建筑环境与设备工程概论

浅谈对建筑环境与设备工程专业的认识初到大学时对建筑环境与设备工程知之甚少，一度对自己的未来发展产生了迷茫。值得庆幸的是，大一下学期学院开设了《建筑环境与设备工程概论》这一门课程，该课由几位资深的教授授课。通过该课程的学习使我对自己选的专业有了进一步的认识。该课程主要介绍建筑环境学、暖通空调、燃气工程、建筑及排水、建筑供配电、建筑挪点工程等方面内容。通过学习这些内容的学习，我了解到我们专业对人们日常生活的重要性。本专业主要培养从事室内环境设备系统和建筑公共设施设计、安装调试、运行管理及国民经济各部门所需的特殊环境开发的高级工程技术人才。随着社会的发展和人们对居住环境要求日益的提高，对本专业毕业生的需求正在日益的增加。虽然本专业有良好的就业前景，但这是建立在毕业生应较系统地掌握本专业领域所需的技术基础理论知识及建筑环境工程、建筑设备工程的专业的基本理论知识，并具有一定的室内环境及设备系统测试、调试及运行管理的能力的基础之上的！因此动手能力占有举足轻重的地位，所以从大一开始就应注重培养自己的动手能力。幸运的是学院将在学期末安排认识实习，这将提供给我们近距离的接触、了解一些设备的构造和工作原理的机会，必将有助于我们牢固对它们的认识。通过听几位资深的教授对本专业发展的展望，得知目前制冷空调在许多国家都是就业的热门岗位。由于我国大部分地区冬冷夏热，空调需求量大，因此建筑环境与设备工程专业就业市场广阔。此外城市燃气方面的发展也很有潜力。所以为了更好的学习本专业，为以后的工作奠定基础，我必须明确自己的发展方向，平时多观察，注重培养动手能力，做到理论联合实际。谈“建筑环境与设备工程专业”在虎溪校区建筑工程中的应用从古至今，人们都渴望有温暖舒适的环境供居住和工作。早在远古时代我们的祖先就对栉风沐雨的生活感到不满意，于是他们爬出潮湿阴冷的洞穴，开始尝试用自己的双手建造一个可以冬暖夏凉、干燥舒适的居住地的时候，建筑环境与设备工程这个学科就无意识地诞生了。随着时代的发展社会的进步，人们对居住条件的追求一直都没有停止过。现在使用者对于建筑物的要求已经不只是“遮风避雨”那么简单，而是如何才能住得舒服，住得安全，住得放心。正是由于人们的对建筑物的各个方面要求越来越高，才使得建筑环境与设备工程专业在人们的日常生活中越来越重要。本专业在实际生活中的许多建筑工程得到应用，在此我仅浅谈其在重庆大学虎溪校区建筑物中的应用。为了给学子提供安全、舒适的学习和生活环境，虎溪校区的建筑物安装了消防系统、照明系统、暖通空调系统及供配电系统。消防系统为火灾预防提供了有力的保障；照明系统保证了足够的空间照度，满足了我们学习、生活的视觉要求；暖通空调系统保证了室内的通风，营造了良好的室内环境；供配电系统为各项消防、照明、空调等设备提供了能源保障。下面我仅从消防设备、照明设备系统等方面，分别对它们的安装、使用以及存在的问题做出具体的分析。同时对供配电系统的实例进行分析。消防设备人类创造建筑的基本目的之一是为了安全。建筑的安全首先是建筑结构的安全，因此建筑首先要遮风挡雨，在台风和地震中稳如泰山。但建筑的安全还不止于此，在人能安全控制的建筑环境中存在着人为的危险。然而许多预先未曾认识到的危险的因素随着建筑的发展产生了、强化了。例如火灾问题就对建筑环境与设备工程的建设和运行管理提出了要求。建筑火灾要夺取人们的生命财产，火灾中首先是要拯救生命。与森林火灾是在开放的空间蔓延不同，建筑火灾是在受限的空间中形成和发展。怎样才能在可怕的火灾中尽可能保障人的安全，这就需要在建筑工程设计中进行消防设备工程设计。通过《建筑环境与设备工程概论》的学习，了解到消防设备包括火灾探测器、火灾报警系统、自动喷水灭火系统、室内消火栓、其他灭火系统、防烟排烟风机等。其中火灾探测器、火灾报警系统、自动喷水系统、防排烟系统与空调通风系统、消防设备的供电电源等设备系统要求消防联动。它们有序的组合，相互联系通过人工或联动控制，起到消防保护的作用，组成了现代消防的主干体系。采用消防联动能第一时间探测到火灾因素，发出火灾警报，在火灾的开始阶段扑灭或尽可能抑制火势，及时组织人员疏散防止火势蔓延，保障消防设备的正常工作。在消防报警与联动控制中，需要采用：（1）区域报警系统适用于二级保护对象；（2）集中报警系统使用于一级和二级保护对象。（3）控制中心报警系统适用特级和一级保护对象。区域报警系统适用于图书馆、档案室、展览厅等；集中报警系统适用于电信楼、商住楼的营业厅、办公楼的办公室等场所；了控制中心报警系统适用于财贸金融楼的办公室、营业厅等场所。根据《建筑设计防火规范GB50016-2006》的要求，在设置有消防栓的地点应设置声光报警器与消防应急灯，然后在楼梯口、逃生通道、安全出口的处均应额外安装疏散指示灯和消防应急灯。疏散指示灯离地面在1米以下，指向离安全出口最近的地方，只有在逃生通道离两端的安全出口距离相当的地方，指向两个方向。疏散走道的标志灯间距不易大于20米。走道上的疏散标志等，在其正下方的半径为0.5米的反复为内的水平照度应不低于0.5lx。室外的消火栓的保护半径不应大于150.0米；在市政销毁栓保护半径150.0米以内。消火栓距路边不应大于2.0米，距房屋外墙不宜小于5.0米。另外《规范》还要求室外消防给水管道的直径不应小于DN100;室外消火栓间距不应大于120.0米。建筑的室外消火栓、阀门、消防水泵接合器等的设置地点应设置相应的永久性固定标记。据观察，重庆大学虎溪校区的所有建筑物的高度均在九层以下，所以消防工程设计应按照《建筑设计防火规范GB50016-2006》进行。观察得到虎溪校区的消防设备设置情况大致如下表（1）：项目距离消火栓箱自动喷水灭火系统疏散指示灯疏散楼梯声光报警器消防应急灯一实验楼15.6m无15.6m50m15.6m10m二实验楼6.6m无6.6m15m6.6m6.6m一教学楼13.2m无13.2m30m13.2m13.2m综合楼14.5m无14.5m20m无10m松四学生宿舍27.7m无18.3m24m无无表（1）另据观察，在实验楼、综合楼、教学楼的走道里都安放了灭火器。综合楼、食堂等面积较大的建筑，均合理的设置了消防卷帘。此外虎溪校区内的消火栓高为50公分，消火栓的最大距离为100米，最小距离为30米，均符合要求。虽然虎溪校区建筑的消防设施大多符合要求，但仍存在一些问题，如：（1）校园内的消火栓距离道路的距离平均为4.5米左右，但规定要求消火栓距路边不应大于2米，据房屋外墙不宜小于5.0米，所以室外消火栓的设置是不合要求的；（2）图书馆没有按照要求设置自动报警器和自动灭火器，就需要增加灭火器的数量，而且图书馆的应急照明设备存在无供电现象，火灾发生不利于人群疏散；（3）松四女生宿舍楼道缺少消防应急灯，且整栋楼都没有手动报警按钮，楼梯间没有额外安装疏散指示灯。（4）校区内有些地方如食堂附近的部分消防设施（一些消防栓和灭火器）都比较陈旧了，这也许会在火灾发生时造成使用不便。（5）虎溪校区内无火灾应急广播。（二）照明设备舒适的室内光环境不仅可以增强人的视觉、提高劳动生产率，对人的身体健康特别是视力将抗也有直接影响。正常的照明很重要，突发状况下应急照明的作用更不容忽视，因此建筑物对照明系统的设置要求很高。虎溪校区的室内电气照明主要有以下三种：教学楼照明、食堂照明、寝室照明。灯具按结构特点分类有：开启型、保护型、封闭型、密闭型、防爆安全型、隔爆型和防腐蚀型。灯具按配光进行分类有：直接型、半直接型、漫射型、半间接型、间接型。经过观察，虎溪校区的一教楼和综合楼的灯具均选用的带格栅的T8直管形荧光灯；宿舍的照明灯具用的是普通的荧光灯；食堂采用的是开敞式灯具；一教楼走廊处也选用的是带格栅的T8型的灯具。由此可知，对眩光有要求的建筑(如教室)常采用带格栅的灯具。而如食堂这类有蒸汽、温度较高的场所，由于灯泡点燃时温度升高，在灯具内产生正压，而灯泡熄灭后，由于灯具冷却，内部负压，将潮气吸入，容易使灯具内积水，所以这些场所应采用开敞式灯具；而如宿舍这类对灯具无特殊要求的采用普通的荧光灯即可。此外还从物业那了解到由于一教楼走廊的采光较好，所以对走廊灯具采用分区控制。由此可知，公共建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施；建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关；大中型建筑，按具体条件采用集中或集散的、多功能或单一功能的自动控制系统；每个照明开光所控制光源数不宜太多。由于在虎溪校区主要的三种电气照明系统中，教学照明是我们日常生活中接触最多的一种。因此我着重对几种不同类型教室的灯具的选择、控制、负荷密度照明功率及其灯具的电气安装容量等方面做了调查，并统计成如下表格形式：比较 教室内容DZ122DZ224DS12072DS15092D1340D1131教室宽度（m）14.711.421.6129.311.7教室长度（m）13.71411.610.21218教室面积（㎡）201.4160250.6122.4111.6210.6灯距桌面距离（m）2.72.42.12.32.32.7灯的水平间距（m）2.41.52.52.51.82.1灯的竖直间距（m）1.22.54.13.31.21.2距高比（λ）0.670.831.571.070.650.6总功率（KW）2.01.63.61.921.282.8照明功率（KW）1.81.443.241.731.152.52比功率（W/㎡）8.949.0012.9314.1010.3211.97桌面照度（Lx）>300>300>300>300>300>300负荷密度9.9310.0014.3715.7011.4713.30控制方式ABCDCC灯具选型要求合格合格合格合格合格合格节能要求合格不合格不合格不合格不合格不合格负荷密度要求合格合格合格合格合格合格控制方式要求合格合格不合格不合格不合格不合格附：控制方式：A：前面两排灯单独纵向控制，后面的其他灯单独纵向控制；B：所有的灯全部纵向控制，不分前后；C：所有的灯横向控制，不分左右；D：由配电箱统一控制，不分先后左右。由上表分析可得，我校的所有教室照明要求，灯具选型要求，负荷密度要求均能以较高水平满足。国家规定的普通建筑灯具安装的距高比上限为1.3~1.5，在样本中的所有的元素都在这个范围之内，照度均匀度很高。且在减少眩光这方面也做得很好，教室里的灯具均带有格栅能很好的起到减少眩光的作用。《民用建筑电气设计规范JGJ16-2008》中规定：负荷密度超过11W就要减小灯具型号，根据统计，虎溪校区只有少部分教室的负荷密度较高，如果因为它们而换用较小功率的灯管将不利于日常维护，所以我认为平时可以适当的关闭一部分等达到节能的效果。虽然虎溪校区教室均能较高的满足照明要求，灯具选型要求，负荷密度要求及眩光要求。但其在照明灯具的实际安装和控制方面存在着一些漏洞。《规范》在节能方面要求充分利用自然光，且建筑应满足节能标准，建筑照明功率值不应大于下表的规定：房间或场所照明功率密度（W/m2）对应照度值（lx）现行值目标值教室、阅览室119300实验室119300美术教室1815500多媒体教室119300据观察，虎溪校区只有少量的教室控制要求达到标准，如DZ122。其他部分教室的灯具控制不能满足节能要求。下面我仅以D1434为例阐述教室不合理的灯具控制方式。D1434教室的灯具的控制方式未能充分的利用自然光，对不同方位的灯具没有按采光条件的差别单独安装开关，如窗口处的采光条件较好但却未单独的安装控制开关，这样既没有利用自然光，又浪费了能源。针对该教室灯具控制方式的不足，我提出了如下改进措施：教室的灯具按如图所示方式控制，第一排的灯由一个开关控制，当教学过程中需要使用投影仪时可以单独关掉前排两盏灯，达到需要的视觉效果；由于第二排光线不是很好，所以采用一个开关控制，通常情况下打开以满足前排同学对光的视觉要求；而从第三排往后的靠近窗户的灯由一个开关控制，当室外光线较好时，可以关掉靠近窗户的两排灯，这样在节能的同时也满足了同学上课学习时对光的要求。通过观察和总结，虎溪校区的建筑设备总体上安装和设置都比较合理，消防设备也很齐全，为广大的师生营造了一个安全的学习和生活环境，但在照明设备的设置和控制方面还存在很多不足，亟待有关部门加以改进。（三）供配电系统实例分析根据国家GB50052-95《供配电系统设计规范》，对电力负荷的分级规定如下：符合下列情况之一的应为一级负荷：a.中断供电将造成人身伤亡事故的；b.中断供电将在政治、经济上造成重大损失的，例如，造成重大设备损坏或重大产品报废、重要原料生产的产品大量报废、国民经济中的重点企业的连续生产过程被打乱且需要较长时间才能恢复等；c．中断供电将会影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的，例如：重要交通枢纽、重要通讯枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷；d．在一级负荷中，若中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所不容许中断供电的负荷，应视为特别重要客户。由于该宾馆建筑高度为90米，建筑面积30000平方米，地下三层地上27层。已属于大型的高层建筑，为重要的宾馆符合上述第C种情况，所以该宾馆应按一级负荷供电。而消防电源需要两路供电电源，且这两路电源要保证自动切换。该宾馆为一类高层建筑，按一级负荷要求供电的供电电源为常用电源和备用电源两种。正常情况下采用常用电源，常用电源一般直接来自城市低压市电网，电压等级为380V/220V，380V电压主要用于宾馆内电路高压供电，220V主要用于一般电气照明、一级照明等设备。当有突发情况，市电供电中断时采用备用电源，备用电源可以来自城市的两路高压供电，或来自建筑本身设置的自备（柴油）发电机。该宾馆需要设置有高低压便配电室、