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1、同济大学工程机电课程论文工程机电在生活中的应用目录摘要31.引言42.暖气系统在生活中的应用52.1 暖气的定义52.2 工作原理52.3 系统组成62.4 种类62.5 供热系统62.6 比较：暖气和地暖72.7 常见暖气故障和排除方法73.空调在生活中的应用83.1 空调的定义83.2 空调的起源83.3 空调种类和分类93.4 空调的组成113.5 工作原理123.6 保养维护144.照明在生活中的应用164.1 照明的定义164.2 历史介绍164.3 照明术语194.4 适用场合205.结语216.参考文献22摘要建筑工程机电是建筑工程中的重要组成部分，主要包括供排水系统、供电系统、
2、空调通风系统、弱电系统、消防系统、智能系统等六个方面。机电工程质量直接影响着建筑工程的整体质量，包含运行效果，节能与否以及建筑物真正投入使用中时是否实用。没有建筑设备的建筑神韵虽存，却无活力，充其量只是一块供人们鉴赏把玩的古化石。工程机电与我们的生活息息相关，随处都能看到它们的应用。这其中又以暖气系统、空调系统和照明系统等为不可缺少之环节。冬天来临，广泛应用于我国北方地区的暖气设备给人们提供温暖，抵御彻骨的寒冬；空调设备为广大人民群众提供了调节酷暑和寒冬的冷气和暖气；照明系统更为重要，保证了光明，为生产生活提供了便利。本文将着重分析暖气系统、空调系统和照明系统三个方面，介绍三者在我们生活中的运
3、用。关键词：工程机电、暖气系统、空调系统、照明系统1.引言现代建筑是个多学科的综合体，而集中了建筑给水排水、热水供应、消防给水、建筑供暖、建筑通风、空气调节、建筑防火排烟、燃气供应、建筑供配电、建筑照明、建筑弱电及智能化过程控制等多学科的工程机电在现代建筑中占有举足轻重的地位。科技进步使建筑设备不断推陈出新，涌现出许多集新技术、新工艺、新材料于一身的时尚而睿智的现代建筑设备。这些先进的现代建筑设备不仅使人耳目一新，还将促进建筑业跨过一个新的里程碑。学习和掌握工程机电的基本知识和技术，了解建筑设备的功能和用途，学会建筑设备的系统布局，对土木工程学科的学习具有重要的指导意义。一个优秀的结构工程师，
4、不仅要善于应用力学原理进行结构设计，还应掌握建筑设备原理、系统布局及其规范、规定，与设备工程师密切协作，考虑到结构的适用性。对于不从事相关行业的人民群众来说，工程机电与他们关系极为密切，关乎能否真正享受到结构物给生产和生活带来的便利。考虑到人民群众日益增长的对于居住工作环境的新要求，机电工程也在不断地发展。暖气系统、空调系统和照明系统作为工程机电的重要组成部分，其本身是不可缺少的，发展方向在短期上也不会把他们完全替换掉。因此，对于他们的了解，对于我们学习工程机电，是十分必要的。2.暖气系统在生活中的应用122.1 暖气的定义暖气，又称为暖气片、散热器、采暖散热器等，是采暖系统的散热终端，主要材
5、质有铸铁、钢制、铝质、铜铝复合等，和热水（蒸汽）锅炉、采暖管道、阀门、计量仪表等一起组成建筑物（或单个家庭）的供暖系统。暖气通过热源加热热媒再加热空气形成热交换后增加环境温度的产品。锅炉烧出的热水或蒸汽通过管道进入建筑物内的散热器(俗称暖气片)中,散热后增高室温。管道中的热水或蒸汽就叫暖气。 暖气在狭义上是指一种集中供暖设施。它由管道（即暖气管）将锅炉产生的蒸汽或热水输送到房间或车体内的散热器（即暖气片），散出热量，使室温增高，然后流回锅炉重新加热、循环。有规则规定供暖用水必须使用干净水以利于人民健康。供暖必须使用干净水以利于环境。供暖必须使用干净水以利于供暖企业形象。不过，有时也将“暖气片”
6、称作“暖气”。中国秦岭-淮河以北的城市（陕西北部、河南北部、山东、河北、北京、天津、山西、甘肃、青海、宁夏、内蒙、新疆大部、黑龙江、吉林、辽宁等），都建有全城规模的暖气管道网络，由政府或政府指定的公司运营，在冬季提供集中供暖服务，服务水平、收费标准和供暖起止日期，在各地各有不同。而对于秦岭-淮河以南的城市，一般没有全城规模的暖气网络，但存在较小规模（如一个住宅小区内、一个校园内、一个厂区内）的暖气网络。集中供暖的好处较为明显，供暖效果好，资源利用率高，平均成本较低。缺点主要有：住户没有选择权，也无法调节温度高低；高层住户的供暖效果相对较差，收费却相同；部分住户欠费，但暖气却照常使用，有欠公平之
7、嫌。暖气在广义上是指利用其它原理取暖的现代化设备，统称为暖气设备。如空调吹热风时可称为暖气（相对于冷气）；交通工具如火车、地铁、公交车、飞机上的供暖设备，通常为空调或加热器。采用暖气片外观的家用取暖设备，如电暖气片（电暖器的一种）。下列暖气设备，通常写作暖器：非暖气片外观（如风扇状、暖炉状等）的其他家用取暖设备，根据使用能源一般称作电暖器、天然气暖器等。 下列取暖设施，一般不称作暖气设备；使用明火的开放式取暖设施，如壁炉、煤炉、炭火盆等；中国东北农村地区常见的炕；电热毯、暖水袋等局部用取暖物品；地暖等整体取暖设备，等等。以下如不作特殊说明，讨论的都是狭义的暖气。2.2 工作原理暖气分为水暖和气
8、暖，通常我们所说的暖气片指的是水暖，就是利用壁挂炉或者锅炉加热循环水，再通过管材链接到暖气片，最终通过暖气片将适宜的温度输出，形成室内温差，最后进行热循环使整个室内温度均匀上升。而气暖则是加热空气，冷空气一进来就被暖气片加热成热空气，热空气上升与屋子的冷空气形成对流，冷空气又循环到暖气附近被加热成热空气，热空气在屋里循环，房间就暖和了。2.3 系统组成系统由热源、末端设备、控制系统和管路系统等组成。热源：即系统主机，壁挂式锅炉、落地式锅炉，采暖和热水双功能 ;末端：设备即散热媒介，如暖气片、地暖盘管、风机盘管；控制：包括主机控制系统和末端控制系统；系统管路：是热媒输送，连接主机和末端设备，其管
9、路系统的优化设计是暖气系统正常、良好运行的重要保障。2.4 种类从材质来说，散热器主要分为铸铁、钢制、铝质、铜铝复合等。铝制和铜铝复合散热器市场保有量较小，属于补充型产品。铸铁散热器大家都比较熟悉，在过去的中国北方家庭早已深入人心，但传统的铸铁散热器由于外观粗陋，不易清洁、能耗高等缺点已经慢慢被市场淘汰，取而代之的主要是新型钢制柱形散热器所取代。2.5 供热系统平衡阀：平衡阀是采暖系统中必不可少的一个元件，它可以优化并保持采暖系统的水力平衡，使采暖系统按设计工况运行。根据需要有多种平衡阀可供选择。散热器温控阀：温控器只有当调节阀前后的压差不大于1bar时才能正常工作。采用温控阀的优点：解决水力
10、平衡问题。温控阀在高层的双管系统中是必不可少的一个元件，能解决管网的水力平衡问题；提高热舒适度。温控阀可以根据用户不同的要求设定室温。它的感温部分不断地感受室温并按照当前热需求随时自动调节热量的供给，这样可以防止过热，达到最高的舒适度；便于实现热计量；节能。通过温控阀可以调节房屋散热量，节约能源，降低运行成本。除氧器：闭式采暖系统中也会经常出现漏水，不断增补新鲜水带入的氧气引起腐蚀，建议系统中加一除氧器，如电解除氧器或海绵铁除氧器。需提醒的是，假如除氧器安装在补水系统上，千万不能选用不封闭或部分封闭的水箱来存除过氧的水(事实上这类错误常常发生)，否则等于没除氧。另外建议，在补水管道上安装水表，
11、以监督系统的补水量。系统内加防腐药：为了防止采暖系统由于渗入氧气而产生腐蚀，也可以在系统中加药。必须注意的是系统中药的浓度须长期得到保证。新建的采暖系统最好采用其他的防腐措施。2.6 比较：暖气和地暖 地暖即地板采暖，全称为低温地板辐射采暖，是通过埋设在地板下的加热管把地板加热（地板表面温度一般在25-30度之间），由地板向房间辐射热量从而达到采暖的目的，它分为热水型低温地板辐射采暖（水地暖）和电热型低温地板辐射采暖（电地暖）两种。与散热器采暖相比，地板采暖有以下优势：房间温度分布相对均匀，房间温差小；室内温度是由下而上逐渐降低，感觉舒适；辐射面大、节省空间等。由于地板表面温度有极限值（最高值
12、，一般是29度至35度），否则有害健康，损坏复合地板，这就限制地板采暖的散热量，所以不适合热负荷大的地区（寒冷地区或保温不好的建筑），或者增加散热器或墙采暖补充。但在我国很多高寒地区（如内蒙和东北三省），尽管不适合用地暖，但还是有很多城市的开发商通过简单的提高水温、提高地板温度以满足热量需求，有的甚至会达到烫脚的地步。这样的地板采暖，不仅不会舒适，还会带来如下很多问题，比如说：健康问题：长期居住的居民会产生如脚肿、静脉曲张等疾病；地板问题：容易造成地板变形、开裂等，大幅缩短地板寿命；浮尘严重：可达1.2m左右（床的高度）, 影响居民健康；浪费严重：如果建筑物没有保温或保温不好，热损失综合损失可
13、达60%。地板采暖是最近几年才开始在我国被大面积采用的，所以其在我国还是新生事物，问题和特点还不为一般老百姓所熟知，在选择和使用过程中有很多问题需要注意，否则不仅达不到舒适采暖的目的，还会带来很多问题。2.7 常见暖气故障和排除方法 局部不热：主要集中在下进下出的安装方式上，原因为散热器内部有气体不能排出。 解决方式为将排起阀开启，将散热器内部气体排出。或检查系统是否压差过小或流量过低。暖气整体不热：下进下出的安装方式，检查散热器安装时是否将导流阀上下位置安装颠倒；上进下出的安装方式，检查散热器安装时是否未将流阀开启。或者是系统否存在问题。暖气有水声：主要集中在上进下出的安装方式上，原因为散热
14、器内部有气体不能排出。 解决方式为将散热器供水阀门关闭，将排起阀开启，将散热器内部气体排出，关闭排气阀，将供水阀门开启即可。如不能排除应检查系统是否流量过低或系统循环水含气量过大。暖气震动：检查散热器挂件是否松动，如挂件未松动应检查系统上是否存在震源导致散热器共振。3.空调系统在生活中的应用3.1 空调的定义空调，即空气调节器（air conditioner），又称冷气。是指用人工手段，对建筑或是构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程。一般包括冷源或热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备。主要包括水泵、风机和管路系统。末端装置则负责利用输配来
15、的冷热量，具体处理空气，使目标环境的空气参数达到要求。3.2 空调的起源 公元前1000年左右，波斯人已发明一种古式的空气调节系统，利用装置于屋顶的风杆，以外面的自然风穿过凉水并吹入室内，令室内的人感到凉快。19世纪，英国科学家及发明家麦可法拉第（Michael Faraday），发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻，此现象出现液化氨气蒸发时，当时其意念仍留于理论化。1842年，佛罗里达州医生约翰哥里（John Gorrie）以压所落成的新大楼设有中央空调。一名新泽西州Hoboken的工程师Alfred Wolff协助设计此崭新的空气调节系统，并把技术由纺织厂迁移至商业大厦，他被认为是令工作环境变得凉快的先驱之一。1902年后期，首个现代化，电力推动的空气调节系统由威利斯开利（1876年-1950年）发明。其设计与Wolff的设计分别在于并非只控制气温，亦控制空气的湿度以提高纽约布克林一间印刷厂的制作过程质素。此技术提供了低热度及湿度的环境，令纸张面积及油墨的排列更准确。其后，开利的技术开始用于在工作间以提升生产效率，开利工程公司亦在1915年成立以应付激增的需求。在逐渐发展下，空气调节开始用于提升在家居及汽车的舒适度。住宅空调系统的销量到1950年代才真正起飞
