中小学电气设计要点分析

　　本次承接项目位于上海市奉贤区，为 30 班小学，占地面积约 3.4 万 m 2 ，是上海市的区重点工程。校区内建筑单体有教学楼、体教楼和变电所、水泵房、门卫等辅助用房。本项目引入一路 10kV 电源至变电所内，校区内各建筑均由变电所以 380V/220V 三相四线电缆直接埋地至建筑内的总配电箱。本项目业主对智能化设计要求较高，本文主要针对教学楼的电气设计进行详细说明。

　　学校里除了消防用电和应急疏散照明等重要负荷为二级负荷，其他的用电负荷均为三级负荷。变电所由两个电源供电。一路为 10KV 电源，另一路为 ~380/220V 备用电源。

　　根据《全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇》《电气》的要求，变压器装置指标按 30VA/m 2 计算，本项目总建筑面积约 1.5 万 m 2 ，考虑未来发展，变电所内设计一台 630kVA 干式变压器。

　　教学楼一层设置电源总箱，各层强电间内设置楼层分电箱，采用放射式配电方式直接分配至各层的教室内，教室设置用户箱，对教室内用电设备进行集中控制。

　　教学照明应注意解决好反复的长距离注视黑板或教学模型与近距离记录笔记和阅读教材的视觉功能要求，为此处理好教室照度与亮度分布是很关键的课题。

　　在正常视野中一些物件表面之间的亮度比，宜限制在下列指标之内：

　　书本与课桌面和书本与地面 1∶1/3

　　书本与采光窗 1∶5

　　教室内表面反射系数宜控制在下述范围：

　顶棚 ρ=50% ～ 70% ，墙面 ρ=40% ～ 60% ，黑板 ρ≤20% ，地面 ρ=30% ～ 50% 　。

　　并且在一个教室内，从任何正常位置水平视线 45° 以上高度角所能观察到任何发光体的亮度值不宜超过 5000cd 。

　　普通教室课桌面 0.75m 水平面上的照度不低于 300Lx ，功率密度值 11W/m 2 ，教室荧光灯纵向布置，与黑板垂直并采取与学生视线平行方向布灯，可减少眩光和光幕反射区，并可以有助于依据天然光的变化控制开灯范围而有利节电。

　　荧光灯不宜选用裸灯或盒式光带形式，应选用具有较大的保护角，光输出扩散性较好，照度均匀，也可以选用能有效地限制眩光和光幕反射的灯具（如蝙蝠翼式光强分布特征的灯具）。灯具的布置应考虑其允许的距离比，使教室的水平照度具有一定的均匀度。一般纵向最大距离比取 1.3 ；横向可取 1.5 。另外黑板照明灯不应对教师产生直接眩光，还不应对学生产生反射眩光，因此黑板灯应选用具有向黑板方向投光的专用黑板灯具，其安装高度与黑板间距可参照如下表：　　

　　教室内灯具的安装，需要考虑避免吊扇的影响，并考虑尽量不影响投影机的使用。

　　其他专业教室、办公室及行政用房的照度按不低于 300Lx ，功率密度值 11W/m 2 进行设计，美术教室照度不低于 500Lx ，功率密度值 18W/m 2 ，多媒体、微机教室、美术教室的光源选用显色性较好的三基色荧光灯管。图书库的照明为防止引燃图书，荧光灯具离易燃物的距离＞ 0.5 米，开放式图书库应设专用书库灯。

　　插座的设置按照规范规定的要求设置，并设漏电保护开关进行保护。普通教室前后墙上设组合插座各一，电视插座一个，预留投影仪、电动幕布、讲台的电源插座。投影机设置在教室中轴线 1/3 处，以与吊扇不相互干扰的位置为佳。为方便教师管理，讲台可控制投影机、电动幕布、电视的电源。其他专业教室的电气设计，可视其教学的具体要求确定，需考虑预留空调电源。

动力及插座回路均设置 30 毫安的漏电保护，对于电控成套供货的设备，要求其供货电控设备末端开关设置漏电保护。

　　4.接地：

　　低压配电系统采用 TN-C-S 系统 , 电源进户时 PEN 线重复接地并引出专用保护线（ PE ） , 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。

　　室外路灯每隔 50 米打人工接地极做重复接地，接地电阻不大于 1 欧姆。

　　本工程采用综合接地型式，利用基础内钢筋网底板作自然接地体，桩内主筋作接地极，接地干线、接地引下线均利用筏板、柱内主筋 ( 均不小于 2x Φ 16) ，要求建筑物基础桩、筏板、柱内需连接的主筋及镀锌扁钢间均需有可靠电气联结。

　　按照国家规范，接地极焊接完成后，实测接地电阻须≤ 1 欧姆。若无法达到要求则应加打人工接地极。

　　建筑物的金属管道，如上下水、热力、煤气等管道应作等电位联结，防止雷电感应。进出建筑物的金属管道及预埋钢管，电缆金属外皮等均应作等电位联结，防止雷电波侵入。

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《电子计算机机房设计规范》执行。

　　5.防雷：

　　本建筑为三类防雷建筑。

　　采用 25mmx4mm 的热镀锌扁钢在女儿墙上明敷。在屋面上明敷 25mmx4mm 的热镀锌 , 并构成不大于 20mx20m 或 24mx16m 网格 , 避雷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≥ Φ 16) 。屋面上所有金属构件均应与避雷网有可靠的电气联结。

　　建筑总配电箱设置 SPD( 浪涌保护器 ) ，根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（ GB50343-2004 ）表 5.4.1-2 ，电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值中明确 LPZ0 与 LPZ1 区交接处 D 级 In ≥ 50kA ，故采用 50kA 的四极浪涌保护器。浪涌保护器的标准通流测试波形为 8/20 μ s ，电压保护水平为 Up ≤ 1.5kV 。

　　6.其他注意事项：

　　教学楼各楼梯间设置一个电铃电源，由门卫统一控制，控制方式可分为定时控制和手动控制。门卫同时控制校区路灯电源和室外景观照明电源，控制方式也要考虑采用定时控制和手动控制两种方式。

 

　　当前学校对弱电要求逐渐提高，主要分为以下几类：

　　•  电话及网络系统：

　　•  智能广播系统：

　　•  监控及安防系统：

　　•  闭路电视系统：

　　•  教室多媒体系统：

　　总配电架设置在四层网络机房，预留电信接入的管线。教室 2 个点，分别设置在教室的前后，教师办公室 4-8 个点，行政办公室 2-4 个点。网络布线水平布线距离不大于 90 米。 弱电插座安装高度 0.3 米，与电源插座的水平距离要求不小于 200mm 。 弱电线路穿钢管沿地面或墙面暗敷。教室办公室各一路内线电话，行政办公室一路内线电话和一路外路电话。弱电系统入户处设置 SPD 电磁浪涌保护装置。

　　2.智能广播系统：

智能广播系统设置在四层广播室，教室和专用教室各 1 个点。每条走廊设置一个点，预留至食堂的管线。预留通至室外音柱和草坪音箱的管线。广播室到领操台和体育馆要有专用的预埋管用于双向控制。

　　3.监控及安防系统：

　　监控及安防系统的主机设置在学校门卫室内，校区外围安装红外周界报警系统，办公室、教室和财务室等主要地点安装红外报警点。学校大门设置 2 个监控摄像点，其他主要出入口各设一个监控摄像点。

　　4.闭路电视系统：

　　闭路电视系统主机设置在四层网络机房 。主干电缆采用 SYWV-75-7 电缆，水平支线电缆采用 SYWV-75-5 电缆。有线电视系统采用双向交互式，带宽为 860MHZ 的双向传输系统，采用分配分支方式，终端电平满足 68 ± 4dB 。教室、专用教室和门卫室各一个点。为减少电磁干扰， 闭路电视系统电缆均单独穿线管敷设，不与其他系统共管。在弱电桥架内采用金属隔板与其他弱电系统分开敷设。

　　5.教室多媒体系统：

　　教室多媒体系统以讲台进行统一管理，讲台设置位置距离黑板 1.5 米，讲台需控制教室内多媒体系统，包括控制投影机，电动幕布，音箱。

 

　　中小学电气设计是有其特点的，教育部门对电气设计也有其特殊要求。在设计施工图阶段应对强、弱电系统设计做好整体把握，充分考虑系统的灵活性与扩展性，预留系统的主要管线，方便弱电设备的安装、布线。以上是我在工作实践中的一点心得，希望能与广大同仁一起探讨，对大家今后的工作能够有所帮助。