鄭曉明

廈門(mén)東翔工程設(shè)計(jì)有限公司 福建 廈門(mén) 361000

引言

客觀地說(shuō)，開(kāi)展中小學(xué)校強(qiáng)電設(shè)計(jì)時(shí)，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(guó)家有關(guān)部門(mén)提出的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，首先針對(duì)學(xué)校建筑特點(diǎn)等各個(gè)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(jí)，并科學(xué)性的計(jì)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(jì)，確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與可行性。

1 強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性分析

在我國(guó)電氣工程建設(shè)過(guò)程中，建筑電氣設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，可以為電氣工程項(xiàng)目的開(kāi)展提供便捷，同時(shí)能夠?qū)﹄姎夤こ痰慕ㄔO(shè)過(guò)程起到優(yōu)化作用。作為建筑電氣設(shè)計(jì)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作發(fā)揮著重要作用，能夠有效幫助進(jìn)行原有故障點(diǎn)的故障排查工作，幫助解決建筑電氣設(shè)計(jì)中可能發(fā)生的問(wèn)題，降低故障發(fā)生概率。強(qiáng)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)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(lái)看，強(qiáng)電系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)已經(jīng)成了電力設(shè)計(jì)方案中一個(gè)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(jì)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(jì)方法和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)需求，一些成熟的強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案已不再使用，因此強(qiáng)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，要把握好合理配置和適應(yīng)性原則，堅(jiān)持做到科學(xué)管理和科學(xué)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行每一步工序的實(shí)施，做好對(duì)設(shè)備和材料的充分檢查，及時(shí)解決設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。從總體上看，建筑電氣設(shè)計(jì)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(gè)突破口，而強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為電氣設(shè)計(jì)的骨干支撐，在電氣設(shè)計(jì)中發(fā)揮的重要性不言而喻[1]。

2 電氣設(shè)計(jì)中強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

首先在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循必要的原則，以此來(lái)保證建筑的強(qiáng)電系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范。除此之外要開(kāi)展設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行有效的準(zhǔn)備工作，保證在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)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(jì)準(zhǔn)備工作，能夠有效地提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。其次設(shè)計(jì)人員在過(guò)往設(shè)計(jì)工程中應(yīng)經(jīng)常到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)的情況，并以此來(lái)幫助提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。最后一點(diǎn)是要通過(guò)不斷地更新強(qiáng)電設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范來(lái)約束設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)流程，要在設(shè)計(jì)過(guò)程中注意不要出現(xiàn)違反設(shè)計(jì)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(jì)的科學(xué)性，在滿足人們用電需求的同時(shí)保證用電的安全。

3 某中小學(xué)建筑強(qiáng)電設(shè)計(jì)思路

以某中小學(xué)建設(shè)項(xiàng)目為例，具體分析建筑強(qiáng)電設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。該項(xiàng)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(lái)看，該項(xiàng)目中的建筑屬于多層公共建筑。對(duì)建筑負(fù)荷進(jìn)行分析，根據(jù)建筑物的實(shí)際用途，采用二級(jí)負(fù)荷與三級(jí)負(fù)荷配合使用方式進(jìn)行強(qiáng)電設(shè)計(jì)[2]。

3.1 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本次項(xiàng)目中的二級(jí)負(fù)荷電源為雙路設(shè)計(jì)，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(xiàng)目包含照明和動(dòng)力用電兩種用途，并按照要求進(jìn)行了電量計(jì)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(jiǎn)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(jì)思路基本相同，但在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和布局上具有一定差異。具體設(shè)計(jì)方案如下：

教學(xué)樓部分：根據(jù)教學(xué)樓的布局以及實(shí)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(gè)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(gè)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。考慮到綠建要求動(dòng)力負(fù)荷及照明負(fù)荷要分開(kāi)計(jì)量，在樓內(nèi)一樓設(shè)置了一個(gè)空調(diào)用電的進(jìn)線總箱，電源來(lái)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(gè)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(jí)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，所以在一樓配電間內(nèi)設(shè)計(jì)了單獨(dú)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(lái)的影響，特別設(shè)計(jì)了一個(gè)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(guò)電井再分別引線至每樓的應(yīng)急照明集中電源箱，消防時(shí)或停電時(shí)強(qiáng)制點(diǎn)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(jì)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(gè)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(jì)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。空調(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(gè)空調(diào)用電的進(jìn)線總箱，電源來(lái)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(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(jí)配電箱處進(jìn)行自動(dòng)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2013文件為建設(shè)依據(jù)，本次項(xiàng)目在普通教室設(shè)置教室配電箱，采用每?jī)砷g教室共用一個(gè)配電箱的設(shè)計(jì)方法，實(shí)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?？照{(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(duì)于具有特殊功能的非普通教室，如科學(xué)教室、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、物理教室等，在房間單獨(dú)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室、物理實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)設(shè)置直流電源線路和交流電源線路；物理實(shí)驗(yàn)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(jì)方法，分別在教室前后位置安裝照明開(kāi)關(guān)，采用分組控制。

3.3 防雷接地設(shè)計(jì)

以《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》為依據(jù)，本次項(xiàng)目計(jì)算的最高預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為0.07次/a，且中小學(xué)建筑為人員密集場(chǎng)所，故設(shè)計(jì)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(guò)程中采用接閃網(wǎng)和接閃桿相配合的設(shè)計(jì)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(jì)，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(xiàng)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(shí)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(shí)驗(yàn)室、語(yǔ)言教室、消防控制室等采用LEB等電位聯(lián)結(jié)的方式實(shí)現(xiàn)防雷接地。對(duì)于計(jì)算機(jī)教室等需使用大量計(jì)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(jì)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(lái)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(duì)建筑行業(yè)來(lái)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(lái)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(jì)的過(guò)程中，要求設(shè)計(jì)人員在電氣的節(jié)能性上提出了更多的要求。因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)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(lái)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(guò)引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來(lái)提升節(jié)能需要，通過(guò)有效的提升建筑對(duì)能源的利用率來(lái)滿足人們的用電需求。

在進(jìn)行建筑的內(nèi)部電氣設(shè)計(jì)過(guò)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(duì)配電以及照明進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程中，要不斷考慮建筑結(jié)構(gòu)整體對(duì)電能的需求，還要保證在配電輸送的過(guò)程中有相應(yīng)的安全措施，來(lái)避免引發(fā)相應(yīng)的電力安全故障。良好的配電設(shè)計(jì)結(jié)合建筑本身的節(jié)能思路，最終實(shí)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(shí)現(xiàn)了建筑的節(jié)能環(huán)保特性。在設(shè)計(jì)配電和照明體系時(shí)，不僅需要對(duì)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(shí)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(jì)建筑結(jié)構(gòu)的照明體系。例如，對(duì)于白熾燈來(lái)說(shuō)雖然節(jié)能燈的采購(gòu)成本比較低，但從長(zhǎng)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(shí)間更長(zhǎng)，同時(shí)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(duì)不同的建筑類型和用電需求，設(shè)計(jì)科學(xué)的節(jié)能方案[5]。

5 結(jié)束語(yǔ)

在中小學(xué)校強(qiáng)電設(shè)計(jì)中，供配電系統(tǒng)以及防雷接地是最為關(guān)鍵的設(shè)計(jì)內(nèi)容，中小學(xué)校強(qiáng)電設(shè)計(jì)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(jì)人員必須對(duì)中小學(xué)校建筑特點(diǎn)，用電途徑等進(jìn)行全方面的分析和了解，確保負(fù)荷等級(jí)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，并通過(guò)科學(xué)合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和防雷接地設(shè)計(jì)，確保中小學(xué)校的穩(wěn)定供電和用電安全。