中小学校强电设计思路分析

郑晓明

厦门东翔工程设计有限公司 福建 厦门 361000

引言

客观地说，开展中小学校强电设计时，应以保证能够达到教学功能需要为重要原则，严格遵循国家有关部门提出的相关设计规范，首先针对学校建筑特点等各个方面进行综合考虑，根据相关规范明确学校负荷等级，并科学性的计算学校用电负荷，然后按照学校内部具体的用电途径进行合理性设计，确保设计方案的科学性与可行性。

1 强电系统设计的重要性分析

在我国电气工程建设过程中，建筑电气设计工作是一项基础性工作，可以为电气工程项目的开展提供便捷，同时能够对电气工程的建设过程起到优化作用。作为建筑电气设计工作中的一项重要内容，强电系统设计工作发挥着重要作用，能够有效帮助进行原有故障点的故障排查工作，帮助解决建筑电气设计中可能发生的问题，降低故障发生概率。强电系统的设计方案具有广泛的适用性，尤其是在建筑设施建设中，强电系统的科学设计可以有力地提高建筑使用的安全性和可靠性。作为建筑电气工程的重要组成部分，强电系统是电气系统运行的主干部分。从发展现状来看，强电系统的创新设计已经成了电力设计方案中一个非常重要的内容。此外，随着电气行业相关技术的发展，与计算机技术的高度结合，使得电气设备逐渐走向智能化。以往的强电系统设计方法和设计标准已经无法满足现实需求，一些成熟的强电系统设计方案已不再使用，因此强电系统的设计方法也应随之进行变革。在进行强电系统的设计时，要把握好合理配置和适应性原则，坚持做到科学管理和科学设计，严格按照规范要求进行每一步工序的实施，做好对设备和材料的充分检查，及时解决设计过程中出现的问题。从总体上看，建筑电气设计既是建筑行业发展的基础，又是建筑行业发展的一个突破口，而强电系统设计作为电气设计的骨干支撑，在电气设计中发挥的重要性不言而喻[1]。

2 电气设计中强电系统设计原则

首先在进行电气设计时应当遵循必要的原则，以此来保证建筑的强电系统符合设计规范。除此之外要开展设计时要进行有效的准备工作，保证在进行设计的过程中，能够建立相应的强电建设基础环境，良好的设计准备工作，能够有效地提升设计的质量和效率。其次设计人员在过往设计工程中应经常到施工现场进行现场调查，保证施工图纸等进行详细的了解之外还能够掌握施工现场的情况，并以此来帮助提升设计质量。最后一点是要通过不断地更新强电设计的相关规范来约束设计人员的设计流程，要在设计过程中注意不要出现违反设计规范的操作，一旦发现应当进行积极的整改要注意强电设计的科学性，在满足人们用电需求的同时保证用电的安全。

3 某中小学建筑强电设计思路

以某中小学建设项目为例，具体分析建筑强电设计思路及实现过程。该项目主要包括两栋5层建筑，其中一栋为教学楼，另一栋为功能教学楼。从建筑结构和功能来看，该项目中的建筑属于多层公共建筑。对建筑负荷进行分析，根据建筑物的实际用途，采用二级负荷与三级负荷配合使用方式进行强电设计[2]。

3.1 供配电系统设计

本次项目中的二级负荷电源为双路设计，其中一路电源由配电室的引出，另一路由柴油发电机应急母线段提供，用于常规供电使用以及应急供电使用。根据用电类型进行划分，此项目包含照明和动力用电两种用途，并按照要求进行了电量计算装置和配电装置的配备。总配电装置应在满足基本供电条件和便于进出线走线的前提下，保证安装位置接近于负荷中心。根据使用要求的不同，供配电系统中的低压配电部分采用简单的供电方式，结构放射状，具有较高的利用效率。教学楼和功能教学楼的供电设计思路基本相同，但在设计细节和布局上具有一定差异。具体设计方案如下：

教学楼部分：根据教学楼的布局以及实际的用电需求，采用进线总箱配合楼层配电箱的方式进行供电。由于教学楼本身为五层结构，为满足供电需求，在楼内一楼设置了一个照明负荷的进线总箱。在一楼至五楼分别设置了楼层配电箱，楼层配电箱负责向每层的各个房间的配电箱进行供电引入，满足各房间的照明和插座用电需求。考虑到绿建要求动力负荷及照明负荷要分开计量，在楼内一楼设置了一个空调用电的进线总箱，电源来自于校区配电室普通母线段。在一楼至五楼分别设置了楼层配电箱，并向每个房间的空调进行供电。根据规范要求，教学楼的走道照明需满足二级负荷标准，所以在一楼配电间内设计了单独用于走道照明供电的配电箱，并在配电箱内做双电源切换装置。考虑消防负荷用电的重要性及停电所带来的影响，特别设计了一个应急照明总箱，位置处于一楼，并采用双路供电的方式进行电源引入，而后经过电井再分别引线至每楼的应急照明集中电源箱，消防时或停电时强制点亮应急照明灯具。上述提到的非消防总箱均配有消防强切装置。

功能教学楼部分：功能教学楼的设计思路与教学楼基本相同，只是在具体细节上有所区别。首先是在楼内一楼设置了一个照明负荷的进线总箱。在一楼至五楼分别设置了楼层配电箱，每楼的楼层配电箱设计方法与教学楼保持一致。而后经由各层的总配电箱向各房间的配电箱引线进行供电，供各层的照明和插座用电使用。空调用电同样采用专线供电方式，在楼内一楼设置了一个空调用电的进线总箱，电源来自于校区配电室普通母线段，并在一楼至五楼分别设置了楼层配电箱，并向每个房间的空调进行供电。在一楼配电间分别设置了用于走道照明和应急照明的照明供电总箱，应急照明总箱额外增加了双电源切换功能，以满足消防情况下的使用。功能教学楼还建设有地下室，为提高房间的使用效率，特别在地下室增设了消防用电总箱，采用主备共用的方式实现对消防用电的可靠保障，消防负荷均采用双回路供电方式进行供电，并在消防水泵房、防排烟机房等的消防用电设备在最末一级配电箱处进行自动切换。上述除消防主备用总箱外，其余非消防主箱均具有消防强切功能[3]。

3.2 照明插座

以《建筑照明设计标准》GB50034—2013文件为建设依据，本次项目在普通教室设置教室配电箱，采用每两间教室共用一个配电箱的设计方法，实现照明插座功能。这两间教室的照明、插座等回路由此配电箱引接供电，并根据功能的不同使用不同回路。空调插座回路由空调楼层配电箱引接。各教室的前后墙应各设置一组电源插座，每组电源插座均为220V二孔、三孔安全型插座。对于具有特殊功能的非普通教室，如科学教室、化学实验室、物理教室等，在房间单独布置了配电箱。由于这些部分非普通教室的用电需求较大，所以在普通教室的基础上还需增加几组插座，在各实验室内，教学用电还应设置专用线路，并应有可靠的接地措施；化学实验室、物理实验室还应设置直流电源线路和交流电源线路；物理实验室内，教师演示桌处应设置三相380V电源插座等。为保证用电安全，在上述所有插座回路上安装了剩余电流保护器。房间照明控制部分采用常规设计方法，分别在教室前后位置安装照明开关，采用分组控制。

3.3 防雷接地设计

以《建筑物防雷设计规范》为依据，本次项目计算的最高预计雷击次数为0.07次/a，且中小学建筑为人员密集场所，故设计的防雷标准划分为第二类防雷建筑物。因此，在建设过程中采用接闪网和接闪杆相配合的设计方式进行防雷保护措施，特别是在屋顶容易受到雷击的建筑物突出部分，采用网格式的连接方法进行防雷设计，达到整体的防雷效果。室外的裸露金属部分使用热镀锌圆钢与接闪网进行连接，以达到更好的防雷效果。本次项目采用共用接地方法，使用教学楼本身所具有的钢筋骨架结构实现互联，并与电子设备等弱电设备共用接地装置，接地电阻满足小于1Ω要求。实验室、语言教室、消防控制室等采用LEB等电位联结的方式实现防雷接地。对于计算机教室等需使用大量计算机终端的房间，配有相应的防静电装置[4]。

4 强电系统设计的建议

随着人民生活水平的不断提高，生活中所需要的电能需求越来越大，这使得电能的供求关系出现了相应的危机，针对建筑行业来讲其本身是较为依赖电能的行业，在其所消耗的电能当中大部分来自保证照明系统正常运转的需求，考虑到电能的供给与使用存在较为严重的矛盾，所以建筑企业在进行建筑设计的过程中，要求设计人员在电气的节能性上提出了更多的要求。因此设计人员在进行电气设计的过程中应当不断地提升自身的专业水平，以创新精神来不断在自身的领域中探索和发现各类能源节约的方法和措施，也可以通过引进先进的技术和设备来提升节能需要，通过有效的提升建筑对能源的利用率来满足人们的用电需求。

在进行建筑的内部电气设计过程中，要保证建筑的照明系统能够正常安全的运行，这是建筑内部强电系统的重要组成部分。在对配电以及照明进行设置的过程中，要不断考虑建筑结构整体对电能的需求，还要保证在配电输送的过程中有相应的安全措施，来避免引发相应的电力安全故障。良好的配电设计结合建筑本身的节能思路，最终实现了建筑的节能效果。在当前绿色建筑的相关概念和背景下，实现了建筑的节能环保特性。在设计配电和照明体系时，不仅需要对总体建筑结构的供电要求进行充分的分析和考虑，同时还需要保证配电系统的安全性。在建筑配电要求得以满足的情况下，再合理应用节能方案，以打造节能型的建筑。特别是在绿色环保理念的有影响下，必须以节约、环保原则设计建筑结构的照明体系。例如，对于白炽灯来说虽然节能灯的采购成本比较低，但从长远方面进行分析和考虑，环保性的照明灯不仅使用时间更长，同时可以使资源得到最大化的节约，降低电力耗费。诸如此类，在供电系统和照明系统中，必须针对不同的建筑类型和用电需求，设计科学的节能方案[5]。

5 结束语

在中小学校强电设计中，供配电系统以及防雷接地是最为关键的设计内容，中小学校强电设计质量的优劣，不但决定着中小学校的用电稳定性，与用电安全也有莫大关系，因此设计人员必须对中小学校建筑特点，用电途径等进行全方面的分析和了解，确保负荷等级设计的准确性，并通过科学合理的供配电系统设计和防雷接地设计，确保中小学校的稳定供电和用电安全。