中小学、幼儿园电气设计

徐爱军

【摘  要】本文主要从电气安全角度探讨中小学及幼儿园的电气设计

【关键词】应急电源;紫外线消毒灯;眩光;防火门监控;电气火灾;消防电源监控;防雷接地

一、概述

随着城镇化人口的增加和国家、企业对教育事业的重视和资金投入，许多高质量的中小学和幼儿园开始落地建设，本人近几年参与了几所学校的设计和一些学校的图审工作，下面从学校电气安全角度谈谈中小学、幼儿园的电气设计。

二、供电安全

1、学校变电所和柴油机设置的位置

学校变电所和柴油机的设置在考虑校园内的负荷性质及重要性、用电容量、使用功能、管理模式、当地电源条件及电网规划，合理确定校园供配电系统的负荷等级、系统结构和配变电所的分布及规模，需要特别注意的一点学校变电所和柴油机的设置位置。《教育建筑电气设计规范》（JGJ310-2013）4.3.3条规定：变电所不宜设置在人员密集场所;应满足实验室的工艺要求;不应设在有剧烈振动或有爆炸危险介质的实验场所;附设在教育建筑内的变电所，不应与教室、宿舍相贴邻。柴油发电机的设置位置不得对学校正常的教学活动和学生的居住环境产生噪声干扰。目前用地紧张和停车难是大部分地区的一个普遍社会问题，为了解决这个问题，新建学校有条件的都会充分利用操场下的地下空间，建设地下停车场，地下停车场作为社会公共停车场管理使用。当学校建设地下空间后，为了更有效利用地上空间，学校变电所和柴油机经常会设置在地下室。当变电所、柴油发电机房设置在地下室时，电气设计人员为了时变电所更靠近负荷中心，减少供电半径，会把变电所尽可能的靠近教学楼，这时设计人员往往容量疏忽变电所与教室下面贴邻这点，将变电所局部放在了教室的正投影面下面。

2，教室和活动室配电箱的设置

在学校电气设计中，设计人员往往为了系统设计清晰，也便于学校的管理维护，在每个教室和活动室设一个独立分配电箱。在中小学这样设计是提倡的，但是在托儿所、幼儿园的教室和活动室不宜设置配电箱，尽可能设置在教室和活动室的外面，但不可避免时，电气设计时要特别注明采用的防护措施，如配电箱加锁等，同时配电箱安装高度不低于1.8m。，教室配电箱共空调、插座、照明的回路需分开供电。教师讲台处宜设实验室配电箱总开关的紧急切断电源的按钮

3，供电插座的安全

中小学、幼儿园的插座无论安装高度为多少，均需采用安装插座，插座和照明分开供电。托儿所、幼儿园内幼儿所触及活动的场所如活动室、寝室、图书室、美工室等地方的插座安装高度不得低于1.8m。

4，供电电缆的安全

中小学、幼儿园为人员密集场所，学生身体处于发育阶段，在万一发生火灾事故时，为尽量避免线缆绝缘材料及护套的火焰蔓延对建筑物和消防系统的影响以及电缆燃烧产生含卤烟雾对学生人身的伤害，学校的供电电缆宜选用无卤、低烟、阻燃型铜芯电线电缆。对于消防设备、重要实验室特殊区域负荷的配电线路，当需要在火灾发生时继续维持工作时，应根据负荷特性要求采取耐火配线措施，并应满足相应的供电时间要求。

5，电击防护安全

教学、实验用电设备要做电击防护安全，防直接接触的可以在用电设备伸臂范围以外设置遮拦;插座回路、设置在室外的用电设备等设置30mA 的漏电保护;部分用电设备采用36V特低压供电。

三、学校照明安全

1，普通照明：幼儿园、中小学的学生眼睛正处于发育阶段，长期在不良照明环境内学习，学生容易造成视力减弱，近视的毛病，学生长期处于不良眩光下还很容量引起头晕。普通照明应分区设置，在保证基本的照度要求上要注意照度的均有性和显色性、一级眩光的控制，不舒适眩光应采用统一眩光值（UGR）评价。设有吊扇的教室，吊扇叶片旋转时不应遮挡灯具对座位的照明，一般吊扇安装高度比灯具安装高度高。

2，紫外线消毒灯：中小学、幼儿员需要消毒的场所基本上是采取设置紫外线灯来消毒的方式。紫外线会对人视力损伤，所以在有需要紫外线灯消毒的场所注意紫外线灯的控制，集中控制、专人管理。在需要消毒的场所门口设置紫外线灯消毒的警示灯。

3，应急疏散照明：

（1）應急疏散照明的灯具选择和控制方式：在《消防应急照明和疏散指示系统》（GB51309-2018）规范实施以前，应急疏散照明的设计灯具选择和控制方式各种形式都有，现在新的规范实施一后选择就比较明确和单一了。无论中小学、幼儿园的规模大小，应急疏散照明均应采用36V以下电源的A型灯具做应急疏散照明灯具，有消防控制室的校区还应采用集中控制的智能应急疏散照明系统。

（2）应急疏散照明的照度选择：电气设计规范比较多，有国家规范和行业规范。学校属于人员密集场所，《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）10.3.2条明确人员密集场所最低疏散照度水平确定为3lx，人员密集场所的楼梯间、前室或合用前室、避难走道最低疏散照度水平不应低于10.0lx。《教育建筑电气设计规范》（JGJ310-2013）8.6.2条中小学和幼儿园的疏散场所地面照度不低于5lx。部分设计人员在设计应急疏散照明时只遵守了《建筑设计防火规范》的条款，将公共走道的地面最低疏散照度水平确定为3lx。电气人员在设计时上述二本规范均应遵守，选择要求高的执行。中小学和幼儿园疏散走道等的最低疏散照度水平确定为5lx，楼梯间和楼梯前室的最低疏散照度水平确定为10lx。

（3）应急疏散照明电源：《消防应急照明和疏散指示系统》（GB51309-2018）实施以后，应急疏散照明的电源供电基本采用EPS供电，EPS额定输出功率不应小于所连接的应急照明负荷总容量的1.3倍。设计在蓄电池备用时间选择上只关注了火灾时的应急持续时间，疏忽了行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ 16的有关规定;当教育建筑兼作本地区自然灾害固定避难场所时，其EPS的蓄电池应保证备用时间不小于2h。

四、火灾预警和联动安全

中小学、幼儿园的火灾预警和联动主要包括火灾报警和联动系统、电气火灾监控系统、消防电源监控系统、可燃气体报警系统、防火门监控系统。

火灾报警和联动系统、电气火灾监控系统、消防电源监控系统、可燃气体报警系统等这些系统的设计一般常规按《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）和《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-2013）执行，在设计中有歧义的是防火门监控系统。

现在新建中小学的规模大部分比较大，同层平面可以分几个防护分区。《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）6.4.10条规定疏散走道在防火分区处应设置常开甲级防火门，常开防火门在火灾发生时是应该关闭的，有效防止火灾向相邻防火分区蔓延。在设置火灾报警的场所设置防火门监控系统监控常开防火门这个大家都有共识，但是中小学在建筑设计时教学楼常常采用的是敞开时外廊，走廊不设置火灾报警探测器，一部分设计人员认为这种情况下防火门监控系统不需要做，常开防火门发生火灾时手动关闭就可以，中小学生为未成年人，发生火灾时主动去关闭防火门很难做到。笔者认为在不设火灾探测器的教学楼也需要设置防火门监控系统，火灾时在消防泵给出启动信号时，联动防火门监控系统关闭常开防火门。

五、防雷接地安全

学校属于人员密集场所，防雷按二、三类防雷等级设防，设计人员在宿舍楼的防雷设计时往往会忽略这点。年预计雷击次数大于0.05次/a的教学楼、图书馆、实验楼、学生宿舍、体育馆、会堂等建筑按二级防雷设防;还有设计人员在设计中容易疏忽的一点是不属于二类防雷建筑物但属于建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物的防雷设计，这类建筑物要按三类防雷建筑物设防。

一般学校建筑单体建筑多，接地制式采取TN-C-S系统居多，要做好每个建筑的总等电位联接、局部等电位联接，设计中容量疏忽实验室接地端子箱要做好预留。

六、弱电系统安全

中小学和幼儿园的弱电安全主要是校园网络安全问题、校园出入口人员身份识别、周界防范和视频监控，针对这些安全需求做好弱电的系统规划。

参考文献：

[1]《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）2018版.

[2]《教育建筑电气设计规范》（JGJ310-2013）

[3]《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-2013）

（作者單位：中国联合工程有限公司）