浅谈中小学电气设计
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作者: 张艳华
摘要:通过对大连开发区某小学的电气设计,简单介绍了设计中涉及的供配电方式、教室内的照明插座的布置、特殊电源的设置、安全接地及相关的弱电系统。
关键词:供电方式 照明节能要求 接地安全 弱电系统
随着我国人民生活水平不断提高,对教育事业越来越重视,出现了许多功能广泛、设施齐全的中小学校区,其中有以教学楼为主,并配以实验楼、办公楼、宿舍楼、食堂、浴室、体育场所等完善的配套设施。本文以教学楼为侧重点,从照明、节能、安全等方面阐述中小学对电气的诸多要求。
第一部分 强电部分
一、校区供电
1、负荷等级
按照现行有关规范规定,多层教学建筑照明用电均按三级负荷供电,对于消防设施以及为校区服务的安防系统、信息网络系统、重点实验室等负荷等级不应低于二级供电,其中消防设备应采用双回路供电,并设置末端自动互投装置。
2、配电方式
(1)校区应设置独立的变配电设施。变配电所宜靠近用电负荷中心设置,且变配电所应设置在专用管理用房内,并从安全、噪声等方面考虑变配电所的合理位置。
(2)如果楼栋之间间距较大,分布分散,且各楼用电规模不大,可按照功能分区,即按照教学、办公、实验、配套等区分,设置总、分配电间,树干式或放射式实施供电。单体建筑首层设置总箱,其余楼层设置分配电箱。对于用电量较大的单体建筑如综合实验楼、计算机信息楼等,宜在建筑底层设置总配电间,楼层设置总配电箱,每间教室设置分配电箱。设置配电柜与配电箱的区别:区别一:根据框架内电器元件配置确定采用柜或箱;区别二:根据大连市电业局规定,一般情况下,100KW以下采用箱体,否则采用柜体。
3、电容补偿。校区配电网无功补偿应采用就地平衡方式,可采用分散补偿和集中补偿相结合的方式,分散补偿在各分配电间设置自动投切电容器组;集中补偿在变压器低压侧设置自动投切电容器组。具体补偿方式应根据经济、事实可靠等综合考虑。
另外,根据《建筑照明设计标准》要求,照明器功率因数不应低于0.90,这就要求气体放电灯具、日光灯等照明器必须采用高功率因数型镇流器;对于低功率因数型照明器,可采取单灯局部电容补偿或分回路局部电容补偿,并注意补偿后功率因数不应低于0.90。
电容补偿计算方法:a、确定补偿前功率因数。根据单个用电设施功率、功率因数确定回路功率及计算电流,以此类推确定整个建筑功率、计算电流,从而确定整栋建筑的综合功率因数;b、确定补偿后功率因数。根据《中华人民共和国电力法》、《电力供应与使用条例》等规范规定,中小学电气功率因数不应低于0.90。c、通过补偿前后功率因数,根据计算或《电容补偿速查表》,确定电容补偿大小。
二、 教室照明及插座配置
1、配电系统照明支路的划分宜按以下原则:
1)教学用房和非教学用房的照明线路应分设不同支路。
2)门厅、走道、楼梯照明线路应设单独支路。
3)教学用房照明线路支路,控制范围不宜过大,以二至三个教室为宜。
4)教室内电源插座与照明用电应分设不同支路。
2、教室照明:
教室照明:应采用蝙蝠式和非对称配光灯具,一般宜采用高效、节能日光灯;布灯原则应采取与学生主视线相平行,并尽可能安装在课桌间的通道上方,且与课桌面的距离不应小于1.70米。
黑板照明:应采用斜照式黑板专用投光灯,选用灯具时应充分考虑照度均匀度及防止直射眩光要求,且黑板上垂直照度宜高于水平照度。为使得黑板垂直照度大于水平照度,应尽可能在满足眩光条件下降低黑板灯安装高度,加大黑板灯与黑板的安装距离。
3、教室插座布置
a、普通教室:除设置电视机专用插座外,教室前后墙应各设置一组安全型插座(220V/10A二孔、三孔插座各一个)。
b、实验室:除教室前后墙应各设置一组安全型插座(220V/10A二孔、三孔插座各一个)外,化学、物理实验室实验桌应设置220V/10A安全型插座,并配备防水盖板,教师讲桌处除设置单相插座外,且应设置380V/16A插座。
c、语音、计算机、多媒体教室:除教室前后墙应各设置一组安全型插座(220V/10A二孔、三孔插座各一个)外,应根据设备布置及性能要求布置电源插座。
d、实验准备室:除周墙布置一组安全型插座(220V10A二孔、三孔插座各一个)外,宜予留电冰箱、恒温箱等用电插座。
e、语音、计算机、多媒体教室宜设置空调电源插座。
三、特殊电源
生物、地理实验室课桌应局部照明,并采用小于36V(通过变压器变压获取)的工作电源配电。
化学、物理实验室应设置直流电源(通过实验准备室直流电源提供或小型整流装置获取),并设置电源接线装置(设置在讲桌内)。
语音、计算机、多媒体教室、网络中心、程控交换中心、监控中心等宜设置稳压电源,并根据需要设置不间断电源。
教室等内设置摄象机处,且摄象机带工作照明的,其工作照明电源宜从监控中心集中电源配至。
化学实验室应设置排风、消毒设备电源。
四、安全
1、接地
工程供电形式宜选择为:TN-C-S系统,电源进线处作重复接地。在建筑内应将下列导电体作总等电位接地:PE、PEN干线;建筑内的水管、采暖、空调管道等金属管道;建筑物金属构件等金属导体;平时不带电并进出建筑的其它金属导体。所有灯具金属外壳、固定仪器金属外壳均应与配电箱PE端子可靠连接。语音、计算机教室、网络中心、程控交换中心、监控中心等场所均应做局部等电位联结。
2、安全供电
合理选用自动切断电源保护(包括采用漏电电流动作保护)并辅助等电位联结。通常情况下,配电箱进线开关应设置具备隔离、短路、过载等保护功能的自动空气开关。
插座回路中插座除选用安全型插座、台式局部照明除使用安全电压外,同时应采用漏电电流动作保护,即供电回路空气开关设置漏电保护附件,其漏电动作电流一般不大于30mA/0.1S。
第二部分 弱电部分
校区弱电系统包括以下三大类:一类为安全防范系统;二类为信息管理系统;
三类为信息网络系统。上述系统应根据委托、适用范围,并根据可靠性、可行性、经济性选用。现仅选择监控、广播、网络、电视系统重点阐述。
一、广播系统
教学用房、辅助用房及操场应设置广播系统,并根据使用场所、使用用途分回路设置,同时宜在紧急状态下能够自动切换为特殊状态,如:消防状态等等。教室、办公室内扬声器宜选择3W纸盆式扬声器,安装高度为距顶棚0.30米。同样,校区广播也应按照功能分区设置回路,校广播中心设置总接线箱,并根据同样功能区域内范围大小设置分接线箱。
二、电视系统
教学用房、活动用房、学生餐厅等应设置电视系统,并根据使用场所、使用用途分回路设置,同时宜在紧急状态下能够自动切换为特殊状态,如:消防状态等等。电视系统除能够播放当地电视节目外,根据条件应能播放自制节目。
三、电话、网络系统
办公用房、实验准备室、食堂等均应设置电话系统;办公用房、计算机教室应设置网络系统,其他教室应予留网络终端。学校信息中心(或程控交换中心)设置总配线架,各楼设置分配线架(用户点较少的可以不设置配线架,从相邻建筑引来),再分配至各点。对于楼层用户点较多,可在楼层单独设置配线架;对于计算机教室,应在讲台处设置主服务器及配线架,用于控制学生用计算机。
四、监控系统
现在设计的学校中有相当一部分校方要求教室内设置摄像机,用以考试、自习、公开课等时辅助管理;大楼进出口、贵重机房、库房等处设置摄像机,用以安全管理。教室内摄像机多采用枪式黑白摄象机,设置在后墙黑板正上方;其余多采用球型摄象机,设置在大楼进出口、楼梯口顶棚。学校监控中心设置矩阵切换主机、控制键盘(主、副)、视频分配器、长时录像机、监视器、电源等,通过视频线(设置云台时应设置数据控制线)、电源线等连接至监视终端。
参考文献
1.《中小学校建筑设计规范》(GBJ 99-86)
2.《民用建筑电气设计规范》(JGJ 3-2002)
3.《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)
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