中小學建筑電氣設計思考及探討

陳鵬 中赟國際工程有限公司（煤炭工業鄭州設計研究院）

隨著城市化的發展，一二線城市大量人口涌入，中小學生數量大量增長，大中城市中小學數量嚴重不足，師生和學生家長對學校的軟硬件設施也有著越來越高的要求，目前對中小學的要求主要有以下幾個趨勢：安全、健康、信息智能化。作為一名電氣設計人員，主持和參與了多所中小學的方案規劃及施工圖電氣設計，在工作實踐中對中小學電氣有一些經驗總結和個人觀點進行分享。

一、供配電系統

校園電氣的總體設計要滿足現在使用未來發展的要求，根據學校的等級和類型，滿足校園內不同類型建筑的使用要求。校園總供配電系統應根據校園內各建筑的負荷等級、用電容量、管理模式、學校周邊電源情況等條件，合理確定供配電系統的總體結構、變電所的位置和容量、備用電源的形式。校園供配電系統宜簡單可靠，便于維護管理。

（一）負荷等級

中小學用電負荷等級方面，除了依據《民用建筑電氣設計規范》及《建筑設計防火規范》對教育建筑的普通用電負荷等級及消防用電負荷等級進行確定外，《教育建筑電氣設計規范》對教育建筑一些特殊場所的用電負荷等級也有明確的要求，我們在設計中需要注意的是：

1.教學樓、學生宿舍、實驗樓、會堂等建筑的主要通道照明為二級負荷，主要是考慮上述場所人員比較密集，為保證學生安全。

2.學校食堂廚房的主要設備、冷庫、主要操作間及備餐間的照明定為二級負荷，主要是考慮避免學校生活秩序混亂。

（二）用電負荷計算

負荷計算是電氣設計的基礎，中小學用電負荷的計算在方案設計或可行性研究階段采用單位面積用電指標法，對不同性質和使用功能的建筑分別計算，單位面積用電指標的選取要靈活運用，根據各地不同的氣候特點，對設有空調的建筑尤其是冬天需要空調采暖的建筑要充分考慮空調負荷。計算學校或變壓器供電總負荷時要考慮教學樓、宿舍、食堂、體育館的同時使用系數。下表是某初中可研階段的負荷計算表僅供參考：

初中部負荷計算表

（三）變電所設置

應根據校園的供電距離，用電負荷的容量，合理確定變電所的位置和和數量。規模較小的學校可只設一座變電所，規模較大的學校可設一個中心變電所和若干區域變電所或若干預裝式變電所。根據校園實際情況，變電所可設在地下車庫一層，也可獨立設置或附設在建筑內外。考慮電磁輻射及變電所噪音的影響，變電所不應和教室及宿舍貼臨，并不宜設在人員密集場所。變電所內變壓器宜采用干式節能變壓器，高低壓斷路器可采用真空斷路器，高低壓母線根據實際的高壓電源情況及變壓器數量可采用單母線或單母線分段的供電方式。

（四）自備電源

當學校存在一級負荷特別重要負荷或從市電取得第二電源經濟上不合算時，可采用自備電源，允許中斷供電時間超過15s的負荷，自備電源可采用快速自啟的柴油發電機組，允許中斷供電時間短的負荷，可采用蓄電池組作為自備電源。柴油發電機組可采用室外靜音型，并設置在遠離教學、辦公及休息的校園區域。柴油發電機組的容量應能同時滿足下列兩種情況下的負荷要求：1.正常情況下工作的非消防一、二級供電負荷及正常情況下仍需工作的消防負荷（消防電梯，疏散指示照明、消防控制室等）；2.火災情況下的消防負荷及火災情況下仍需工作的非消防一、二級供電負荷（電梯，排污泵、安防等）。

（五）低壓配電

為了便于管理及計量，各建筑的照明、空調、大型實驗設備宜分系統供電，可在各建筑設配電室，建筑各層設強弱電井。在配電室設照明、空調、消防等負荷總配電柜，在各層強電井設照明、空調、消防層配電箱，建筑內的重要負荷或大容量負荷可由變電所或者配電室的總配電柜放射式直接供電。

教室、實驗室、宿舍宜設專用配電箱，照明和插座由專用配電箱不同回路供電，空調可由各層電井內的空調配電箱配電，有利于對建筑的空調進行統一管理并進行用電計量；也可由教室、實驗室、宿舍的專用配電箱給空調供電，這種方式便于分區域對用電統一管理和計量。

普通教室前后墻均應預留不少于一組的兩孔及三孔插座，如普通教室預留多媒體教學設備，需增加插座數量，插座應采用安全型，幼兒活動場所的插座安裝高度不低于1.8m。空調柜機宜采用～380V電源供電，有利于三相負荷平衡，可在空調柜機旁1.8米以上高度設空調配電箱對空調進行控制和保護。在設計過程中，有業主為避免柜機翻到對小學生造成傷害，要求在小學教室前后均設空調掛機，設計人員可根據業主要求進行設計。

語言教室、計算機教室、實驗室等場所課桌均應設電源插座，課桌電源應由上述場所的專用配電箱引專用回路供電。

二、電氣照明

校園的電氣照明直接關系到少年兒童的用眼健康和安全疏散等問題，教育建筑對照明設計的照度、色溫、統一眩光值、顯色指數、照度均勻度都有較高的要求，在電氣照明設計過程中應根據各規范要求認真對待。

（一）室內外照明

教育建筑各教室、辦公室照明光源可采用三基色熒光燈或LED燈，走廊、衛生間、樓梯間等部位可設置LED燈具，在設有吊頂的場所，燈具可嵌入安裝，無吊頂的場所，燈具可吸頂或桿吊安裝。教室、實驗室禁止使用裸燈。風雨操場、室內體育館可以采用金鹵燈或大功率LED燈。

室外道路和廣場可采用路燈和庭院燈，運動場可采用高桿金鹵投光燈。室外不宜采用地燈和草坪燈，主要是考慮地燈和草坪燈容易損壞，室外環境惡劣，容易漏電傷人。室外照明可由專用室外配電箱供電，路燈和庭院燈可根據時間和光感應聯合自動控制，運動場照明根據學校需要可人工或自動控制。

（二）消防應急照明和疏散指示系統

如教育建筑設有火災自動報警系統，消防應急照明和疏散指示系統應采用集中控制型，如教育建筑沒有設火災自動報警系統，消防應急照明和疏散指示系統可采用非集中控制型。應急照明和疏散指示燈具應選用A型燈具（主電源和蓄電池電源額定工作電壓均不大于DC36V），燈具的電源應由主電源和蓄電池電源組成，蓄電池電源的供電方式分為集中電源供電方式和燈具自帶蓄電池供電方式。燈具的面板或燈罩不應采用玻璃材質。安裝在墻壁一米以下的疏散指示燈宜嵌入式安裝。消防應急照明和疏散指示系統其他設計要求可參考《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》進行設計。

三、校園信息系統

（一）廣播音響系統

校區設廣播室，廣播室設節目制作、功放及音控等全套設備，滿足背景音樂及節目播放。可采取分區廣播形式，按教學區、辦公區、體育運動和室外步行區域四部分加入分區選擇單元，以適應不同區域音頻節目信號的不同要求。廣播室設全套定時打鈴設備，系統能最優先插入上下課鈴聲信號。體育館及設置可獨立設置擴聲系統。在教學樓走廊及各教室設壁掛式（或嵌入式）揚聲器，教室揚聲器宜設調音開關。

（二）通信網絡及綜合布線系統

在校區設弱電中心機房，在各個單體建筑設電信間，弱電中心機房和電信間的面積應可滿足多家通信公司通信機柜安裝及光纜接入要求。由弱電中心機房光纖適配器引室外光纜至各個建筑電信間光纖機柜，再由光纖機柜引六類線或光纖至各個房間信息點。

每個教室至少應設兩個信息點，其中一個應設在講臺處，如教室為多媒體教學，可增設信息點數量。辦公室根據辦公桌布置情況及未來辦公人數設置信息點，宜一人一個信息點。計算機教室宜每個課桌設一個信息點。

在實際施工圖設計過程中，應確定好信息點及語音點的設置位置，預留好管線及弱電橋架，做好通信網絡的管線路由。

（三）電視系統

目前電視系統有兩種選擇方式：一、廣電系統的有線電視、二、網絡電視。設計人員可根據甲方要求，及當地實際情況選擇電視系統并進行相應的設計。

（四）安防監控系統

普通學校安全防范工程的設計標準為基本型，可對學校出入口、主要道路交叉口、重要的建筑物旁、廣場、各建筑主要出入口、電梯廳、疏散通道、停車場、電梯轎箱等場所設攝像頭進行監控。

保安監控中心可設在學校消防控制室內，以減少值班人員數量，可對各監控區域進行實時監控，對監控信息和圖象進行記錄和儲存，系統具有故障自動檢測報警功能，可按時間段進行報警信息查詢打印。

在校園內設離線式巡更系統，系統由巡更器、信息鈕、通訊座、軟件系統等部分組成，在每個需要巡更的地點安裝一個信息鈕，巡更時，保安人員將巡更棒靠近信息鈕，并且按下巡更棒上的采集信息按鈕，巡更棒便自動記錄巡更員編號、時間、地點等信息。可隨時下載巡更棒里的存儲信息到電腦里面，及時可以了解保安人員的巡更情況，并可供以后查詢。

在學校大門設出入口管理系統，分別對進出人員、車輛管理，校園出口設安全通道，學校師生可刷卡進入，杜絕未授權人員進入校園，保證師生安全。

（五）呼叫信號及信息顯示系統

在學校主入口和教學樓、辦公樓一層大廳設LED顯示屏，可用PC進行控制，便于信息發布、播放通知等，系統主機可設于辦公樓總值班室或學校行政辦公室。

（六）多媒體視聽教學系統

多媒體視聽教學系統是以多媒體計算機作為核心設備，并配以各種信息展示與交互設備，利用信息化資源和設備開展教學活動。早期多媒體教學系統多采用投影儀和幕布作為顯示設備，近期隨著液晶面板價格的大幅走低，多采用大尺寸液晶電視作為多媒體視聽教學系統的顯示設備，液晶電視安裝在推拉黑板后的墻上，電氣設計時需在黑板下的墻上預留電源插座、信息插座、電視插座等，在講桌上預留多媒體計算機的電源插座及信息插座，并預留計算機至液晶顯示器的數據管線。

（七）火災自動報警系統

根據《建筑設計防火規范》要求，在需要設置火災自動報警系統的的場所設置，可采用集中火災自動報警系統，在辦公樓或者綜合樓一層設置消防控制室，對全校區的火災報警系統進行監控，并對防排煙系統、消火栓系統、自動噴水滅火系統進行連鎖控制。

在消防控制室設消防應急廣播主機，和普通廣播共用廣播線路和揚聲器，緊急情況下廣播系統應被強制切換到緊急廣播狀態。

中小學電氣設計就介紹到這里，本文僅對中小學建筑獨有的電氣設計特點進行總結和歸納，個人水平所限難免有疏漏和爭議之處，歡迎各位專家同行批評指正。