建筑设备概论

建筑设备概论摘要：本文围绕江南大学土木工程系的建筑设备概论展开。详细阐述了建筑设备的主要分类，包括给排水、供暖通风与空气调节、电气等系统。介绍了各系统的组成、工作原理及在建筑中的重要作用，分析了其发展现状与趋势，并探讨了建筑设备与土木工程其他领域的相互关系以及在实际工程中的应用要点，旨在帮助读者全面了解建筑设备概论这一学科内容，为后续深入学习和从事相关工程实践提供基础。

一、引言建筑设备是建筑物不可或缺的重要组成部分，它为人们提供了舒适、安全、便捷的生活和工作环境。在江南大学土木工程系的教学体系中，建筑设备概论课程起着承上启下的关键作用，它连接着土木工程专业基础课程与后续专业课程，使学生初步认识建筑设备领域的知识体系，为进一步掌握建筑设备设计、施工、管理等方面的技能奠定基础。

二、建筑设备的分类

给排水系统1.给水系统组成：一般由水源取水设施、水处理构筑物、水泵、输水管网、配水管网和调节构筑物等组成。工作原理：从水源取水后，经过处理达到生活或生产用水标准，通过水泵提升，经输水管网输送到建筑物内，再由配水管网分配到各个用水点。例如，在居民楼中，市政供水通过引入管进入楼内，经水表计量后，由立管将水输送到各楼层的支管，支管上的水龙头、淋浴喷头等用水器具即可获得所需的水。2.排水系统组成：包括卫生器具或生产设备受水器、排水管道系统、通气管道系统、清通设备、提升设备等。工作原理：污水或废水由卫生器具排出后，经排水管道系统重力流排放到室外排水管网。通气管道系统则保证排水管道内空气流通，防止水封破坏，确保排水顺畅。例如，卫生间的污水通过排水横支管汇集到排水立管，再排至室外化粪池进行初步处理后接入市政排水管网。

供暖通风与空气调节系统1.供暖系统组成：主要有热源（如锅炉、热泵等）、热媒输送管道、散热设备等。工作原理：以热水或蒸汽为热媒，由热源产生后，通过管道输送到建筑物内的散热器等散热设备，热媒释放热量后，使室内温度升高。例如，在北方冬季，集中供暖系统通过锅炉房将水加热成热水，经供热管网输送到各个建筑物，热水在散热器中散热，为室内提供温暖。2.通风系统组成：包括进风系统和排风系统，进风系统有新风口、进风管道等，排风系统有排风口、排风管道、风机等。工作原理：通风系统通过进风将新鲜空气引入室内，排出室内污浊空气，实现室内空气的交换。自然通风利用风压和热压作用实现空气流动，机械通风则依靠风机的动力强制通风。例如，在人员密集的商场，通常采用机械通风系统，通过风机将室外新鲜空气送入室内，同时将室内的异味、灰尘等排出室外。3.空气调节系统组成：一般由空气处理设备（如空气过滤器、表冷器、加热器等）、空气输送管道、空气分配装置、制冷设备（如冷水机组）等组成。工作原理：对空气进行过滤、加热、冷却、加湿或除湿等处理，使其达到设定的温湿度和洁净度要求，然后通过风道输送到各个空调区域。例如，在写字楼的办公室内，空调系统通过处理室外新风和室内回风，将适宜的空气送到室内，保证办公环境的舒适。

电气系统1.供电系统组成：包括电源（如城市电网、自备发电机等）、变配电设备（如变压器、开关柜等）、输电线路、配电箱等。工作原理：电源提供电能，经变配电设备将电压变换到合适的等级，通过输电线路输送到建筑物内，再由配电箱分配到各个用电设备。例如，在住宅小区中，市电通过小区配电室的变压器降压后，经电缆敷设到各栋楼的配电箱，为楼内的照明、插座等用电设备供电。2.照明系统组成：有光源（如灯具）、灯具控制设备（如开关、调光器等）、照明线路等。工作原理：通过光源发光，利用灯具控制设备实现对照明的开关、亮度调节等控制，满足不同场所的照明需求。例如，教室的照明系统通过开关控制灯具的开启和关闭，根据不同的使用场景可调节灯具的亮度。3.弱电系统组成：涵盖通信系统（如电话、有线电视等）、计算机网络系统、火灾自动报警及消防联动控制系统、安全防范系统（如门禁系统、监控系统等）等。工作原理：通信系统实现信息的传输，计算机网络系统提供数据传输和网络接入功能，火灾自动报警及消防联动控制系统在火灾发生时及时报警并启动相关消防设备，安全防范系统保障建筑物的安全。例如，门禁系统通过刷卡或密码验证等方式控制人员进出建筑物，监控系统实时监测建筑物内的情况。

三、建筑设备各系统的作用

给排水系统的作用1.满足生活用水需求提供清洁的饮用水，用于饮用、烹饪、洗漱、沐浴等日常生活活动，保障居民的身体健康和生活质量。2.保障卫生安全及时排除生活污水和废水，防止污水在室内积聚滋生细菌、病毒等有害微生物，保持室内环境的卫生清洁，减少疾病传播的风险。3.满足生产用水需求对于一些工业建筑或特殊功能建筑，提供符合生产工艺要求的用水，确保生产过程的顺利进行。

供暖通风与空气调节系统的作用1.供暖系统的作用在寒冷季节为建筑物提供适宜的室内温度，使人们在室内能够舒适地生活和工作，避免因寒冷导致的身体不适和工作效率低下。2.通风系统的作用保证室内空气的新鲜度，排除室内的异味、有害气体和灰尘，改善室内空气质量，防止人员因缺氧或吸入有害气体而影响健康。同时，通风还可以调节室内的温湿度，带走人体散发的热量和湿气。3.空气调节系统的作用精确控制室内的温度、湿度、洁净度和气流速度等环境参数，满足对室内环境要求较高的场所，如医院手术室、电子生产车间、高级写字楼等的使用需求，为人们创造一个舒适、稳定的工作和生活环境。

电气系统的作用1.提供动力为建筑物内的各种设备，如电梯、通风机、空调机组等提供电能，使其正常运行，保障建筑物的各项功能得以实现。2.满足照明需求提供良好的室内外照明条件，便于人们在夜间正常活动，同时合理的照明设计还能营造出舒适的视觉环境，提高工作和生活效率。3.实现信息通信弱电系统中的通信和计算机网络系统为人们提供了便捷的信息交流和数据传输渠道，满足现代社会人们对信息获取和沟通的需求，促进建筑物内各项业务的开展。4.保障安全火灾自动报警及消防联动控制系统和安全防范系统能够及时发现火灾和安全隐患，并采取相应的措施进行报警和控制，保障建筑物及人员的生命财产安全。

四、建筑设备的发展现状与趋势

给排水系统1.现状随着城市化进程的加快，给排水系统的规模不断扩大，技术也在不断进步。新型管材如塑料管材、复合材料管材得到广泛应用，其具有耐腐蚀、重量轻、安装方便等优点。水处理技术不断发展，污水处理工艺日益成熟，污水处理厂的处理能力和处理效率不断提高，对污水的处理更加深度化，以满足环保要求。2.趋势智能化发展趋势明显，通过传感器、物联网等技术实现对给排水系统的实时监测和智能控制。例如，智能水表可以实时监测用水量并将数据传输至管理部门，智能排水系统可以根据水位自动控制排水设备的运行。雨水收集和中水回用技术将得到更广泛的应用，提高水资源的利用效率，缓解城市水资源短缺问题。

供暖通风与空气调节系统1.现状供暖系统中，集中供暖方式不断优化，供热效率逐步提高，同时分户计量技术也在推广应用，更加合理地计费。通风与空气调节系统在节能方面取得了显著进展，采用高效的空气处理设备和节能型风机等，降低能耗。智能控制系统也开始应用，能够根据室内外环境参数自动调节设备运行，提高舒适度的同时节约能源。2.趋势进一步向高效节能方向发展，研发和应用新型节能技术和设备，如新型热泵技术、高效热回收技术等，降低系统能耗。更加注重室内空气质量的提升，研发具有空气净化、除菌等功能的空气处理设备，为人们提供更健康的室内环境。同时，个性化的空气调节需求也将得到更多关注，满足不同人群对室内环境的特殊要求。

电气系统1.现状供电系统不断升级，提高供电可靠性和安全性。智能电网技术逐渐应用，实现对电力系统的智能监测和管理。照明系统向高效节能和智能化方向发展，LED照明灯具因其高效节能、寿命长等优点得到广泛应用，智能照明控制系统可以根据不同场景自动调节照明亮度和颜色。弱电系统集成化程度越来越高，各子系统之间实现互联互通，形成一个统一的智能化管理平台，提高建筑物的智能化水平。2.趋势随着新能源的发展，太阳能、风能等可再生能源将更多地应用于建筑电气系统，实现能源的多元化利用，减少对传统能源的依赖。电气系统将与建筑智能化深度融合，实现建筑物的全面智能化管理，如智能安防、智能消防、智能物业管理等，为人们提供更加便捷、高效、安全的生活和工作环境。

五、建筑设备与土木工程其他领域的关系

与建筑结构的关系1.建筑设备的布置需要考虑建筑结构的承载能力和空间布局。例如，大型空调机组等较重的设备需要安装在结构梁、柱等承载能力较强的部位，避免因设备重量过大对结构造成破坏。2.给排水、电气等管道系统的敷设要与建筑结构相协调。管道通常需要在结构预留的空间内敷设，如穿越楼板、墙体时需要设置套管，以保证结构的整体性和防水性能。同时，管道的走向和安装方式也要考虑与建筑结构的美观性相统一。

与建筑施工的关系1.建筑设备的安装施工需要与土建施工密切配合。在基础施工阶段，要预留好设备基础的位置和尺寸；在主体施工阶段，要同步进行管道、线路的预埋和预留孔洞等工作，避免后期施工对已完成的结构造成破坏。2.建筑设备安装施工的进度会影响整个建筑工程的工期。合理安排设备安装顺序和施工时间，确保设备按时进场、安装调试，是保证工程顺利交付的关键。例如，在建筑装修阶段，要避免因设备安装延误而影响装修进度。

与建筑节能的关系1.建筑设备系统是建筑节能的重点领域。给排水系统中的节水器具、雨水收集利用等措施，供暖通风与空气调节系统中的高效节能设备和智能控制系统，电气系统中的节能灯具和可再生能源应用等，都对降低建筑能耗起着重要作用。2.建筑设备的节能设计和运行管理需要与建筑整体的节能目标相协调。通过优化设备选型、合理设计系统运行模式等，实现建筑设备系统的节能运行，提高建筑的能源利用效率。

六、建筑设备在实际工程中的应用要点

设计阶段1.深入了解建筑物的功能需求和使用特点，根据不同的功能区域合理配置建筑设备系统。例如，医院的手术室对空气洁净度和温湿度要求极高，需要配备高性能的空气调节系统和净化设备。2.与建筑、结构等专业密切配合，进行设备的合理布局。考虑设备的安装、维护空间以及与其他专业设施的协调，确保设计方案的可行性和合理性。同时，要注重设备系统的美观性，使其与建筑整体风格相统一。3.进行节能设计，选用高效节能的设备和技术，制定合理的系统运行策略，降低建筑物的能耗。例如，采用节能型的水泵、风机，优化空调系统的运行模式，实现部分负荷下的高效运行。

施工阶段1.严格按照设计要求和施工规范进行设备及管道的安装。确保设备的安装位置准确、牢固，管道连接严密，无渗漏现象。例如，给排水管道安装后要进行水压试验，电气线路敷设要符合安全规范。2.做好设备与管道的防腐、保温工作。对于埋地管道要进行防腐处理，防止管道生锈腐蚀；对于空调风管、热水管道等要进行保温，减少热量损失。3.加强施工过程中的质量控制和安全管理。对设备和材料进行严格的检验和验收，确保其质量符合要求。同时，制定安全操作规程，保障施工人员的人身安全，避免发生安全事故。

运行维护阶段1.建立完善的设备运行管理制度，制定操作规程和维护计划。定期对设备进行巡检、保养和维修，确保设备正常运行。例如，对空调机组要定期清洗滤网、检查压缩机等部件，对电气设备要进行定期的绝缘检测。2.加强对设备运行数据的监测和分析。通过智能化系统实时监测设备的运行参数，如温度、压力、电流等，及时发现设备运行中的异常情况，并采取相应的措施进行处理。例如，当发现空调系统的制冷效果下降时，通过数据分析判断可能是压缩机故障或制冷剂泄漏等问题，及时进行维修。3.随着建筑物的使用年限增加，要及时对建筑设备进行更新改造。根据新技术、新设备的发展和建筑物功能需求的变化，合理更换老化的设备，提高设备系统的性能和效率，延长建筑物的