浅析学生公寓电气设计特点

2023-02-09

学生公寓的电气设计包括强电系统设计供配电系统、照明系统、防雷接地及等电位联结系统和弱电系统设计电话通讯系统、综合布线系统、有线电视系统、电视监控系统等两大部分内容[2]。本文重点论述强电系统设计方法和原则, 而对弱电系统设计仅作简要介绍。

1 负荷级别的确定

根据《民用建筑电气设计规范》中的规定, 将单元式或多层通廊式学生公寓中的应急照明和疏散指示标志灯确定为二级负荷, 其余用电确定为三级负荷。在工程设计中, 根据学生公寓负荷的等级和国家规范的要求, 确定不同负荷等级的供电电源, 对于一类高层学生公寓中的一级负荷, 采用两个电源供电, 以确保当一个电源发生故障时, 另一个电源不致同时受到损坏。对于高层学生公寓中的二级负荷, 其供电系统应做到当发生变压器故障或线路常见故障时不致中断供电或中断供电后能迅速恢复, 一般采用两回路电源供电。考虑到三级负荷对供电电源无特殊要求, 故对单元式和多层通廊式学生公寓采用单电源供电, 但其应急照明和疏散指示标志灯则可采用带镍隔蓄电池的灯具, 或采用应急电源集中供电, 以提高应急照明供电的可靠性。

2 学生公寓内负荷统计

从90年代以来, 随着经济的日益繁荣、城乡居民生活水平的提高, 作为高等院校的学生公寓, 相继出现了学生宿舍配电不适应学生用电要求的“危机”, 各高校开始改造学生公寓的供电系统。负荷计算的关键在于计算机、空调器、饮水机、洗衣机、电冰箱和快热式电淋浴器是否进入寝室。随着社会的不断进步和居民生活水平的不断提高, 高校学生公寓管理层次的不断提升, 家用电器价格的不断下降, 这些大功率用电设备必然会逐步进入学生公寓。为此, 在设计新型学生公寓时要具有超前意识, 才能确保新建学生公寓不至于在短期之内落后, 从而可以避免今后对学生公寓电气管线的改造。

3 电气设计方案

在近年来的工程实践中, 通过对新型学生公寓电气设计的不断探索、调研和总结, 形成了一条完整的设计思路, 理顺了各电气系统之间的联系和影响, 使电气设计方案具有先进性、可行性, 受到了业主的泛认可和好评。

(1) 照明系统。

在学生公寓的照明设计中, 通常是参考国家标准中对居住建筑照明标准值的规定, 充分考虑学生公寓的特点, 来合理地选择其照度标准值, 这是照明设计成败的关键。在学生公寓照明设计中, 光源的选择应主要考虑其色温、显色性和使用寿命等因素, 同时还应充分考虑照明节能的问题, 即在保证不降低作业视觉要求, 不降低照明质量的前提下, 力求减少照明系统中光能的损失, 最有效地利用电能。学生公寓内一般照明可以选择两套单管荧光灯具, 按垂直于外窗方向均匀布置, 吸顶安装。卫生间环境湿度大, 宜选用防水防尘灯, 吸顶安装;对装有玻璃镜的卫生间, 宜设置镜前灯, 可在镜上适当的高度采用壁式安装的白炽灯照明。为方便学生安全用电, 新型学生公寓的照明设计时还考虑设置了足够数量的电源插座。

(2) 供配电系统。

供配电系统的设计主要考虑分户配电箱, 楼层配电箱和进线柜之间的连接关系, 合理选择开关和导线, 选择配电箱的安装位置和安装方式, 选择供配电线路的铺设方式等等。每间寝室设置一台末级配电箱, 配电箱可实现对电能的控制、分配及计量。楼层配电设计主要考虑的是楼层配电箱的设置数量、安装位置及线路的敷设方式。楼层配电箱数量的设置应确保线路术端的电压损失满足设计要求, 在工程实践中, 一般控制配电距离不超过50m, 因此在设计过程中可根据建筑物的长度来确定楼层配电箱的数量。楼层配电箱的安装位置应设在负荷中心。进户箱 (柜) 是每幢学生公寓的总电源进线配电箱 (柜) , 其安装位置依据具体设计和管理方案, 多设置在一层配电室、或值班室、或配电间内。进户箱 (柜) 电源主开关的整定, 应根据计算负荷的大小确定。

(3) 公共用电系统。

学生公寓的公共用电主要有公共照明和应急照明用电两部分。除门厅或高层公寓的电梯厅以外的公共照明, 均采用节能自熄开关。因此, 门厅或高层公寓的电梯厅采用的是荧光灯具, 而走廊及多层公寓的楼梯间多采用白炽灯具。学生公寓的应急照明供电可采用楼层配电箱单独回路供电, 并作为单独的计量单位, 此时采用的灯具必须带镍福蓄电池也可采用全楼集中应急电源供电, 此时选用普通灯具即可, 但要求应急照明灯具采用玻璃或其他非燃材料制作的保护罩。

(4) 防雷与接地安全。

为了防止建筑物遭受直接雷击的破坏, 新型学生公寓都设置了直击雷的防护装置。防直击雷的装置是由接闪器、引下线、接地装置三部分组成。设计时需要根据建筑物的防雷等级来选择防雷做法, 其中按闪器多采用顶避雷带或避雷网, 利用钢筋混凝土结构中外围构造柱内的垂直钢筋骨架作为雷电流的引下线, 利用基础钢筋做接地装置。对供电系统进行防雷保护, 主要是抑制二次雷击感应或开关动作而产生的瞬态高电压。具体措施是在总电源输入端进户箱处加装浪涌保护装置, 将其并联在被保护的电源板上, 当雷电波沿电源线侵入时, 该浪涌保护装置的电阻瞬间降至很低, 近于短路状态, 雷电流就此分流入地。建筑物内的合理布线, 可以减少雷电流的侵害。因此, 将学生公寓内的强电线路与弱电线路分开布线, 垂直敷设的电气干线尽可能集中于公寓的中心部位, 如公寓电气竖井或其附近。另外, 学生公寓一般采用TN-C-S接地方式, 电源零线进户时做重复接地, 并进行总等电位联结, 具体做法可参阅有关标准图。寝室内的电击防护措施主要有二种:一是将室内的插座回路 (空调插座除外) 都设置漏电保护;二是在卫生间做局部等电位联结, 即在卫生间的局部等电位联结端子板LEB上, 将系统的PE线、结构中的金属体和所有的装置以外的可导电部分电气连通。

(5) 弱电系统设计。

作为智能型学生公寓的基本硬件设施, 每间学生公寓内应包含以下三个弱电子系统:电话通讯系统、计算机网络系统 (或综合布线系统) 、有线电视系统。整栋公寓楼内, 还包含以下几个子系统如电视监控系统、背景音乐系统、智能控电管理系统等 (高层学生公寓还设计火灾自动报警及联动控制系统) 。智能型学生公寓提高了学生的学习与生活坏境质量, 有的学校把它作为评定公寓收费等级的一项内容。