广东省教育建筑设计研究院510030
摘要：结合近年中小学校建筑工程设计实践，由实例出发从施工图总结中小学校电气设计要点。对施工图要点，照明和弱点系统等进行分析与总结。
关键词：中小学教育建筑；电气设计；照明控制；插座设置；弱电设备布置
1工程概况
本工程位于广大省惠州市大亚湾区，学校共分2期建设，其中小学部+初中部面积17800m2，综合教学中心面积10263m2，学生公寓面积20000m2，教师公寓面积4123m2，音乐礼堂面积3208m2，风雨操场面积5005m2。
2用电指标
JGJ310-2013《教育建筑电气设计规范》规定中小学校园总变配电站变压器容量指标为20~30VA/m2，对不设置空调的教育建筑单位建筑面积用电指标规定如下表：
3负荷等级
负荷分级《教育建筑电气设计规范》4.2规定，教学楼、宿舍楼的主要通道照明，风雨操场或体育场馆的比赛负荷、观众席及主要通道照明等负荷，食堂的厨房主要设备用电，冷库，主要操作间、备餐间照明、消防负荷、应急照明、疏散指示、网络机房、消防控制室、电梯、大型设备用电等均为二级负荷，其他的如空调、普通照明、动力等为三级负荷。随着学校规模的不断发展和社会环境的不断变化，现已建成及规划待建的各单体建筑的功能都有可能发生变化，导致建筑的负荷等级随之改变。因此在整个校区建设过程中要随时保证负荷等级规划紧跟形势变化。
4低压配电系统
各变电所中均采用2台变压器分别接一路高压电源，两路变压器平时分列运行，在0.4kV低压侧设置母联开关，当其中一路高压电源故障或变压器故障时。由另一台变压器承担一、二级负荷，同时利用分励脱扣器切除部分非重要负荷以防止单台变压器过负荷运行。各变电所或配电室的低压配电形式根据负荷等级及设备容量而有所变化；消防负荷采用双路电源供电至末端配电箱自动互投供电；非消防二级负荷由变电所采用双回路供电至各建筑物进线总配电箱自动互投，然后放射式配电；三级负荷从变电所采用放射式或树干式配电。本项目设发电机组作为备用电源。对于供电持续性和不间断性有很高要求的实验、网络、安防等设备，都按照设备容量配备UPS不间断电源作为备用电源。在变电房低压母线侧设集中的电容补偿装置，将功率因数补偿到高压侧大于等于0.9。消防用电设备选用耐火电缆，其余用电设备选用聚露乙烯护套铜芯线穿PVC套管、铝合金电缆桥架、线槽明敷或暗敷。低压室引来主要电缆采用600/1000V绝缘水平，室内配电线路使用450/750V绝缘水平的导线。
5接地系统设计
5.1低压配电系统的接地形式采用TN-S系统，且与防雷系统共用接地装置。所有外露的电气设备金属外壳、插座接地孔、穿线钢管均应按规范接地，接地线（PE线）截面等于相线截面（相线截面小于或等于16mm2时）或等于相线截面的一半（相线截面大于16mm2时）。
5.2计算机教室、语音教室、实验室、报告厅及阶梯教室的设备间、电子阅览室、机房、厨房等用电设备相对较多、用电时间相对较长的场所，宜设置局部等电位联结装置，并按规范及标准图集做好等电位联结，以此降低故障接触电压、保障人身安全。
5.3如果建筑内以电水炉类设备作为饮水器，则在饮水器处设局部等电位联结装置并做好等电位联结。
5.4按照GB50099-2011《中小学建筑设计规范》10.3.7：“行政和生活服务用房的电气设计应符合下列规定：舆洗室、淋浴室应设置局部等电位联结装置”。
6设计要点
a.中小学校建筑的照明用电和动力用电应设总配电装置和总电能计量装置。b.各幢建筑的电源引入处应设电源总切断装置和可靠的接地装置，各楼层应分别设置电源切断装置。c.室内线路应采用暗线敷设。配电系统支路的划分应符合以下原则:1）教学用房和非教学用房的照明线路分设不同支路；2）门厅、走道、楼梯照明线路应设单独支路；3）教室内电源插座与照明用电应分设不同支路；4）空调用电应设专用线路。e.教学用房照明线路支路的控制范围不宜过大，以2~3个教室为宜。f.行政和生活服务用房的配电系统：1）保健室、食堂的餐厅、厨房及配餐空间应设置电源插座及专用杀菌消毒装置；2）教学楼内饮水器处宜设置专用供电电源装置；3）学生宿舍居室用电宜设置电能计量装置，电能计量装置宜设置在居室外，并应设置可同时断开相线和中性线的电器装置；4）盥洗室、淋浴室应设置局部等电位联结装置
普通教室室内要求，黑板侧方设电视插座（高位安装）、黑板处设电子白板插座、音箱插座；讲台处设地面插座；黑板附近设监考摄像机电源；教室前部设投影机电源；教室后墙设普通插座。根据空调室内机位置留空调插座a.各实验室内，教学用电应设置专用线路，并应有可靠的接地措施。电源侧应设置短路保护、过负荷保护措施。b.实验室的电源应根据不同的使用要求设置，科学教室、化学实验室、物理实验室应设置直流电源线路和交流电源线路。c.电学实验室的实验桌及计算机教室的微机操作台应设置电源插座。综合实验室的电源插座宜设在靠墙的固定实验桌上。总用电控制开关均应设置在教师演示桌内。d.物理实验室教师演示桌处应设置三相380V电源插座。e.化学实验室内，当实验桌上设置机械排风设施时，排风机应设专用动力电源，其控制开关宜设置在教师实验桌内。f.准备室应设置电源。g.生物实验室的显微镜室，在实验课桌上应设局部照明。h.做光学实验的实验桌上宜设置局部照明。根据教育部《中小学理科实验室装备规范》，实验室演示桌上设单相交流（220V），三相四线（380V）和低压交、直流电源。学生电学实验桌上设单相220V2、3孔插座，低压交流连续可调电源，稳压直流连续可调电源。设计中特别要注意三相电源和直流电源的设置，平面设计中综合实验室、科学实验室、物理实验室（电学）、化学实验室要留至少两种电源的管路。计算机教室、多媒体教室、远程教育教室、数字化实验室均需设专用照明盘、接地端子，通常土建设计阶段设计要求不明确，可按设架空地板的条件，仅预留强弱电条件，待设计条件明确后设计，或由弱电集成商二次设计。
7照明设计
7.1照明电源、照度标准及配电系统形式：
（1）办公室、活动室及教室的一般照明由低压配电室的三级负荷母线供电；事故照明、疏散指示灯事故时由蓄电池供电，连续供电时间不得少于30min。
（2）照度标准：餐厅200LX；起居室100LX；走廊、楼梯间及厕所等100LX。
7.2光源及灯具的选择：
（1）照明设计贯彻“绿色照明”的原则，照明灯具优先选用T5LED灯管、三基色节能荧光灯。
（2）教室、办公室、休息室及设备房等以LED灯为主，走道照明采用节能型灯具
（3）长廊、楼梯间等公共照明考虑采用延时触摸开关。
7.3配电设备的选择及安装方式：
照明选用壁挂式配电箱，明装，装高1.8米。
7.4导线的选择及线路敷设方式：
照明线选用聚露乙烯护套铜芯线穿PVC套管，所有外露的电气设备金属外壳、插座接地孔、穿线钢管均应按规范接地，接地线（PE线）应；事故照明线选用耐火型的。
7.5普通教室灯具排列应采用长轴垂直于黑板的方向布置，教室照明的控制应沿平行外窗方向顺序设置开关，黑板照明开关应单独装设为双色线，截面等于相线截面（相线截面小于或等于16mm2时）或等于相线截面的一半（相线截面大于16mm2时）。
室外照明分区域配电集中控制，电源可引自附近单体配电盘或采用专用配电盘，考虑到安全和维护，配电盘尽量不设室外箱。总图和外线由于学校建设应着眼于长期，室外强、弱电线路宜采用管井方式，便于线路的保护和日后的更换。另外，校园作为师生重要的生活和运动场所，室外应设校园室外照明及室外广播、室外信息发布LED屏等设施，设计时要兼顾道路、运动场地的不同需要。另外，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。
照明控制注意公共空间照明应集中控制，集中设开关或采用楼控系统，楼梯灯采用自熄开关。
8弱电设计
弱电系统设计方案学校弱电系统主要有综合布线系统（电话、计算机网络）、闭路电视系统、广播扩声（电铃）系统、安防监控系统、火灾自动报警系统、多媒体教学系统（含录课系统、电子监考系统、远程教育系统等）、信息发布系统、设备管理系统、校园一卡通系统。学校内设网络中心，网络中心内设机房，内设综合布线系统的进线间入口设施、建筑群子系统设备，多媒体教学系统、信息发布系统、校园一卡通系统等系统设置在内。学校设电话交换系统，设专用电话机房和电话交换机。电话交换机容量及进线中继线数根据学校内线电话数量确定。通常学校电话交换系统采用运营商虚拟交换方式，由电信部门维护。广播、闭路电视机房设在广播室内，面积在15m2左右。注意学校的闭路电视系统信号源不仅是有线电视节目还要考虑自办节目。有条件的学校还可考虑预留节目制作间。消防安防控制室在主楼内设置，专人管理。
9结束语
中小学建筑电气设计是要在安全、科学、合理的基础上的，符合规范要求，根据当地教育局和甲方的需求，考虑实际条件，满足教学要求，能够使建筑能提供给师生一个安全、便利的生活学习的环境。