某幼儿园建筑电气设计

赵 磊, 黄广国, 衣 超

(1.马建国际建筑设计顾问有限公司 山东分公司, 山东 济南 250101;2.山东大卫国际建筑设计有限公司, 山东 济南 250101;3.绿地控股集团股份有限公司 山东事业部, 山东 济南 250101)

0 引 言

幼儿园作为幼儿集中保育、教育的学前场所,人员密集,有其设计的特殊性[1-2]。建筑电气设计人员需要参照GB 50016—2014(2018年版)《建筑设计防火规范》、GB 50034—2013《建筑照明设计标准》、GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》、GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》、JBJ 39—2016(2019年版)《托儿所、幼儿园建筑设计规范》等规范[3-7]进行设计。

1 照明照度、均匀度设计

根据建筑照明规范,美术教室的照度要求为500 lx,相比普通办公室的照度要求要高很多,同时应选择无眩光、高效、节能的灯具。活动室、寝室、图书室、美工室等是幼儿日常活动停留较多的场所,频闪和眩光问题是照明设计中应重点解决的问题。

某幼儿园美术教室灯具采用5行×2列布置,专家要求校核功率密度及照度均匀度。分析如下:按照GB 50034—2013《建筑照明设计规范》,美术教室照明功率密度目标值应不大于13.5 W/m2,面积60.75 m2,灯具采用T5细直高效荧光灯2×28 W,灯具数量需小于14.6个。为了提高照度均匀度,经核实原照度均匀度Uo=0.45,小于规范要求值(0.6),故增加列数,将灯具布置改为3行×3列(9灯具),修改后经软件计算Uo为0.65。美术教室调整之前的灯具布置如图1所示。美术教室考虑照度均匀度后的灯具布置如图2所示。

照明设计中,幼儿园用房需要注意功率密度和照度均匀度。不同的幼儿房间需要考虑不同的照度,同时需要考虑照度均匀度。

2 配电安全设计

幼儿园配电安全设计从直接接触防护和间接接触防护2方面入手。

直接接触的电击防护方面,采用安装高度不低于1.8 m的带安全门的电气插座。

间接接触电击防护方面,根据GB 50054—2011《低压配电设计规范》,间接接触指的是人或动物与故障状况下带电的外露可导电部分的电接触。该规范第3.1.12条规定,采用剩余电流动作保护电器作为间接接触防护电器的回路时,必须装设保护导体(PE线);第5.2.7条规定,TN系统中电气装置的所有外露可导电部分,应通过保护导体与电源系统的接地点连接。

设计中将设备金属外壳与PE线联结。在配电回路中使用带剩余电流保护功能的断路器,提供人身安全防护;且剩余电流不大于30 mA,动作时需要在100 ms内切断电源。

剩余电流保护电器实现间接接触防护原理图如图3所示。

图3中,当设备金属外壳故障带电时,电流发生泄漏,如泄漏电流I0。此时输入电流I1不等于I2,剩余电流保护电器内部线圈的磁通势不为0,脱扣装置立即动作,切断电源,实现间接接触防护。

配电系统图设计如图4所示。

紫外线杀菌是幼儿用房常用的消毒方式,但其开关必须严格控制,防止误开启对幼儿产生伤害。按照相关规范,建议可以采用值班室集中控制,也可以单独控制,在每间教室外设置独立开关,但应采用小盒锁闭,由专人开启。本文采用了小盒锁闭的方案,控制方式机动灵活。紫外线杀菌灯平面布置图如图5所示。

需要注意的是,紫外线杀菌灯除了在幼儿活动室、寝室设置外,根据建标175—2016《幼儿园建设标准》第三十六条第三款,卫生保健用房(晨检接待厅、保健观察室、隔离室)、厨房备餐间宜设置紫外线杀菌灯。

3 广播通知

校园广播是校园实用的通知工具,幼儿园一般都会设置。但JGJ 39—2016(2019年版)《托儿所、幼儿园建筑设计规范》没有明确设计位置。设计将广播扬声器设置在各教室内。同时为了更好地保证通知效果,在走廊增加广播扬声器,巩固通知效果。另由智能化专业公司后续深化设计。广播扬声器平面布置区域图如图6所示。

图6中,在幼儿教室内设置扬声器控制开关,可以实现对音量的调节。另外,走廊内设置独立的扬声器。

4 火灾自动报警及可燃气体泄漏报警

4.1 火灾自动报警

幼儿园多功能活动室相比其他房间层高较高。为了满足安全要求,结构专业在顶部设置了相对密集的梁板,部分主梁凸出顶板高度超过200 mm甚至600 mm。设计人员在布置烟感时,不能当做普通房间进行自动布置。需要严格按照GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》的要求,结合结构专业提供的梁板图,根据主梁和次梁的不同梁高、烟感能够保护的梁间区域数量,分区域进行烟感布置。

多功能活动室烟感布置对比如图7所示。

由图7可知,考虑梁高后,烟感数量增加近1倍,能够更好地探测初期火灾的发生,为后续疏散及救援争取更多时间,需要引起设计人员的充分重视。

4.2 可燃气体报警方面

幼儿园厨房使用天然气较多,一旦发生燃气泄漏,危害极大。设计人员一般在灶具附近设置可燃气体探测器,但是规范对可燃气体报警控制器设置位置没有明确。本文设在校园值班室,而不是设在厨房或电井。因为值班室24 h有人值班,如果在厨房工作人员下班时发生燃气泄漏,便于值班人员及时发现、报警并采取措施。

对于燃气报警后的联动操作,规范规定燃气报警后需要联动可燃气体声光报警器。但对于声光报警器设在走廊还是厨房操作间,规范没有明确。本文设在厨房区域,方便值班人员迅速查找到事发地。

同时,根据暖通规范,可燃气体探测器应直接连锁启动事故排风,而不是由火灾自动报警系统联动启动。另还需要保证事故风机供电的独立可靠性,电源直接引自单体配电室。

厨房燃气报警点位设置如图8所示。

值班室燃气报警控制器如图9所示。

厨房事故风机配电系统图如图10所示。

5 结 语

幼儿园项目电气设计中,美术教室的照明设计既要满足照度,又要考虑照度均匀度。电气安全方面,除了直接、间接接触防护外,还需要对紫外线灯具的开启进行严格控制,并注意设置房间的全面性。校园广播方面,为了保证覆盖效果,可以在楼道设置广播扬声器。火灾自动报警方面,对于层高较高的多功能活动室,火灾初期为了准确预警,需要综合考虑梁高和梁的密集度。可燃气体探测报警方面,报警控制器需要设置在24 h值班室;燃气声光报警器需要设置在事发地;燃气探测器应直接连锁启动事故风机。