浅析新型学生公寓的电气设计

赵天华　卫　威

摘 要：近年来高等学校连续扩招，使得新型学生公寓建设规模持续扩大。笔者结合工程实践，通过对新型学生公寓电气设计的不断探索，在本文中对新型学生公寓电气设计中的照明系统、供配电系统、防雷与接地安全等内容做了分析和讨论。

关键词：工程实践；电气设计；照明系统；供配电系统

1 引言

新型学生公寓的电气设计包括：强电系统设计(供配电系统、照明系统、防雷接地及等电位联结系统)和弱电系统设计(电话通讯系统、综合布线系统、有线电视系统、电视监控系统等)两大部分内容。本文重点介绍了强电系统设计方法和原则。

2 照明系统设计

学生公寓照明系统的设计要求与住宅设计要求类似，在设计过程中，除了遵循求环保、“实用、舒适、安全和经济”的照明设计原则以外，还应尽量追节能和回归大自然，以满足人们生活水平的不断提高对照明设计所提出的更高要求。实践证明，在公寓里设置优质的照明，不仅可以获得良好的视觉效果，还可以使学生公寓这个“小家”显得和谐温馨。学生公寓照明设计所考虑的主要内容如下：

2.1 照度

目前，由于国家标准中对学生公寓不同场所的照度值尚无具体的规定，因此在学生公寓的照明设计中，通常是参考国家标准中对居住建筑照明标准值的规定，充分考虑学生公寓的特点，来合理地选择其照度标准值，这是照明设计成败的关键。

2.2 光源的选择

在学生公寓照明设计中，光源的选择应主要考虑其色温、显色性和使用寿命等因素，同时还应充分考虑照明节能的问题，即在保证不降低作业视觉要求，不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，最有效地利用电能。因而，在学生公寓的居室内优先采用了T8高效荧光灯，该灯具有效率高(比普通荧光灯节电10%，亮度提高20%)、寿命长(达8000h)、显色性好(内涂三基色荧光粉时)、与传统粗管(T12)荧光灯完全兼容等特点:而在卫生间、阳台灯处，优先采用了紧凑型荧光灯，该灯体积比普通白炽灯泡略大，功率为5-36W不等，且具有光效高(比普通荧光灯节电20%，比普通白炽灯节电70%)、寿命长(约为白炽灯的5倍)、显色性好等特点，还可制成与白炽灯近似的暖色光，加之灯头与普通白炽灯兼容，因而可以直接取代白炽灯，特别适合居住类建筑使用。

应当注意，荧光灯尽管比普通白炽灯具有节能优势，但荧光灯的使用寿命受开关次数的影响很大，若在使用过程中需要频繁开关灯具时，则荧光灯的使用寿命会大大地降低，直接影响了照明系统的经济性。因而，在平均点燃时间长的场所宜选用荧光灯，反之，选用白炽灯会更加合理。

2.3 灯具的选择与布置

寝室是学生休息和学习的地方，既要求有较高的照度，又要求能够创造一个团结、宁静、和谐的气氛。因此，灯具的造型、格调不宜过于华丽，一般采用半直接型单管荧光灯具，在房间中央吸顶安装，作为一般照明。书写、阅读要求较高照度时，可使用台灯做局部照明。

卫生间环境湿度大，宜选用防水防尘灯，吸顶安装。对装有玻璃镜的卫生间，宜设置镜前灯，可在镜上适当的高度采用壁式安装的白炽灯照明。

2.4 插座的选择与布置

以往的学生公寓电气设计，往往在墙面上插座安装数量偏少或位置不合理，为满足需要学生经常私自滥拉线路、加插座板，极易引起电击和电气火灾事故。为方便学生安全用电，新型学生公寓的照明设计时还考虑设置了足够数量的电源插座。以4人居室设计为例，插座的具体布置如下:在2.2m标高处各设计一组五孔插座，供收录机、手机充电等用:在1.4m标高处各设计一组五孔插座，供计算机、台灯及其余用电设备之用;在分户门上方约2.5m标高处设置一组五孔插座，供电视机使用:卫生间在1.4m和2.3m的标高处各设置一组防水插座，供洗衣机、热水器使用:部分高校还要求学生公寓室内靠外墙1.8m的标高处设置一组三孔插座，供壁挂式空调使用。

3 供配电系统设计

寝室配电设计。每间寝室设置一台末级配电箱，配电箱可实现对电能的控制、分配及计量。电能的计量可通过设置IC卡电表来实现，亦可采用智能控电管理系统在楼层配电箱处实现。为了确保寝室用电的安全与方便，寝室配电箱内设置主开关一个，设置出线分并关3个，将顶拥灯具和摇头扇、普通插座和电视机插座、电热水器插座等分回路设计，自的是通过多回路使寝室内负荷电流分流，减少线路温升，延长线路寿命，减少电气火灾危险。此外，出线并关中的普通插座、电视机插座、电热水器插座回路均设置了漏电保护断路器。寝室配电箱暗装，其安装高度为底边距地1.5m；寝室内配电线路均穿钢管或硬质塑料管，在顶棚、地板或墙内暗敷设。

楼层配电设计。楼层配电设计主要考虑的是楼层配电箱的设置数量、安装位置及线路的敷设方式。楼层配电箱数量的设置应确保线路末端的电压损失满足设计要求，在工程实践中，一般控制配电距离不超过50m，因此在设计过程中可根据建筑物的长度来确定楼层配电箱的数量。楼层配电箱的安装位置应设在负荷中心。若采用集中智能表或智能控电管理系统对楼层用电进行集中计量，则最好设置楼层配电间。一则集中智能表尺寸较大，设置配电间便于楼层配电箱的安装；二则设置配电间还可以满足弱电系统安装综合布线配线架等的实际要求。配电间的尺寸一般为(1.2-1.5)m (2-3)m即可。

进户配电箱。进户箱是每幢学生公寓的总电源进线配电箱，其安装位置依据具体设计和管理方案，多设置在一层配电室、或值班室、或配电间内。进户箱电源主开关的整定，应根据计算负荷的大小确定。为防止因接地电弧的短路而引起的电气火灾，对进户箱的总电源进线断路器设置了漏电保护功能。为满足学生公寓用电负荷增长的要求，提高供电的可靠性，工程实践中，对于多层学生公寓，其配电采用由进户配电箱(柜)以放射式配电至各楼层配电箱的型式，即对于每一个楼层配电箱设有单独的配电线路。而对于高层学生公寓，可在电气竖井内采用插接母线槽或预分支电缆作为止干线供电。

4 防雷与接地安全

4.1 供电系统防雷

对供电系统进行防雷保护，主要是抑制二次雷击感应或开关动作而产生的瞬态高电压。具体措施是在总电源输入端(进户箱处)加装浪涌保护装置，将其并联在被保护的电源板上，当雷电波沿电源线侵入时，该浪涌保护装置的电阻瞬间降至很低，近于短路状态，雷电流就此分流入地，这样就可以把破坏性极强的瞬态高电压抑制在安全范围以内，达到保护供电系统的目的。

4.2 信号系统防雷

随着计算机网络、有线电视网络和通信网络进入学生公寓，信号系统的防雷就显得十分必要了。一方面由于这类电子设备的元件高度集成化、整体耐高压与过流的水平相对下降;另一方面，由于有线电视、通信、计算机等电子设备使用普及和网络的广域化，都增大了电子设备受干扰、损坏的可能，建筑物外的信号线，不管是地埋还是架空都容易受到雷击引起的瞬态高压的感应，可能导致信号中断、设备损坏。因此，在有线电视、通信、计算机网络等信号线的入口处安装合适的SPD信号浪涌保护器，以抑制瞬态高压侵入，使“允许通过”电子设备的瞬态电压处于安全水平，确保了设备的安全运行、信息畅通。

4.3 合理布线与接地

建筑物内的合理布线，可以减少雷电流的侵害，因此，将学生公寓内的强电线路与弱电线路分开布线，垂直敷设的电线干线尽可能集中于公寓的中心部位，如公寓电气竖井或其附近。各种电气线路采用钢管穿线。

学生公寓一般采用TN-C-S接地方式，电源零线进户时做重复接地，并进行总等电位联结。在电源进线处作重复接地可以减轻PEN线(或PE线)断线产生的危害；总等电位联结端子板MEB在电源进线处联结PEN(或PE)线、重复接地体、进线恺装电缆金属外皮、以及进入公寓内的水、暖等金属管道和金属结构，以降低建筑物内间接电击的接触电压和不同金属部件的电位差，并能够消除自建筑物外经各种金属管道和各种电气线路引入的危险电压的危害，从而避免了火灾、爆炸、电击等事故的发生。

参考文献

[1]余丽华，电气照明，同济大学出版社，2001.

[2]国军标准，建筑照明设计标准，中国建筑工业出版社，2004.

[3]海融科技，学生公寓智能安全控电管理系统安装使用手册.