高校学生公寓电气设计

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摘要：本文对目前高校学生公寓的电气设计做了深入的分析，旨在为学生公寓的电气设计提供参考，为高等学校建设新型学生公寓提供一个良好的电气设计方案。

关键词：新型学生公寓，电气设计，用电负荷

新型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[1，2]。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》(JGJ／T16-92) [3]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；而对高层学生公寓来讲，除了要依据JGJ／T16-92中的规定，还要考虑其建筑规模及重要程度，将一类高层建筑的消防电梯、客梯、消防水泵、喷淋水泵、防排烟风机、生活水泵电力、消防控制室、弱电机房电源、公共照明、应急照明等确定为一级负荷，将二类高层建筑的上述用电设备确定为二级负荷。

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，采用双电源供电，并要求当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到影响而损坏，以维持继续供电，同时还应增设应急电源，并且严禁将其他负荷接入应急供电系统，以保证其供电的可靠性；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)，一般采用双回路电源供电；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镉蓄电池的灯具，或采用应急电源EPS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

作为二十一世纪的新型学生公寓，怎样确定其用电负荷？根据近几年的工程实践和市场调查，综合考量相关文献的数据及分析调研江苏某典型高校的新型学生公寓用电数据及用电电气，提出新型学生公寓每间寝室用电设备容量。见下表2.1

表2.1 新型学生公寓用电容量统计表（以四室一厅为例）

从表2．1中可以看学生公寓每房间用电设备的安装功率P=20720W，平均每间功率P=5220W（留一定余量）。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，及学生不自主地使用电饭煲、电吹风、电熨斗及电热棒等。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5～10年之内落后，从而可以避免今后对学生公寓电气管线的改造[1，4]。

3电气设计方案

3．1照明系统

学生公寓照明系统的设计要求与住宅设计要求类似，在设计过程中，除了遵循“实用、舒适、安全和经济”的照明设计原则以外，还应尽量追求环保和节能，以满足学生生活水平的不断提高对照明设计所提出的更高要求。实践证明，在公寓里设置优质的照明，不仅可以获得良好的视觉效果，还可以使学生公寓这个“小家”显得和谐温馨。学生公寓照明设计所考虑的主要内容如下。

1．照度

目前，由于国家标准中对学生公寓不同场所的照度值尚无具体的规定，因此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[5]。国家标准《建筑照明设计标准》(GB50034-2004) [6]中规定了居住建筑部分房间或场所的照明标准值。

2．光源的选择

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。因而，在学生公寓的居室内优先采用了T8高效荧光灯，该灯具有效率高(比普通荧光灯节电10%，亮度提高20%)、寿命长(达8000h)、显色性好(内涂三基色荧光粉时)、与传统粗管(T12)荧光灯完全兼容等特点；而在卫生间、阳台等处，优先采用了紧凑型荧光灯，该灯体积比普通白炽灯泡略大，功率为5～36w不等，且具有光效高(比普通荧光灯节电20%，比普通白炽灯节电70%)、寿命长(约为白炽灯的5倍)、显色性好等特点，还可制成与白炽灯近似的暖色光，加之灯头与普通白炽灯兼容，因而可以直接取代白炽灯，特别适合居住类建筑使用[5]。

3．灯具的选择与布置

寝室灯具一般采用半直接型单管荧光灯具，在房间中央吸顶安装，作为一般照明。书写、阅读要求较高照度时，可使用台灯做局部照明补充。

根掘《建筑照明设计标准》(GB50034-2004) [6]6．1．1条，居住建筑照度标准为100Lx时，对应的照明功率密度目标值为6W/M2，每间学生公寓居住部分建筑面积约为16m2，选用36w荧光灯管(光源、电子镇流器功率合计40W)，灯具数量计算如下：

X=6×l 6÷40=2.4（套)

取X=2，学生公寓内一般照明可以选择两套单管荧光灯具，按平行于中间过道方向均匀布置，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[5]。

4．插座的选择与布置

以往的学生公寓电气设计，往往在墙面上插座安装数量偏少或位置不合理，为满足需要学生经常私自滥拉线路、加插座板，极易引起电击和电气火灾事故。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。以4人居室设计为例，插座的具体布置如下：在2.2m标高处各设计一组五孔插座，供音响、手机充电等用；在1.4m标高处各设计一组五孔插座，供计算机，台灯及其余用电设备使用：在入户门左侧或右侧上方约2.2m标高处设置一组五孔插座，供电视机使用；卫生间在2.4m和2.3m的标高处各设置一组防水插座，供洗衣机、热水器使用（热水器使用一般在单元式公寓使用，通廊式公寓则采用集中供热管道供应热水）；部分高校还要求学生公寓室内靠外墙1.8m的标高处设置一组三孔插座，供壁挂式空调使用[5]。

3．2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，选择供配电线路的敷设方式等。

1．寝室配电设计

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。电能的计量可通过设置IC卡电表来实现，亦可采用智能控电管理系统在楼层配电箱处实现。为了确保寝室用电的安全与方便，寝室配电箱内设置主开关一个，设置出线分开关3个，将顶棚灯具和摇头扇、普通插座和电视机插座、电热水器插座等分回路设计，目的是通过多回路使寝室内负荷电流分流，减少线路温升，延长线路寿命，减少电气火灾危险。此外，出线开关中的普通插座、电视机插座、电热水器插座回路均设置了漏电保护断路器。寝室配电箱暗装，其安装高度为底边距地1.5m；寝室内配电线路均穿钢管或硬质塑料管，在顶棚、地板或墙内暗敷设[7，8]。

2．楼层配电设汁

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末端的电压损耗满足设计要求，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。若采用集中智能表或智能控电管理系统对楼层用电进行集中计量，则最好设置楼层配电间。一则集中智能表尺寸较大，设置配电间便于楼层配电箱的安装；二则设置配电间还可以满足弱电系统安装综合布线配线架等的实际要求。配电间的尺寸一般为(1．2～1．5)m×(2～3)m即可。

从楼层配电箱到寝室配电箱的配电形式应采用放射式，其配电线路建议采用导线按回路绑扎，穿桥架在公共走廊吊顶内敷设，从桥架到寝室配电箱改用穿焊接钢管埋墙暗敷设[8]。

3．进户配电箱(柜)

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。

为防止因接地电弧的短路而引起的电气火灾，对进户箱(柜)的总电源进线断路器设置了漏电保护功能。

为满足学生公寓用电负荷增长的要求，提高供电的可靠性，工程实践中，对于多层学生公寓，其配电采用由进户配电箱(柜)以放射式配电至各楼层配电箱的型式，即对于每一个楼层配电箱设有单独的配电线路。而对于高层学生公寓，可在电气竖井内采用插接母线槽或预分支电缆作为干线供电[5]。

4．3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。

l，公共照明

公共照明为走廊、楼梯间和门厅等处的照明，其电源接自楼层配电箱的1～2回路，并设公用电度表进行单独计量或作为1～2个计量单位纳入智能管理系统。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，由声控开关控制，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。

2．应急照明

学生公寓的应急照明主要有疏散指示标志照明、安全出口标志照明和备用照明。

疏散指示标志照明主要在疏散通道的拐角处或交叉处、较长的疏散通道中间及多层或高层公寓的楼梯间等处设置疏散指示标志灯。

安全出口标志照明主要在公寓通往室外的出口和应急出口处、各层通向楼梯间(或电梯间)的出口处设置安全出口标志灯。

备用照明主要安装在门厅、走廊、疏散楼梯间、大型公共活动室等处，安装数量应保证其间距不大于20m。

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。

4．4防雷与接地安全

1．防直击雷

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。

2．供电系统防雷

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。

3．信号系统防雷

在有线电视、通信、计算机网络等信号线的入口处安装合适的SPD信号浪涌保护器，以抑制瞬态高压侵入，使“允许通过”电子设备的瞬态电压处于安全水平，确保了设备的安全运行、信息畅通[5]。

4．合理布线

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。各种电气线路采用钢管穿线，因为钢管的屏蔽效果最好，防止反击事故的能力增强。

5．接地安全

(1)总等电位联结

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。

(2)寝室电击防护措施

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，其RCD的额定漏电动作电流等于30mA，漏电开关采用能同时断开中性线的双极开关：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。

若危险电压是从卫生间的各种管道引来，则漏电保护根本不起作用，即使切断本寝室的电源，电击危险依旧存在，这时只有依靠局部等电位联结来降低电击的危险[4]。

4．5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)。

1．电话通讯系统

一般每个房间设计一个电话点，安装在门口距地1．3m处，可供壁装挂机使用或供座机使用。

2．计算机网络系统

计算机网络系统采用多芯单模光纤埋地进户，根据建筑规模确定网络机柜集中设置还是按楼层设置，应保证机柜至最末端信息插座的对绞电缆长度不超过90m。根据需要，学生公寓每房间设计2～4个网络点为宜，并应布置在两面墙上，计算机数量增加时的网络需求可通过小型HUB来实现。

3．有线电视系统

有线电视系统接自校园广播电视中心，每房间设计一个电视插座，一般安装在进户门的上方。

4．电视监控系统

为保证学生公寓的安全，一般在一层各出入口处设计安装电视监控系统摄像机。电视监控系统硬盘录像机及监视器可设在本单元值班室内，预留学校保卫部门的网络接口。

4．6电气设计与各专业间的协调

学生公寓的电气设计是一项系统工程，与建筑、结构、给排水、暖通等各专业的协调也非常重要。协调得好，有利于最佳电气设计方案的实施，给学生公寓的管理者和使用者带来最大方便。

1．与建筑专业的协调

电气设计时应向建筑专业提供智能化系统弱电机房和强电设备用房的布置要求。弱电机房可以和公寓底层的值班室合用，面积约为30～40m2。强电设备用房指变配电室或配电室，一般位于自行车库层或底层，设备用房面积大小应按建筑规模和具体工程的用电设备情况来确定。

设计时还应向建筑专业提供强、弱电竖井的布置要求。

2．与结构专业的协调

电气设计时应向结构专业提供有关设备用房的荷载情况、进出建筑物管线穿地下室剪力墙孔洞大小、数量和位置，还要提供电气竖井内的楼板预留洞尺寸和准确定位。

根据结构梁的最低标高确定水平干线桥架的安装高度以及部分电气设备的安装高度，根据框架柱(或构造柱)内钢筋分布情况确定作为防雷引下线的主筋直径及数量[9]。

3．与给排水专业的协调

根据给排水专业提供的消火栓位置做出消火栓按钮直接启泵线路图，并复核消火栓箱是否与配电箱位置冲突。确定公寓顶层是否有消防水箱及稳压泵（稳压泵属于消防负荷)，如果公寓为三级负荷，稳压泵的供电须从进线配电箱直供单回路电源外加EPS组成双回路电源供电。另外，还应根据给排水管道的进出口位置设计与MEB端子箱连接的总等电位联结线。

4．与暖通专业的协凋

与暖通专业的协调主要是房间内暖气片的安装位置以及卫生间内通风器的配电。在布置房间内电气设备时，应避免与暖气片打架。同理，采暖进出户管道也应与MEB端子箱进行总等电位联结[10]。

参 考 文 献

[1] 李琳.浅析学生公寓电气设计特点[J].科技资讯，2009(10)：134-134.

[2] 唐庚,张九根等.学生公寓的电气设计[J].低压电器，2008(8)：43-46.

[3] 国家行业标准.民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92).北京：中国计划出版社，1993.

[4] 莫慧.浅谈学生公寓的电气设计[J].山西建筑，2008,34(29)：211-212.

[5] 赵天华,卫威.浅析新型学生公寓的电气设计[J].中国新技术新产品，2009(7)：127-127.

[6] 国家标准.建筑照明设计标准(GB50034-2004).北京：中国建筑工业出版社,2004.

[7] 符尊明.浅谈现代学生公寓的电气设计[J].科协论坛（下半月）,2008(8)：27-28.

[8] 杨艳玲,冯林桥等.现代大学生公寓的电气设计 [J].柳州职业技术学院学报，2008(2)：61-65.

[9] 黄一珍.对高校学生公寓电气设计的体会[J].考试周刊，2009(26)：97-98.

[10] 张帆.高校学生公寓的电气设计[J].科技情报开发与经济,2006,16(23)：269-270.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。