教育建筑电气设计浅析

教育建筑电气设计浅析

刘敏

中信建筑设计研究总院有限公司 湖北省武汉 430030

摘要： 根据教育建筑的特点，分析其供配电方式，合理选择照明方式及光源

关键词：供配电系统、照明、光源选择

前言： 教育是提高国家综合实力的重要环节，也是增强国家自主创新能力的重要举措。我国在不断的发展中渐渐意识到教育对国家发展的重要作用，并提出了科教兴国和人才强国战略，强调自主创新能力在竞争中的重要地位。建成服务全民终身学习的现代教育体系、普及有质量的学前教育、实现优质均衡的义务教育、全面普及高中阶段教育、职业教育服务能力显著提升、高等教育竞争力明显提升、残疾儿童少年享有适合的教育、形成全社会共同参与的教育治理新格局是未来发展的趋势和目标。

一、供配电系统

如今，教学楼功能不再单一，包含了除普通教室以外的计算机室、实验室、阅览室等多功能用房，教学楼多为多层建筑，故负荷分级如下表所示：

2. 供电电源：变配电所的高压供电电源由两上级变电站引来两路独立的10kV电源。发电设备设置自动和手动启动装置，当10kV市电停电、缺相、电压或频率超出范围，或同一变配电所变压器同时故障且机组处于自动启动方式时，从应急配电柜的自动互投开关ATS处取柴油发电机的延时启动信号至柴油发电机房， 信号延时0～30s（可调）自动启动柴油发电机组，柴油发电机组15s内达到额定转速、电压、频率后，投入额定负载运行，满足二级负荷 （非消防）与消防负荷的供电需要。当市电恢复30～60s（可调）后，由ATS自动恢复市电供电，柴油发电机组经冷却延时后，手动停机。 一体化柴油发电机组储存的柴油(闪点≥60℃的可燃液体)，其总储存量不大于1㎡，储油油箱应密闭，且设置通向室外的通气管，通气管 设置带阻火器的呼吸阀。油箱的下部应设置防止油品流散的设施。机组完成启动并切换后由低压柜ATS处远程测控仪推送启动状态短信给相关管理人员。

3. 变压器组低压侧采用单母线分段形式，两台变压器为一组，平时分列运行。当一台变压器发生故障时，切除三级负荷,由另一台负担全部二 级负荷供电，故障排除后恢复常态。两个主进线开关与联络开关之间设电气联锁，在任何情况下保证三个开关只有二个投入。

4. 供电方式：采用放射式与树干式相结合的供电方式。对加压风机、消防电梯及应急照明等二级负荷采用双电源末端互投。对智能化机房、消防控制室用电还增加UPS不间断电源供电。

5. 引入的低压电源线路，在总电源箱（柜）的受电端设置具有隔离和保护作用的开关；各楼层分别设置电源切断装置；由本建筑变配电所引入的专用回路，可在受电端装设隔离开关；由低压配电室或总配电箱（柜）至各层、各区域配电箱或分配电箱电源，采用放射式、树干式或放射与树干相结合的混合式配电方式，并可根据防火分区等采用分区竖向配电方式；重要负荷或容量较大负荷宜 从低压配电室或总配电箱（柜）直接采用放射式配电；冲击性负荷、波动大的负荷、非线性负荷和频繁启动的教学或实验设备等，由单独回路供电；实验室、计算机房的配电线路和设备功率容量留有教学设备扩展升级的余地；教学用房和非教学用房的照明及电源插座线路分设不同回路；建筑内插座回路均应设剩余电流动作保护器。建筑的室内线路采取穿导管或槽盒的方式进行敷设。所有电源插座必须采用安全型。

二、 电源设置

1. 每间教室设置教室专用配电箱。教室内电源插座与照明用电应分设不同回路，各自独立控制；设置供多媒体设备用的电源插座；对于语言、 计算机教室，学生课桌的每个座位均设置电源插座；教室前后墙上各设置不少于一组单相两孔及三孔电源插座；对于高等教育学校和中等教 育学校，自习教室的四个墙面各设置不少于两组电源插座。用于计算机的电源插座，每一单相回路不超过5个（组），且其回路的保护电器 选用A型剩余电流保护器。

2. 每间实验室设置专用配电箱，实验室内实验桌用电设专用回路；谐波严重的设备宜相对集中供电，并将其连接至靠近电源端的位置，或采用专回路供电；

三、电气照明照度

1. 光源：教室、阅览室等采用T5三基色直管荧光灯,不得采用裸灯。公共走道、电梯厅、楼梯间及卫生间等采用环形节能LED灯或T5三基色直 管荧光灯吸顶安装。荧光灯、节能灯均配电子镇流器。所有灯具COSΦ≥0.92。所有荧光灯具采用的镇流器应符合该产品的国家能效标准。应选用直射光比例高、控光性能合理的高效灯具。室内照明光源色表可按其相关色温分为三组，并宜符合下表的规定：

室内照明光源色表分组

2. 教室课桌区域内的照度均匀度不应小于0.7，课桌周围0.5m范围内的照度均匀度不应小于0.5。教室黑板面上的照度均匀度不应小于0.7。 教室、阅览室、实验等场所的不舒适眩光应采用统一炫光值(UGR)评价，且不宜大于19。

3. 在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率或效能高的灯具，并应符合下列规定：

照度要求：各场所照明标准值按《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）目标值选取，主要场所的照度标准及照明功率密度如下表所示：

四、光源选择与灯具设置

1. 照明光源选择：阅览室、书库、教室、会议室、办公室等采用细管径三基色直管形荧光灯；休息室、超市等采用细管 径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯

2. 灯具选择：珍善本书库照明采用隔紫外线灯具或无紫外线光源的灯具，灯具与图书等易燃物的距离大于0.5m；黑板 照明灯具采用非对称配光的灯具；直接安装在可燃材料表面的灯具，采用标有适用于直接安装在普通可燃材料表面标志的灯具；三级和四级生物安全实验室内照明灯具宜采用密闭洁净灯，并应具有防水功能。

3. 镇流器选择：紧凑型荧光灯配用电子镇流器；直管形荧光灯配用电子镇流器或节能型电感镇流器；金属卤化物 灯配用节能型电感镇流器；在电压偏差较大的场所，配用恒功率镇流器，功率较小者可配用电子镇流器；

4. 教室黑板应设专用黑板照明灯具，其最低维持平均照度应为500lx，黑板面上的照度最低均匀度宜为0.7。黑板灯具不得对学生和教师产生直接眩光。坡地面或阶梯地面的合班教室，前排灯不应遮挡后排学生视线，并不应产生直接眩光。避免将灯具安装在干扰区内，教室 照明灯具与桌面的垂直距离不小于1.7m； 对于计算机教室、语音教室照明，限制灯具中垂线以上等于或大于65°范围的亮度；房间采用 低光泽度的表面装饰材料。多媒体教室避免人工光光线照射到投影屏幕上和学生的显示屏上。讲台摆放的位置避免遮挡投影机射出的光线。 教室灯具布置如下图所示：

实验室的实验桌有精细视看要求时，设置局部照明；教室黑板设置专用黑板照明；当阅览桌面照度要求较高时，阅览桌采用局部照明；

含有高速旋转设备的实验室灯具避免频闪效应。设有吊扇的教室，吊扇叶片旋转时不应遮挡灯具对座位的照明。

结束语：在教育产业高速发展的时代，教育建筑也应该与时俱进，朝着更加合理化、现代化、智能化的方向发展。

参考文献：

【1】 教育建筑电气设计规范 JGJ310-2013

【2】 建筑设计防火规范 GB50016-2014（2018年版）

【3】 民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008

【4】 建筑照明设计标准 　GB50034-2013

【5】 供配电系统设计规范 GB50052-2009