浅析城市中小学校电气设计

黄文钰

（厦门营造建筑设计有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

随着我国经济发展、城市人口增长以及国家对义务教育的重视，中小学校建筑形式丰富多样。笔者近年来实践的中小学校建筑不仅包含教学实验楼、办公用房、宿舍楼、风雨操场，还包括室内体育馆、食堂及地下车库等。电气设计不仅关系到建筑质量的优劣，也直接影响使用者的舒适度、便利性和安全性。本文对中小学校电气设计进行分析，以期与同行分享与交流。

1 变配电所

中小学建筑主要用电有照明用电、教学动力用电及生活动力用电，大部份为三级负荷，二级负荷主要有消防负荷用电、教学实验楼、图书馆、宿舍楼主要通道照明用电。为此，变配电所可采用一路10kV 高压供电加柴油发电机组作为应急备用电源，有条件的地方可以采用两路独立10kV 高压供电。变配电所设置在用电负荷的中心，靠近大功率用电负荷，同时考虑进出电缆方便。变配电所宜独立建筑设置，考虑到城市区内的土地有限，也可附设在建筑物内，但不应与教室、宿舍相邻。

变配电所变压器容量方案阶段可按30VA/m2 考虑，考虑到全国地域条件不同，可适当加大。施工图阶段应根据建筑物的使用功能、设备设置情况，结合学校规模和作息时间综合考虑，采用需要系数法确定变压器容量。需要系数一般取0.5～0.7，变压器负荷率不大于85%。有配套地下室的中小学建筑选择变压器时还需要预留电动汽车充电设施的用电容量。

2 低压配电

2.1 总体配电

每栋建筑底层设置配电间负责本栋建筑配电系统的分配，竖向设置贯通的电井及预留配电设备位置，对于电井需结合建筑沉降缝的实际位置进行统筹设置。就设备动力及照明用电来说，需分别设置总配电装置。总配电装置设置在负荷中心，且方便电缆的进出。各栋建筑的电源引入处皆需设置可靠的接地装置以及电源总切断装置，各楼层也需要设置电源切断装置。建筑内所有的风机、水泵、电梯、厨房设备以及空调等，都需设置相应的独立配电装置，此外电能计量装置也不可或缺。教室内的照明用电及电源插座用电需要分别设置不同的回路。建筑内的楼梯、过道以及门厅处的照明电源需单独设置一个回路。

2.2 教学及辅助用房配电方案

校内每间实验室及教室都需设置专门的配电箱，在每个教室都需在前后墙两侧分别设置220V 二加三孔的电源插座。教室、实验室内视听器材需设专用线路于各教室、实验室内，同时需安装相应的接地措施。在校内的所有化学、物理以及科学实验室内，都需设置相应的交流及直流电源线路。在化学实验室内，需设置机械排风装置，该装置需以专门的动力电源进行设置，且需由教师统一对该电源开关进行控制。物理实验室内，将三相380V 电源插座设置在教师演示桌处。综合实验室内，可在靠墙的固定实验桌上设置电源插座，在教师演示桌内设置总用电控制开关。在电学实验室的实验桌、计算机教室、语言教室操作台设置专门的电源插座。

2.3 生活用房配电方案

将杀菌消毒装置以及电源插座装置安装于食堂餐厅、保健室以及厨房等空间将专用的供电电源装置设置于教学楼的饮水器处。宿舍楼集中设置电能计量表，在居室外设置计量装置。在寝室内还需设置可同时断开中性线以及相线的电气装置。将局部等电位联接装置设置于淋浴室、洗漱间等空间。将剩余电流动作保护器设置于电开(热)水器、电源插座回路以及室外照明电源回路。。

3 照明设计方案

中小学校建筑照明满足照明标准同时需满足节能要求，做到安全可靠，方便维护与检修，保证照明质量，营造一个舒适健康的照明环境。采用光效高、寿命长、显色性好的光源，选用高效节能的灯具及附件。

3.1 教室照明

教室照明可采用LED 灯或T5 三基色直管荧光灯。灯管采用长轴垂直于黑板的方向布置。选用防眩光灯具。将黑板照明灯具设置于教室黑板中间，平均照度最低为500lx。要求黑板灯具不对教师和学生产生直接炫光，需安装相应可随意调节角度的专用灯具，在教室门口处设置照明开关，黑板灯单独设置开关控制。

3.2 公共照明

公共部位照明采用LED 灯，门厅、走道、楼梯照明线路均集中控制。学校建筑走道大部分为敞开式走道，各层走道照明可集中在底层控制，同时每层走道照明灯具隔盏错开控制，在白天天气比较暗或有节庆活动时可点亮一半照明。由于中小学校活动时间相对比较固定，教学实验楼走道照明可采用光控加时控的控制措施。楼梯间设置带红外感应开关的灯具，做到人来灯亮，人走自熄延时灯灭。

3.3 大空间照明

学校建筑大空间场所主要有多功能厅、体育馆、阅览室或食堂。如果净空高度较高，应选用LED 悬挂灯或大功率紧凑型荧光灯，如果净空较低或有设置吊顶可选用LED 直管灯、灯盘或T5 三基色直管荧光灯，大空间场所采用智能照明控制措施，在配电回路上设置智能照明控制器。多功能厅按需求设置调光及场景控制功能，阅览室设置时间控制和照度控制功能。

4 电气安全

中小学建筑为人员密集场所，电气安全尤为重要。电气防火安全应考虑以下几点：照明、插座回路应分开设置，对于空调、电热水器等大容量电器设备，采用独立回路设置。卫生间照明开关设置在卫生间外。有淋浴、浴缸的卫生间内照明、插座及其他电器设备、管线应设在II 区以外。所有电源插座均采用安全型，所有电源插座回路、浴室的配电回路设漏电开关。室内配电线路采用无卤低烟阻燃型电线电缆，配电线路穿管或在槽盒内敷设。

学校建筑屋面结构屋檐边角较多，电气设计既要满足防雷要求，还要保证建筑的美观，必须采取有效可行的防雷措施。尽可能利用建筑自身的金属构件作为接闪器，同时对屋脊等突出的部位设避雷针作为接闪器。屋面安装的风机、水箱、广告设施和天线等也应在防雷接闪器的保护范围内。建筑各单体电源进线处设置一级浪涌保护器，在终端箱、屋面配电箱处装设二级浪涌保护器。建筑的每个电源进线处、防雷区界面处设总等电位联结端子箱。实验室、有淋浴的卫生间、开水间（房）、设备机房等设局部等电位联结端子箱，同时做好相应的等电位联结。

5 专业配合

为了充分利用城市空间，学校建筑中往往包含地下停车库，区分社会和学校内部车辆停放区。为了物业管理方便，电气配电设计中，两个分区应独立配电，分别在总配电装置独立设置计量表。在社会车辆停放区可能通往校园内的入口门处设置安防门禁系统以保证校园的安全。

中小学校中动力用电设备主要有实验设备、空调设备、热水系统设备、电开水器、厨房设备等，涉及到水暖专业及设备厂家。设计时应与各专业充分沟通，确定系统型式及设备容量。空调系统配电应考虑季节及是否有空调采暖，合理确定空调的同时系数。应充分考虑空调室内外机安装位置设计空调插座。有的建筑配置中央空调系统、集中热水系统，由于设备功率较大，变配电室应尽量靠近此负荷，并应考虑对变配电室母线压降的影响。卫生间洁具人体感应冲洗设备应设计安全电压电源。总之，既要保证各用电设备的需求，也要充分考虑配电系统的灵活性和安全性。

6 结束语

电气设计是中小学校建筑设计的重要部分，关系到中小学生的健康成长，由于我国地域广阔，各地中小学校电气设计在满足国家规范同时，还应根据本地区的生活特点及需求做相应的调整，以上是我在工作实践中的一点心得，希望对大家今后的工作能够有所帮助。