實驗教學樓應注意的電氣問題范文

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隨著科學技術和國民經濟建設的迅速發展，對建筑電氣設計標準的要求愈來愈高，也愈來愈復雜。作為培養高科技人才的高等院校的教學實驗樓更是如此。筆者結合近幾年的設計實踐，試從以下四個方面探討目前高校教學實驗樓建筑電氣設計應注意的幾個問題.

一、教全及實臉金的照明設計教室照明的目的是要對教師、學生創造一個良好的牧學、學習環境一個良好的照明能夠降低學生的視覺疲勞、使學生的注意力集中，學習效率提高，能夠使教師講課輕松，注意周到，提高教學效果。那么怎樣才能提高教室的照明質量呢?筆者認為主要應抓以一卜三點:

1.提高照度根據實驗結果，人的視覺感到舒適的照度為500~Zo00lx，但各國所確定的照度標準均低于這個數值，多在200一500伙之間，見表1。從表1可以看出，我國的照度標準最低。當然各國的照度標準都是從本國的國情出發，考慮到經濟、能源等各方面的因素而制定出來的。但是，做為培養高科技人才的高等院校，應該重視保護教師、學生的視力。因此，高校數室和實驗室的最低照度不應低于Zoolx。

2.改善傳統的配電方式照明燈用的都是.單相交流電，交流電是時間的正弦函數，每過半個周期，電流就會出現一個零點，我國市電的頻率是50H:，就是說在一秒鐘內，每盞燈的光通量輸出就有100次等子零(對于熒光燈來說，由于有余輝效應，光通量輸出只是接近零，而不完全等于零)，當然這個變化的頻率之快，是我們的肉眼所感覺不到的，但這個零點確實存在，這就是交流電的頻閃效應。頻閃效應能夠引起視覺疲勞，在一些作轉動實驗的實驗室會導致人們視線上的錯覺。為了避免或減弱頻閃效應，提高照明質量，筆者認為，對教室實驗室的照明應采用三相電源供電.即將同一教室或實驗室的燈均勻地接在A、B、C三相電源上，這樣雖然每盞燈光通量輸出的零點仍然存在，但三相交流電之間互差1200的時間角，也就是說在同一時間內，不可能有兩相或三相都為零，即保證每時每刻教室內有三分之二的燈的光通量輸出不等于零，這就最大限度地減小了交流電的頻閃效應，提高了照度質量。這種做法與傳統的單相配電相比，不足之處就是接線比較麻煩，但隨著科字技術不斷地發展，施工單位的技術水平也會越來越高，所以這種做法將會越來越受到歡迎。

3.黑板照明燈具的選用及燈具安裝方式黑板是垂直的，單靠頂棚照明一，黑板面的垂直照度是不夠的，必須專設黑板照明燈。目前大多數教室也都設有黑板照明燈，但相當一部分采用的是直吊日光燈‘，這樣效果很不理想，從某種意義上來說，媽失去了黑板照明的意義、因為黑板照明的目的是要照亮黑板，提高黑板的垂直照度，所毋黑板照明燈應選用斜照型的投光型燈具，而應避免采用直吊燈。另一方面，黑板照明燈的光線不能直接射入學生和老師的眼睛，反射光線也不能進入學生眼睛，否則將造成眩光，所以黑板照明燈的安裝位置及燈具保護罩的角度，應根據頭排學生看燈的視線與水平視線的來角。，和黑板前老師看燈的視線與水平視線的夾角俘來定，一般。>45。、p>55。。

二、實臉全電力砧電

隨著我國高等院校教學、科研水平的不斷提高，先進的實驗設備不斷引進，實驗設備更新換代相當快，就拿西工大(國家凝固實驗室)來說，從作初步設計到作完施工圖就因設備更換而兩次修改設計;再如西工大《無人機研究所實習車間》土建主體還未施工完成，就因設備更換而重做了配電施工圖。所以，對高校的實驗室配電設計，一定要有超前意識，使現代化的實驗室能夠滿足不斷發展的科學技術的需要，下面是筆者幾點浮淺的看法:

1.每個實驗室應設一個總的電力配電箱，這樣便于各實驗室單獨管理，做到“人走拉閘”，避免電氣事故的發生，同時每個實驗室應為三相電源供電(即便是實驗室無三相用電設備)，這樣一方面為以后增添設備提供了方便;另一方面，也能使A、B、C三相負荷比較平衡，避免了因各相負荷不平衡而造成各相電壓不穩定的現象。

2.高等院校的實驗室用龜比較復雜，對電源質量要求也較高，在同一實驗臺上，可能同時就需要幾種電壓、幾種頻率的電源，就是說實驗室的電力配電不僅要為實驗設備配電，而且要同時考慮為一些附屬設備如小型變壓器、整流器、變頻器、穩壓器等配電。因此應在每個實驗臺上設一個電源插座箱，插座箱應選用既帶三相插孔又有單相插孔，即有單相三孔、又有單相兩孔扁圓兩用的多個插座的插座箱、且插座箱應帶電源總開關。

3一些大的實驗室，考慮今后的發展，最好在地面上做兒道電纜溝，溝蓋板應采用可拆卸的活動地板，在溝內安裝幾個地面插座箱，若將來增添設備，打開活動地板，直接從地面插座箱內取得電源即可.這樣可避免因將來增添設備而使得室內地面拉明線，另一方面，導線的更換、檢修也比較方便。西工大原物理實驗室就因設備增加，及原來的電源線絕緣老化，而在墻面及地面上都拉上了明線，使得室內環境很不整齊，同時也給人一種不安全的感覺。

4.語言實驗室的配電應考慮能使學生進行聽力、口語或翻譯的基本訓練，也就是說要具備以下三種功能:①學生能通過收聽自己座位上的錄音機而掌握教師的講課內容，②教師要監聽每個學生的讀音，并錄制學生的讀音，與單個學生進行對話，學生之間也可以單獨對話或開展小組討論;③每個學生可以在自己座位的錄音機上錄制教師的授課內容，可自己練習作業，如跟讀、復述、答問等。為了滿足以上需要，應在每個學生的座位上設置8個50w的電源插座。物理實驗室的配電，應在每個學生的實驗桌上設四個固定的電源插座。一個38o的三相交流插座，一個22O的單相交流電源插座，一個36或24的單相交流插座，一個36V以下的直流電源插座。西工大附中實驗樓物理實驗室的配電就是這樣設置的，兒年來該實驗室接待了國內、國際好多教師和學生的參觀，受到好評。

三、供電系優

供電設計應能保證供電的可靠性，保證用電設備、供電線路不致發生人身安全事故和設備安全事故，保證用電質量和電壓的穩定性，保證經濟投資少，運行費用低，節約電能。為此，筆者認為，關鍵是要靈活運用設計手冊及規范，綜合考慮各種因素來進行負荷計算和導線截面的選擇。

1.負荷計算

負荷計算準確與否，是關系到供電系統能否作到既經濟又安全可靠的基礎。目前電氣負荷計算常用的有兩種方法，一個是“需要系數法”，第二個是“二項式法”。那么應采用哪種方法計算比較準確呢?手冊中指出，需要系數法適用于同一配電箱內各臺用電設備的用電負荷相差不太大的配電系統，而二項式法恰恰相反。在做西工大801廠房設計時，筆者用兩種方法做了比較，其結果是需要系數法的計算結果比二項式法大14%，該廠房大多數配電回路也無特別突出的大功率設備，按手冊規定應用需要系數法進行計算，但考慮到該廠房為教學、實習工廠，每年僅有三至四個月時間設備能充分利用，其余時間設備的利用率還不到50%，所以即使是二項式法計算結果較實際運行負荷低14%，也由于導線是在極少可能出現的短時間內過負荷，它所指點起的絕緣附加老化，將被因長時間內的欠載使絕緣正常老化不足所抵償。所以在西工大801工廠設計時除了幾個特殊的配電回路外，其余都采用二項式法計算，這樣配電線路的截面就明顯減小，從而節省了投資。西工大801工廠現已使用六年多了，至今沒有出現過電氣質量事故。

2.導線的截面選擇

手冊規定，一般情況下，按允許溫升選擇導線截面。即Iux>Ij;式中lux為導線允許的長期工作電流，Ij為線路計算電流。那么究竟lux應大于Ij多少，導線在運行中才最經濟，最合理呢?現從以下兩點進行分析:①電氣線路在運行中不但供給用電設備能量，而且自身也消耗能量，有人作過一個統計，導線的負荷率為90%時，年電能損耗為7.77元/米，負荷為70嚇時，年電能損耗為3.07元/米，而增加的投資為5.12元/米，通過這個數值可以看出，不到兩年時間，節省的電能損耗就可以抵償增加的投資。②減少導線電能損耗隨之也帶來一些技術上的好處，由于導線電壓損失的減小，改善了電網電壓的質量，特別是對改善電動機的起動性能，縮短起動時間很有作用，電動機起動時，導線中電壓下降可以達到正常運行時電壓降的4一6倍，所以電動機正常運行時，導線中電壓降每減少l%，在起動時電動機端電壓就可以提高4一6%，電動機的轉矩與電動機端電壓的平方成正比，所以提高電動機的端電壓，對于電動機的起動是很有必要的.從以上兩點考慮，支線的負荷率一般應取60一70%，干線的負荷率一般取70%，這樣初看似乎有些浪費，但從長遠來看，還是比較經濟、合理的。叨、弱電設計隨著信息技術的發展，一些先進的通訊設施進入高等院校的教室、實驗室無疑是發展的趨勢.如E一mail網絡的開通，就為教師、學生與國際上進行技術交流提供了很大的方便，師生通過計算機就可以到各個國家、各個圖書館、實驗室去查尋自己所需的技術資料、文獻等.因此，目前在作教室、實驗室的弱電設計時，除了廣播、電話系統外，也應重視閉路電視及計算機聯網系統的設計，在每個實驗室內，起碼應設一個閉路電視插孔及計算機聯網接口。另外，對一些有貴重實驗設備的實驗室應設防盜自動監控系統。

總之，高等院校教學實驗樓電氣設計應朝著功能齊全，標準高的方向發展。設計應在現行規范、手冊的指導下，在經濟實用安全可靠的前題下，有一定的超前意識.使現代不匕約建筑能夠滿足社會不斷發展的需要。