中小学建筑电气设计思考及探讨

陈鹏

随着城市化的发展，一二线城市大量人口涌入，中小学生数量大量增长，大中城市中小学数量严重不足，师生和学生家长对学校的软硬件设施也有着越来越高的要求，目前对中小学的要求主要有以下几个趋势：安全、健康、信息智能化。作为一名电气设计人员，主持和参与了多所中小学的方案规划及施工图电气设计，在工作实践中对中小学电气有一些经验总结和个人观点进行分享。

一、供配电系统

校园电气的总体设计要满足现在使用未来发展的要求，根据学校的等级和类型，满足校园内不同类型建筑的使用要求。校园总供配电系统应根据校园内各建筑的负荷等级、用电容量、管理模式、学校周边电源情况等条件，合理确定供配电系统的总体结构、变电所的位置和容量、备用电源的形式。校园供配电系统宜简单可靠，便于维护管理。

（一）负荷等级

中小学用电负荷等级方面，除了依据《民用建筑电气设计规范》及《建筑设计防火规范》对教育建筑的普通用电负荷等级及消防用电负荷等级进行确定外，《教育建筑电气设计规范》对教育建筑一些特殊场所的用电负荷等级也有明确的要求，我们在设计中需要注意的是：

1.教学楼、学生宿舍、实验楼、会堂等建筑的主要通道照明为二级负荷，主要是考虑上述场所人员比较密集，为保证学生安全。

2.学校食堂厨房的主要设备、冷库、主要操作间及备餐间的照明定为二级负荷，主要是考虑避免学校生活秩序混乱。

（二）用电负荷计算

负荷计算是电气设计的基础，中小学用电负荷的计算在方案设计或可行性研究阶段采用单位面积用电指标法，对不同性质和使用功能的建筑分别计算，单位面积用电指标的选取要灵活运用，根据各地不同的气候特点，对设有空调的建筑尤其是冬天需要空调采暖的建筑要充分考虑空调负荷。计算学校或变压器供电总负荷时要考虑教学楼、宿舍、食堂、体育馆的同时使用系数。下表是某初中可研阶段的负荷计算表仅供参考：

（三）变电所设置

应根据校园的供电距离，用电负荷的容量，合理确定变电所的位置和和数量。规模较小的学校可只设一座变电所，规模较大的学校可设一个中心变电所和若干区域变电所或若干预装式变电所。根据校园实际情况，变电所可设在地下车库一层，也可独立设置或附设在建筑内外。考虑电磁辐射及变电所噪音的影响，变电所不应和教室及宿舍贴临，并不宜设在人员密集场所。变电所内变压器宜采用干式节能变压器，高低压断路器可采用真空断路器，高低压母线根据实际的高压电源情况及变压器数量可采用单母线或单母线分段的供电方式。

（四）自备电源

当学校存在一级负荷特别重要负荷或从市电取得第二电源经济上不合算时，可采用自备电源，允许中断供电时间超过15s的负荷，自备电源可采用快速自启的柴油发电机组，允许中断供电时间短的负荷，可采用蓄电池组作为自备电源。柴油发电机组可采用室外静音型，并设置在远离教学、办公及休息的校园区域。柴油发电机组的容量应能同时满足下列两种情况下的负荷要求：1.正常情况下工作的非消防一、二级供电负荷及正常情况下仍需工作的消防负荷（消防电梯，疏散指示照明、消防控制室等）;2.火灾情况下的消防负荷及火灾情况下仍需工作的非消防一、二级供电负荷（电梯，排污泵、安防等）。

（五）低压配电

为了便于管理及计量，各建筑的照明、空调、大型实验设备宜分系统供电，可在各建筑设配电室，建筑各层设强弱电井。在配电室设照明、空调、消防等负荷总配电柜，在各层强电井设照明、空调、消防层配电箱，建筑内的重要负荷或大容量负荷可由变电所或者配电室的总配电柜放射式直接供电。

教室、实验室、宿舍宜设专用配电箱，照明和插座由专用配电箱不同回路供电，空调可由各层电井内的空调配电箱配电，有利于对建筑的空调进行统一管理并进行用电计量;也可由教室、实验室、宿舍的专用配电箱给空调供电，这种方式便于分区域对用电统一管理和计量。

普通教室前后墙均应预留不少于一组的两孔及三孔插座，如普通教室预留多媒体教学设备，需增加插座数量，插座应采用安全型，幼儿活动场所的插座安装高度不低于1.8m。空调柜机宜采用-380V电源供电，有利于三相负荷平衡，可在空調柜机旁1.8米以上高度设空调配电箱对空调进行控制和保护。在设计过程中，有业主为避免柜机翻到对小学生造成伤害，要求在小学教室前后均设空调挂机，设计人员可根据业主要求进行设计。

语言教室、计算机教室、实验室等场所课桌均应设电源插座，课桌电源应由上述场所的专用配电箱引专用回路供电。

二、电气照明

校园的电气照明直接关系到少年儿童的用眼健康和安全疏散等问题，教育建筑对照明设计的照度、色温、统一眩光值、显色指数、照度均匀度都有较高的要求，在电气照明设计过程中应根据各规范要求认真对待。

（一）室内外照明

教育建筑各教室、办公室照明光源可采用三基色荧光灯或LED灯，走廊、卫生间、楼梯间等部位可设置LED灯具，在设有吊顶的场所，灯具可嵌入安装，无吊顶的场所，灯具可吸顶或杆吊安装。教室、实验室禁止使用裸灯。风雨操场、室内体育馆可以采用金卤灯或大功率LED灯。

室外道路和广场可采用路灯和庭院灯，运动场可采用高杆金卤投光灯。室外不宜采用地灯和草坪灯，主要是考虑地灯和草坪灯容易损坏，室外环境恶劣，容易漏电伤人。室外照明可由专用室外配电箱供电，路灯和庭院灯可根据时间和光感应联合自动控制，运动场照明根据学校需要可人工或自动控制。

（二）消防应急照明和疏散指示系统

如教育建筑设有火灾自动报警系统，消防应急照明和疏散指示系统应采用集中控制型，如教育建筑没有设火灾自动报警系统，消防应急照明和疏散指示系统可采用非集中控制型。应急照明和疏散指示灯具应选用A型灯具（主电源和蓄电池电源额定工作电压均不大于Dc36V），灯具的电源应由主电源和蓄电池电源组成，蓄电池电源的供电方式分为集中电源供电方式和灯具自带蓄电池供电方式。灯具的面板或灯罩不应采用玻璃材质。安装在墙壁一米以下的疏散指示灯宜嵌入式安装。消防应急照明和疏散指示系统其他设计要求可参考《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》进行设计。

三、校园信息系统

（一）广播音响系统

校区设广播室，广播室设节目制作、功放及音控等全套设备，满足背景音乐及节目播放。可采取分区广播形式，按教学区、办公区、体育运动和室外步行区域四部分加入分区选择单元，以适应不同区域音频节目信号的不同要求。广播室设全套定时打铃设备，系统能最优先插入上下课铃声信号。体育馆及设置可独立设置扩声系统。在教学楼走廊及各教室设壁挂式（或嵌入式）扬声器，教室扬声器宜设调音开关。

（二）通信网络及综合布线系统

在校区设弱电中心机房，在各个单体建筑设电信间，弱电中心机房和电信间的面积应可满足多家通信公司通信机柜安装及光缆接入要求。由弱电中心机房光纤适配器引室外光缆至各个建筑电信间光纤机柜，再由光纤机柜引六类线或光纤至各个房间信息点。

每个教室至少应设两个信息点，其中一个应设在讲台处，如教室为多媒体教学，可增设信息点数量。办公室根据办公桌布置情况及未来办公人数设置信息点，宜一人一个信息点。计算机教室宜每个课桌设一个信息点。

在实际施工图设计过程中，应确定好信息点及语音点的设置位置，预留好管线及弱电桥架，做好通信网络的管线路由。

（三）电视系统

目前电视系统有两种选择方式：一、广电系统的有线电视、二、网络电视。设计人员可根据甲方要求，及当地实际情况选择电视系统并进行相应的设计。

（四）安防监控系统

普通学校安全防范工程的设计标准为基本型，可对学校出入口、主要道路交叉口、重要的建筑物旁、广场、各建筑主要出入口、电梯厅、疏散通道、停车场、电梯轿箱等场所设摄像头进行监控。

保安监控中心可设在学校消防控制室内，以减少值班人员数量，可对各监控区域进行实时监控，对监控信息和图象进行记录和储存，系统具有故障自动检测报警功能，可按时间段进行報警信息查询打印。

在校园内设离线式巡更系统，系统由巡更器、信息钮、通讯座、软件系统等部分组成，在每个需要巡更的地点安装一个信息钮，巡更时，保安人员将巡更棒靠近信息钮，并且按下巡更棒上的采集信息按钮，巡更棒便自动记录巡更员编号、时间、地点等信息。可随时下载巡更棒里的存储信息到电脑里面，及时可以了解保安人员的巡更情况，并可供以后查询。

在学校大门设出入口管理系统，分别对进出人员、车辆管理，校园出口设安全通道，学校师生可刷卡进入，杜绝未授权人员进入校园，保证师生安全。

（五）呼叫信号及信息显示系统

在学校主入口和教学楼、办公楼一层大厅设LED显示屏，可用Pc进行控制，便于信息发布、播放通知等，系统主机可设于办公楼总值班室或学校行政办公室。

（六）多媒体视听教学系统

多媒体视听教学系统是以多媒体计算机作为核心设备，并配以各种信息展示与交互设备，利用信息化资源和设备开展教学活动。早期多媒体教学系统多采用投影仪和幕布作为显示设备，近期随着液晶面板价格的大幅走低，多采用大尺寸液晶电视作为多媒体视听教学系统的显示设备，液晶电视安装在推拉黑板后的墙上，电气设计时需在黑板下的墙上预留电源插座、信息插座、电视插座等，在讲桌上预留多媒体计算机的电源插座及信息插座，并预留计算机至液晶显示器的数据管线。

（七）火灾自动报警系统

根据《建筑设计防火规范》要求，在需要设置火灾自动报警系统的的场所设置，可采用集中火灾自动报警系统，在办公楼或者综合楼一层设置消防控制室，对全校区的火灾报警系统进行监控，并对防排烟系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统进行连锁控制。

在消防控制室设消防应急广播主机，和普通广播共用广播线路和扬声器，紧急情况下广播系统应被强制切换到紧急广播状态。

中小学电气设计就介绍到这里，本文仅对中小学建筑独有的电气设计特点进行总结和归纳，个人水平所限难免有疏漏和争议之处，欢迎各位专家同行批评指正。