谈中小学校建筑电气设计

(中机十院国际工程有限公司，河南洛阳 471003)

随着各个城市规模的扩大，中小学建筑的设计也越来越多。中小学电气设计由于智能化的要求越来越高，也变得越来越重要。以下内容就是以某国际学校为依据，阐述了中小学校建筑各系统的设计。

1 项目简介

河南某国际学校是一所寄宿制英语教学学校，为中外合作办学，校区位于洛阳市伊滨新区。项目一期为附属初中、小学工程，总建筑面积约86000 m2，主要由综合楼、初中食堂、体育馆、教学楼、小学食堂及体育馆、宿舍等建筑组成，最高建筑为6层。

2 电源情况

本建筑室外消防水量为25 L/s，根据GB 50016-2006建筑设计防火规范第11.1.1条，本建筑消防负荷供电等级为三级，其余负荷也均为三级。从市政引来一路10 kV电源至综合楼高压配电室。我们所设计到的中小学建筑一般多为多层建筑，单体建筑体量不会太大，室外消防水量不会超过25 L/s，由单电源供电即能满足消防规范要求。

3 变配电系统

校区小学部变配电所设两台变压器，均为630 kVA，初中部变配电所设两台变压器，均为1250 kVA。本校区设备总安装容量约为6336 kW，负荷密度73.7 W/m2，变压器总安装容量3760 kVA(43.7 VA/m2)。本建筑低压配电采用单母线分段供电方式。正常时母联开关为分闸状态，当其中一台变压器故障时，该变压器退出运行，视负荷情况切除部分不重要负荷后再合母联开关，保证重要负荷用电。低压配电系统采用树干式和放射式相结合的混合式配电系统，对消防负荷及重要负荷采用两回路电源供电，两回路电源在末级配电箱内自动切换。

对于消防负荷，根据GB 50016-2006建筑设计防火规范第11.1.1条3款:“除本条1，2款外的建筑物、储罐(区)和堆场等的消防用电可采用三级负荷供电”，属于三级负荷，但同时还要满足《建筑设计防火规范》第11.1.5条:“消防控制室、消防水泵房、防烟与排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等的供电，应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置”。要满足两条规范，就要做到单电源及末端切换。设计中若总电源采用单路380 V电源，可从总配电箱处两个回路给消防设备双电源切换箱;若10 kV电源供电，采用一台变压器时可从不同低压柜引两路电源至消防设备双电源切换箱，采用两台变压器时可分别从各自低压柜引一路电源至消防设备双电源切换箱。

4 校园网的建设

根据学校管理集团公司的要求，学校校园网建设要在全国中小学做到一流水平。本设计校园网建设主要要实现学校管理的办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化三大功能。为达到相关要求，校园网设计中选用了品牌优、规格高的硬件设备，通过一流的技术、超强的扩展性以及能覆盖学校主要建筑的校园主干网络，将校园的各类网络资源连接了起来，并与城市网络系统相连，达到在网上自我宣传和获取Internet网上教育资源的目的，形成结构合理、内外沟通的校园网络系统。

校园网建设按GB 50311-2007综合布线系统工程设计规范、GB 50174-2008电子信息系统机房设计规范等有关规范和标准设计和实施。楼宇间主干线缆采用光纤，楼内/室内布线线缆采用六类双绞线。这些光纤以中心交换机为中心，接入到各处的二级交换设备，形成了校园的千兆校园网系统网络主干类型。本设计提出具体要求，方案及设备选型由甲方委托专业公司二次设计。

主要参考设备:高性能网管型三层千兆交换机主干交换机，交换机，多模光纤，铜缆，服务器等。建议设七台服务器，主要分设功能如下:主服务器提供域名服务、工具软件库、存储学校自制计算机辅助教学软件、资料备份、存储各办公室、教研室资源等;内部服务器用于学校内部主页的发布;外部服务器用于学校外部主页的发布;数据库服务器提供学校的校园网管理系统(包括校园网管理、校园图书管理)的数据存储服务;学生服务器(Intel)提供学生上计算机课练习及存储作业、作品等服务;资源服务器(Intel)存放我校购置的各种教学资源，同时兼做学生上INTERNET代理服务;视频服务器(Intel)用于存储本校的一些音乐、视频资源。

校园网的建立和现代教育技术的发展，不仅改变了传统的教育方式和方法，更促进了教育思想和观念的转变。这也是设计师在以后校园设计中应该重点注意的地方，即使由于经费不足暂不能上校园网系统的工程，也要在设计中预留线路通道，为以后的校园网建设提供方便。

5 广播及安防设计

根据规范要求和使用需要设置了校园的广播系统，小学教学楼和初中教学楼分设各自教学广播，一楼设广播室;各宿舍楼设独立广播，在一层值班室设各自广播设备，综合楼广播平时广播与消防广播结合使用，应及时强制切换到消防广播，广播设备设于一层消防控制室;综合楼一层监控室设校区综合广播设备。校区操场设大功率壁挂音响，主干道设草坪音响，各单体建筑内设吸顶嵌入式音响。在初中综合楼一层设监控中心(面积约120 m2)。校区安全防范系统主要由出入口控制、摄像监控、电子巡更、周界防卫探测等组成。单体建筑出入口及各楼层、校区道路及各大门设固定摄像头，单体建筑大空间、校园广场及操场设高速球摄像头。校园广播和校园安全防范系统是校园安全管理的重要一环，设计中也应该重点体现。校园安全防范系统是以维护社会公共安全为目的，综合运用安全防范技术和其他科学技术，为建立具有防入侵、防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆安全检查等功能的系统而实施的工程。

6 节能措施

在校区中心建筑(综合楼)内设校区高压配电室，负责学校幼儿园、小学、初中、高中的配电，在各区中心区设变配电所，减少低压线路供电半径、降低了线路损耗。各变电所集中装设电容补偿柜，将功率因数补偿到0.95以上，减少了无功功率损耗。选择了高效节能的SCB10型变压器，变压器负载率约85%，使之长期在经济状态下运行，提高了变压器的技术经济效益，减少了变压器空载损耗和负载损耗。选用了具有较高反射比反射罩的高效灯具，优先选择了开启式直接照明灯具，照明光源选用三基色荧光灯，走道、楼梯间、卫生间采用紧凑型荧光灯光源，采用了节能型电子镇流器，功率因数补偿到0.9以上。宿舍热水采用了集中太阳能，宿舍太阳能采用独立系统，由太阳能电池组件、逆变器、保护开关、控制器、储能装置(蓄电池组)等组成。此外还选用了室外太阳能路灯。

7 火灾报警系统设计

中小学建筑一般为多层建筑，根据GB 50116-98火灾自动报警系统设计规范及GB 50016-2006建筑设计防火规范可不设火灾自动报警系统。但该校小学体育馆及初中综合楼设有防火卷帘及防排烟设施，考虑到其重要性和联动要求，小学体育馆及初中综合楼设置了火灾自动报警系统。建筑消防保护等级均为二级。火灾自动报警系统采用集中报警系统，消防控制室设于综合楼内。

宿舍楼、教学楼等建筑根据规范可不设火灾自动报警系统，但建筑内设有防火卷帘，防火卷帘要求在火灾时下降到底，作防火分隔。对于此类型建筑，为了满足相关要求，设计中仅在卷帘两侧设置了烟感探测器，并接入了火灾报警总线，实现了对防火卷帘的控制。体育馆及综合楼的一般办公室、会议室等小空间采用烟感探测器，食堂操作间采用温感探测器和可燃气体探测器，大空间场所如礼堂、体育馆采用红外光束感烟火灾探测器。红外光束火灾探测器由发生器和接收器组成。红外光束感烟火灾探测器在探测方式上属于线型火灾探测器，它采用光截面图像感烟火灾探测技术，利用主动红外源作为目标，结合红外面阵接收器形成多光束红外光截面，通过成像的方式和利用图像处理方法，测量烟雾穿过红外光截面对光的散射、反射及吸收情况，利用模式识别、持续趋势、双向预测法实现对早期火灾的识别和判断。