常德市規(guī)劃建筑設計院有限責任公司 王 威

1 中小學電氣設計原則

為優(yōu)化教育資源布局，積極推動教育事業(yè)的健康均衡發(fā)展，我國加大了教育投入力度，每年都有大量新建及改建中小學項目。中小學的教學樓通常包括教學區(qū)和辦公區(qū)。教學區(qū)內(nèi)主要以普通教室為主，另包含開水間及教師輔助用房等，專用教室包括音樂教室、舞蹈教室、化學物理及生物實驗室、計算機教室及語音教室等。實施電氣設計時，應以滿足基本教學需求為前提，同時兼顧師生身心健康，優(yōu)化教學功能，嚴控項目成本，遵守節(jié)約節(jié)能等設計原則[1]。

2 中小學電氣設計要點

2.1 負荷分級

在學校的電氣設計中，須明確各電氣系統(tǒng)的負荷分級，隨著時間的推移，對于學校負荷分級的要求也會有所變化，為此設計時要和根據(jù)當前最新的教育建筑電氣設計相關規(guī)范要求，確定其實際負荷分級。根據(jù)最新相關設計規(guī)范要求可知，學校教學樓、宿舍主要通道的照明系統(tǒng)、體育館、操場主要通道照明系統(tǒng)、食堂、冷庫設備用電、操作間照明系統(tǒng)等都為二級負荷，相較于之前，二級負荷覆蓋的范圍有所擴大，實際設計過程中設計人員不要忽視更新之后的規(guī)范要求。

2.2 變配電所設計

進行學校變配電所設計時，要結合學校實際用電容量和具體面積來決定變配電所的設計與否。實際設計過程中，應在負荷中心設置變配電所，變配電所可設置在建筑首層或者地下部分一層。如若在地下設置變配電所，不應設在衛(wèi)生間、浴室等經(jīng)常積水場所的直接下一層，當與其貼鄰時，應采取防水措施。為保證校園內(nèi)師生安全，設置變配電所時其位置不應距離教室過近。通常來說，如果供電半徑超過200m，電氣設計人員應考慮加設第二變配電所。如果校園內(nèi)存在建設規(guī)模較大的單體建筑，且各單體建筑所處位置相對來說比較分散，應在學校的教學區(qū)和生活區(qū)分別設置一處變配電所。在生活區(qū)設置變配電所的時候，可將其設置在學校食堂的后勤區(qū)或者操場的看臺下等區(qū)域，如果場地條件有限，可設置室外箱變[2]。設計期間要考慮到變配電所設計的造價問題以及后續(xù)的維護檢修問題，及時與校方溝通交流，最終選定合適的設計方案。如果校園內(nèi)各單體建筑的分布相對集中，可集中設置一處變配電所，由于學校的教學區(qū)和生活區(qū)的用電時間存在差異，因此應用同一個變配電所，可顯著降低變壓器裝置的裝機容量。在條件允許的情況下，校內(nèi)各單體建筑都應配置配電室，通過建筑室外的管井，與變配電所進行關聯(lián)。

2.3 柴油發(fā)電機房設計

如果學校被設定為指定的避難疏散場所，校園內(nèi)需要設置專用的發(fā)電機房和柴油發(fā)電機組，設計人員制定電氣設計方案時不應忽略這一環(huán)節(jié)。

2.4 供配電系統(tǒng)設計

實施中小學供配電系統(tǒng)設計時，要注意如下要點的控制。

第一，校內(nèi)建筑的動力用電系統(tǒng)及照明用電系統(tǒng)中，設計人員應該配置總電能計量裝置，以及總配電裝置?？偱潆娧b置應設置在負荷中心附近且方便進出線的部位。第二，校內(nèi)和單體建筑的電源接入位置，設計人員要設置電源切斷裝置，并進行可靠接地設計。建筑內(nèi)各樓層也要各自配置電源切斷裝置。第三，學校建筑室內(nèi)的線路應采取暗敷的排布方式。第四，設計人員劃分配電系統(tǒng)支路的時候需要注意，學校的教學用房和非教學用房的照明系統(tǒng)配電線路需要分別劃分支路。學校的走道、門廳以及樓梯等區(qū)域的照明系統(tǒng)也要分別劃分配電支路。學校教室內(nèi)的照明用電系統(tǒng)和其電源插座系統(tǒng)，也應分別設置單獨支路[3]。室內(nèi)的空調(diào)用電需要設置專門的配電線路。第五，學校的教學用房照明系統(tǒng)的配電支路控制范圍要嚴格控制，一般來說控制范圍不應超過3個教室。第六，進行學校生活服務用房及行政區(qū)配電系統(tǒng)設計的時候要注意，廚房、餐廳、保健室等空間內(nèi)需要配置電源插座，還要加設專用的消毒裝置；學校教學樓內(nèi)的飲水機，應配置專用的供電電源；學校的學生宿舍的室外應安裝電能計量裝置，并加設可同時斷開中性線與相線的電氣設備，保障學生用電安全；學校的淋浴室、衛(wèi)生間局部應安裝等電位聯(lián)結裝置，做好安全接地設計[4]。

2.5 照明系統(tǒng)設計

照明系統(tǒng)是學校電氣系統(tǒng)中非常重要的組成部分，實際設計過程中要遵守相關設計規(guī)范中提出的照度要求，這里值得注意的是，學校教室內(nèi)黑板的照度設計應達到500lx。此外，相關設計規(guī)范對于學校教室內(nèi)照明系統(tǒng)的光源顯色指數(shù)也有嚴格的要求，其數(shù)值至少應超過80，采用均勻布燈的方式布置。對于顏色識別度較高的教學場所，例如美術教室等，其照明系統(tǒng)光源顯色指數(shù)應至少為90以上[5]。在光源的選擇方面，由于熒光燈的性價比相對較高，為此在學校照明系統(tǒng)中比較常見，但是此種類型的光源使用年限比較短，通常每學期都需要更換。雖然LED 光源的使用年限相對較長，但其光譜分布不均，且相比熒光燈造價更高一些，不適宜應用于長期書寫學習的場所。但是這種新型節(jié)能光源的可應用于學校的樓梯走廊以及室外等空間的照明，其使用壽命較長，應用優(yōu)勢顯著。

同時，一個優(yōu)秀的照明設計可以有效緩解學生的視力疲勞，防止近視，GB/T36876《中小學校普通教室照明設計安裝衛(wèi)生要求》，見表1。此外，進行照明系統(tǒng)設計的過程中，對于普通教室內(nèi)的燈具排列要科學設計，燈具軸線應垂直于教室黑板方向。室內(nèi)照明系統(tǒng)的開關應沿著與外窗平行的方向?qū)嵤┎荚O。黑板的照明開關裝置要單獨布設。一般來說，學校建筑不設置吊頂。學校公共區(qū)域走廊的照明燈具，應選用吸頂燈，不應選擇筒燈類型的照明燈具，這是由于筒燈的嵌入式安裝更加復雜，且想要達到相同的照明效果，其應用數(shù)量相比于吸頂燈要多出幾倍以上，經(jīng)濟實用性較差。對于學校的禮堂、階梯教室、食堂、圖書館、體育場等大空間場所的照明系統(tǒng)設計，設計人員要與建筑專業(yè)技術人員充分溝通，制定科學的設計方案。對于學校公共空間進行照明設計的時候，應采取集中控制的方式，設置集中控制開關，或應用樓控系統(tǒng)。樓梯區(qū)域照明系統(tǒng)可應用自熄開關裝置，室外區(qū)域的照明系統(tǒng)應進行定時控制設計。

表1 教室照明產(chǎn)品技術指標

2.6 應急照明系統(tǒng)設計

學校的應急照明系統(tǒng)中主要包括備用照明系統(tǒng)、疏散照明系統(tǒng)以及安全照明系統(tǒng)這幾個關鍵部分，設計過程中要遵守相關設計要求，并應便于校方對系統(tǒng)實施日常的管理維護，系統(tǒng)造價方面也應該全面考量。中小學建筑作為人員密集場所，對應急照明和疏散照明安全性要求較高，須確保在緊急事故發(fā)生時，教學樓內(nèi)的師生安全有效疏散。疏散走道、樓梯間、人員密集場所設置消防應急照明;在安全出口、樓梯間主要出入口、疏散通道等場所設置疏散指示燈。中小學的疏散場所地面的照度，不應低于5.0lx，人員密集場所的樓梯間、前室或合用前室、避難走道地面的照度，不應低于10.0lx。應采用蓄電池作為疏散照明自備電源。

2.7 教學及教學輔助用房配電設計

進行學校普通教室的配電設計時，教室內(nèi)黑板側方位置的高位處應設置電視插座，黑板部位應設置電子白板插座；講臺處的地面應設置插座；黑板周圍要設置監(jiān)考攝像機專用電源；教室所用投影機電源應設置在教室前部；教室后排區(qū)域應設置普通插座；教室如果安有空調(diào)，要為室內(nèi)空調(diào)預設插座，如果未安裝空調(diào)，應在教室頂板安裝吊扇，吊扇開關安裝在教室側墻。

進行實驗室相關配電設計時，要注意如下設計要點。第一，在實驗室內(nèi)，必須設置專業(yè)線路，要提高接地安全性和規(guī)范性，通過專業(yè)電路能夠防止短路、超負荷等問題的產(chǎn)生。同時，實驗室要根據(jù)不同用途進行電氣設計，設置直流電源線路和交流電源線路。第二，實驗室操作臺上必須設置電源插頭，要方便試驗操作人員進行試驗，并且其插座應盡量設置在靠墻部位的桌子上，防止由于試驗操作出現(xiàn)意外，提高電氣設計的安全性?？傆秒娍刂崎_關均應設置在教師演示桌內(nèi)。在教師的試驗操作臺上應設置三相380V 電源插座，便于教師試驗操作。第三，在實驗室內(nèi)，還應該設置機械排風，并配備專業(yè)的動力電，由于專業(yè)試驗存在一定的危險性，通過開關設置能夠盡可能地保障試驗過程的安全。對于生物實驗室，要采取局部照明設計，在光學試驗桌上應配備相應的照明設施，并根據(jù)相關規(guī)范，設置三相四線、低壓交、直流電源。在學生試驗桌上還要配備單獨的插座和可調(diào)電源，要保證電流、電壓的穩(wěn)定性，為試驗創(chuàng)造基礎條件。在電氣設計中還要注意三相電和直流電的設置，要根據(jù)不同實驗室采取相應的設計方案。對于學校的實驗室、多媒體教室、機房等都要設置接地端子。

2.8 弱電系統(tǒng)設計要點

對于規(guī)模較小的中小學，進行弱電設計時，弱電機房可兼用，例如，在校園網(wǎng)絡中心，可以布設一卡通主機、信息發(fā)布主機以及綜合布線系統(tǒng)；校園廣播室可設置廣播系統(tǒng)，以及閉路電視系統(tǒng)；校園傳達室可同時設置安防系統(tǒng)，以及消防報警系統(tǒng)等，如果采取此種設計形式，上述機房應預留充足的面積，以便于預留電源，合理進行接地設置。進行綜合布線系統(tǒng)設計時，其機柜與出線端口之間的距離應控制在90m 之內(nèi)。學校宿舍和食堂等公共活動區(qū)域，設計人員需要設置信息出口。對于學校內(nèi)單層面積較大的單體建筑，設計人員應在各樓層預留出安裝網(wǎng)絡機柜的位置，只設置常規(guī)的弱電豎井難以滿足使用需求，必要情況下設計人員需要設置專用機房。食堂、宿舍等公共區(qū)域應設置電視專用插座。進行安防監(jiān)控系統(tǒng)設計時需注意，校園的各重要通道、出入口處以及主要場所都應設置監(jiān)控攝像裝置，攝像機選型應符合中小學安防規(guī)范要求，還應遵守GB55029-2022《安全防范工程通用規(guī)范》，視頻監(jiān)控要做到無死角覆蓋，校園樓梯間、食堂操作間等處也都應設置監(jiān)控攝像裝置。進行廣播系統(tǒng)設計時，要結合學校的實際使用需求，在校園主要通道、操場、教學樓、輔助用房、宿舍樓等處設置揚聲器裝置和廣播支路系統(tǒng)。室內(nèi)設置的揚聲器裝置要注意高度控制，一般來說應在2.4m 以上。廣播系統(tǒng)的末端線路不應采取線槽敷設的方式，而是應采取暗管敷設法。

信息發(fā)布系統(tǒng)當前已經(jīng)成為中小學校中常見的設施配置，設計過程中，一般會在學校的出入口周圍、體育館、食堂售賣窗口、報告廳等區(qū)域設置LED 信息發(fā)布顯示屏，根據(jù)其顯示屏的不同使用需求，可選用大屏、彩屏或者單色屏等。

3 結語

隨著國家對于教育產(chǎn)業(yè)的重視程度逐漸提升，各中小學的建設水平也在提高，其電氣設計的復雜程度也不斷提升，為此電氣設計人員需持有嚴謹認真的工作態(tài)度展開電氣設計，力求規(guī)劃設計一個優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟舒適、安全可靠、綠色節(jié)能的校園電氣系統(tǒng)，讓師生們可以在校園中安心地生活學習。