浅谈中小学电气设计

苑海兵(北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045)

浅谈中小学电气设计

苑海兵
(北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045)

以新疆某小学为例，简单介绍了中小学电气设计的特点，重点阐述了中小学电气设计的内容及部分重点区域的设计方法,以供同行设计人员参考。

中小学 电气设计

0 引言

随着政府对教育基础设施的持续投入，我国的学校建设已渐趋良好、稳定的势态。相较于其他类型建筑的电气系统，中小学建筑基于其使用特殊性，有其特有的设计特点。下面就笔者在某小学项目的电气设计中遇到的问题谈一下自己的体会。

1 项目简介

本项目位于新疆和田市，小学和幼儿园各36个班。其中，小学占地面积为61 184m2，建筑面积为30 716m2，建筑主要功能为教学楼、综合楼(含专业教室、行政办公、报告厅及多功能厅)、体育馆(含食堂及地下车库)；幼儿园占地面积为23 055 m2，建筑面积为16 980 m2，建筑主要功能为教学楼、综合楼(含专业教室、行政办公、报告厅及多功能厅)、体育馆(含食堂及地下车库)。

2 电气设计分析

2.1变配电系统

2.1.1 负荷分级

本项目为多层建筑,按照现行有关规范规定，消防负荷以及整个校区安防系统、信息网络系统等负荷，厨房主要设备用电，冷库，主要操作间、备餐间照明，体育场馆的主要通道照明，以及生活水泵、污水泵等按二级负荷供电；照明用电等按三级负荷供电。

2.1.2 变压器选择及变配电室设置

根据现行相关规范规定,在中小学校的电气设计中，变压器容量一般以20～30VA/m2作为标准，学校的变电所可以选用独立式、附设式或箱式变压器。但是，随着时代的变迁，为了让学校更具现代化，大多数学校会投入大量的现代化用电设备，所以在实际设计中，变压器容量会适当放大。

本项目设置2台容量为1 250kVA的变压器，约为52VA/m2。考虑到本项目建立在新城区，受环境因素和学校建设规模限制，故将变电所设立在学校体育馆的地下，以提高空间利用率。

对于供电电源，本工程选定1路10kV市电供电，同时设置柴油发电机作为备用电源。供电示意图如图1所示。

图1 一次变配电示意图

2.2照明设计

学校的照明质量关系到师生的身心健康，也是家长与学校最关注的问题之一。优秀的照明设计可以有效地缓解学生的视觉疲劳，防止近视。根据设计规范的相关要求，教育建筑其他场所照明标准值可参见表1，并应注意以下几点。

1)教室黑板应设专用黑板照明灯具，且该灯具不得对学生和教师产生直接眩光，其维持平均照度最低应为500lx，黑板面上的照度最低均匀度宜为0.7。

表1 教学用房的照明标准值

注：*指混合照明照度。

2)教室应采用高效率灯具，不得采用裸灯。灯具悬挂高度距桌面应≥1.7m，灯管应采用长轴垂直于黑板方向的布置方式。

3)坡地面或阶梯地面的合班教室中，前排灯不应遮挡后排学生视线、不应产生直接眩光。

4)教室照明光源宜采用显色指数Ra>80的细管径稀土三基色荧光灯。对识别颜色有较高要求的教室，宜采用显色指数Ra>90的高显色性光源；有条件的学校，教室宜选用无眩光灯具。

本工程典型教室灯具布置如图2所示。

图2 典型教室照明平面图

2.3教室插座

按照规范规定设置插座，并设漏电保护开关。

1)普通教室前、后墙上应分别设置不少于一组电源插座(每组为1只单相2孔+1只单相3孔)，有电化教学要求的教室宜在教室的前墙上再增加一组电源插座。教学用房内电源插座与照明灯应分支路各自单独控制。

2)语音、计算机教室在教师讲台及每个学生课桌均设置一组AC 220V电源插座。

3)多媒体教室若采用集中控制电子讲台，应为其提供AC 220V/10A电源，并由讲台供电投影仪和电动幕布。

本工程典型教室电源布置如图3所示。

图3 典型教室电源布置平面图

2.4防雷接地

本建筑为三类防雷建筑。采用25mm×4mm的热镀锌扁钢在女儿墙上明敷。在屋面上明敷25mm×4mm的热镀锌扁钢,并构成≤20m×20m或24m×16m网格,接闪带之间有可靠的电气联结。防雷引下线利用两根柱内钢筋作为引下线 (主钢筋的直径≥Φ16)。屋面上所有金属构件均应与接闪网有可靠的电气联结。

工程供电形式为TN-S系统与TN-C-S系统相结合。其中，体育馆配电系统为TN-S系统，其他各单体配电系统为TN-C-S系统，并在电源进线处作重复接地。而且，电气设备的金属外壳 (即外露可导电部分及插座接地孔等) 均须妥善与PE线相接。

学校的网络机房和计算机教室，防静电级别属于三级，因此须考虑防静电措施，参照GB 50174-2008《电子计算机机房设计规范》执行。

2.5智能化设计

学校的智能化设计应在满足日常管理需求的同时，满足日后信息化应用的发展。其智能化系统的优劣对教学质量的提高和教学条件的完善起着决定性作用。因此，学校的智能化设计要统一规划，逐步实施。

本工程的智能化系统框图如图4所示。

1)综合布线系统是整个校区智能化设计的基础，本工程综合布线系统由工作区、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间、进线间、管理组成，支持通信系统、计算机网络系统。末端点位设置:(1)办公区:5～10m2设置1个信息网络端口；(2)教学楼:每间教室设置1个信息网络端口。

图4 学校智能化系统框图

2)校园广播系统作为智能化校园内不可缺少的子系统之一，不仅能够为校园提供背景音乐、公共广播，还能够满足紧急广播等应用。

3)多媒体网络教室系统能够实现现代化教学的要求。一个完整的多媒体教学系统是由硬件和软件两部分组成：前者包括计算机主机及可以接收和播放多媒体信息的各种输入/输出设备，后者是多媒体操作系统及各种多媒体工具软件和应用软件；系统核心是一台多媒体教学控制主机，其外围主要是视听等多媒体设备。

4)校园一卡通系统是校园数字化建设的重要组成部分。校园卡集成功能详见图5。

5)有线电视系统网络模式为自设前端、光纤同轴电缆混合网(HFC)方式组网，邻频传输系统，双向传输(上限频率862MHz)方式，系统输出口的模拟电视信号输出电平64±6dBμV。图像质量不低于4级(五级损伤制评分)。

网络以传输电视信号为主，包括模拟电视和数字电视信号，同时具备宽带、双向、高速及三网融合功能。

6)校园安防监控系统是维护社会公共安全的重要措施，该系统包括前端设备(IP网络摄像机)、传输设备、处理/控制设备和记录/显示设备4部分。系统结构采取全数字模式，对地下车库车道、电梯前室、楼梯前室、首层主要出/入口、走道、电梯轿厢等部位进行有效的视频探测与监视以及图像显示、记录与回放，回放帧数为25FPS，存储天数为30天。监视图像信息和声音信息具有原始完整性，系统记录的图像信息包括图像编号/地址及信息录入的时间和日期。

7)班班通系统是现代教育的重要手段，班班通教室设备包括教室显示设备、多媒体教学系统、辅助外设3部分。

图5 校园卡功能集成拓扑图

8)电子图书馆系统是一种包含数字资料中心、图书管理中心、电子传播中心等机构的网络应用软件平台，可以完成登录系统、检索图书、阅读图书、维护书签等操作，同时具有新书推荐、电子阅览、资料查阅、图书管理等功能。

9)大屏幕显示系统依托外网系统构建，主要包括中心控制系统、终端显示系统和网络平台3部分。

本工程典型教室智能化设置如图6所示。

图6 典型教室弱电布置平面图

3 结束语

中小学电气设计有其自身特点，其电气设计也有特殊要求。在实际设计中应对其电气设计做好整体把握，充分考虑系统的灵活性与扩展性，同时满足教育现代化、信息化的发展要求。以上是笔者在工作实践中的一点心得，希望能与大家一起探讨，不足之处敬请赐教。

[1] GB 50099-2011中小学校设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2] JGJ 310-2013教育建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.

[3] GB 50311-2007综合布线系统工程设计规范[S].北京:中国计划出版社,2007.

DiscussiononElectricalDesigninPrimaryandSecondarySchools

Yuan Haibing

Taking a primary school in Xinjiang as an example, the characteristics of electrical design in primary and secondary schools are introduced, and the design methods are mainly expounded, for reference to peer designers.

primary and secondary schools, electrical design