)生公寓地上5層，地下1層；6#后勤服務(wù)樓，地上3層；7#看臺，地上2層；8#、9#為主次校門；10#為構(gòu)筑物鐘樓；11#地下車庫位于3#科技綜合樓及會議中心下方。

二、供配電系統(tǒng)

1.負(fù)荷容量

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2. 負(fù)荷等級

教學(xué)樓、宿舍走道、體育館主要通道照明，應(yīng)急照明，食堂廚房主要設(shè)備，消防設(shè)備，生活水泵，弱電系統(tǒng)，安防系統(tǒng)，客梯等為二級負(fù)荷，其余為三級負(fù)荷。

3.供電方案

本項目最高負(fù)荷等級為二級，從市政電網(wǎng)引雙回路10kV電源至學(xué)校內(nèi)3#科技綜合樓及會議中心地下一層10kV配電站，兩路中壓電源同時工作，互為備用。

10kV中壓側(cè)采用單母線分段供電方式，兩路電源同時供電，分列運行。變壓器低壓側(cè)采用單母線分段加聯(lián)絡(luò)開關(guān)方式（主開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)電氣加機(jī)械聯(lián)鎖），平時分列運行，當(dāng)一臺主變檢修或電源故障停電時，另一臺主變帶全部消防和二級負(fù)荷。

4.變配電所

在3#科技綜合樓及會議中心地下一層設(shè)一座10kV配電站。兩座10 /0.4 kV變電站分別設(shè)置在3#科技綜合樓及會議中心地下一層和6#后勤服務(wù)樓一層，每座變電站各設(shè)2臺1250KVA變壓器，總裝機(jī)容量6000KVA。

5.低壓配電系統(tǒng)

3#科技綜合樓及會議中心和6#后勤服務(wù)樓采用從變電所直接放射供電，其他單體建筑在配電間內(nèi)設(shè)總配電箱（電源引自就近變電所低壓側(cè)），再放射至樓層配電箱。容量大的采用放射式配電，容量小的采用放射式與樹干式相結(jié)合的配電方式。消防動力設(shè)備、弱電機(jī)房、應(yīng)急照明、消控室用電等采用雙電源供電，并在末端互投。

教室配電方案：（1）每間教室設(shè)專用配電箱；（2）電源插座、分體空調(diào)插座與照明用電分設(shè)不同回路，各自獨立控制；（3）預(yù)留多媒體設(shè)備用的電源插座；（4）語言和計算機(jī)教室，學(xué)生課桌的每個座位設(shè)置電源插座；（5）教室前后各設(shè)置一組單相兩孔及三孔電源插座。

實驗室配電方案：（1）每間實驗室設(shè)專用配電箱；（2）試驗桌用電設(shè)專用回路；（3）講臺處設(shè)實驗室配電箱總開關(guān)的緊急切斷電源按鈕；（4）演示臺、學(xué)生實驗桌提供交流單相220V電源插座，物理實驗室教師講桌設(shè)交流380V電源插座；（5）化學(xué)實驗室設(shè)機(jī)械排風(fēng)，排風(fēng)機(jī)設(shè)專用電源，控制開關(guān)設(shè)在教師實驗桌內(nèi)。

宿舍配電方案：（1）每間宿舍設(shè)專用配電箱，進(jìn)線開關(guān)具有同時斷開相線和中性線的功能；（2）電源插座與照明、空調(diào)分設(shè)不同支路；（3）電源插座的數(shù)量按床位確定，每個床位不少于1個；（4）智能管理系統(tǒng)，在樓層照明配電箱設(shè)智能管理模塊，可以實現(xiàn)定時斷送電、夜間小功率限制、特許負(fù)載控制、集中計量等功能。

6.導(dǎo)體選擇

消防用電干線回路采用礦物絕緣電纜，配電支線采用無鹵低煙阻燃耐火銅芯導(dǎo)線。普通用電干線回路采用無鹵低煙阻燃電纜，配電支線采用無鹵低煙阻燃銅芯導(dǎo)線。

7. 設(shè)計要點

本項目規(guī)模較大，建筑面積約10萬m2，變壓器裝機(jī)容量為6000KVA，采用兩回路10kV進(jìn)線，滿足二級負(fù)荷供電要求。而許多教育建筑的規(guī)模在3～5萬m2，變壓器裝機(jī)容量為1000～3000KVA，通常只有一路10kV進(jìn)線，此時需設(shè)置自備柴油發(fā)電機(jī)組作為二級負(fù)荷的備用電源，柴油發(fā)電機(jī)房可設(shè)置需避開人員密集區(qū)域。

附設(shè)在教育建筑的變電所，不應(yīng)與教室、宿舍相貼鄰。若教學(xué)樓、實驗樓、宿舍樓用電容量較大，且沒有設(shè)置變電所條件，又遠(yuǎn)離校區(qū)變電所，建議在建筑外設(shè)置箱變。考慮到學(xué)生的健康和安全，箱變與教室、宿舍需保持安全距離。箱變內(nèi)的元器件需結(jié)合當(dāng)?shù)貥O端氣溫選用。

各單體建筑的運行時間差異較大，在計算變壓器容量時，同時系數(shù)可以取0.5～0.8，適當(dāng)降低變壓器的裝機(jī)容量。

教育建筑具有單體面積較小且又較為分散的特點，在無變電所的單體建筑設(shè)低壓配電間，內(nèi)設(shè)總配電箱，以減少變電所開關(guān)柜和出線電纜數(shù)量?？偱潆娤溥M(jìn)線設(shè)帶隔離斷路器以便檢修。

教育建筑內(nèi)專設(shè)消防強電井較困難，消防電纜和非消防電纜需安裝在電纜井兩側(cè)，消防電纜應(yīng)采用礦物絕緣類不燃性電纜。

三、電氣照明

1. 普通照明

辦公室、會議室、閱覽室、教室宿舍采用熒光燈；體育館采用金屬鹵化物燈；游泳館采用防潮型密閉燈；走道、樓梯間、應(yīng)急照明、食堂等采用LED燈。

2.應(yīng)急照明

走道、樓梯、人員密集場所、疏散出口等處設(shè)消防應(yīng)急照明和應(yīng)急疏散指示照明，疏散場所地面照度5Lx，樓梯間地面5Lx，各應(yīng)急、疏散指示照明自帶蓄電池，連續(xù)供電時間30min。

3.備用照明

消控室、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、變電所、消防水泵房、排煙機(jī)房等重要設(shè)備機(jī)房的平時照明兼?zhèn)溆谜彰髑疫B續(xù)供電時間180min。

4.照明控制

走廊、樓梯間、門廳等公共場所采用分區(qū)、分組控制；體育館比賽場地、多功能廳、報告廳、會議室及展示廳等場所采用智能照明控制；教室、實驗室、辦公室在門口處設(shè)置開關(guān)控制；圖書館的大空間閱覽室、書庫采用集中控制。

5.設(shè)計要點

教室采用蝙蝠翼式燈具，其有較大的遮光角，光輸出擴(kuò)展性好，布燈間距大，照度均勻，能有效限制炫光和光幕反射，有利于改善教室照明質(zhì)量和節(jié)能。燈具布置在垂直黑板的通道上空，控制沿平行外窗方向順序設(shè)置開關(guān)。當(dāng)有固定黑板時，需專裝設(shè)黑板照明并單獨控制。

圖書館閱覽室采用混合照明，非閱覽區(qū)域照度為閱覽區(qū)的1/3～1/2，閱覽桌上設(shè)單獨局部照明。書庫照明燈具與圖書等易燃物的距離大于0.5m。對于珍貴圖書和文物書庫，選用有過濾紫外線的燈具。書庫照明用電源配電箱設(shè)有電源指示燈并設(shè)于書庫之外。

教室、閱覽室、宿舍等長期閱讀書寫場所對光源的色溫、顯色指數(shù)、照度等參數(shù)指標(biāo)都有很高的要求，熒光燈技術(shù)成熟，普遍使用；而LED燈關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)差異性大，在顏色一致性、色漂移以及光生物安全等方面還存在爭議，建議在走道、食堂等要求不高的區(qū)域使用。

四、校園信息及安全系統(tǒng)

1.信息系統(tǒng)

學(xué)校信息系統(tǒng)有綜合布線、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話交換系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、時鐘電鈴系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、考試監(jiān)考系統(tǒng)、教室多媒體系統(tǒng)、校園一卡通、車庫管理系統(tǒng)等。

弱電中心，學(xué)校廣播室，考試監(jiān)控室設(shè)置等機(jī)房在科技綜合樓及會議中心。

每間教室在講臺附近設(shè)多媒體信息箱，信息插座布置在講臺和黑板處；辦公室按每8m2設(shè)一個信息插座；計算機(jī)教室按座位布置信息插座；每間宿舍按床位布置信息插座。

校園內(nèi)有線廣播系統(tǒng)采取分區(qū)廣播形式，將校區(qū)按教學(xué)辦公、學(xué)生生活和體育運動的不同功能劃分為多個廣播分區(qū)，各分區(qū)音量單獨可調(diào)，以適應(yīng)不同區(qū)域?qū)σ纛l節(jié)。同時時鐘電鈴系統(tǒng)利用公共廣播系統(tǒng)設(shè)置不同的上下課鈴聲，休息時間廣播節(jié)目等，定時播放。

在科技綜合樓及會議中心、實驗樓及學(xué)生公寓、后勤服務(wù)樓門廳，學(xué)校主校門口設(shè)置顯示屏，具有發(fā)布公共信息、提供告知和查詢功能。

2.安全系統(tǒng)

安防、消防系統(tǒng)合用控制室，設(shè)置在3#科技綜合樓及會議中心一層。

安全防范系統(tǒng)：在校園、各單體建筑、地下車庫的出入口，單體建筑內(nèi)公共通道、門廳電梯廳、電梯轎廂，財務(wù)室、檔案室、安防消防控制室、考試監(jiān)控室、廚房操作間、備餐間等設(shè)置安防監(jiān)控攝像頭；在控制室內(nèi)設(shè)報警按鈕；在電梯轎廂內(nèi)設(shè)報警電話；在無障礙廁所內(nèi)設(shè)求助按鈕；在重要機(jī)房設(shè)置門禁系統(tǒng)；在校園圍墻上設(shè)周界報警系統(tǒng)。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的型式采用集中報警系統(tǒng)。在體育館、游泳館、科技綜合樓及會議中心、教學(xué)樓、實驗樓及學(xué)生公寓、后勤服務(wù)樓、地下車庫設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

3.設(shè)計要點

弱電設(shè)計首先要研究業(yè)主提供的設(shè)計任務(wù)書，需滿足教學(xué)、辦公、日常管理等需求。

學(xué)校信息系統(tǒng)內(nèi)容豐富且專業(yè)性強，各個系統(tǒng)相對獨立，但可以將多個系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)整合在一個平臺上，便于統(tǒng)一管理。

信息系統(tǒng)一般由專業(yè)弱電公司深化設(shè)計，但是需要在設(shè)計中提出各系統(tǒng)的要求，同時預(yù)留各設(shè)備機(jī)房面積，各單體樓層弱電井、進(jìn)出線的孔洞和線槽管路。

五、結(jié)語

教育決定一個國家和民族的未來，是一個民族最根本的事業(yè)，教育建筑是提高教學(xué)質(zhì)量的基石，電氣設(shè)計師肩負(fù)著光榮的使命，需要設(shè)計師認(rèn)真研究和執(zhí)行相關(guān)規(guī)范，同時結(jié)合使用需求，確保電氣設(shè)計安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)實用，易于維護(hù)。