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建筑设备

/building service/
条目作者江亿

江亿

最后更新 2024-12-13
浏览 137
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为民用建筑物的使用者提供正常生活或高效工作服务的各种设施和设备的总称。主要包括供暖通风空调系统、供电系统(强电)、供排水系统、消防系统、智能系统5个方面。是建筑行业产业链的重要组成部分,主要通过建筑机电设施和设备对民用建筑物内的安全、卫生、健康、舒适等提供技术保障。

英文名称
building service
所属学科
土木工程

第一次工业革命引发的欧洲早期城镇化和第二次工业革命后在高等工科教育中分别诞生了卫生工学(含给排水与供暖通风)和电气工程。中华人民共和国成立前,中国只在少数几个高校土木工程专业中设置了“建筑设备”课程,内容仅覆盖供暖、室内给排水和建筑电气的工程基本认知。中华人民共和国成立后的第一个五年计划期间,由苏联专家援建,在高校增设了单独的供热通风(暖通空调)专业和给排水专业。1978年以后,根据建筑业发展的需要,中国部分高等院校先后开设了电气自动化专业和与建筑电气有关的基础课程,逐渐形成“建筑电气与智能化”专业。通过几十年行业的努力,现已形成建筑机电系统工程的知识体系和规范标准体系。欧美有些国家的高等工科教育把建筑机电系统工程涉及的专业称为建筑设施工程(Building Service Engineering),基本涵盖了建筑机电系统工程涉及的专业范围。日本高等教育在建筑学科下设置建筑环境工学的方向,不仅包括建筑物理,而且包括给水排水、通风、保温防寒、卫生环境、照明、色彩等诸多内容,建筑物的物理环境和人们感受到的心理环境都包括在内。这种教育体系依据欧美国家高等工科教育的模式,虽然专业知识的涉及面宽,但毕业生掌握专业知识的深度很难直接满足实际工程应用的要求。

21世纪以来,中国建筑机电系统工程得到快速发展,形成了以建筑室内环境营造为主的学科内容,也就是室内的温度、湿度、空气品质、照度等物理和化学环境的营造以及电力供给和给排水。建筑机电系统工程的子系统都与能源转换与利用、建筑室内的物理与化学环境营造、建筑安全与建筑节能等有关,人类文明新进程的可持续发展与绿色低碳的社会经济发展的要求,使建筑节能和低碳运行已成为这一领域重要的发展方向。特别是中国提出“30-60双碳目标”以来,以光伏为代表的可再生能源在建筑中推广应用,对建筑机电系统工程又提出了新的技术内涵和能源应用的新要求,促进行业从传统建筑机电系统工程向以互联网+新能源应用为代表的高新技术行业的转型。

建筑运行阶段能耗约占全社会总能耗的1/4,是国家节能减排的重点领域,也是实现双碳战略的重要战场。在建筑机电系统工程中,电力、暖通、给排水等不同工程行业与不同专业领域相互融合,同时更加关注室内空气品质、能源和碳排放等问题,是新时代赋予建筑行业新的发展趋势。

建筑机电系统工程的性能直接影响着建筑工程的整体质量和使用功能,主要工程对象包括建筑物室内上下水卫生及消防,包括照度、温度、湿度、洁净度等室内物理环境参数调控、改善室内空气品质等室内化学环境参数,以及相关系统的能源转换与利用、电力系统及其智能控制系统的设计、施工、运维等,同时建筑机电系统也必须兼顾节能和环保的要求。建筑机电系统工程也可以承担不同工业体系中生产过程或某些特殊生产工艺要求的温度、湿度、洁净度等的特殊环境营造,特殊要求的供水、消防及机电系统智能调控等技术措施实施。

按中国建筑工程行业分类,建筑机电系统工程领域的从业人员主要来自暖通空调、建筑电气工程和给排水等不同工程行业或专业。暖通空调行业主要解决建筑供暖、通风与空气调节及相关能源转换与利用(冷热源)等系统的设计施工、安装调试和运行维护等问题,为建筑物室内提供舒适的温湿度、洁净度及适当的空气品质,是建筑用能的大户。建筑室内给排水主要解决建筑室内生活供水、生活热水供应,消防给水、建筑排水等。建筑电气行业主要解决建筑供配电系统、建筑设备电气控制、电气照明系统的设计施工、调试安装和运行管理。建筑机电系统工程要解决的实际工程问题需要多个行业工程技术人员共同参与,参与构建建筑机电系统工程的不同专业之间既有各自独立的技术基础和专业知识,在解决实际工程问题的过程中也有交叉合作与相互融合。例如,给排水中生活热水供应的热源一般由暖通空调专业承担,消防工程的灭火水喷淋系统一般由给排水专业承担,但防排烟系统由暖通空调专业承担。建筑电气专业必须了解给排水或暖通空调系统各主要设备或部品、部件的用电安全及节能运行的优化调节目标与参数。建筑机电系统工程中需要有关不同工程行业或专业分工与合作的原因是,建筑机电系统工程涉及的供暖通风空调系统、供电系统、供排水系统、消防系统、智能系统等方面的技术基础理论和专业知识,分属中国高等教育分类中土木工程大类所属的3个不同的本科专业。

根据国家教育部高等院校专业目录的分类,中国建筑机电系统工程领域的从业人员主要来自“建筑环境与能源应用工程(专业代码:081002)”“建筑电气与智能化(专业代码:081004)”和“给排水科学与工程(专业代码:081003)”,来自土木工程类的3个不同的本科专业的技术人员根据自己专业的基本原理和专业知识,分别解决建筑机电系统工程中涉及的能源转换利用系统、室内热湿环境营造、照明及供电和上下水卫生系统等不同技术问题。从建筑机电系统工程涉及3个不同的本科专业的部分内容可以看出,现代建筑机电系统面对的工程问题涉及不同专业技术基础科学问题与专业技术,也说明了建筑机电系统工程的复合性与复杂性。

建筑机电系统工程与邻近学科的关系见图。①给排水科学与工程,其解决城市用水供给系统、排水系统,包括市政给排水和建筑给排水,建筑机电系统工程仅涉及建筑室内给排水的内容。②建筑环境与能源应用工程(暖通空调工程),其解决建筑供热、通风与空气调节等问题,以提供室内舒适的温度、湿度及适当的空气品质,建筑机电系统工程仅涉及建筑室内物理与化学环境营造及参数调控。③建筑电气与智能化,其解决建筑配电系统的设计和安全运行,建筑机电系统工程不涉及该专业弱电及通信工程。④流体力学,研究流体的力学规律及其工程应用,是给排水、暖通空调等工程设计、计算分析的理论基础。⑤工程热物理,解决建筑热环境和能源有效利用问题。⑥建筑学,根据建筑功能,解决建筑空间合理布局和构造,从而获得较好的室内环境。

建筑机电系统工程与邻近学科的关系建筑机电系统工程与邻近学科的关系

有中国建筑学会及下属分委员会(包括建筑给水排水、暖通空调、建筑电气等专业委员会等),中国制冷学会,中国城镇供热协会。中国电工技术学会下设工业与建筑电气应用专业委员会。

主要学术刊物包括:①建筑给排水专业,有《给水排水》《中国给水排水》《全环境科学》(Science of The Total Environment),《水文学期刊》(Journal of Hydrology)。②暖通空调专业,有《暖通空调》《建筑科学》,《建筑模拟》(Building Simulation),《能源与建筑、建筑环境》(Energy&Building, Building Environment),《室内空气》(Indoor Air)。③建筑电气专业,有《建筑电气》《现代建筑电气》,《建筑工程期刊》(Journal of Building Engineering)《电气工程应用》

  • 赵兴忠.建筑设备工程.北京:科学出版社,2002.
  • 任绳风,吕建,李岩.建筑设备工程.天津:天津大学出版社,2008.

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