30.7学校建筑电气设计

学校的建筑电气设计，应满足教学功能的要求，有利于学生及身心健康。学校的电气设计应根据各地区的气候和地理差异、经济技术的发展水平、各民族生活习惯及传统因素，因地制宜进行设计。

30.7.1基本要求

学校各建筑的电源引入处应设电源总开关。当为多层建筑时除首层设电源总切断，各层均应设置分开关。建筑的照明总配电箱的位置应便于管理和进出线方便。室外线路应保证安全，维护方便。配电装置的位置和构造，应格外注意安全可靠，防止学生意外触电措施。室内宜采用暗线敷设。

1.配电系统支路的划分原则

(1)教学用房照明支线控制范围不宜过大，以2～3个教室为宜。教学用房和非教学用房的照明线路应分设不同支路。门厅、走道、楼梯照明线路应单独设支路。视听桌上除设置有电源开关外还宜设有局部照明。

(2)总配电箱至各分箱宜采用放射式供电关系。中小学教学楼配电箱应上锁。

(3)普通教室及合班教室的前后墙上应各设置一组电源插座。物理实验室讲台上应设置三相380V电源插座。语言、电脑教室在学生座位上设三个50W容量的电源插座，宜采用地面线槽配线。供盲人使用的书桌上宜设安全型电源插座。

(4)实验室内的教学用电应设专用线路，电源侧应设置切除、保护措施的配电装置。应安装漏电开关。

(5)语言教室和电脑机房，应根据设备性能及要求，设置电源及安全工作接地。2.容量计算

实用中，教室的一个插座按100W，双管荧光灯按100W，每个回路用电需要系数Kx一般取0.7～0.9。风机的负载率可取0.75～0.85，水泵的负载率可取0.7～0.8。电度表可以分教室单独计量，以便评比和管理。

3.对照明设备的要求

教室是教师和学生时间授课与学习的场所，需要安静、明快的光环境，宜选择冷色调的光源，通常都采用荧光灯作光源，色温4500K～5000K，发光效率高，发光面积大，眩光较少，显色指数也高(在95以上)。教室的前后门宜都设开关，单灯单控或一个开关控制一对灯、一条灯或一个光带。采用暗装翘板开关时，可集中在教室前门黑板一侧。楼梯间灯具宜采用双控。

4.要有足够的照度和均匀度

教室照明要充分利用自然光，太阳是{zh0}的光源，如大型合班教室宜开侧窗、天窗和楼道亮子。夜间照明采用荧光灯时，平均照度应不低于75～100Lx。在长时间阅读的视觉工作场所阅读室的照度标准值定为200Lx，照度范围为150～200～300Lx。设计应充分重视青少年视力的发育。用双管40W的控照式荧光灯，链吊式安装就可以基本满足要求。用控照式灯具吊链式安装是为了提高桌面上的照度，如果教室有吊顶，可采用吸顶式安装。

樥照度的均匀度a＝樥Emin槱梾槱梾Ecp樥不小于0.5，用光带的效果比较好。

学校用房的平均照度如表30-22所示。

学校用房的平均照度表30-22

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房间名称平均照度规定照度面

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普通教室、书法教室、语言教室150lx课桌面

音乐教室、史地教室、合班教室150lx课桌面

实验室、自然教室150lx实验桌面

电脑机房200lx机台面

琴房150lx谱架面

舞蹈教室150lx地面

美术教室、阅览室200lx课桌面

风雨操场100lx地面

办公室、保健室150lx桌面

厕所、楼道、饮水处20lx地面

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30.7.2布灯方法

1.黑板照明设计

(1)黑板照明的的垂直照度应该比教室平均水平照度(75～150Lx)高，不低于水平照度的1.5倍为宜。通常垂直照度平均值不低于200lx，黑板面上平均照度均匀度不应低于0.7。在黑板一侧可以设置容量为5～10kW的配电箱。

(2)学生看黑板视角低，很容易产生眩光，可以选用遮光良好的荧光灯，设在黑板的上沿。可以选用只照射黑板的斜照式投光灯，主要是让学生不受到黑板的反射眩光，也不要遭受黑板灯光的直接照射而产生眩光。

(3)老师在黑板上写字或面向学生时，都不能遭受眩光的影响。

(4)黑板照明对学生视力影响很大，设计主要选好灯位，以防光幕反射。图30-2中在a至b范围内不宜布灯，因为容易对老师写字有眩光，c点以后对学生有光幕反射，学生的视角1和视角2都不太大，所以黑板等应有灯罩避免对坐在后面的学生产生眩光。c点以后的灯对老师有直射眩光，直射光在45°角以内所以应用灯罩。所以黑板灯适宜布置在55°以内。

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图30-2黑板灯立面布局

(5)黑板灯照明开关宜单独设置，走廊照明宜在上课后可关掉其中部分灯具。教室照明的控制应平行于外窗方向顺序设置开关。

2.教室、办公室布灯平面

(1)教室、办公室等都是脑力劳动的场所，为了提高精神减轻疲劳，应该在照明设计上提供尽可能舒适的光学环境，如没有眩光、照明的均匀度良好、光色使人xx融洽适宜于办公和读书。常选用蝙蝠翼形状的配光曲线，如图30-3，发光强度{zd0}的地方是在荧光灯纵方向的两侧，所以在教室、报告厅等公共建筑内适宜按图30-4布置。荧光灯的布局应注意教室两边靠墙课桌的照度，教室边灯距离墙L1为两灯间距L2的1/3或1/1.25。

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图30-3蝙蝠翼形状的配光曲线

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图30-4教室或报告厅的布灯平面

(2)在有显示屏的教室，要控制光幕反射和反射眩光，灯具的位置不宜在工作位置的正前方，应设置在工作区的两侧，并且使灯具长轴方向与人的视线平行，以减少光幕反射及反射眩光。所以常选用低亮度的灯具或上射灯具。在视觉作业的附近及房间装修表面材料宜选用无光泽的装饰材料。营业柜台或陈列区域可以增设局部照明。

3.专用美术教室布灯要求

专用美术教室要求照明灯具的显色指数比较高，可以配备组合光源和投光灯。对于须长时间连续工作的房间及电脑显示屏等工作区域宜控制光幕反射和反射眩光。在顶棚上的灯具不宜设置在工作位置的正前方，宜设在工作区的两侧，并使灯具的长轴方向与水平视线相平行，以便减少光幕反射和反射眩光。为了防止工作台上有阴影，灯具宜设在台面的正上方。在视觉作业的临近表面及房间内的装修表面宜采用无光泽的装饰材料。

4.幼儿园电气设计的主要特点

儿童不知道电的危险，而且好动手，所以设计中要从两个方面考虑，一是强电电源设置位置要高，小学和幼儿园室内插座安装高度应1.8m，若低于1.8m则必须用安全型插座。

5.会议室、报告厅、贵宾室布灯

会议室、报告厅、贵宾室等可以选用华丽的灯具，与建筑装饰溶为一体。而且需要有足够的电源插座以便供扩音器、录象、幻灯等电器设备用电。办公室和图书馆的插座从安全及办公自动化要求应选用单相三孔有保护接零的插座。注意电视机的电源插座距离天线插座不能太远，因为绘施工图图时，不在同一张图纸上，所以容易忽略。

在高大的阅览室，宜设置局部照明。灯具的位置设置在书的正上方为宜。也可以把灯直接设置在书架上。

因为办公室通常是在白天使用，设计时宜充分利用自然光，以利节能。平面布灯时应单灯单控，在白天阳光充足时，可以不开靠窗户的灯。

6.科学实验室照明要求

(1)科学实验建筑用房一般照明均匀度，按{zd1}照度与平均照度之比确定，最小值不宜小于0.7。采用分区一般照明时，非实验区和走道照度不宜低于实验区照度的1/3～1/5。采用一般照明加局部照明时，一般照明不宜低于工作面总照度的1/3，且不应低于50lx。

(2)科学实验建筑用房，工作面上的平均照度应符合表30-23的规定。

科学实验工作面上的平均照度标准表30-23

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房间名称平均照度(Lx)工作面及高度(m)备注

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通用实验室100-150-200实验台面0.75一般照明

生物培养室150-200-300工作台面0.75宜设局部照明

天平室100-150-200工作台面0.75宜设局部照明

电子显微镜室150-200-300工作台面0.75宜设局部照明

谱仪分析室100-150-200工作台面0.75一般照明

放射性同位素

实验室100-150-200工作台面0.75一般照明

研究工作室150-200-300桌面0.75宜设局部照明

学术报告厅100-150-200桌面0.75一般照明

设计室、绘图

室、打字室200-300-500桌面0.75宜设局部照明

管道技术层30-5-75地面一般照明

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高等学校普通教室的照度值宜为150～200～300Lx，照度均匀度不应低于0.7。教室照明宜采用蝙蝠式和非对称配光灯具，并且布灯原则应采取与学生主视线相平行、安装在课桌间的通道上方，与课桌面的垂直距离不宜小于1.7m。光学实验桌上、生物实验室的显微镜实验桌上，以及设有简易天象仪的地理教室课桌上，宜设置局部照明。

(3)科学实验室需要有效限制工作面上的光幕反射和反射眩光的实验室，宜使视觉作业不处于室内光源与眼睛形成的镜面反射角上。采用光扩散性能好、亮度低、发光表面积大的灯具。增设局部照明。实验室内表面及室内设备表面为无光泽表面。

实验室(暗室除外)不宜用裸灯。通用实验室宜采用开启或带格栅直配光型灯具。开启型灯具效率不宜低于0.7，带格栅型灯具效率不宜低于0.6，实验室灯具格栅、反射器不宜采用全镜面反射材料。通用实验室宜采用荧光灯，层高大于6m的实验室宜采用高强度气体放电灯。

(4)对识别颜色有要求的实验室，宜采用高显色性光源。电磁干扰要求严格的实验室，不宜采用气体放电灯。潮湿、有腐蚀性气体和蒸汽、火灾危险和爆炸危险等场所，应选用具有相应防护性能的灯具。重要实验场所应设置应急照明灯。暗室、电镜室等应设置单色(红色或黄色)照明。入口处宜设置工作状态标志灯。生物培养室宜设置紫外线xx灯，其控制开关应设在门外与一般照明灯具的控制开关分开设置。

照明负荷宜由单独的变压器、单独的配电装置或单独回路供电，应设单独开关和保护电器。照明配电箱宜分层或分区设置。大面积照明场所宜分段、分区设置灯控开关。管道技术层内应设照明并由单独支路或专用配电箱(盘)供电。

(5)《民用建筑照明设计标准》及CIENo.29/2《室内照明指南》对工作面取距地面0.75m作参考平面与国际标准一致，照度标准值为平均维护照度值。

照度标准值不取单一值而取范围值，并分为三档，是依据现行的《民用建筑照明设计标准》并参照先进国家的标准制订的。其目的是使设计人员依据实际情况更合理地选择，有利用节能并考虑未来的发展。一般可取中间值可依据下列条件更合理地选择：建筑物的重要性、建设地点、视觉作业时间的长短、特点(识别难易、速度、准确度及造成的后果等)、工作人员年龄及经济条件等。

(6)实验室面积较大时，宜采用分区一般照明方式，有利于节能。非实验区和走道区内的照度可适当降低，考虑空间视觉舒适性，故规定其照度不宜低于实验区照度的1/3～1/5。当采用一般照明加局部照明时，根据国标规定，一般照明提供的照度占工作面上总照度的1/3以下是能令人满意的。实验室照度不宜过低，故一般照明不低于50Lx。

(7)视觉作业存在光幕反射、工作位置固定、工作持续时间长的实验室，光幕反射不仅影响工作效率也使人不舒适，应有限制措施。通用实验室采用荧光灯较节能，但6m以上高度的实验室如采用荧光灯，灯具数量多、维护不方便，推荐采用高强气体放电灯。当照明负荷容量大、条件又允许时，宜单独设置变压器提供负荷照明。照明负荷容量不大或条件不允许时，可与其他负荷共用变压器，但应单独设置配电装置或回路供电并设有单独保护电器和开关。楼层面积不大时，照明配电箱宜分层设置，面积大时尚应分区设置。

要求进线用TN-S系统三相五线供电，如果当地是TN-C系统，应在总配电箱处工作零线分出一根专用保护线，即成为TN-C-S系统供电。

30.7.3实验室照明系统设计

(1)实验室的电源应有2～3级保护设备，除了常用的短路保护用的保险丝以外，还应该有灵敏的过载保护和漏电保护。学生作实验的每一条支路上都要设漏电开关。

(2)每个实验室都设置一个配电箱，位置显眼，操作方便，{zh0}在讲台一侧，并应有总的负荷开关，便于人走拉闸。如果实验室设备有恒温箱或电冰箱等不能断电时，应设独立回路。

(3)学生作实验用的电源要根据实验室的不同而不同，共性的要求是要用有PE线的单相三极插座，以保障安全。根据需要还可以设置三相电源和36V安全电压电源。象电工、物理等常用强电的实验室，地面上还要铺设有绝缘垫。

(4)在化学实验室容易产生有害的气味，窗户或外墙上应设排风扇，实内可以安装吊扇，根据需要也可以设空调系统。实验用的电源插座容量单相不小于6A，三相不小于15A。耐压分别为250V和500V。每个实验台上都应该设置总开关，以便应急拉闸断电。实验室配电导线一律用铜芯绝缘线，穿钢管保护，插座线最细不低于2.5mm2。实验室内的金属容器、动力设备的金属外壳、铠装电缆外层、金属管线等一律和PE线焊连在一起，防止因火花放电或静电放电而引起火灾。

30.7.4学校弱电系统的设计

(1)教学用房和辅助教学用房内均应设置广播扬声器。安装的高度距屋顶0.3～0.5m为宜。教室和楼道的扬声器宜用3W中低音扬声器。教室和办公室、教研室的广播回路要分开设置，方便于使用。播音系统中兼做播送作息时间的扬声器应设置在教学楼的走道、校内学生活动的场所。广播室内应设置广播线路接线箱，穿线暗管。广播扩音设备电源应以独立回路供给。扩音设备的电源侧，应设电源开关。

(2)各个教室的广播、电视、电铃、电话等弱电管线一定要和强电管线分开。平行敷设时，其间距应不小于0.3m。室外敷设时尽量不与电力线路同杆敷设。如必须同杆敷设，应采用电缆，并架设在电力线路下方1.5m以上。广播线与通讯线同杆敷设，通讯线在广播线下方0.6m以上。

(3)教学楼内一般每个楼梯间附近安装一个电铃，或两个电铃间的距离不超过5个教室。电铃室内可选择直径100mm，楼外选用直径200mm。音乐教室专设电铃。电铃控制开关一般在传达室，电铃导线穿管应独立。

(4)强弱电管线分别设置管道井。当在同一管道井内敷设时，应敷设在管道井内或两侧。

30.7.5供配电源

科学实验建筑的用电负荷分级及供电要求，应根据其重要性及中断供电在政治、经济、科学实验工作上所造成的损失或影响程度分类。城市电网电源质量不能满足电要求时，应根据具体条件采用相应的电源质量改善措施(如滤波、屏蔽、隔离、稳压、稳频及不间断供电等措施)。学生活动区与教师和公共区宜分开配电。

1.对电源的各种要求

(1)用电负荷具有下列情况之一时，宜采用交流不间断电源系统供电

①当采用备用电源自投入BZT或柴油发电机组应急自起动等方式仍然不能满足要求时。

②当采用一般稳压稳频电源设备仍然不能满足对稳压、稳频的精度要求时。③当实验或设备需要保证顺序断电操作安全停机时。

④当停电损失大于不间断电源设备购置费用和运行费用的总和时。

交流不间断电源装置是设在正常电源和负荷之间的隔离缓冲设备，其蓄电池容量一般按维持满负荷供电10～15min考虑配置。交流不间断电源除具有短时缓冲作用外，还能改善电源质量起隔离防护作用并能xx干扰，起净化电源作用。

低压配电系统接地型式宜优先采用TN-S或TN-C-S，可避免杂散电流等噪声对用电仪器设备的干扰。实验室负荷对供电电源质量和可靠性有一定的要求，当负荷容量较大时，宜设专用的变压器供电，既可避免其他负荷的干扰，同时也便于维护管理和运行。负荷容量较小时，可共用变压器，设低压专用馈电线路供电。

(2)在同一科学实验建筑(室)内设有两种及以上不同电压或频率的电源供电时，宜分别设置配电保护装置并有明显区分或标志。当由同一配电装置保护时，应有良好的隔离。不同电压或频率的线路应分别单独敷设，不得在同一管内敷设。同一设备或实验流水线设备的电力线路和无防干扰要求的控制回路允许同一管内敷设。

(3)实验负荷可由专用变压器供电，也可由共用变压器敷设专用的低压配电线路供电。冲击性负荷、波动大的负荷、非线性负荷、较大容量的单相负荷和频繁起动的设备等，应由变压器低压母线处用单独的馈线回路供电或由单独的变压器供电。

(4)在潮湿、有腐蚀性气体、蒸汽、火灾危险和爆炸危险的场所，应选用具有相应防护性能的供配电设备。

实验室供配电线路较多的多层科学实验建筑，垂直线路宜采用管道井敷设。

(5)季节性运行的空气调节、采暖等负荷占较大比重时，变压器容量与台数的确定应考虑变压器的经济运行。通用实验室的用电设备可由供电在实验台或靠近实验台的固定电源电源插座或插座箱供电。电源插座回路应设有漏电断路器。各实验室电源侧应设置独立的保护断路器。

(6)书库照明用电源配电箱应有电源指示灯并设置在书库之外，书库通道照明应设置独立的开关，在通道两端可两地控制的开关。

2.克服电源“污染”的方法

由于一些非线性负载的影响不断增多，反馈到交流电源而造成一定的影响，好象电源受到了污染。当城市电网电源满足不了要求时，应根据负荷特点及要求并结合当地条件经技术经济比较，而有针对性的采取一种或几种电源质量改善措施。例如：滤波器能滤除掉某些高频噪声；浪涌器能吸收电压；隔离变压器可隔离掉高频瞬变信号；铁磁稳压器具有稳压和滤波功能；飞轮发电机组可xx大部分瞬变信号和短时的电压偏差。上述措施只能分别解决部分电源干扰问题。完善可靠的办法是采用不间断电源装置，它可使负荷与电淀隔离并能限制电压和频率的偏差及各种干扰，但其购置与维护费用昂贵，应根据情况慎重选择。

对冲击性型负荷、波动性较大的负荷、非线性负荷、较大容量的单相负荷和频繁启动设备等应由变压器低压母线处用单独馈线回路供电。当负荷容量较大时，可由单独的变压器供电，目的是为了提高供电质量和可靠性。

30.7.6办公楼电气照明

办公室、打字室、设计绘图室、电脑机房等宜采用荧光灯，室内装饰及地面材料的反射系数宜满足：顶棚70％，墙面50％，地面30％。若达不到上述要求，宜采用上半球光通量不少于总光通量15％的荧光灯灯具。办公室房间的一般照明设计在工作区的两侧，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行，不宜将灯具布置在工作区的正前方。大开间的办公室宜采用与外窗平行的布灯方式。

难于确定工作位置时，可选用发光面积大、亮度低的双向蝙蝠式配光灯具。出租办公室的照明和插座，宜按建筑的开间或根据大厦办公基本单元进行布置，以不影响分隔出租使用。

在有电脑终端设备的办公用房，应避免在屏幕上出现灯具、家具、窗的影像，通常应限制灯具下垂线成50°角以上亮度不大于200cd/m2，其照度可在300Lx(不需要阅读文件)至500Lx(需要阅读文件)。当电脑机房设有电视监视设备时，应设置值班照明。

在会议室内放映幻灯或电影时，其一般照明宜采用调光控制。会议室照明设计一般可采用荧光灯(组成光带或光檐)与白炽灯或稀土节能形荧光灯(组成下射灯)相结合的照明方式。

以集会为主的礼堂舞台区照明，可采用顶灯配以台前安装的辅助照明，其水平照度宜为200～300～500Lx，并使平均照度不小于300Lx(指舞台台板上1.5m处)。同时在舞台上应设有电源插座，以供移动式照明设备使用。多功能礼堂的疏散通道和疏散门，应设置疏散照明。

在有电视教学的报告厅、大教室等场所，宜设置供记录笔记用的照明，如设置局部照明和非教学使用的一般照明，一般照明宜采用调光方式。演播室的演播区，推荐垂直照度在2000～3000Lx，文艺演播室在1000～1500Lx。演播用照明用电功率初步设计时可按照0.6～0.8kW/m2估算。当演播室高度在7m及以下时宜采用轨道式布灯，高于7m可采用固定式布灯。演播室面积超过200m2应设置应急照明。

书库照明宜采用窄配光或其他配光适当的灯具，灯具与图书等易燃品的距离应大于0.5m。地面宜采用反射系数较高的建筑材料，以确保书架下层必要的垂直照度。对于珍贵图书和文物应选用有过滤紫外线的灯具。重要图书馆应设置应急照明、值班照明和警卫照明。图书馆内公共照明与工作区照明宜分开配电和控制。书库照明的控制宜用可调延时时间的开关。

30.7.7接地

科学实验建筑中的各种接地推荐采用共用一组接地装置。其原因是由于场地及空间的限制，很难将各种接地系统有效地分开。特别是防雷保护接地多利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋作为接地线或接地体，安全距离更难保证。当采用共用一组接地体时，可降低雷击时的电位差、防止高电位反击，无特殊要求时接地电阻值不大于4Ω，有特殊要求的时候不大于1Ω。

实验室内的单台设备、仪器的工作接地可仅引一条接地干线与接地装置连接。多台设备仪器或多个实验的工作接地，应按使用性质、干扰等因素分组汇接到不同的接地干线后分别与接地装置连接，实现单点接地，避免接地干线构成回路产生干扰。接地干线采用绝缘导线(电缆)穿钢管敷设的目的是为防止干扰和地电位升高时高电位引入。实验室保护接地宜采用等电位体联结措施。