電信弱電工程范文
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篇1
中圖分類號: C93 文獻標識碼: A
引言
弱電系統從發展初期到現在,已經經歷了好幾代的更新,不論是質量方面還是性能方面,都有了很大的提高。但在當前形勢下,弱電工程的實施還是會受到一些其他因素的影響。對弱電工程的重視不夠,弱電施工的時間和空間會和其他施工項目發生沖突,如:安裝系統或裝飾系統,時間或空間發生沖突時,弱電往往處于弱勢地位。其施工的效果在很大程度上就會受到制約。此外,弱電施工人員的整體素質不高,他們中的很多人都沒有經過正規的訓練,甚至有時是臨時雇傭一些民工,民工在技術和責任感上尚有欠缺,都使得弱電工程容易出現問題。為了解決這些問題,本文章就此提出了施工過程的要求和管理方法,希望能使弱電工程質量得到改善和提高。
二、弱電工程的施工
(一)確定施工組織
對于實施一個工程,必須確定好相關的工作人員,在項目進行期間,每個人都應該分配好自己的任務,恪盡職守,大家一起努力,才能把工作做得更好。首先要確定項目名稱,項目的總負責人、技術工程管理師和項目總經濟師,這些人的確定對項目的實施起著至關重要的作用。此外,還要確定施工技術室、安質監察室、計劃財務室、物資機械室和綜合辦公室,這些在弱電工程施工期間都是非常有用的,綜合這些情況再安排施工人員。
(二)重要部門
設計技術部門,該部門能夠針對項目的不同需求和監控設備的工藝設計要求,對整個項目進行功能設計和系統設計。在施工期間,若有任何問題,他都應根據具體情況作出相應調整后再進行設計,以便達到要求。工程部門,在項目總負責人的領導下,對工程的施工質量、進度和技術進行負責,而且工程部門人員的專業特長應跟其項目的內容相接近,這樣也更好的展現了個人能力。調試維修部門,該部門主要對已經完成的系統進行調試和檢測,對出現問題的設備進行維修。進度控制部門,該部門嚴格控制施工的完成日期,如果有特殊情況發生使原計劃改變時,進度計劃則要重新擬定一份設計方案,使其和其他部門能夠相互協調。安全管理部門主要負責監督施工現場的安全措施、消防和保衛工作,此外還要負責產品的保管工作。
(三)弱電施工
施工前首先要進行實地勘測,按照客戶的需求,根據施工技術的要求和標準,設計出相關的系統圖紙,圖紙內容包括施工系統圖、施工系統分布圖、控制中心系統圖等。此外,根據施工的進度,安排不同的施工人員到現場進行工作,分清楚安裝的材料,不同設備的不同應用。施工人員必須了解圖紙的內容,圖紙設計人員必須向他們交代清楚。在每一個施工的地方,應該分配好工人每天完成的工作,技術人員檢查施工現場中出現的技術問題,安檢工程師檢查施工現場的安全隱患并及時給與解決。
(四)驗收
項目完成后,必須要確認該項目的各項指標是否達到標準。系統功能必須滿足合同的要求,材料消耗應在規定的范圍之內。在調試成功后,可以允許該系統試運行一個月,在一月內若出現問題,施工方應對其進行維修,甚至有可能會被要求部分賠償。維修后再進行試運行,沒有問題后才可以通過,正式運用于生產中。
三、弱電系統的管理與維護中的問題
(一)缺乏一定的科學性和系統性
目前對于一個集成性較高的弱電系統,對弱電系統實施相對的維護與管理是在傳統的弱電系統設備維護基礎上進行的,將弱電系統中各個不同的系統進行分割,單獨的對弱電系統某個部分進行管理和維護,在我國現階段的弱電系統的管理基本上遵照的原則而是:弱電系統存在問題才去進行維護,沒有問題的弱電系統不維護的原則。使得當前弱電系統的維護與弱電系統管理缺乏科學性和系統性。
(二)缺乏專業的監測設備
在我國現階段弱電系統的管理大多是依靠手工,采用發現弱電系統存在問題、分析弱電系統存在的問題、研究解決弱電系統存在問題的方法、達到管理與維護的目的,這種弱電系統管理的效率比較低,并且沒有一個完善高效的弱電系統管理方案,并且在弱電系統維護與監測的設備上得到具體的體現,還是采用傳統的萬用表對弱電系統進行檢測,這根本無法滿足當前弱電系統的管理與弱電系統維護需求。
(三)缺乏專業性的人才作為后盾
我國弱電工程和其他發達國家相比我國的弱電系統起步相對較晚,但是弱電系統發展速度還是很快的,因而電氣工程弱電系統的專業化管理與維護人員無法滿足我國當前的需求;而弱電系統維護與管理需要綜合能力較強、業務能力高的施工來作為后盾。
四、弱電系統的管理與維護策略
(一)加強弱電系統設計的管理
對弱電系統進行方案設計時,必須要進行詳細的弱電系統施工技術交流,不僅要討論弱電系統的監控方法、預算費用、系統結構和布局,對于有較大分歧的弱電系統設計方案,要組織專題進行討論。在弱電系統設計時,要考慮弱電線槽及電、水、風系統中的線管、線管、管道、線槽的排布等各方面的協調統一。弱電系統中的線槽、線管、電纜、不能與機電設備、水管、風管、強電走線相沖突,并且選擇與建筑物內各種設備安裝相適應的合理布局和走向,減少弱電系統費用。
(二)加強施工人員素質
不管是項目指導人員還是工程施工人員,都應該具有一定的素質。對于指導人員,他們必須具有較高的文化程度,掌握一定的文化知識,還應具備一定的領導才能,對于某些情況能夠正確的給出有建設性的意見,保證項目的實施。對于施工人員,必須經過正規的技術培訓,沒有經過培訓的工作人員是不能上崗工作的。而且還要提高其他各方面的素質,每個人都應該對這項工作的實施負有責任,這樣在工作時可以大幅度的提高工作效率。
(三)弱電系統的防雷接地維護
雷電對安防監控及弱電系統具有極大的破壞性,使電子設備產生誤動作而暫時癱瘓或整個系統停頓。為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲,需要在保護設備的前端安裝合適的避雷器,使進入的雷電流阻攔在外,保護建筑物本體免受雷擊引起的火災事故及人身安全事故。首先是直擊雷的外部防護,為了降低建筑被雷擊的概率,宜優先采用避雷網、在局部加裝避雷針保護。其次是引下線,將接閃器接閃的雷電流安全的導引入地,很多建筑物利用體內的鋼筋作為防雷引下線,大大降低每根引下線的沿線壓降,減少側擊的危險。感應雷的防護:對建筑物內的系統設備進行感應雷防護時,通過空間感應侵入通信站的內部線路,實現單點接地方式,堅持每一級的交流電源之間連接導線超過25m以上的原則。
(四)實施弱電工程過程化控制
1.加強對弱電系統的維護控制。每一個弱電系統必須組建一個管理機構,根據弱電系統的實際需求和情況制定弱電系統中相關的管理制度。對整個弱電系統的初步方案進行深化并與建筑工程項目設計、按照制定的進度計劃對弱電系統的安裝、接線等弱電系統各階段工作全面的監督和管理,以確保弱電系統的施工質量。
2.弱電電源與接地系統的有效控制。中弱電電源系統必須是無干擾和可靠穩定的。利用計算機采用雙電源末端自切供電控制策略。對弱電系統終端計算機設備配置均有采用雙電源末端自切供電。弱電系統的接地是弱電系統的一個重要環節。為減少弱電系統干擾和保護設備,弱電系統接地必須單獨接地,確保整個弱電系統的施工質量。
(五)弱電設備功能
即在現有的弱電系統管理的過程中,還應該重視對弱電系統設備中的不同的功能的選擇和使用,因為各種弱電系統設備的實際專業性能有著非常大的差異,所以要想實現對弱電系統設備的功能的發揮,就必須要經過弱電系統專門的技術人員的測試。監控管理人員一般對諸多弱電系統不可能都精通,應在抓好線槽、線管施工質量同時,著重對弱電系統設備功能進行監控。合同簽訂過程中,專業隊伍競爭奪標,往往會給弱電系統提出許多功能,許多測控點,而弱電系統的報價又不高,以增加了弱電系統的競爭優勢,但在弱電系統施工時往往去掉某些功能,忽略一些弱電系統測控點,管理人員若不按合同監控,就會使弱電系統少測控點、缺功能,只有控制弱電系統設備的質量,才能保證整個弱電系統的施工質量。
結束語
我國建筑事業的發展,使得智能建筑也取得了很大的發展和進步,這種情況下有關部門應該重視對智能建筑中的弱電技術的有效管理,避免由于弱電設置不當導致的建筑功能的影響。
參考文獻:
[1]陳厚橋.弱電工程施工和管理研究與探討[J].計算機時代,2012,01:60-62+65.
篇2
【摘要】近些年來,我國網絡信息技術得到了飛速的發展,這使得電子信息工程越來越受到人們的重視。隨著科學技術的迅猛發展,電子信息工程影響著人們生活的各方各面。現在人們對電子信息工程的需求越來越大,電子信息工程面臨著巨大的發展需求。本文簡述了電子信息工程現代化的重要戰略意義,并提出了推動電子信息工程現代化的主要途徑。
【關鍵詞】電子信息工程;現代化;意義;途徑
1.電子信息工程簡論
電子信息工程已經成為了現代社會發展所不可缺少的媒介,基于對電子信息工程的發展和應用,電子信息產業的發展也為我國經濟的發展做出了重要貢獻,因此,在未來的社會經濟發展中,電子信息工程發展現狀遠遠不能夠滿足社會發展需要,因此,要積極推動電子信息工程實現現代化。
電子信息工程是“通過使用網絡等現代的信息技術達到對電子信息的控制及處理的一種科學。”電子信息工程這門學科研究的主要內容為“信息的獲得與處理,以及電子設備和信息系統的線管設計、開發與應用、集成等。”隨著科學技術的發展,電子信息工程的研究范圍正在不斷擴展,并在實際應用中與其他科學技術出現了交叉與融合,推動了新的應用技術發展。這種電子信息工程的發展不但對我國社會和經濟產生了深遠的影響,而且對我國政治、法律等工作開展形式產生了很大的影響,因此,推動電子信息工程盡早實現現代化,是我國整體發展的一種客觀要求,對我國社會發展具有實際意義。
2.電子信息工程現代化技術的作用
隨著世界經濟一體化的形成,我國電子信息行業也在不斷的發展,但是就目前我國電子信息工程現代化技術現狀來看,相關企業并沒有太多核心技術,并且長期受制于人,在一定程度上不利于電子信息行業的發展。但是就目前國家發展戰略來看,我國一些上市公司已經看準了新型電子技術,并加大力度研發。隨著信息技術迅速的發展,電子信息工程已經成為時代的推動者,對電子商務的作用越來越重要,現在一些傳統企業對電子商務已經有了新的認識,一些企業開始對電子商務進行布局,新平臺和新業務的興起,為傳統企業占有市場份額奠定了基礎,同時也促進了企業的發展。對于一些優秀的傳統企業來說,電子商務布局在企業中作用顯得更為突出。一些優秀傳統企業已經實現了信息公開化,并建立了數字化、網絡化、智能化管理平臺。隨著時代的發展,這些企業已經加快了信息化與工業化相互融合的步伐,促進了產業化的升級及轉型發展。以信息化技術帶動產業化技術已經成為工業化需求的著力點,其不僅能提升產業升級,同時利用信息技術也能使傳統優勢產業有所提升,也能使戰略性產業有所發展,對產業的高端發展有促進作用。
3.推動電子信息工程現代化進程的對策
電子信息產業對我國的國民經濟的促進作用有目共睹,新時期的發展應以繼續大力發展電子信息產業為著眼點,以電子信息產業的核心力量繼續推動、刺激其他行業的高速發展。目前還僅僅處于電子信息產業的發展的初期階段這種促進效應就已經十分明顯,隨著電子信息產業的不斷發展,這種對經濟的提振作用還將不斷顯現。
3.1 加大國家政策支持力度
任何產業的發展都離不開國家政策的大力扶持,尤其是信息產業的發展更是需要國家政策的引導與支持,尤其是重點項目的研發等需要巨額資金投入的項目更是必須在國家的支持之下才能得以完成。相關政府部門可以通過拓寬電子信息產業的投資以及融資渠道、建立電子信息工程建設基金會、增強對于計算機網絡的應用以及技術改進、鼓勵新興信息產業的研發等形式,加大對于電子信息工程的政策引導力量。
3.2 優化電子信息企業的發展環境
電子信息產業作為一種新興的高科技產業,其發展離不開高科技人才。因此,必須優化電子信息產業的產業環境,培養高端的信息知識人才,充分發揮人才的力量,不斷地開發新項目。企業可以通過建立健全良好的競爭機制以及開設人才的對外交流學習活動等方式,著重培養相關的專業技術人才,以優化的企業環境,為人才提供創新的機會、拓寬人才的視野,同時加強人才對于理論知識應用的熟練程度。
3.3 推動培育新的企業增長點
電子信息產業是更新換代尤為快速的一種產業,不斷研發新的長點是企業生存的必要措施。電子信息產業的相關企業應當建立完善的信息技術創新機制,擴大電子信息產品與服務的融匯力度,建立核心產業研發平臺,努力加大信息技術的核心研發力度等,在人員的研發過程中努力挖掘新的增長點。
3.4 加大人才培養力度,優化環境
人才是強國之本也是推動技術發展的重要因素,因此,要想更好的推動電子信息工程的現代化技術發展,就要從人才培養開始著手。而人才的養成與培養環境有著最直接的關系,所以企業在發展的過程中也要創造更好的人才發展環境,樹立一種“以人為本的價值觀”。企業發展需要人才作為支柱,因此,企業要想發展就需要完善技術團隊,為創新性人才的培養提供一個寬松的發展環境,也就是說要建立一個“公平、公正、公開”的企業人才競爭機制,并在人才評價中逐漸根據企業的能力建立和完善人才獎懲機制,這樣就能夠提高人才創新和自我發展的積極性,推動企業內部人才青出于藍而勝于藍,為相關企業的發展那做出貢獻。同時,企業技術團隊在自我創新和發展的同時,也要積極借鑒國外先進的技術并總結成具有自我特色的工作經驗,在實際電子信息工程技術研究過程中要把這些先進的經驗應用到研究工作中,以推動我國電子信息工程現代化技術的發展。對于留學歸來的高能力技術人員,電子信息產業企業也應該積極引進,優化企業自身的人才結構。這樣企業就能夠為人才的發展提供一個平等競爭、充分發展的環境。
3.5 增強政府對電子信息工程的扶持
政府對電子信息工程的扶持可以從兩個方面來進行,第一,要加大對電子工程研究項目的資金投入,給電子信息工程的研究提供充足的資金支持,除此之外,政府還可以為電子信息工程的融資提供便利條件,建立專項的發展基本,這樣就能夠保證電子信息工程朝著產業化方向發展。第二,從政策上進行扶持。政府要用政策積極引導電子信息工程的應用和發展,比如“引導移動通信產業跨越式發展、數字電視、電影推廣、互聯網的應用及軟件信息服務等工程的開發。”這樣就可以推動該產業的自主創新和持續發展。
3.6 創新電子信息工程產品的服務
創新不但是一個民族興旺發達的靈魂,其也是市場經濟中的企業興旺發達的關鍵,對于電子信息產業來說,要想在激烈競爭中實現穩定發展,就要不斷創新產品服務,尋找新的經濟增長點,因為,推陳出新一直都是“發展”的必要條件。因此,電子信息企業要尋找合作伙伴,并建立一種以企業為中心的技術研究體系,以市場需求為中心進行產品和服務的創新,積極推動電子信息工程現代化技術的實現。由于現代化發展對電子計算機的需求量越來越大,因此,電子信息產業可以積極與計算機產業合作,從而實現兩種產業的優化升級。
參考文獻
[1]淺析電子信息工程的現代化技術[J].科技創新與應用,2013(22).
[2]淺析電子信息工程若干問題[J].城市建設理論研究(電子版),2013(13).
篇3
關鍵詞:高層住宅;戶內弱電箱;設計;選用;安裝
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
Abstract:Weak box is mainly used in the management and distribution of light-current system, which includes the network, telephone, television and security
system etc. In high-rise residential, Indoor weak boxes are broadly employed,
however, lots of problems exists in fact. Based on this situation, this article focuses
on the design, selection and installation issues of the weak box.
Keywords:high-rise residential, Indoor weak box, design, selection, installation
戶內弱電箱亦稱為智能家居布線箱,多媒體信息箱。其主要用于對家庭弱電信號進行統一管理分配布線的作用,包括網絡、電話 、電視、安防等弱電布線。筆者認為隨著物聯網、智能家居、三網融合、光纖入戶的實現,稱為家庭智能控制箱更合適。《智能建筑工程質量驗收規范》中這樣定義家庭控制器:“完成家庭內各種數據采集、控制、管理及通信的控制器或網絡系統,一般應具備家庭安全防范、家庭消防、家用電器監控及信息服務。家庭智能控制箱應包括家庭控制器,并實現其描述的功能。但目前高層住宅小區中存在弱電箱設計功能落后,選擇不合理、安裝不符合規范等問題。
1、工程概況
某高層住宅小區規劃設計為六棟31層框剪結構純板式高層住宅樓,兩梯兩戶,市場定位為低容積、高綠化率、智能化高端小區。該小區的弱電工程主要有閉路電視監控系統、周界防范系統、門禁系統 、訪客對講系統 、電子巡更系統 、停車場管理系統 、廣播及背景音樂系統、三表遠傳系統等。筆者作為甲方代表從事這個高層住宅小區建筑安裝工作,針對在設計階段、采購階段、安裝階段工作中出現的問題認真分析,做出相應對策。
2、設計階段、采購階段、安裝階段應注意的問題
2.1設計階段
目前在住宅建筑設計中,弱電工程包含在電氣專業中,電氣設計人員一般對強電設計比較詳細,對弱電設計只是點到為止,涉及到弱電箱箱體尺寸、安裝位置,安裝高度、弱電箱內系統功能設置、電源進線等主要內容設計深度不夠。作為甲方電氣工程師,應對此明確。弱電箱內必須考慮中間設備,包括光端機、光調制解調器、路由器、交換機、電視分配器模塊、電話分配器模塊等。中間設備電源一般負荷不大,采用BV-3*2.5的電線完全滿足要求。供電應考慮滿足防火要求,強電電線應采用SC20管(普通焊管)套管,弱電電線采用普通PVC管套管。設計強電時,應考慮就近分出一路電源給弱電箱供電,為避免強電對弱電信號的干擾,根據《住宅智能化電氣設計施工圖集》規定電源源插座與弱電系統信息口水平間距不小于150mm,《智能建筑弱電工程設計施工圖集》規定綜合布線信息插座與電源插座水平距離不小于200mm。根據實際情況筆者認為強弱電布線的最小間距不低于150mm。箱內至少設置兩個五孔插座,為中間設備供電。弱電箱宜暗裝在墻內,其底邊距地面1.4m左右。弱電箱一般與戶內配電箱分開設置,且考慮安裝在兩個墻體上。弱電箱安裝在住戶大門附近(宜距房門0.5m以內),且便于操作。目前設計規范雖然沒有對衛生間和廚房強制要求安裝信息點,但從從綜合布線、集中控制的理念來看,衛生間和廚房智能家用電器的數據采集和實時監控功能的實現,設計信息點會對用戶將來的使用會帶來極大的便利。個人認為設計單位應以人為本,以用戶的居住體驗為主,做到超前設計,擴展設計。
附:住宅戶內弱電箱各級系統圖
2.2選用階段
目前弱電箱還沒有統一的產品技術標準,各個廠商生產的規格大小、材質、功能實現各不相同,常見的弱電箱規格有310mm*210mm*120mm,320mm*240mm*120mm,350mm*300mm*120mm。材質有冷軋鋼板、不銹鋼板、塑料材料。開發商在選擇時應特別注意產品尺寸,材質、弱電箱內置功能。應盡量選尺寸較大、鋼制、大尺寸、模塊化高的品牌弱電箱,這對用戶的使用體驗及后期實現智能家居相關功能擴展很有好處,也是開發商打造智能小區的一大亮點。另一個特別容易忽視的問題是弱電箱散熱的問題,弱電箱中間設備中的光調制解調器、路由器、交換機都需要耗電,盡管發熱量不大,但弱電箱空間有限,不利于散熱。選擇弱電箱時要考慮弱電箱的面罩要有散熱孔,內部要有足夠的空間便于散熱,必要時可以考慮加裝小型風扇的弱電箱。本項目采用Siemens智能家居配線箱,暗埋尺寸350mm*300mm*120mm,箱體采用1.2mm厚鋼板,內置1進6出電視模塊,2進8出電話模塊,1進4出數據模塊,220v電源模塊。預留有光調制解調器、路由器等控制設備空間。如圖:
2.3安裝階段
高層建筑墻體多為剪力墻,弱電箱一般預埋在剪力墻墻體內。作為甲方安裝工程師要提前與土建施工單位溝通,在主體砼澆筑施工中做好預留,一般用木盒子預留,木盒子一定要與鋼筋固定牢固,通常在木盒子四周加設鋼筋架,鋼筋架與主體結構鋼筋雙面焊接,防止在砼澆筑中變形移位。否則后期安裝階段對剪力墻進行剔鑿會破壞建筑物結構受力。根據現場實際經驗,預留洞口尺寸要比弱電箱尺寸大些,一般尺寸為500mm*400mm*150mm。這樣既便于弱電箱的安裝,又方便了后期穿線工作。與弱電箱相連的管子同時要預埋好,管子進箱內外用鎖母鎖住。SC管預埋前還要做好防腐處理。箱體埋入墻體時,如果是鋼板面板其箱體露出墻面1厘米,如果是塑料面板,其箱體和墻面平齊,用水平尺找平。箱體與線管的連接時,線管通過緊固件連接在箱體上,金屬線管、金屬弱電箱均需整體連接,然后接地箱體與金屬線管應同時做好接地處理。施工人員應用鋼銼對箱體敲落孔、金屬線管內側邊緣部分的毛刺銼平,否則會劃傷電線的外皮。線纜至少應在箱體內(從進線孔起計算)預留出60 厘米的線頭。根據網絡施工圖,對弱電箱內的線纜及線纜所連接的各個終端插座,要重新進行檢查統一編號,并將每條線纜兩端用標簽加上標識,便于以后的維護。弱電箱安裝完畢后應同時做好成品保護,及時上鎖。
3、結語
《住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施工程設計規范》和《住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施工程施工及驗收規范》兩項國家標準已與2013年4月1日起實施。以后規劃的住宅小區將向信息化,網絡化發展。人們居家生活已從原有的應用型向舒適型和智能型轉變。在住宅開發中,作為實現智能家居重要一環的戶內弱電箱應在設計、選用、安裝等環節應引起開發商的重視。
參考文獻:
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[2]《國家康居示范工程智能化系統示范小區建設要點與技術導則》
[3]《住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施工程設計規范》
[4]《住宅區和住宅建筑內光纖到戶通信設施工程施工及驗收規范》
[5]《住宅智能化電氣設計施工圖集》
[6]《智能建筑弱電工程設計施工圖集》
[7]《智能建筑設計標準》GBT50314-2006
[8]《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB50303-2002
篇4
關鍵詞 :建筑電氣工程 強弱電智能化
中圖分類號:F406文獻標識碼: A 文章編號:
0引言
隨著經濟發展,我國人民的生活水平和質量不斷提高,建筑業也從傳統的滿足住房基本需求向更加智能化、信息化、集成化的舒適性、高品質性需求方向發展。
1 建筑電氣的強弱電工程施工項目及其特點
1.1建筑電氣工程施工具有獨立性和協作性
建筑工程是一個復雜龐大的工程,而建筑電氣施工作為建筑工程的主要部分,與排水系統、通風采暖、土木建筑、采光設計等各專業工種有很緊密的聯系。同時建筑工程施工也有自己的獨立性,它有自己的施工要求和施工特點。在我國一般建筑電氣建設施工過程中,通常涉及建設單位、設計單位和施工單位,分別承包建筑工程的電氣設計施工的各個部分,所以這就要求分包商互相協同作業,緊密配合,從設計到施工,再到驗收,每個環節都要相互合作,才能高效、高質量的完成一個建筑電氣施工項目。可以說建筑電氣施工無論是就本身而言還是就其它建筑專業工種而言都有相對的獨立性和協作性,需要整體看待。
1.2建筑電氣的強弱電工程施工特點和聯系
建筑電氣工程一般包括強電施工和弱電施工,彼此之間有自己的特點也有一定的相關性。
(1)強電工程一般是把建筑能源動力作為研究對象,其特點是功率大、電壓電流強、頻率低、效率較低下、危險性高,其工程主要包括室內室外景觀照明用電、商業和居民用電、電梯等動力用電等,在施工過程中主要考慮減少損耗、提高效率以及確保用電安全。
(2)弱電工程一般是把信息以及電信號的快速傳遞和精確控制作為研究對象,其特點與強電工程相反,功率小、電壓電流弱、頻率高、安全性高,其工程主要包括室內安全系統、園區安防系統、辦公自動化系統、信息通信系統、物化自動化管理系統等,在施工過程中主要考慮信息傳遞的綜合效果,比如信號傳遞的快速性、保真性、廣泛性以及可靠性。
雖然強電工程和弱電工程有各自的特征,但是兩者有著緊密的聯系,在智能化建筑里,強電工程需要輔助以弱電工程的信號控制,同時弱電工程也需要強電工程給予運作動力,例如園區門禁系統。
綜合所述,建筑電氣的強弱電工程施工是一個復雜性、多樣性、協同性的工程,對其質量控制要從各方面著手,尤其是強弱電工程的實施。
2 建筑電氣的強弱電工程施工質量控制
結合建筑電氣的強弱電施工特點,將電氣工程的質量控制分為三個階段:施工準備階段、施工過程質量控制階段、施工后質量檢測驗收階段。
2.1 施工準備階段的質量預控制
我們知道電氣施工和其它建筑專業工種有著密切的協作性,同時強弱電施工也具備各自特征,因此在施工之前就要做好充分的準備工作,這樣為今后的電氣施工打下良好的基礎,調高施工質量。具體準備內容可以大體分為以下幾部分:
(1)組織專業知識強的作業團隊
目前我國建筑電氣專業人才稀少,尤其是強弱電綜合施工人才更是缺少,市場上存在著很多掛靠資質隊伍,在工程實施和管理方面技術能力和綜合素質較差,對待一個工程沒有很好的施工管理體系,對施工質量難以保障。特別是針對現代建筑,更多講究智能化和集成化,因此強弱電的配合施工顯得尤為重要,而許多施工隊伍在這方面由于知識限制,對智能化建筑認識欠缺,這很容易導致強弱電施工質量下降,效率低下。因此,建筑電氣工程要嚴格把關施工團隊,選擇專業知識強、責任心強、綜合素質高的組織,并對施工團隊進行初培訓,特別是強弱電施工特點及要點。
(2)詳細審閱查對工種施工圖紙
建筑工程一般包括電氣、土建、裝飾、水暖等部分,每一部分都有自己的施工圖紙和方案。對于電氣施工部分,在工程實施之前,首先電氣質量監控人員要熟悉電氣施工圖紙的主要信息和關鍵技術,同時和土建、裝修、水暖等專業工種的技術人員進行圖紙核對,確保各個工程互相協作,防止干涉現象發生,然后完成整個建筑的綜合平面設計圖,進行專家審核,如果發現問題,及時更正,再進行審核,確保工程的質量安全。其次電氣施工人員要對電氣施工圖進行整體學習,確保在施工主要人員對電氣工程有個系統的認識,特別是強弱電工程實施,要確保強電工程的安全性、高效性;弱點工程的細致性、精確性,同時把握好兩者之間的主要關聯線路和環節,確保一次施工完成,防止二次破壞,提高施工整體質量。
(3)合理設計施工方案
電氣施工組織,在確保“安全第一,質量第一”的前提下,確定符合國家政策規定以及技術要求的可行性、有針對性的施工方案,要建立切合實際的質量管理體系和技術管理體系。因為強弱電工程是一個復雜、先進的實施項目,不能盲目追求創新性,要切合實際,重點抓實際功能和可靠質量。根據其它專業工種的作業進度,提前將強電大型設備做好預埋、防腐處理;對弱電設備進行防塵、防水處理,同時對導線做好保護管預埋工作,提高施工效率。
2.2 施工過程各階段的質量控制
施工必須嚴格按照審批后的電氣施工圖紙和技術文件,滿足國家電氣施工規范要求、技術要求和驗收規范,以及地方規范和技術要求,由專家會審通過后的施工組織設計進行。施工過程中如果發現圖紙存在不合理的地方應立即提出,由專家再次會審,不能隨意進行方案修改。實施的各個階段都要由相關組織機構進行施工人員技術考核,查處違規上崗,預防安全隱患。同時重點對電氣工程材料進行詳細的質量檢查,保證電氣設備符合國家技術標準。電氣施工過程中要保證不能破壞其它專業工種的成果,不能隨意破壞,保證建筑的整體美觀。由于強弱電工程通電管線較多,強電導線較粗、較重,弱電導線較細、較多,因此施工過程中,要考慮到排水、排風通道與通線電路的位置關系。如果施工過程中與其它專業工種發生沖突,應該有相關部門進行協調,確保整個建筑工程的施工進度、效率和質量。可以從以下幾方面進行施工質量控制:
(1)質量監管人員要對電氣工程設備以及關鍵施工材料和消防材料進行詳細的檢驗和審查,確保材料和設備滿足國家及地區規定,以及設計方案的需求。對于有明顯缺陷的材料或者設備要進行及時更換并進行更加細致的審核,確保材料和設備達到工程實施標準,防止隱蔽性工程質量問題的存在。
(2)電氣施工人員要配合土建、裝修以及排水等專業工種的工作,同時也要及時進行溝通,例如土建工程在進行階段性完工報告時,要布置專業人員參加,確保電氣工程實施有一個良好的環境。
(3)質量監管人員要在工程實施各階段對工作人員進行能力和崗位的核實,保證工作人員的技術能力滿足施工要求,預防安全隱患,確保施工效率和質量。
2.3 施工過程后質量檢測驗收
嚴格按照建筑電氣的強弱電工程施工技術規范準則要求,對施工后項目進行詳細檢查,從材料、設備、管線布置、使用效果、美觀度和舒適度等多方面進行量化考核,對于強電工程要確保設備的安全性和高效性,減少浪費;對于弱電工程要確保性能完善、信息準確、高效、美觀舒適。
3 結束語
建筑電氣的強弱電工程施工是一個具有復雜性、多樣性、獨立性和協同性的工程項目,在實施過程中要加強自己施工團隊的專業知識,不但要與其他專業工種協調合作,同時強弱電工程內部組織也要進行互相協作,只有結合建筑電氣的強弱電工程施工的特點,對電氣施工做好相應的措施和方案,才能提高建筑電氣的強弱電工程施工質量以及安全性。
參考文獻
[1]、龐允亮. 提高建筑電氣工程施工質量技術措施探討[J]. 企業導報. 2012(12).
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關鍵詞:建筑弱電系統;弱電設計;弱電系統施工。
弱電是作為傳播信號、進行信息交換的電能統稱。帶商業、辦公功能的高層建筑的弱電系統,一般包括:語音系統級數據網絡系統;建筑設備自動監控系統;安防系統(閉路電視監控系統、出入口控制系統、入侵報警系統、離線式電子巡查系統等);有線電視系統;公共/消防廣播系統;火災自動報警與消防聯動控制系統;電氣火災報警系統;無線信號增強系統;出入口車輛管理系統;無線對講系統;多媒體信息查詢顯示系統;智能化集成系統。
弱電智能化系統的設計目標就是創造安全、健康、舒適和高效的工作、休閑及住宿環境;方便靈活的管理模式,低能耗、低成本、高效益、最大限度的節約能源、綠色環保;能夠滿足多種用戶對不同功能的要求;具備現代化的通信手段和辦公、會議條件。
下面僅就常見的幾個弱電子系統的設計過程中應注意的要點進行分析討論。
一、智能化系統的總體設計
設計智能化系統時,首先要考慮的是有線電視機房,通信機房,一般情況下有線電視機房,通信機房需要根據電信運營商需求進行設置,房間的分隔也需要咨詢相應電信運營商,具體設計的位置應考慮到運營商方便電信接入點,不應隨意設置,增加現場的施工難度和施工的復雜度。
其次要考慮的就是消防安保控制中心,一個大型包括商業和辦公功能的高層建筑有可能日后會分屬不同的物業公司管理,因此自持部分和可售部分應各設一個消防控制中心。其中,自持部分的消控中心為總控中心。出售的消控中心附屬于總控中心,也可在緊急情況下獨立運作。總控中心具有優先控制權。
二、通信網絡及綜合布線系統,有線電視系統
通信網絡及綜合布線系統,有線電視系統應根據當地電信部門的要求進行設計,一般電信部門對于接線點,選用的光纜,電線等都有相關要求,在高層弱電系統設計時,應該注意的是這部分管線的預留。
根據不同區域的需求合理布置電話終端。根據樓層性質的需要,設置直線或內線電話。辦公室、商場內和地下室根據實際情況設置移動通信信號覆蓋。由移動通信商提供設備建設,土建施工時配合預留線槽或者位置。
三、安全防范系統
大型高層建筑安防系統應采用集成式管理系統,配置多媒體綜合集成管理平臺,設有110專用報警電話并且與城市公安進行聯網。安防系統主要由以下部分組成:視頻安防監控系統、入侵報警系統、出入口控制系統、緊急尋呼系統等。視頻安防監控系統、入侵報警系統、出入口控制系統等設置系多線聯動功能。
1.視頻安防監控系統:
1.1 監視攝像機設置在各出入口、公共部位、電梯廳、電梯轎廂、重要設備機房等處。系統采用基于IP尋址的全數字網絡化的電視監控系統解決方案。
1.2 前端所有攝像機分別連接入就近樓層交換機,若是攝像機至最近樓層交換機距離超過網絡接入最短距離,則采用模擬攝像機接入數字編碼器,再接入樓層交換機的方式。
2.入侵報警系統:
入侵報警系統由雙鑒報警探頭、報警區域機、報警顯示電腦及報警軟件組成。主要設置在各重要設備用房等處。入侵報警信號通過線纜連接到各就近區域機內,區域機間采用現場總線與入侵報警管理平網。
3.出入口控制系統:
出入口、通道、重要辦公用房、重要機電設備用房等均考慮在線式門禁;儲藏室、強電間等設置門磁。出入口控制系統由讀卡設備、門禁控制器、通訊網絡,管理軟件,計算機組成。
出入口控制系統設計時應滿足,當供電不正常或掉電時,系統的密鑰信息及記錄信息不得丟失時,各種緊急逃生時人員不使用讀卡設備的疏散要求。
4.緊急尋呼:
在殘疾人衛生間等處設置網絡式報警求救和對講裝置。
四、公共/消防廣播系統
為了節約成本,方便施工高層建筑中的公共廣播系統和消防廣播系統一般共用一個廣播系統。廣播音響設備設于各自的消控中心內,控制中心內設收音機、卡座、CD機、功放等控制設備。在地下車庫、會客區、電梯廳、疏散樓梯內、公共衛生間及各層公共走道設有揚聲器,平時播放背景音樂和日常廣播,當發生緊急情況時,可按消防規范的要求切換進行應急廣播。消防廣播具有優先廣播權。
五、出入口車輛管理系統
地下車庫的主要出入口車道均安裝電動柵欄機、車輛感應線圈,入口車道安裝感應式讀卡器、出票機、車輛識別等設備,出口車道安裝驗票機和驗卡機,用于出入口車輛管理。
六、集成管理系統
BAS樓宇管理系統作為整各工程內所有設備運行信息的交匯與處理中心,對匯集的各類信息進行分析、歸類、處理和判斷,采用最優化的監控手段,對各設備進行分布式監控和管理,使各子系統和設備始終處于有條不紊、協調一致的高效狀態下運行,致力于創造一個高效、舒適而安全的工作環境,并在此前提下,盡量降低其各系統的造價,最大限度地節省能耗和日常運行管理的各項費用。
系統集成時考慮如下:
以分布式網絡與集散型控制理論為基礎,強調BAS的綜合管理能力,又確保各子系統的獨立運行能力,維持其相對獨立性。
各子系統的硬件配置應具有模塊化結構,便于擴展與更改。
系統應具備開放性結構,能適應市場上各硬件及軟件接口的條件,使各系統之間的信息交換障礙減至最低,且可與其它網絡連接。
如果一個建筑有不同的物業公司進線管理管理,自持部分和可售部分各設一套BAS系統。主機放在各自的消防控制室內。
七、弱電系統的施工
弱電各系統信號和控制線纜均選用無鹵低煙阻燃型電纜。室內主干線纜敷設在弱電間垂直電纜走線槽內;各平面支干線纜均敷設在水平電纜走線槽內;水平支線均穿JDG管暗敷設。
八、建筑設備自動管理系統(BAS)
本工程設置BAS系統,對建筑物內各種機電設備進行監視、控制、測量,使各種機電設備安全運行、可靠、節約能源、節省人力及確保建筑物內環境舒適。
本系統采用網絡形式將智能控制盤進行環行連接,并采用集中顯示、報警和控制。
如果一棟建筑由不同的物業公司管理,可在自持部分和可售部分各設一套BAS系統,以便物業管理。主機放在各自的消防控制室內。
八、弱電系統的防雷接地
在消防控制中心、通信機房(計算機網絡機房)和電視前端設備控制室、各樓層電信間等處設接地端子箱。
各弱電設備上電源采用三級過電壓保護;弱電系統輸入輸出線路設過電壓保護;弱電系統接地設過電壓保護。
雷電防護:所有通信、廣播、電視、計算機等系統均應設置雷電防護措施。
九、其他
做好一個弱電系統,應該做到:在設計前,設計人員應該與用戶做好良好的溝通,明確用戶的要求,使得設計更加貼合用戶需求;在設計過程中,應該注意各個系統之間的集成化;在施工過程中,設計人員應與施工人員保持良好溝通,方便做出相應更優化的修改;在工程竣工之后,應該完善竣工圖紙,使其與現場相符合。
結語:
本文僅對出入口車輛管理系統,公共/消防廣播系統,安全防范系統,通信網絡及綜合布線系統,有線電視系統等這幾個子系統的設計進行了分析,然而,
一個高層建筑的弱電智能化系統的復雜程度遠不止這些。隨著現代社會科技的不斷發展,弱電智能化系統也在不斷的更新和完善。每位工作人員在不斷地設計過程應當注重施工的合理性,隨著工作經驗的豐富,知識的不斷更新,終能成為一名出色的建筑智能化弱電系統設計人員。
參考文獻
[1]《建筑弱電工程設計施工手冊(精裝)》
篇6
本次設計筆者參閱的相關規范有:《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94,2000年版);《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95,2001年版);《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB50343-2004);《建筑與建筑物綜合布線系統工程設計規范》(GB/T50311-2000);《火災自動報警系統設計規范》(GB50116-98);《綜合醫院建筑設計規范》(JGJ49-88);《有線電視系統工程技術規范》(GB50200-94)。
本次設計筆者參考的國家建筑標準設計圖集有:《建筑電氣工程設計常用圖形和文字符號00DX001》;《火災報警及消防聯動99SX501》;《智能建筑弱電工程設計施工圖集97X700》;《建筑智能化集成設計圖集03X801-1》;《綜合布線系統工程設計施工圖集02X101-3》;《電氣豎井設備安裝04D701-1》。
本次設計弱電系統包含:火災自動報警及消防聯動控制系統;共用天線電視系統;廣播系統(含背景音樂及消防應急廣播);病房呼叫系統;綜合布線系統(含計算機網絡和通信系統)。移動通信信號覆蓋系統由電信部門負責設計、安裝,不在本次設計范圍之內。
一、火災自動報警及消防聯動控制系統
系統保護對象分級
本建筑物為一類防火建筑,火災自動報警系統的保護等級按一級設置,為集中報警系統。
系統的組成
系統由火災自動報警系統、消防聯動控制系統、火災應急廣播系統、消防通
信系統、電梯監視控制系統、非消防電源切斷控制系統等組成。
系統的地址編碼總數應預留15%~20%的余量。
消防控制室
本工程消防控制室設在首層,并設有直接通往室外的門。
消防控制室的消防控制設備由火災報警控制主機、聯動控制臺、CRT顯示器、打印機、應急廣播設備、消防通信設備、電梯監控盤和電源設備等組成。
消防控制室可接受感煙、感溫、火焰、可燃氣體等探測器的火災報警信號及水流指示器、檢修閥、壓力報警閥、手動報警按鈕、消火拴按鈕的動作信號。可顯示消防水池、消防水箱水位,顯示消防水泵的電源及運行狀況。可聯動控制所有與消防有關的設備。
消防控制室到弱電井采用金屬線槽在吊頂內敷設。平面布置時,還注意到不讓與消防控制室無關的電氣線路通過。
消防控制室設置專用的等電位聯結端子箱,設置專用的接地干線,采用BV-1X25mm2穿PVC管引至建筑物總等電位聯結端子箱。火災自動報警系統采用共用接地裝置,接地電阻不大于1歐姆。由等電位端子箱到各消防電子設備的專用接地線采用BV-1X4mm2。
消防控制室設備采用雙電源供電并在末端設自動切換裝置,并采用UPS作為備用電源,UPS由設備廠商提供。
火災自動報警系統
本工程采用集中報警控制系統,按兩總線設計。
本工程在開水房和消毒間采用感溫探測器,地下層的電纜僑架、變配電設備、一層的消防控制室和綜合布線機房的吊頂內和架空地板下均敷設定溫電纜。除此之外,其余場所均設置感煙探測器。探測器的平面布置,完全遵守《GB50116-98》第8.1.1條至8.1.14條的規定。
本工程每層設三個手動報警按鈕,分別位于建筑物中部電梯前室、左側疏散樓梯間前室走道側和右側疏散樓梯間前室走道側,滿足《GB50116-98》第8.3.1條的要求。手動報警按鈕帶電話插孔。
本工程在每個消火栓箱內設消火栓破玻按鈕,可通過火災報警控制器聯動啟動消防水泵,滿足《GB50045-95》第7.4.6.7條的要求。消火栓箱的位置由設備專業提資。
本工程在每個樓層的各樓梯口門上方0.2m處設置聲光報警裝置,火災時能明示火災樓層的位置,引導消防人員尋找著火樓層,便于撲救火災。
火災自動報警線路均采用NH-BV-2X1.5穿管SC20在頂板內暗敷。
消防聯動控制系統
火災報警后,消防控制室根據火災情況控制相關層的正壓送風閥、電動防火閥,并啟動相應的正壓送風機、排煙風機,排煙閥2800C熔斷關閉,防火閥700C熔斷關閉,并將動作信號反饋至消防控制室。
篇7
智能小區的弱電布線設計是有其很鮮明的特點的,它既異于工礦企業內的室外弱電布線設計,又不同于傳統的住宅區的弱電布線設計,更區別于市政道路電信管道工程設計,研究智能小區園區弱電布線工程的特點,針對其特點進行設計將是十分必要的。
智能小區弱電室外布線工程的特點
1. 智能系統多、線纜種類多
智能小區弱電系統一般子項系統均是以物業管理中心機房為中心,向園區各棟建筑敷設線纜,既便很好的運用了系統集成的技術方法,可以減少一些傳輸線纜,但往往受技術水平及投資方面的限制,實際弱電線纜消耗仍將是很多的。
除系統子項多以外,每個子項系統在每個傳輸方向上的電纜又往往不只一條,有的還相當多,所以往往出現在一個傳輸方向上有十幾條甚至是幾十條電纜。這些電纜可分為銅芯電話電纜、光纜(多個系統均采用)、視頻及射頻同軸電纜、屏蔽控制電纜及各類鎧裝電纜等。從這些電纜的外徑上看,除大對數通信銅芯電纜外徑大以外,其他線纜一般外徑均很小,幾乎全部是外徑不大于20mm。
2. 可供敷設管道的地域相對狹小
一般住宅園區地下有如下管道:給水管、高壓及低壓消防水管、雨水管、污水管、高壓電纜、400伏電力線纜、照明路燈線纜、采暖空調的熱水(蒸汽)管及冷水管、燃氣管道等等,有的還以體量很大的地溝方式出現。另外,這些管道由于各自分屬于電信、有線電視、供電、供水、燃氣等不同的市政部門,條塊管理嚴格,有的項目從設計到施工均要分割出去,可見做好園區弱電工程的設計,需要與各個相關管理部門及其下屬專業施工單位很好的協調與配合。而各弱電系統的線纜一定要在同一管道系統中敷設,這是做好智能小區室外弱電布線設計的前提條件及必備條件。
3.防止高電位的引入及干擾
低電平弱電信號的傳輸線纜,要求我們的布線設計能有效地防止高電位的引入及干擾,要求弱電管道系統是一個安全的系統。設計中應避免高電位的廣播電纜與其他弱電線纜同溝敷設,也應避免作為為弱電設備提供市電電源的饋電線介入,如對室外攝像機提供的AC220V電源,以及對有線電視干線放大器、線路放大器提供的市電電源。
4.室外弱電管道必須留有適當的余量
智能技術的快速發展要求對室外弱電管道必須留有適當的余量,并且便于維修和線纜的增減。許多智能子項的傳輸分配系統工程設計階段,尚未進行系統總承包商所做的深化設計,即系統功能未正式確定、產品未選定,線纜的型號規格及數量也不確定,所以,設計往往是一個不針對具體產品的通用設計,因此,留有科學的余量是十分必要的。
智能小區布線總體規劃
對于大型的或較大規模的智能住宅小區,特別是由幾十棟、上百棟多層建筑或由許多棟多層、小高層及高層住宅樓組成的住宅小區,它們往往是通過多期施工才能建設好整個園區,因此,在該工程方案設計階段或初步設計階段就應該著手做好園區弱電布線的總體規劃設計。
1. 選好物業管理中心機房的位置
選好物業管理中心機房的位置尤其重要,因為各個智能子系統的中心設備均設置在該機房內,通向各個建筑的各子系統線纜均以該機房為起點向外輻射。所以物業管理中心機房的位置是需要認真選擇的。其主要技術要點如下:
(1)物業管理中心機房應盡量在整個園區中心或相對中心的位置,地上及地下“交通”條件好,位于小區主干道上,地面道路較寬,地下敷設管道的條件好,弱電管道便于沿園區干道通向小區各棟建筑;
(2)由物業管理中心機房向外敷設弱電管道的方向數應是兩個以上,從而避免出線方向少使弱電管道過于集中;
(3)物業管理中心機房應與管理中心辦事機構建在一處,以便于相互聯絡及對機房的管理;
(4)物業管理中心還應選在整個園區的一期工程范圍內,以便于管理中心與一期工程同期建設,同時投入使用,盡早形成熱賣優勢,回收投資;
(5)還要考慮通向本小區的市政弱電線纜即電話、有線電視及寬帶網光纜引入物業管理中心機房的敷設路徑應選擇在一期工程范圍內,實現市政線纜引入工程與一期工程同步,避免出現一期工程建成了,因無電話線、寬帶網光纜或電視信號影響一期工程配套使用。
2.交接配線區
對于規模較大如幾千戶的智能小區,一般是把整個園林劃分為幾個大塊,這是由工程的總體規劃及園區主干道所確定(分割)的,通常叫組團。組團有大有小,它與交接配線密切相關,它是劃分交接配線區的基礎,一般一個組團為一個交接配線區,當然,組團大也可被劃分為多個交接配線區。規劃好交接配線區,采用交接配線方法。
(1)交接配線區的規劃原則
一個交接配線區內的住戶數量以500戶以內為宜,因為在CATV寬帶網上實現雙向傳輸時,系統上行通道上會產生匯聚噪聲,即產生漏斗效應,漏斗效應將使系統的信嘈比惡化。當一個光節點的用戶超過500戶時系統信噪比將降低到臨界門限以下,嚴重影響了信號的傳輸,這是必須防止的。相關住宅電信設施設計規定強調電信專用交接配線間1000戶設一個,與我們這里的500戶的劃分是不矛盾的,對于有1000戶的社區或說是交接配線間,我們可設兩個電視信號光節點前端箱。一交接配線區內的住宅建筑應在同一組團內、各建筑相鄰且為同一期施工,同期竣工。
(2)交接配線區的做法及功能
一個交接配線區需設置一個交接配線間,該配線間面積以15-20平米為宜,由于配線間內需安裝網絡設備、電話配線設備、CATV光電轉換前端設備以及其他各智能系統的設備及線纜,同時該配線間還經常有管理人員在內維護管理。常用器材、工具也常存放于內,所以在有條件的情況下,如以地下室為交接配線間時,配線間面積還應適當的加大。
交接配線間還應具備穩定可靠的市電或配備UPS不間斷電源;一套滿足規范要求的接地裝置;能具備多根弱電電纜方便地進出配線間的條件;其配線間室外便于與園區弱電干線管道相通,也能使由交接配線間引出的電纜方便的敷設至配線區內各棟住宅樓。用地下室作為交接配線間時,室內應特別注意通風及防潮,特別是南方潮濕地區。
(3)安防系統
在此我們將突出介紹智能小區規劃中至關重要的安防系統規劃。
采用小區整體封閉設防,組團半封閉不設防方式的安防系統,整個小區是一個警戒區,這種方式適合中小規模的住宅區;另一種方式,采用小區對外半封閉式的設防,允許一般人員出入,只限制穿行小區的車輛及商販入內,這種方式可使社區內干道兩側開設的商業服務設施如商店、銀行、郵電局、學校等等不僅僅服務于本社區,而且面對全社會,其優勢是十分明顯的。
具體作法是僅對組團進行全封閉式安全設防管理。這后一種方式把有幾千戶的小區整體設防轉變成幾百戶的組團或配線區的設防,此方式適合大的社區。綜上所述,兩種設防方式不同,對園區安防線纜布線設計也會產生影響。即交接配線區的設置將直接影響整個園區安防系統的構成;對于一個規模很大的社區,安防中心值班室設于物業中心機房,由中心機房所設的安防系統主機到園區內各個探測器或傳感器的線纜條數會很多,距離會很長,為解決線纜條數多的問題,如對周界保安系統的布線,我們可以采用總線制地址編碼方式的系統。對于閉路電視監視系統,視頻線條數多、距離遠可采用移頻傳輸或光纜傳輸等方式,用光纜傳輸圖像信號,傳至終端,光信號變電信號的解調點就設在配線間;對于這樣的系統,存在一個電源供給問題,一個較好的解決方案是由設于交接配線間的電源設備就近提供,只有距離短,才便于低電壓供電。對于在交接配線區或組團設防方式,物業中心只對交接配線間敷設線纜,物業中心安防主設備不直接連接終端設備,這樣可以大大減少干線安防線纜數量、特別是封閉組團內設安防值班可以有效提高終端探測器、傳感器報警后安防人員的反應速度。
對于一個大的社區,閉路電視監視系統的線路敷設是一個相當困難和相當頭疼的事,因為線纜多,一只攝像機就要兩到三根線纜,同時要距離遠、線路長,而且根據有關規定“在小區重點要害部位和防范薄弱地點宜設電視監視系統,并應具備錄像功能,對于有這類情況的小區,為了減少室外線纜的敷設困難,我們建議CCTV電視監視系統應采用DVR數字硬盤錄像機為主設備的電視監視系統,將DVR數字硬盤錄像機放置于各交接配線間,利用DVR16路數字硬盤錄像機的模數變換及視頻壓縮功能,轉為數字視頻信號在局域網中傳輸,這樣可大大簡化傳輸系統,并使監控系統向數字化、網絡化前進了一步。
小區弱電布線常用線纜敷設方式介紹
結合智能小區室外布線的特點,智能小區常用的布線方式有人(手)孔管道方式、鎧裝電纜直埋敷設方式、利用地下室設置的電纜橋架敷設弱電線纜的方式、墻壁電纜方式、穿管敷設方式等等,本文將結合智能小區的特點逐一的加以介紹。
1. 鎧裝電纜直埋方式
用鎧裝電纜直埋方式布線主要用于同路徑敷設的電纜根數少的部位,如具有高電平的廣播線路,為美化環境及應對應急事件而設置的園區廣播系統,平時用于背景音樂播放,遇突發事故時可作應急事故廣播。但該系統往往是100V或120V定壓傳輸的系統,高電位對其他弱電線纜具有很強的干擾 ,絕不能與其他弱電線纜在同管道系統敷設,既使是采用屏蔽電纜也是應避免的。
另一方面,公共廣播的揚聲器布放位置除在道路兩側外,還布置在景點、草坪、花園等地,這些位置又適合鎧裝電纜直埋敷設。鎧裝電纜埋設深度一般為0.70m,在穿越道路時需穿鋼管保護,此時埋深可在0.40m及以下。另外,周界保安報警的布線也十分適合用鎧裝電纜采用直埋方式敷設。
2. 利用地下室電纜橋架敷設線纜方式
電纜橋架在地下室內敷設的方式是又一種常用的布線方式,這也是具有智能小區特點的,因為只有高檔的住宅區才會有較多的甚至是連成一片的地下室,對于高層建筑或小高層建筑有地下室自不必說,就是多層建筑為人防地下室、自行車庫、儲物間或各類站房也會設置地下室。另外,擁有幾百個停車位,將許多棟建筑連成一片的地下停車庫更是為采用橋架敷設弱電線纜提供方便。
按此種方式設計時要注意如下幾點:
(1)注意室內室外線纜的銜接,室外電纜穿入到地下室時一定要預留穿墻套管,套管預埋的標高是應特別注意的重點,應使套管標高高于室外人(手)孔出線管的標高,防止雨水灌入地下室;
(2)在地下室外墻較厚(大于240mm)的情況下,穿墻套管的預留應盡量使墻外側套管口低,墻內側套管口高,使內外口中心連線與水平面成20度左右的夾角,以便于大對數電纜引上至橋架;
(3)穿墻套管的預埋數量應按終期需要量預留,預留的富余量可表現在套管的數量上,也可表現在套管的管徑加大上;地下室架設的橋架上若敷設大對數電纜,為滿足大對數電纜的曲率半徑的要求,電纜橋架不得拐直角,轉彎橋架應為鈍角;
(4)對于大面積的地下室應把橋架連成一個系統,橋架穿防火墻時要采取防火枕等有效防火措施;對于兩棟相近均有地下室的建筑應采用預埋鋼管方式,溝通兩地下室的弱電電纜橋架。
3. 墻壁電纜方式
這是一種在智能小區改造項目中經常見到的方式,一般相當于100對的電話電纜外徑及以下外徑的其它弱電電纜均可采用墻壁電纜方式敷設;對于新建小區多用于墻面上安裝攝像機或園區周界保安安裝的主動或被動式紅外探測器的連線敷設。為了美觀,也可將報警線纜穿管埋于周界墻內敷設。
4. 穿管敷設方式
一般用于由人(手)孔引出到建筑內、墻面、電桿的弱電電纜的敷設,如在園區內由人(手)孔引至電桿上或墻面安裝的閉路監視攝像機的電纜、到召援電話亭、IC電話亭、應急報警按鈕的線纜敷設。
人(手)孔管道敷設方式
在智能住宅小區內以人(手)孔管道方式敷設弱電線纜是最常用及最主要的敷設方式。在進行智能住宅小區室外弱電布線設計的人(手)孔的選用時,首先遇到的問題是按傳統設計方式選用的人(手)孔,其體量大,不方便在智能住宅小區內使用。
這是因為開發商為了提高土地利用率,總想在有限的土地上建更多的房子,使得智能住宅區內可提供給各專業敷設地下管道的位置相對狹小,加之各專業的管道種類多、數量大、管井密,使綜合管道施工困難重重。
爭地盤、爭埋管深度屢見不鮮,而在智能住宅小區內的室外弱電布線設計中,我們所面對的是眾多的智能系統的線纜,更多的是外徑不大于20mm的各類電纜或光纜,對于較大線徑的電話電纜,由于我們采用了交接配線方式配線,對交接區直接配線,由物業中心機房向各個交接配線區敷設的直達電話電纜多為400、500、600對的電纜,其外徑不太大,并且我們可以努力爭取做到無需在人孔內做電話電纜的接續或分支,也就無需對人(手)孔要求有較大的空間。至于小線徑的電纜及光纜在相對狹小的空間更能適應。所以,我們得出的結論是在智能小區的室外弱電布線設計中在人(手)孔的選用上,降低規格使用是可行的,是可以將人(手)孔變的較傳統作法所用人(手)孔在體量上有所減小,投資上有所降低。
在智能住宅小區內以人(手)孔管道方式敷設弱電線纜是最常用及最主要的敷設方式。與本敷設方式相關的主要國家級規范及圖集中,《地下通信電纜敷設》94X102圖集多用于小區弱電布線的主干道上,在這些部位線纜量大,管道可在相對較大的范圍內調節埋深,深度的調節可通過對井頂蓋浮土的深淺調節來實現,也可通過加長井壁的長度來調節。而YD5062-98圖集多用于埋管較淺的小區的支管或支干管上,線纜相對較少一些的地方,此種系列的手孔對埋管的要求較淺,其對埋管深度調節能力也小,當需要埋深一些時需加長井壁的長度,增加井底板的埋深。
《通信電纜配線管道圖集》YD5062-98系列由于方形井蓋的特殊結構,在一些省市尚難購買。也有的小區對園區景觀要求高,對YD5062-98圖集中的方形井蓋占用綠地面積大,影響園區綠化及美觀而有意見。但是該系列手孔對于智能小區室外弱電布線設計畢竟是一個不可獲缺的重要手段,是對94X102圖集的重要補充。另外,方形井蓋的購買也不是問題,目前的市場早以形成協作化生產,不論是現貨或非標定購均很方便。
埋地管材的選用
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【關鍵詞】智能化 ;弱電系統 ;管理
過去的幾年里,我國房地產事業飛速猛進,許多智能化建筑也出現在一線城市。但是,因為我國研究的弱電智能建筑系統尚不完整,智能化建筑的預期功能與理想化的智能系統還存在很大的差距,智能化建筑中的弱電智能系統要求的設備質量和配置還不夠完整,整體設計思路存在系統漏洞,因此,導致一些高要求的細節智能操作還存在較大的誤差。
1.弱電智能系統化的管理方式概述
弱電智能建筑系統通過融合網絡技術、建筑工程、數據通信和電路監控等方面的先進技術形成的聯合系統,它具有許多門學科融合集成的綜合特點 , 滿足了居民對便利生活追求的要求,符合社會信息化的發展需要 , 弱電智能建筑系統可以提供給人們一個舒服、安逸、方便的生活環境。弱電智能的總體設計應該考慮實際的技術水平、經濟條件,制定合適的實施計劃。在設計初期,工作人員的工作任務就是調查當地生活條件、智能化水平、居民生活方式等基本因素。因此,在這個階段起始的主要目標就是根據許多技術手段和實施方案為依據,進行設計,盡最大的可能提高弱電智能系統的可靠性、便利行、簡潔性和冗余程度以及拓展能力。它是一個從目標構思系統到逐步細化具體實施的的應用過程,能夠分為兩個相輔相成又相對獨立的總體設計管理系統與細節設計技術。
根據當地居民建筑的使用方式、性能要求,物業管理方案作深度的探討與調整,從適用性、便利行、經濟性上的條件考慮,作一個正確的合理化整體定位。根據項目的要求,以及項目需要達到的標準,做出正確的需求分析,然后構建正確的弱電管理系統。
2.弱電智能系統對施工建設的管理方式
在施工建設的過程中,其他建設方不能與弱電施工方產生交叉作業現象,然而在管線的布放和弱電構件的系統集成都需要進行合理溝通與協調、協調管理方式,保障施工能夠有效的運行 , 這是在弱電智能建筑的施工中最講究和最麻煩的管理方式的環節。
2.1 與裝修方、土建的配合管理方式
弱電智能建筑施工方在施工的過程中應該與電子技術、城建、裝修、機械、強電等其他的建設方之間進行配合、協調溝通 , 然后保證施工高效進行。城建工程的承包方應該事先安排弱電智能建筑施工方場地 , 應該保證弱電施工的供水、供電。城建包方應協調工程實施,土建方應按工程標準承接 , 按規定完成 , 實施與弱電智能工程的具體配置配合。裝修工程應該首先通報吊頂、地面和墻面裝修的施工進度 , 還應負責安裝弱電智能設備時裝飾面板的相應位置處空隙 , 為弱電施工留下相應的時間和空間。強電施工方應該加強檢查 , 保證墻面厚度尺寸標準和面層均勻程度達到規定的要求,保證嵌入式插座和插槽的預留空間。
2.2 與機械、強電方的配合管理方式
電子技術、城建、裝修、機械、強電、弱電承包方必須在工程安裝時保證不毀壞其他建筑方已經竣工的工程 , 避免出現的不必要的經濟損失和不良后果,機械設備包括變頻器、電子控制箱、變壓器、兩相壓柜、空調機、智能電梯、水泵等。不同設備與系統間的通信協議、控制端口的要求應該相互開放。針對具體產品的質量而言 , 應該利用標準通信協議的系統和控制接口的系統都應注意設備端口的理論接口的差異。我們在弱電智能建筑的施工方案設計中應該先審核機械設備端口的實際情況 , 綜合弱電智能工程師提出的弱電技術方式的要求 , 明確對這些要求的偏離和滿足情況,綜合配置機械、強電的管理方式。
2.3 弱電智能系統的監察管理方式
弱電智能建筑系統包括許多管理子系統 , 設備自我調控系統、安全保護系統、報警防護系統、綜合布線系統等,出于多門領域的交叉,即使源于多個系統設計的圖紙,但是集成商家必須由一家完成,有的甚至在設計管理子系統時集成的商家仍沒有選定。監察工程師不僅需要審查工程自身的流程圖,而且還應該察理監控點、配線間規格和管理布線的要求等,仍應注意核對弱電智能建筑系統關于其它領域引出的信息源、變速器和中繼器等是否在其它圖紙上都完備保存,誤差符合標準。另外,所需預留孔、預埋器件和線槽、布線的定位與設置和結構的專業的協調都不能忽略,并且應該考慮系統集成上建設一定的設備冗余。
弱電智能系統建筑工程中的線路預埋與強電工程有許多不同。1) 圖紙較多,許多圖紙在獨立系統室的實施上沒有許多困難,但是預埋樓層的子系統里外一起時很難分辨出各自所屬的系統。也很難找出與圖紙不符合的地方。2)線程路徑較多。弱電智能建筑之間為減少相互之間電磁干擾,弱電射線較多,獨自系統間與電氣間交叉普遍。使預留管道相互交叉之后接近板厚導致水泥失去相應的保護層,一些超過樓板導致水泥無法澆灌。因此,眾多情況下,監察工程師應該及時對弱電建筑的管道路線進行相應的調整。由于接近布線始端的地方,弱電線路的數量越多,配管的直徑越大,電線根數越多,造成混凝土呈現眾多孔隙。因此,弱電智能建筑工程中管線預埋上監察工程師應該花費更大的精力。
2.4 弱電智能系統對線纜與模塊的管理方式
弱電智能建筑系統對線纜標準的要求較高,種類也較多。依據現有的技術,對于少數通信線纜可以根據儀器進行標準化測試,但是,許多弱電智能建筑線纜通過現場的標準化測試難度很大,雖然正在按新的標準實施。因此,監察工程師驗收產品的說明書與質量保證書然后與之符合要求的檢測就很重要。另一方面,監察工程師應該檢查水平布線線程,按照標準要求不應該超過 90m,否則,弱電產生的信號質量就不能達到要求,這種條件下,必須要求其改換交換機或者用光纖實現連接。
在弱電智能建筑工程中,建筑控制器應該采用標準模塊化的結構,管理系統應該根據監控點的數量和服務類型來選擇模塊的類型。目前弱電系統使用的模塊有 :數字輸出與輸入模塊、模擬輸出與輸入模塊、高保安輸入模塊。監察工程師需要核對水暖、電梯、空調、電子集成等其它的元件,方便設備上的信號能夠正確地回復到系統控制中心,智能控制中心的程序指令能再次回送到控制點,經過執行一系列調節程序讓智能保持最佳的狀態。
3.結論
加強弱電智能系統化的管理方式,可以提高居民的生活質量,設計系統的過程中,一方面,應該充分考慮建筑適用對象的需要,根據不同的需求特點,側重不同的系統設計方案,另一方面,需要進一步加強對弱電系統的理論性研究,設計人員應該結合多種領域知識的交叉調試,避免系統漏洞,提高弱電信號質量與弱電工作效果,讓智能管理方式在結構上實現突破,盡可能的是智能管理系統滿足人們對智能化的追求。
參考文獻
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【關鍵詞】有線電視;住宅
前言:
有線電視工程是廣播電視行業的重要組成部分,隨著城鎮化進程的加快,住宅小區逐漸增多,住宅小區有線電視工程日益受到重視,如何改建有線電視工程,促進其符合規范標準至關重要。基于以上,本文簡要分析了規范住宅小區有線電視電視工程的措施。
一、住宅小區有線電視電視工程出現的共性問題分析
1、缺乏規劃。當前我國許多小區住宅有線電視電視工程設計沒有標準、統一的規劃,工程建設過程中往往缺乏可靠的標準,各部門之間的協同配合不足,許多有線電視傳輸建設和設計滯后。
2、管路設計不合理。近年來,雖然住宅小區建設有管道設計,但具體的電視工程施工圖紙不盡詳細,使得一些關鍵插件的設計缺乏管理,這就給后續的施工管理和運行維護帶來了許多困難。
3、分配網絡設計不合理。從住宅小區用戶分配網絡設計上來看,所有入戶的電纜顏色只有黑白兩種,且缺乏具體的編號,這就難以分辨各個用戶的纜線,從而不利于管理人員對電視工程分配網絡的管理。
4、電線設置不合理。對于一些城市的舊住宅小區來說,其線路大多從外墻進入用戶室內,電線長期暴露在外界環境中,這就會加速電線老化。此外,許多老舊住宅依然使用閉路系統,這就給線路維修帶來了難度。
5、管路設計不科學。許多住宅小區有線電視電視工程的管道設計不科學,電線、網絡以及電信等線路公用一個管道,而一些管道設置與煤氣管道、自來水管道交叉,不可避免的會受到腐蝕,從而增加了故障概率,給管路維修工作帶來了極大困難[1]。此外,相關監管部門對于住宅小區有線電視電視工程進線管路及路徑的監管不嚴格,缺乏統一的規范和執行標準,在施工的過程中,開發商與廣電部門和弱電部門的溝通不足,使得工程建設和管理設計出現不合理的問題。
二、規范住宅小區有線電視電視工程的措施探討
針對上文中提到的住宅小區有線電視電視工程出現的問題,應當加強工程管理,加強對EPON雙向網絡以及數字電視技術的應用,促進住宅小區有線電視電視工程的規范化,具體來說應當從以下幾個方面著手。
1、協同配合管理。首先,公司應當與城建部門聯系,將住宅小區有線電視電視工程納入到當地城鄉建設規劃中,開發商應當出資配套電視工程項目中有限電視的管道以及管井網絡,廣電部門應當提供專業化的箱體和線體,為電視工程建設奠定良好的物質基礎;第二,應當加強與開發商以及建筑設計單位的系統配合,三方共同下方住宅小區有線電視網絡管理和建設通告,制定電視工程相關的施工條例、施工標準,設計科學的施工圖紙,為住宅小區電視工程的設計和施工提供科學依據[2];第三,應當與建筑單位簽訂電視工程管路施工合同,明確雙方職責。
2、合理劃歸電視工程范疇。應當將住宅小區有線電視電視工程的設計和施工劃歸到弱電工程的范疇之內,在進行建筑設計的過程中可以參考弱電工程施工的相關資料。
3、合理設置支干線。采用中心分配結構進行住宅小區有線電視電視工程支干線的設置,對管路路由進行預埋,管路直徑以及管路預埋深度的設置應當符合標準,一般來說,管路直徑應當在80-100毫米之間,管路預埋深度應當在500毫米以上。需要注意的是,在進行支干線管路設置的過程中應當盡量避開自來水管道、煤氣管道以及電力線路,避免管理交叉帶來的負面影響。
4、規范路線,改造線路。當前許多住宅小區存在有線電視線路、電路不合理的問題,因此,應當對住宅小區不規范的有線電視電視工程線路進行科學的優化,對舊樓、舊住宅的電路要進行科學的改造,同時應當加強住宅小區有線電視電視工程檔案和用戶檔案的規范化管理[3]。電視工程檔案管理往往容易被忽視,這就會給電視工程的后續運維工作帶來了諸多不便,因此應當建立完善、規范、標準的電視工程管理制度,通過制度來促進未來有線電視雙向業務的發展。
5、合理設計線路。一般來說,標準的住宅小區用戶會將有線電視電視工程線路設計在房屋外墻立面,在內豎向設置一根管子來容納所有住宅用戶的光纜電線。相較于其他設置方式而言,這種方式更為合理,便于后期的維護和管理。結論:綜上所述,本文簡要分析了住宅小區有線電視電視工程不規范的問題,并提出了具體的解決措施,為住宅小區有線電視電視工程的建設實踐提供參考。
參考文獻
[1]高吉祥.城市住宅小區有線電視工程問題分析和設計要點[J].黑龍江科技信息,2015,05:48.
[2]李愛民,康明穎.新建住宅小區樓房有線電視安裝工程規范[J].電子世界,2014,No.44608:252-253.
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論文關鍵詞:電氣工程技術;電氣學科;發展史
一、電氣工程技術的發展史
電氣工程(Electrical Engineering)是現代科技領域核心學科之一,傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇,如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平,因此,電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。
1.電磁學理論的建立及通訊技術的發展
大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識,天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察,然而,人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國,1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器,1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等,這是人類對電的早期實驗,之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。
(1)庫侖定律。1785年法國物理學家庫侖通過扭秤測量靜電力和磁力總結出:兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比,與它們所帶電荷量的乘積成正比,這就是著名的庫侖定律。這一發現的歷史意義在于它標志著人類對電磁現象的研究從定性階段進入了定量階段。
(2)“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經過反復實驗發現把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產生電流,一年后伏特發明了世界上第一個電池,自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電,開辟了電學研究的新領域。
(3)奧斯特發現電流的磁效應和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發現通電鉑絲周圍的小磁針發生輕微晃動,之后他經過反復實驗證實了這一發現。其后安培進行了更深入的研究,提出了右手定則,發現了電流方向與磁針轉動方向之間的關系。安培還通過實驗發現了兩個通電導體和兩個通電線圈之間相互作用的規律,從而奠定了電動力學的基礎。
(4)法拉第發現電磁感應。英國科學家法拉第是第一個成功完成磁生電實驗的人,并歸納出產生感應電流的五種情況:一是變化著的電流;二是變化著的磁場;三是運動的穩定電流;四是運動的磁場;五是在磁場中運動的電線。法拉第把這一現象叫做“電磁感應”。電磁感應的發現使生產電成為可能,至今,發電機、電動機、變壓器都是運用電磁感應原理工作的。
(5)麥克斯韋建立電磁場理論。英國數學家、物理學家麥克斯韋總結了前人的一系列成果,用數學方程式表示電磁場,建立了完整的電磁理論體系,揭示了光、電、磁本質上的統一,并預言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經典著作《電磁學通論》是里程碑式的自然科學理論巨著。
任何科學發明與發現都是許許多多的科學家不懈努力的成果,德國物理學家歐姆、高斯、赫茲,美國物理學家亨利,俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻,本文不在一一類舉。
電磁理論的建立為無線電通信揭示的發展奠定了基礎,19世紀通信技術取得了突破性成果,先后發明了有線電報、有線電話和無線通信。
2.電工技術的初期發展
人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命,對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉,以瓦特發明的蒸汽機為標志,以機械化為特征,中心在英國;第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉,以工業生產電氣化為主要標志,其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”,其中心在美國和德國;第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初,以社會生產、生活信息化為特點,又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。
(1)直流發電機的誕生。1831年英國企業家研制出了史上第一臺發電機——蒸汽動力永磁發電機;1832年法國科學家匹克斯發明了世界上第一臺直流發動機;1866年西門子發明了自激式勵磁直流發電機;1870年格拉姆發明了實用自激直流發電機,結構可靠,電流穩定,輸出功率大,被各國廣泛采用作為照明燈電源。
(2)遠距離輸電和電力工業技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發電廠。愛迪生不僅發明了燈泡,他還在1882年建立了美國第一家直流發電廠,裝有6臺直流發電機,通過電纜輸送照明用電,不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站,形成了電力工業體系的雛形。
(3)交流發電機電荷電動機的誕生。1876~1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗了單相交流輸電技術。1885年,英國工程師菲爾安基設計的第一座交流單相發電站建成。同年,美國人威斯汀豪率領的團隊完成了交流發電、供電系統,并創建了交流配電網。1883年,美籍電氣工程師特斯拉發明了世界上第一臺感應電動機,5年后他又發明了兩相異步電動機和交流電傳輸系統。1888年,俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發明了三相交流制。1891年,德國安裝了世界上第一臺三相交流發電機,并建成了第一條三相交流輸電線路。自此,三相異步電動機得到了廣泛應用,電能逐步取代了蒸汽成為動力源,電力工業得到了迅速發展。
3.電工理論的建立
(1)電路理論的建立。關于電路的早期研究有:1778年伏特提出了電容的概念,給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU;1826年歐姆發表了歐姆定律;1831年法拉第提出了電磁感應定律;1832年亨利提出了磁通量計算公式。
1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律:電流定律(任意時刻電路中任何一個節點的各條支路電流的代數和為零);電壓定律(任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數和為零)。這兩個定律發展了歐姆定律,奠定了電路系統分析的基礎。
1853年英國物理學家湯姆遜推導出了電路震蕩方程,并得出了萊頓瓶發電過程中電流在反復震蕩且不斷衰減的結論,并計算出震蕩頻率與R、L、C參數之間的關系,奠定了動態電路分析的基礎。1855年,湯姆遜還建立了長距離電纜的等效電路模型。
1893年美籍電氣學家施泰因梅茨提出了計算交流電路的方法——“相量法”,其實用、易懂,至今在分析正弦交流電路時依然沿用此法。
其間,赫爾姆霍茲提出的等效發電機原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態過程運算法、傅立葉用數學方法建立的熱傳導定律等等都對電工理論的豐富和完善起到了重要作用。
(2)電網絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網絡理論的發展。1924年,福斯特給出了電感和電容二端網絡的電抗定理,建立了由給定頻率特性設計電路的電網絡理論。
1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法。1953年梅森創建了采用信號流圖分析復雜回饋系統的方法,并被廣泛應用。20世界50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路,從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下,器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現使電網絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。
4.新技術革命對電氣工程技術的推動
20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命,以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統論和控制論,這三大理論的創立為通信工程技術和現代科學技術的研究提供了全新的科學方法。
(1)計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來,經過幾十年的發展,計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化,人類社會從此走進了信息時代。1952年出世的第一代計算機使用的是真空電子管,不僅體積巨大,而且耗電量驚人。1959年~1963年生產的第二代計算機用晶體管替代了真空電子管,大大提高了運算速度,減少了耗電量,減小了體積,運用在了軍事和科研領域。1964年~1970年生產的第三代計算機用集成電路替代了晶體管,不僅極大地提高了運算速度而且降低了成本,計算機開始進入到了普及階段。1971年至今生產的第四代計算機使用了超大規模集成電路,實現了計算機網絡化,計算機普及到了個人。計算機的升級換代推動了控制技術的發展,形成了計算機管理生產系統,提高了生產效率和產品質量。
(2)電子信息技術的發展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發展,人類社會生活也由此發生了巨大變革,人類從此進入信息時代。
1920年人們發現電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發現了雷達并廣泛應用于軍事和民用通信領域。1964年美國發射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛星,突破了大氣層對無線電波的屏蔽,實現了宇宙范圍的無線電通信。20世紀70年代計算機網絡系統的建立使人們開始通過互聯網獲取信息。20世紀80年代以后尋呼機和移動電話逐步得到廣泛使用,現今信息服務業已成為世界上發展最快的新興行業之一。
電氣工程技術發展史再次印證了這樣兩個真理:一是任何理論的創立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現,特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產力的跨越式發展和人類社會的巨大進步,科技是第一生產力,創新是社會發展的推動力。
二、電氣學科的形成與發展
按我國高等教育學科劃分,電氣信息學科類屬工學門類(門類編號08),其下設五個一級學科:電氣工程(一級學科編號0808)、電子科學與技術(0809)、信息與通信工程(0810)、控制科學與工程(0811)和計算機科學與技術(0812)。這五個學科有著相同的學科基礎,都是研究電磁現象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合,電能的突出優點在于:它既是易于傳輸的工業動力,又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業派生出來的弱電學科,在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。
我國電氣工程一級學科下設五個二級學科:電機與電器(二級學科編號080801)、電力系統及其自動化(080802)、高電壓與絕緣技術(080803)、電力電子與電力傳動(080804)、電工理論與新技術(080805),電氣工程包含的專業基礎理論有電路原理、模擬電子、數字電子、微機原理與接口技術、單片機原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業理論有電力系統及其暫態分析、電力電子、電機學、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業供電、電力市場等。
19世紀末歐美大學先后設立了電氣工程(Electrical Engineering)專業,100多年來,其名稱雖然沒變,但內涵已隨著科技的飛速發展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業是以電力工程為主,現在電子技術和計算機已成為該專業的核心,美國一些著名高校甚至已不開設電力工程研究方向。有些大學把計算機技術從電氣工程系分離了出去,單獨成立了計算機科學系。
我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門,即我國最早的無線電專業,如今的電子信息及計算機專業群都是由此發展演化而來的。1932年,清華大學設置了電機系。建國后,我國建立了一大批以工科為主的多科性大學,其中大多設立了電機工程系。1977年以后,大部分高校的“電機工程系”陸續更名為“電氣工程系”,近幾年來,部分高校又把“電氣工程系”發展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同,但內涵有很大區別,我國大學一般都是強弱電分開,即電氣類與電信類分設在不同的學院。
100多年以來,電氣工程學科已發展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科,形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。
國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢:
(1)在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今,信息技術以指數速度進步,它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用,還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持,對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學(如耶魯大學、麻省理工學院等)大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院,以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。
(2)與其他學科不斷交叉融合,拓展了研究領域,大量的研究都是在跨學科領域開展的。
(3)與企業聯系密切,科技成果轉換能力強,引領產業技術更新。
三、電氣技術的發展趨勢
與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業,電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。
1.可再生能源技術
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀,光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源——氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源,氫能有其他能源無與倫比的優勢:
(1)清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫,對環境沒有污染。
(2)儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。
(3)熱值高。單位重量的發熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源,但目前還處在實驗室階段,距工業應用還有一段距離。
2.輸電信技術
超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。
(1)超導儲能系統。將電能轉換為電磁能,利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統,其使用將提高電網的安全性。
(2)超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性,快速限制電力系統故障短路電流,保障電網安全。
(3)超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗,提高能源效率。
靈活交流輸電技術(FACTS)。用大功率電子器實現對電力系統電壓、參數、功率、相位角等的實時調節控制,以實現電力系統的安全穩定性和輸電過程中的能耗。