西方建筑论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇西方建筑论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

二、中西方建筑雕塑表现形式之比较

(一)建筑雕塑的载体和部位

西方建筑普遍是砖石结构，石材是其建造建筑物的主要材质。因石材具有稳定性佳、耐腐蚀风化及抗灾害性良好的特性，因此西方至今仍留存于世的古代伟大建筑较多。建筑雕塑依附于石材之上，以石雕为主。早期希腊建筑以柱子作为建筑的承重构件，在这些柱子的柱头或柱身的下半部往往会有雕刻纹样存在，有的甚至整根柱子就是一尊完整的人物雕塑。建筑山墙的尖端会有纯装饰性的雕塑出现，山花及檐部都有大量雕刻。罗马时期柱子沦为装饰，不再作为建筑的结构构件使用。中世纪的欧洲，主要建筑成就集中在教堂的建设上。12世纪以后，西欧的城市教堂以哥特式为代表，更强调世俗美和感性美，教堂的内部由垂直支柱构成框架结构，冷峻精瘦，支柱之间是大面积的窗子，这种内部结构形式使得其内部几乎没有墙壁，雕刻之类的建筑装饰没有了依附。但教堂的外部却布满装饰，比如教堂的大门四周，主体建筑的外立面。巴黎圣母院的西立面上就雕刻着彩色雕像，龛、小尖塔、华盖上往往也会布满雕刻，使建筑的天际线拥有跳跃的层次性，增强了教堂的庄严、静穆之感。西方建筑雕塑的巅峰是巴洛克建筑，巴洛克建筑是一种炫富情绪的释放，它打破传统建筑的设计思维，更注重标新立异，故而装饰布满建筑内外，大量使用雕刻和壁画，华丽璀璨。许多天顶画和壁画采用浮雕技法，使雕塑、绘画与建筑浑然一体。中国古代建筑多以木构架为主，墙体多为土质烧制，这与中国古代的阴阳理论有关。古代风水理论认为“，木”属阳性，宜于活人住所建筑，而石材乃无生命之物，一般用于陵墓等阴宅的修建。古代建筑雕塑以木雕为主，同时还有彩绘、漆饰等。西周时期出现了板瓦和筒瓦，东周时已有附有雕刻纹样的瓦当出现。我国古代建筑的屋顶形式多样，两屋面相交而成屋脊,两条脊或三条脊相交必然产生一个集中的结点，对这个结点往往进行美化处理，雕刻成动植物或几何样式，称之为宝顶或吻兽[3]。整个木构架体系的划分细致，分为梁、柱、枋、檩、椽等，这些构件几乎都是肉眼可以看到，暴露在外的，因此也是进行装饰的首选之处。往往根据部位和形态的不同加工成动物造型、植物造型等不同形象。古代建筑的门窗也是进行雕刻的主要部位：大门上有成排的门钉，中央会有一对兽首口衔门环；窗子上多用纸糊的，窗格较为密集，这密集的窗格上大都布满雕刻纹样。古代建筑往往有高高的基座，台基上建有围栏，围栏通常雕刻纹饰；望柱的柱头和望柱下的排水口多被雕刻成动物形象，使整个基座高台看起来庄严富丽。

篇2

一

建构主义研究目前日趋庞杂，其特点表现在以下三方面。

1.建构主义研究来源于众多思想和方法的影响。就建构主义研究的兴起而言，它实际上是后现代主义社会理论、知识社会学和哲学思潮汇流的结果。后现代主义的产生体现了人类对启蒙运动以来的现代化工程（包括科学技术工程）的负面效应，如环境污染、文化侵略等的深刻反省和反思。基于这种反思，后现代主义社会理论的主要代表人物利奥塔、福柯、波德里拉、保曼、哈维等人认为西方主要工业化国家已进入后现代社会时期，在后现代社会，知识成为社会斗争的焦点，科学成为政治的工具，其客观性和权威性将会受到怀疑；在社会科学研究方面，他们提倡对社会进行微观研究、多元化理论视角、话语分析和本土方法考察。知识社会学有着悠久的历史，可以追溯到培根、康德、马克思、曼海姆等人那里。知识社会学关心的主题是揭示特定的知识和信念实体怎样受到社会和文化背景的影响。只不过，知识社会学长期以来将信念分成数学和自然科学与包括诸如、道德哲学体系等在内的所有社会科学，认为前者是质朴的，不为任何利益考虑所玷污，而社会科学等学问则是意识形态的、受主观思想和利益影响的，因而常常将数学和自然科学置于知识学的考察之外。既然在后现代主义那里科学的客观性已受到怀疑，而传统知识社会学又置科学技术知识于不顾，那么，建构主义来考察科学和技术的社会建构也就成为理所当然了。

当然，建构主义研究也从哲学中的反实证主义流派、新及现象学、人种学的研究方法获得了启示。具体说来这些观点是：（1）科学理论的证据非决定性，即在原则上总有几个可供选择利用的理论与有关的证据一致；（2）观察渗透着理论，即理论的附属成份包含着各种形式的测量理论，有关的观察结果是由用来检验的理论范式决定的，观察在某一理论中得出，在与之竞争的和继承的范式中其含义不同。更为具体地说，约定主义的哲学本体论和相对主义认识论肯定是直接促进了建构主义的研究。特别是库恩、汉森、奎因、迪昂以及更早一些的波兰细菌学家、科学史学家和科学哲学家弗雷克的研究和探索表明，科学事实、科学评价标准和科学理论范式都是相对的，不可通约的或非中性的，这样用单纯的理性逻辑就不足以说明科学认知的真实情况。于是，从库恩等人思想中获得灵感的建构主义学者们，大胆地对默顿科学社会学、传统知识社会学等进行了批判和挖掘。其涉及问题范围之广，观点、命题之深，声势之大，以致许多人认为科学社会学已进入“后库恩时代”。后来，出于对技术决定论（强调技术发展是自主的，它影响着社会变迁，但不受社会影响）的不满，技术社会学也被卷入到了建构主义研究中。

2.建构主义学者在地理分布上较为广泛。建构主义作为一个思想流派，由于其主要观点、方法来源不同，很难像科学学（代表人物是英国的贝尔纳）、传统科学社会学（代表人物是默顿）追塑到某个国或某个代表人物，其成员分散在欧美不同国家。在英国，主要是爱丁堡学派，其成员是埃奇、布鲁尔、巴恩斯、夏平、柯林斯等人，他们从批判传统知识社会学，特别是曼海姆思想出发，并从库恩思想得到启发，对科学知识的实质进行研究。在法国，拉图尔、卡隆等人接受加芬克尔、福柯的本土方法对科学实验室进行人类学的考察。在美国，谢廷娜（一位建构主义女学者）、陈诚、瑞斯蒂等也进行着与拉图尔类似的工作。另外，英国的马尔凯、伍尔加，美国的平齐、休斯，荷兰的比克，德国的魏因加特等大批学者都在从事不同的建构主义研究。当然，建构主义既然以一个思想学派出现，也存在诸多合作和交流，如拉图尔与伍尔加合作考察科学家之间的交流，共同发表《实验室生活》一书，谢廷娜和马尔凯一起主编《观察到的科学》一书等等。

3.建构主义研究方法多样化。尽管建构主义是建立在知识是社会地建构成的这一总观点之上的，但其方法却是经验的。这样，建构主义研究方法便呈现出多样化的特点。建构主义对科学的社会分析，主要采取的方法是：实验室研究，由拉图尔、伍尔加发起，像人类学家考察原始部落一样。保持一种不介入的客观观察立场，根据观察日记进行研究；争论研究，即柯林斯的相对主义经验纲领，从微观角度分析科学知识如何达成一致；话语分析（或称修辞学方法），由马尔凯等人发展而来，把科学活动参与者的“日常话语”作为主题，分析科学解释是如何随社会背景的变化而变化。在对技术的社会研究中，建构主义采取的方法主要是：社会建构方法，这是平齐和比克把相对主义经验纲领引入技术社会学的方法，研究技术人工制品如何在社会、文化方面得到解释；系统方法，休斯在技术史研究中使用的方法，把技术看作一个系统（如电力系统），进行经济、政治、社会的分析；操作子网络方法，它与拉图尔、卡隆、劳等人的研究工作相关，他们把技术、经济、社会、政治和文化看作整体的“异质操作子”网络，分析技术在其中的作用。另外，爱丁堡学派早期的科学知识社会学的强纲领以及随后的弱纲领也都是建构主义者曾采用的方法。

正是建构主义这种经验研究方法的多样化特点，导致了其研究成果缺乏统一的理论凝聚。目前建构主义的各种观点和学术成果，散见于有关学者的案例考察和各种论文集里。拉图尔和伍尔加的《实验室生活》是对索尔克研究所格列明实验室考察的结果，拉图尔的《行动中的科学》也不过是对这种考察的进一步概括，至于前面提到的《观察到的科学》以及平齐和比克主编的《技术系统和社会建构》等则均为集纳诸多建构主义学者及相关学者经验研究成果的论文集。因此，建构主义的学术观点具有相当的分散性。

二

建构主义研究就其建构对象而言也呈现出某种复杂性。在建构主义的视野中，似乎借助行为者的互动而形成的制度（包括知识、方法、学科、习俗和规则），科学家基于数据和观察构造的理论和叙述，实验室中由于物质参与而产生的人工制品，思想和表象的客体都是建构成的。但是，从这种复杂性中仍可窥见出建构主义存在着强与弱的分野。

1.弱建构主义。弱建构主义强调的是知识产生的社会背景或社会原因，主要着重于宏观社会学的把握，但并不否认其客观性或逻辑性的原因。

这类建构主义观点最早见于贝格尔和鲁克曼的知识社会学论述中。在1996年出版的《现实的社会建构》一书中，他们提出现实是社会地建构成的，知识社会学关心的主题是社会建构过程。这里的现实是指主观现实（即人们关于世界的信念），而不是客观现实。所谓现实的社会建构就是这种主观现实作为人工的产物虽然独立于我们的意志，但都是在社会情景中发展、传输和保持的。[1]就是说，要建构其中某种主观现实X仅需知道以下事情即可：（1）X的知识，这种知识即便在X不存在时，也能产生某种行为能力；（2）X的合理性常识；（3）传播X知识的手段。只要具备这些条件，X的知识便可在社会共同体“固定”或普遍存在下来。在贝格尔和鲁克曼的建构意义上，社会中有许多东西如习俗、规则、方法甚至情感、性角色、权力、科学等等都可看作是社会建构的。

当爱丁堡学派冲破传统知识社会学对自然科学与社会科学的明显区分后，巴恩斯、布鲁尔、柯林斯等采取了与贝格尔和鲁克曼相类似的方法来考察自然科学知识，即用社会背景来解释科学知识内容。巴恩斯在论及库恩对科学知识结果解释的批评时说：“他所描述的科学中基本理论的变迁，不再是对增长的关于实在知识的简单响应，而是用关于推理的评价的背景负荷才能表达的。”[2]也即是说，既然自然科学并非以纯结果的方式变化，那么考察自然科学知识的产生及其维持便一定要求助于社会背景。巴恩斯引进了“利益”概念，布鲁尔认为除了一些社会原则外，还包括精神的、人类学的、生物学的、认知的和感觉经验等因素。柯林斯更提出了一个“非科学”的标准清单：“基于从前合作对合作者实验能力和忠诚的信任、实验者的个性和智力、管理大实验室的声誉、科学家是否在工业界或学术界工作过、过去的失败经历、内部资料、科学成果的风格和表现、实验心理方法、民族性”等等。[3]

尽管爱丁堡学派的工作是建构主义的，但并没有使用“社会建构”这一比喻。首先使用“社会建构”一词进行建构主义科学知识社会学研究的是孟德尔逊和达勒。他们的论文被收集在1977年由孟德尔逊、魏因加特和怀特利主编的《科学社会学年鉴》第一卷，取名为“科学知识的社会生产”。孟德尔逊和达勒认为，现代科学的建制、认知和知识主张并不能通过科学史论得到适当的说明，它们作为人工的产物必有其社会因果关系，因而是社会建构成的。

孟德尔逊等用“社会建构”批评科学史论的不适当性在今天看来虽然已无必要，但却激起了对科学话语、文本的建构主义研究。以往的科学史论者的研究，通常都以科学家的论著或谈话录、回忆录为依据的。而马尔凯则认为科学家的话语实际上变化很大，其内容和真实性在很大程度上取决于谈论者面对面的互动，因而通过分析、比较科学家就某项研究正式发表的论文与直接访问科学家关于该研究的谈话记录，可以真实地说明科学家工作的实际情形，了解科学建构的社会特性。马尔凯和吉尔伯特通过对一个生物化学小组的34名有建树的研究者的访问，把科学家话语分成经验性的和偶然性的两种情况。结果发现，科学家在解释正确信念时，通常依据的是经验性话语，而在说明错误信念时，通常依据的是偶然性话语，即把科学家犯错误的原因归于各种个人的和社会的偶然因素。[4]

迈耶斯在《写作生物学：科学知识社会建构的文本》一书中试图表明，社会的考虑（主要是考虑读者的鉴赏和兴趣）怎样“构成”科学主张、讨论和论文或专著的写作。他说：“在很大程度上，我的研究基点是假定科学是在论文或见解修改和争论反语重释的声言和协商的社会过程中建构的。对于这一基点，读者将会感到惊异。”[5]这里，迈耶斯似乎指明，科学文本的社会建构是说它在公开发表之前就经过讨论、协商、改变和削弱等，科学文本不仅源于客体素材，而且也经历了科学家和评论者的审视。

可以看到，弱建构主义在探讨科学知识的社会原因时，往往给科学的客观性、理性和逻辑因素留有适当的余地。布鲁尔的强纲领中的公平性、对称性原则实际上要求对科学的真理和谬误、真实信念和错误信念、理性和非理性、成功和失败都做出说明，马尔凯在归纳经验性话语时则说明了实验数据是在逻辑和时间优先情况下给出的。另外，爱丁堡学派并没有回答在什么时机，让社会背景因素怎样进入知识客体中。这就是有些强建构主义学者为什么并不把弱建构主义纳入建构主义研究的原因。

.强建构主义。强建构主义是在微观层次上对科学知识所做的经验研究，认为科学知识或技术人工制品能够显示出其建构完全是社会性的。这类学者主要是谢廷娜、拉图尔、伍尔加、平齐、比克等人。

谢廷娜将其工作贴上“建构主义”的标签，而非“社会建构主义”。其原因是她想避免将其研究同“社会背景”之类的东西联系在一起，以示同爱丁堡学派的工作相区别。谢廷娜认为微观科学知识社会学研究有两个方面，其一是科学争论研究，说明知识的一致性是如何达成的；其二是选择科学工作的真实地点如实验室作为研究对象，说明科学知识是怎样建构的。她研究的是后一方面，称其研究成果为建构主义纲领。她归纳了科学建构的社会特征，即科学研究工作并不指向“现实”，而是指向陈述的操作，这种操作不仅使科学家进入大量面对面的协商和互动，还包括更广泛的、超越处所的关系，与经纪人、工业界代表、出版商、地方管理者等发生联系。[6]

与谢廷娜一样，拉图尔也想避免将其建构主义研究同“社会背景”相提并论。他和伍尔加的《实验室生活》（1979年首版）的副标题是“科学事实的社会建构”，当1986年再版时把其中的“社会”一词删去了。但不管怎样，该书的主题仍然指明：科学事实是一种建构的产物，是各种利益集团间协商的产物。通过对索尔克研究所格列明实验室的人类学考察，拉图尔及其合作者伍尔加用整整一章专门论述了TRF（促甲状腺释放因子）的建构过程。[7]

在对《实验室生活》一书的合作之后，拉图尔与伍尔加的研究纲领开始分道扬镳了。拉图尔转向了操作子网络，把其中的科学家当作“资源积累者”进行了“马基雅维利”式的描述。[8]由于这一纲领不再具有明显的建构主义风格，这里不加论及，与此不同，伍尔加却对表象进行了建构主义的研究。

概括地说，客体（自然世界）与表现（科学知识）之间的关系包含两种图式：

（1）表象客体或者科学知识自然世界

（2）表象客体或者科学知识自然世界

第一种图式认为客体独立于表象，自然知识似乎与自然世界没有多少关系；第二种图式表明表象是客体的组成部分和要素，在自然知识与自然世界之间没有谁是第一性的、谁是本质的区别。伍尔加认为，前者是过去的科学社会学（包括爱丁堡学派）坚持的“认识论上的相对主义和本体论上的实在主义”图式，后者才是科学知识社会学研究应遵循的模式。[9]对此，他提出两条证据。首先，没有表象，客体就是无用的，我们无法独立于客体。其次是对同一客体的解释存在着某种“柔性”，即科学陈述的多样性，这导致人们去怀疑任何“假定”的客观事物的存在。在这里，伍尔加是想说明表象构成或建构了客体，即世界是被建构着的。

到80年代中期，科学知识社会学已经成功地披上建构主义的桂冠，大量的研究成果和著作的标题或导言纷纷以“……的社会建构”而呈现于世。就是对技术进行社会研究的人们也未能逃脱这股潮流。因而，比克、休斯和平齐在《技术系统的社会建构》一书中希望提倡一种新的建构主义研究纲领。

诚如前面所言，《技术系统的社会建构》并不代表一种一贯的研究纲领。这里将集中考察平齐和比克的论文《事实与人工制品的社会建构：或者科学社会学与技术社会学怎样得到互惠》。在该文中，他们提出了与布鲁尔几乎相近的“建构主义强纲领”：“在这一纲领里，所有知识和所有知识假设都将被看作是社会建构的产物，就是说，关于知识假设的起源、接受和拒绝的全部解释都可以从社会世界领域寻找得到，而无需借助自然世界。”[10]不过，他们却又借用了柯林斯的经验相对主义的一些概念，并称之为“技术的社会建构方法”：“这一方法的关键概念是‘解释柔性’、‘终止机制’的‘相关社会群体’。其核心信条之一是技术人工制品对社会学分析是公开的，这不仅表现在技术的使用上，而且特别关及其设计和工艺‘内容’”。[11]平齐和比克用这种方法说明了自行车的历史，表明了自行车是试错的产物，新的尝试所以失败是因为它们没有解决这个或那个社会群体提出的问题。因而每种技术产品都是“决定渗透”的结果，而非单向模式发展的逻辑程序。

总之，强建构主义虽然都标谤自己是完全的建构主义，但最终都是以对微观社会学问题的关注来解释宏观社会学的构架。这一点从谢廷娜、伍尔加、平齐和比克的观点可以明显看出。特别是谢廷娜以实验室活动为基础来展示科学知识和建构与社会存在着的广泛联系，试图消除科学知识发展的内部因素和外部因素之分，把科学知识发展的认识和社会因素结合起来。这可能既是目前大多数科学社会学家和“理想”，又说明强建构主义与弱建构主义不无两致的“模糊性”。

三

简单地说，建构主义尖锐地批判了个人主义的、观念论的、实证论的和朴素实在论的科学或技术说明。他们对科学技术事业的因果解释的社会资源的展示和说明，扩大了社会学研究的视野。但是，建构主义作为一种研究倾向或理论框架，又存在很多缺陷。

1.夸大社会偶然性因素。建构主义研究实际上是把科学技术的本体论相对化，以及把社会因素理性化。弱建构主义者，特别是爱丁堡学派的强纲领一方面想使它成为社会学乃至全部社会科学研究的典范，成为理性和科学的体现，同时在另一方面却又否认科学知识与一般知识的区别，使科学等同于其他文化科学。强建构主义者则是在强调科学或技术的社会建构的同时，把客观的自然因素放置一边。谢廷娜、拉图尔等人提倡用参与式观察对科学家的广泛访问来理解科学，但对自然界在科学活动中的地位的认识，却仅仅停留在关于自然界的人工或语言建构之上。而平齐、比克的研究则表明，技术社会学应着重于社会因素怎样建构人工制品，而对技术的工艺内容可以置之不顾。建构主义这种对科学技术产生所做的过份的“社会学简化”不可避免地否定或抹杀了科学技术的本体论方面的因素，忽视了科学技术的物质基础，从而把科学技术看成完全由各种社会偶然性因素组成的东西。

应该说，在当代有关现代性和后现代性的文化争论中，建构主义有着强烈的后现代主义倾向。后现代主义者以对真理、客观性、因果性、合理和进步等的怀疑和批判为特征。鉴于强建构主义坚决地解构了科学合理性观念本身，那么强建构主义实际上就成了通往后现代主义一边的桥梁。但对于弱建构主义，有的学者认为它致力于对科学的宏观因果解释，因而应被划分到现代主义一边。可是，如果考虑到并不是所有后现代主义都强调对现代科学的解构，特别是进入90年代后还出现了继承现代主义但又超越现代主义的“建构性后现代哲学”，[12]则恐怕弱建构主义也逃脱不了与后现代主义的干系。更何况弱建构主义也有着割裂科学与理性之嫌。

2.对于科学技术的解释范围较为狭窄。强建构主义研究过份强调实验室、人工制品在理论上的重要性。如拉图尔对实验室的人类学考察，虽然有助于我们理解科学家的行为，但这种微观研究与科学的组织、结构、共同体等宏观研究并未得到应有的重视。平齐、比克在进行技术社会学研究时对相关社会的社会群体的关键作用给予了充分关注，但对技术发展有着强烈影响的经济制度、政府政策等宏观条件均未被列入技术的社会建构研究的议事日程。至于弱建构主义对科学的社会研究虽然貌似新鲜，其实在默顿的大部分科学社会学研究中都已论述过。早在1945年，默顿就描述了知识社会学的研究程序，说明了可以作为社会学分析的精神产品应包括信仰、意识形态、宗教道德及实证科学，还分析了精神产品的存在基础，如群体结构、权力结构、竞争、冲突和利益等。

3.忽视科学技术后果及其评价。建构主义的理论和方法适合于解释科学知识的起源和技术创新的动力，以致对于科技产品对人的自我意识、社区组织、日常生活、权力分布有何特别意义的问题很少给予关注。在许多建构主义者那里，关于科技成果的研究进入“死结”的观念已经根深蒂固，以致把科学技术选择的社会后果几乎完全置之脑后。

与此相关，建构主义还贬低对科学技术的道德评价。爱丁堡学派的强纲领和柯林斯的经验相对主义纲领在对待科学发现、科学理论是否真理等方面采取了中立的态度，即认为科学本身无所谓恶，是价值中立的。平齐、比克将柯林斯的纲领外推用于技术的社会研究时，对技术成果的最终善恶又采取了不可知论的态度，因而不去探讨有关技术的地位、技术选择的正误这样的问题。不管怎么说，建构主义开创的对科学技术研究的新方向，对于人们从内部理解科学技术及其在人类社会中的地位有着莫大的启示。

参考文献

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[5]G.Myers.WritingBiology:TextsintheSocialConstr-uctionofScientificKnowledge,theUniversityofWisconsinPress,1990,141.

[6]K.D.Knorr—Cetina.TheManufactureofKnowledge,PergamonPress,1981.

[7]B.LatourandS.Woolgar.LaboratoryLife:theConstr-uctionofScientificFacts,PrincetonUniversityPress,1986,105—150.

[8]B.Latour.ThePasteurizationofFrance,HarvardUniv-ersityPress,1988.

篇3

前言

在人类生存的环境中有许多自然灾害，如地震、暴雨、冰雹、水灾、旱灾、火灾、雷击等等。对此，人们总是想方设法进行防御，或减轻它们所造成的损失。雷击就是严重的自然灾害之一。但就我国而言，过去防雷设计在整个建筑设计中所占的比重很小。电气设计人员不重视，其他专业的设计人员更不重视，但雷击所造成的损失却无法轻视。如1989年山东黄岛油库遭受雷击并引起大火，损失惨重。

就防雷历史而言，我国建国初期大多是按照日本的45°～60°保护角确定避雷针的保护范围，用三叉小针铜避雷针、铜引下线和1m×1m铜板作为接地装置。50年代初期，引进苏联技术，采用抛物线或折线计算法，用铁管或镀锌元钢做避雷针，用镀锌元钢做引下线，地下打入3～5m长的镀锌铁管或钢材作接地极，以致现在的避雷带和避雷网均采用镀锌钢筋或扁钢。

80年代以前，我国没有建筑物防雷规范，建筑电气设计人员只能凭自己的认识设计避雷针。自1957年北京市两大雷击事故发生以后，我国大量的古建筑物和群众集中的公共场所才开始安装避雷装置。1957年7月6日明十三陵长陵棱恩殿遭受雷击，劈掉西部吻兽，劈裂两根直径1.17m，高14.3m的大楠木柱子，死一人，伤三人；1957年7月8日中山公园内的一棵大树落雷，雷电流感应至附近的配电线路，然后传到中山公园音乐堂，烧毁了配电室、舞台和观众厅大顶棚。为此，北京市领导召开了紧急会议，决定对北京市重要古建筑物和人员众多的影剧院安装避雷针并指定由笔者负责设计。此后，从天安门开始，到劳动人民文化宫三大殿、景山万春亭、北海公园白塔，以至鼓楼、天坛祈年殿、颐和园排云殿、智慧海、十三陵长陵棱恩殿、明楼、戒台寺等30多处古建筑物和中山公园音乐堂等重要影剧院都相继安装了避雷装置。

1957年，笔者将过去积累的雷击事故调查和设计经验进行了总结，写出了“民用建筑物防雷保护”研究报告并且于1958年9月在建工部设计局于武汉召开的“全国电气设计人员交流大会”上，作了报告，发表了防雷观点和设计方法。报告中提出的雷击规律、防雷标准、保护方式、设计要点、屋顶板内钢筋作接闪装置的理论以及详细的设计实例和数十种做法大样得到了与会代表的一致赞同，以后被广泛采用。

1958年底，北京市建筑设计院研究室、中国科学院电工研究所和清华大学高压教研室共同成立了“北京建筑物防雷研究小组”。1962年5月出版的《民用建筑物防雷保护》和1980年9月出版的《建筑物防雷设计》就是在笔者1957年研究报告和小组研究成果的基础上写出来的。书中突出的观点是建筑物防雷设计的六项重要因素，即接闪功能、分流影响、屏蔽作用、均衡电位、接地效果和合理布线。现在看来，国内外的标准和规范都离不开这六要素，有的单位还把它们作为设计原则。笼式避雷网和等电位连接早在1958年就在人民大会堂的设计和工作实践中采用了，而国际上戈尔德（G.H.Golde）于1997年才在《雷电》一书（国际名著）中谈到等电位连接的做法，所以我国的防雷研究和实践并不落后。

笔者主审的我国第一部《建筑物防雷设计规范》（GBJ57－83）于1983年11月7日公布。第二部《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）（机械工业部设计研究院林维勇先生主笔）于1994年4月18日公布。该部规范吸收了许多国外先进的东西，将接闪器保护范围的计算方法改为滚球法并结合我国防雷设计的实际经验增加了许多新条款。这两部规范对指导我国建筑物防雷设计起了很大的作用。

70年代以前，人们听到的雷击事故多是击中建筑物或大树，严重的造成了建筑物烧毁或人员伤亡。那时被雷击的建筑物绝大多数是没有安装防雷装置（避雷针、避雷带或避雷网）。现在听到的雷击事故相对少了，其原因是，六层以上的多层建筑物和高层建筑物都安装了防雷装置。有时，接闪器接闪后，即使是微电子设备因雷电电磁脉冲感应受损，局外人也不知道，本单位做些局部修理也就完事了。其实，现在的雷击事故并不算少。雷击建筑物对某一栋楼而言可能是百年不遇的事，但防雷装置接闪则是较常见的，这也是正常的。

接闪装置接闪后，建筑物引下线附近的设备会受到雷电流的感应，这就是雷电电磁脉冲干扰。90年代以前，国际和国内的规范都没有关于雷电电磁脉冲的规定。1992年国际电工委员会建筑物防雷专委会（IEC－TC/81）才开始讨论这个问题。1995年2月，该机构了国际标准《雷电电磁脉冲的防护》（IEC1312－1.2.3）。目前我国尚没有类似的规定，这是近年来的问题。

随着电子技术的飞速发展，电子计算机早已步入社会的各行各业。建筑物内几乎无不设有复杂程度不同的微电子设备和计算机系统，民用建筑也不例外。雷电电磁脉冲干扰日益成为频发事故。面对这种挑战，设计人必须转变观念，把雷电电磁脉冲防护当作防雷设计的重点。这不只是电气一个专业的事，因为它涉及到电子设备的位置和管线的布置等问题。各个专业应充分协商，从整体上解决防雷设计上的问题。否则，建筑物设计得再好，也无法正常使用。

研究建筑物防雷应从雷击事故调查入手，找出雷击规律，然后，利用雷击模拟实验，对所总结的规律和所提出的解决方案予以验证。研究人员应根据科技的发展，不断吸收新东西对满足不断变化的社会需要，如计算机的发展导致的对雷电电磁脉冲防扩的需要。

下面将对防雷设计的基本原则、雷击规律、近年来国际上提出的新概念以及随着科技发展出现的新问题分别予以论述。

1．雷电电磁脉冲

雷电电磁脉冲（LightningElectromagneticPulse），简称LEMP，是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。它的感应范围很大，对建筑物、人身和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害。这种危害就是雷电电磁脉冲所产生的干扰。

建筑物内的雷电电磁脉冲干扰指以下三种情况：

（1）天空中雷电波的电磁辐射对建筑物内电力线路和电子设备的电磁干扰；

（2）建筑物的防雷装置接闪时，强大的瞬间雷电流对建筑物内电力线路和电子设备的干扰；

（3）由外部各种强、弱电架空线路或电缆线路传来的电磁波对建筑物内电子设备的干扰。

现代电子技术日益向高精度、高灵敏度、高频率和高可靠性方向发展。这些电子设备非常灵敏，但耐压很低，一般电子设备都承受不了正负5伏的电压波动。以各种微机为例，当雷电电磁脉冲的磁场强度超过0.07高斯时，就会引起微机的误动作，当磁场强度超过2.4高斯时，就会造成微机的永久性损坏。因此，我们必须对雷电电磁脉冲采取必要的防护措施，以便在先进的建筑物内实现良好的电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility）。

防御雷电电磁脉冲干扰的理想防雷设计方案是笼式避雷网，它利用的是法拉第笼原理。建筑物的金属结构物遍及各处，不用很多钢材就可很容易连接起来形成法拉第笼，从而建筑物内的电子设备得到很好的屏蔽。屏蔽做得好，不仅能防御空间电磁波的辐射，而且还可使建筑物内部的分流和均压达到最佳效果。这里要说明，屏蔽的做法应根据建筑物内电子设备的要求决定。由于设备的性质不同，因此，有的要求仅对设备本身做屏蔽，有的要求在设备与设备之间做屏蔽，还有的要求在机房做屏蔽。正因为这个问题的重要，所以1995年国际电工委员会建筑物防雷分委会（IEC/TC-81）在《雷电电磁脉冲的防护》的标准中提出了防雷保护区（LPZ）的概念，国际上刚开始实行这种规定，而我们国家还没有提出。笔者认为，设计人员可以按照微电子设备的多少、繁简、重要程度、摆放位置及进出管线的具体情况自行划分防雷区以取得良好的屏蔽、等电位和接地效果。

因此，防御雷电电磁脉冲对室内布线的要求非常严格。由于用作引下线的钢筋混凝土柱内的钢筋和整个建筑物的屏蔽网都在外墙处，雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上，所以外墙处的电流密度大，电磁场强。因此，建筑物中的电源和通信等线路的主干线不应靠近外墙，最好设置在建筑物的中心部位，如电梯井在中心部位，可设置在电梯井的近旁。建筑物内的各种电气馈线都要穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆（或同轴电缆）。在一些有特殊要求的线路电源侧，还应加装电涌保护器、隔离变压器、稳频、稳压以及滤波等装置。

防御雷电电磁脉冲对接地的要求也很严格。电子系统的低频信号工作接地应采用单点接地系统，在整个建筑物内应为树干式结线布置。各层或各段的低频信号工作接地均应直接接到单点接地板上，不得形成环路。单点接地系统不应与用作防雷引下线的柱子平行，以防强磁场干扰。由于是利用建筑物结构钢筋作屏蔽，因此必须采用综合共同接地方式，即将防雷接地、电源的工作接地、各种装置的外壳、铁管外皮和高频电子设备的信号接地都统一接到建筑物的基础上或室外接地装置上。为避免杂散电流，单点接地系统必须采用绝缘线，其主接地板必须置于建筑物的最底层且直接与基础或室外接地装置连接。各层单点接地系统的区域接地板或终端接地板如需要与综合共用接地系统的装置接地板连接，应在它们之间加装不大于直流300V的放电管或压敏电阻。综合共用接地的电阻一般应在1欧姆以下，对于特殊的电子设备，可在0.5欧姆以下。确定接地电阻时，应考虑各种设备对接地电阻值的要求，在所要求的各种阻值下，应取最低值。

在低压220/380V供电系统中，应采用三相五线（TN－S）系统，以便于装置接地（PE）线和中性（N）线分开，PE线应接到各层或各段装置接地的终端地板上。为了防御雷电电磁脉冲，建筑物的电源、电话、广播等线路最好采用埋地电缆引入，所用电缆应为铠装电缆或同轴电缆且外皮两端均要接地。

2外部防雷装置与内部防雷装置

国际电工委员会编制的标准（IEC1024－1）将建筑物的防雷装置分为两大部分：外部防雷装置和内部防雷装置。笔者认为，这样划分很有必要，建筑物的防雷设计必须将外部防雷装置和内部防雷装置作为整体统一考虑。

外部防雷装置（即传统的常规避雷装置）由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器（也叫接闪装置）有三种形式：避雷针、避雷带和避雷网，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或叫截获闪电，即把雷电流引下。引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。

内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置，它包括等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。

随着电子设备的广泛使用，雷电电磁脉冲的危害也相对严重起来。1992年6月22日国家气象局中心大楼发生雷击事故，北京－东京的同步线路的调制解调器被击坏，致使线路中断46小时，另一主机的一块异步板被击坏，导致8条线路中断，影响了国际通讯。其他地点因雷电电磁脉冲干扰而导致电子设备损坏的例子还有不少。这类例子说明，只设计外部防雷装置而不配之内部防雷手段，接闪器再好，也无法获得好的防雷效果。

防雷工程是一种系统工程。笔者早在1960年作人民大会堂工程总结及写作《建筑物防雷设计》一书时就提出了建筑物防雷设计的六项重要因素，目的是提醒人们要整体地、全面地考虑建筑物防雷设计。这六项要素是：

（1）接闪功能：指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。

（2）分流影响：指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高，引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。

（3）均衡电位：指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体，建筑物内当然就不会产生不同的电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件，因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求，应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。

（4）屏蔽作用：屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，有时附近打雷或接闪时，也会受到雷电波的电磁辐射的影响，甚至在其他建筑物接闪时，还会受到从该处传来的电磁波的影响。因此，我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，从而实现屏蔽。由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解，而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。此外，建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。

（5）接地效果：指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。笔者认为，当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边（不必离开建筑物3m以外）。接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位，同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。

对木结构和砖混结构建筑物，必须做独立引下线并采用独立接地方式。当土壤电阻率大，使用接地极较多时，也可做周围式接地装置。因为周圈式接地装置的冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗，而且有利于改善建筑物内的地电位分布，减小跨步电压。采用独立式接地方式时，以钻孔深埋接地极（约4~12m）的效果为最好，深孔接地极容易达到地下水位，且能减少接地极的用钢量。

（6）合理布线：指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先，应该将这些电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的路线上，还需要两端接地；第三，应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法，防止雷电波侵入。除考虑布线的部位和屏蔽外，还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。因此，设计室内各种管线时，必须与防雷系统统一考虑。

3安全隔离距离与等电位连接

在建筑物内部，就总体来说，防雷措施可分为安全隔离距离和等电位连接两大类。安全隔离距离指在需要防雷的空间内，两导电物体之间不会发生危险的火花放电的最小距离，即不会发生反击的最小距离。等电位连接的目的是减小或消除内部防雷装置各个部位上所产生的电位差，包括靠近进户点的外来导体上的电位差。

笔者主张，若采用安全距离法就应严格按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）规定的各类防雷措施去计算；若采用等电位连接法，就应彻底实现等电位。木结构和砖混结构结构应采用安全距离措施，钢筋混凝土结构和钢结构应采用等电位连接措施。

1957年首次为天安门（木结构建筑物）补做防雷装置时，在其上部设置了明装避雷带和避雷网；在其内部采用了安全距离措施。由于是补装，难度相当大，对内部达不到安全距离的管线都做了改装或加强了绝缘并把进户处的各种架空电源线、电话线和广播线一律拆除，改为地下电缆。为确保木结构建筑物的安全，工程人员每年都在结构上稍有变形的部位加固，到1986年，在天安门大顶内加固总共用了60吨钢材。此时，再也不能给建筑物增加荷重了，因此中央决定将天安门城楼上的建筑物全部拆掉，彻底翻建。这给我们的防雷设计带来了有利条件。所以，1969年第二次设计天安门防雷装置时，就采用了等电位连接措施（外部防雷装置仍用原方案），在城台上的地面（包括屋内地面）下的“金砖”下面铺设了一层钢筋网（即等电位面）并将各种金属管线（包括屋顶彩灯管线）、斗拱上的防鸟铁丝网、检阅台前的铁栏杆和铁旗杆等物体统一连接到等电位面上，此外，又增加了引下线的根数，使之达到等电位的条件。

1958年，人民大会堂工程采用了彻底的等电位防雷设计，这是我国首次将等电位避雷网应用于工程。人民大会堂是钢筋混凝土框架结构和钢结构相结合的建筑物，又是现浇施工做法，对防雷装置的设计十分有利。其防雷方案是：在各建筑段的屋顶上分别采用明装避雷网、暗装避雷网和四周避雷带相结合的方式，接闪装置均与楼板内的钢筋连接成一体；柱子内的钢筋用作引下线；基础内的钢筋用作接地装置。从基础到梁、板、柱到屋顶的避雷带和避雷网的全部连接点（包括各种管线的连接点）都是焊接的，从而构成一个笼式避雷网，所以我们说它是最彻底的等电位连接工程。1963年，瑞士的波哥（K.Berger）提出，利用建筑物内的结构钢筋作防雷系统时，钢筋之间如有多点绑扎，则不必焊接就可以构成电气导通系统，他还做了试验。所以，我们以后就不全部焊接了，但作为引下线的柱内钢筋，仍必须焊接两根主筋。1974年审查《建筑物防雷设计规范》时，规定为：可以绑扎或焊接。人民大会堂工程是全国最重要的工程，当时是不敢不焊接的。

就防火而言，等电位连接和安全隔离距离至关重要。火灾多属不易预防的事故，对多数建筑物，能采取等电位连接措施的，应做彻底的等电位连接；不能采取等电位连接措施的，应尽量保证安全隔离距离，以防发生火灾。

4常规防雷装置与非常规防雷装置

常规防雷装置即传统上所使用的防雷装置，包括避雷针、避雷带、避雷线和避雷网。它是继1759富兰克林发明避雷针后各国防雷专家经200多年研究和实践的成果，有充分的理论根据、实验数据和长期的实际运行经验。

非常规防雷装置指某些厂商近年推出的所谓的新式防雷装置。本文所指的所谓新式防雷装置是半导体消雷器、导体消雷器、优化避雷针和流注提前发射接闪器等（本文这里不指激光引雷装置、火箭引雷装置和水柱引雷装置等）。各种消雷器的设计思想是企图中和雷云电荷，把雷电荷消灭掉或限制放电电流；各种提前发射接闪器的设计思想是企图把避雷针的接闪效果提高，即扩大保护范围。这几种防雷产品到目前为止都没有被国际防雷组织所承认。

其实，从1996年起到现在，北京的学术界和工程技术界围绕消雷器进行过多次讨论并发表了许多文章。许多专家都认为消雷器的“中和”理论和“限流”理论站不住脚。1997年9月18~23日中国电机工程学会高电压专委会过电压与绝缘配合分专委会在合肥举行了学术讨论会。论题之一就是半导体消雷器，与会者进行了热烈的讨论。特别值得一提的是一位高工为验证半导体消雷器的通流能力而做的一次实验。该实验充分表明，半导体消雷器的通流能力极低。会议《纪要》曰：“与会代表认为，迄今为止，理论和实践未能证明此类非常规防直击雷产品具有产品说明书所表述的性能，实践也未显示出此类产品具有比常规防防直击雷装置更优越的性能，还有许多问题尚待研究和解决，因此此类非常规防直击雷产品不再在工程中采用。还有少数代表对此尚有不同意见。”

实际上，消雷器厂商所卖的只不过是接闪器。其引下线、接地装置及内部防雷装置还得靠设计人按常规方法去设计，而这些都是建筑设计中的环节，卖接闪器的厂商也参与不了设计。另外，非常规防雷装置的价格极高，以半导体消雷器为例，其价格比常规避雷针高几十倍至几百倍（见表1）

由表1可以看出非常规防雷装置比常规防雷装置贵得多，而且非常规防雷装置还有很多问题有待解决。因此防雷设计人员和使用单位应认清这种情况，必须选择优质而经济的产品。

5球雷

在国际建筑物防雷标准（IEC/TC－81）和我国的《建筑物防雷设计规范》中，均没有对球雷的防护作出规定。在笔者的调查中，北京地区的球雷事故还是不少的，球状闪电约占闪电统计总数的13.7％。尽管国内外科技人员对球状闪电的形成机理尚无一致的观点，但对其性质、状态和危害还是比较清楚的。

球雷（即球状闪电）是一种橙色或红色的类似火焰的发光球体，偶尔也有黄色、蓝色或绿色的。大多数火球的直径在10～100cm左右。球雷多在强雷暴时空中普通闪电最频繁的时候出现。球雷通常沿水平方向以1～2m/s的速度上下滚动，有时距地面0.5～1m，有时升起2～3m。它在空中漂游的时间可由几秒到几分钟。球雷常由建筑物的孔洞、烟囱或开着的门窗进入室内，有时也通过不接地的门窗铁丝网进入室内。最常见的是沿大树滚下进入建筑物并伴有嘶嘶声。球雷有时自然爆炸，有时遇到金属管线而爆炸。球雷遇到易燃物质（如木材、纸张、衣物、被褥等）则造成燃烧，遇到可爆炸的气体或液体则造成更大的爆炸。有的球雷会不留痕迹地无声消失，但大多数均伴有爆炸声且响声震耳。爆炸后偶尔有硫磺、臭氧或二氧化碳气味。球雷火球可辐射出大量的热能，因此它的烧伤力比破坏力要大。

下面是一个典型的球雷实例：1982年8月16日，钓鱼台迎宾馆两处同时落球雷，均为沿大树滚下的球雷。一处在迎宾馆的东墙边，一名警卫战士当即被击倒，该战士站在2.5m高的警卫室前，距落雷的大树约3m，树高20多米。球雷落下的瞬间，他只感到一个火球距身体很近，随后眼前一黑就倒了。醒来后，除耳聋外并无其他损伤。但该警卫室的混凝土顶板外檐和砖墙墙面被击出几个小洞，室内电灯被打掉，电灯的拉线开关被打坏，电话线被打断，估计均为电磁感应的电动力所致。另一处在迎宾馆院内的东南区，距警卫室约100m，也是沿大树滚下。距树2m处有个木板房（仓库），该房在三棵14～16m高大槐树包围之中，球雷沿东侧的大树滚下后钻窗进屋，窗玻璃外有较密的铁丝网，但没有接地，铁丝网被击穿8个小洞，窗玻璃被击穿两个小洞。球雷烧焦了东侧木板墙和东南房角，烧毁了室内墙上挂的两条自行车内胎，烧坏了该室的胶盖闸，室内的电灯线也被烧断。落雷大树下放有十多盘钢筋、8辆铁推车和6个空汽油桶。这此金属物都是招引雷电的条件。

防护球雷并不困难，应该在规范或标准中规定相应的措施。就防护球雷措施而言，最好是笼式避雷网，如果达不到笼式避雷网条件，就在建筑物的门窗上安装金属纱网并接地；堵好建筑物墙面上不必要的孔洞；烟囱与出气管上口均要加装铁丝网并接地；储存或损伤易燃易爆物体的仓库和厂房的烟囱和放气管应加装阻火器并接地。对高大树木下的重要建筑物尤其要采取防护球雷的措施。

6雷击规律

认识雷击事故的规律非常重要，只有掌握了规律，防雷设计才能取得良好的效果。在雷雨天，天空的雷云与地面上的物体各带不同的电荷，当电荷积累到一定的程度，就会产生电场畸变而发生落地雷击。但如果地上某处没有足够强大的上行先导，则雷电是不会打到该处的。

北京紫禁城内的建筑物落较多，其原因在于：紫禁城周围是护城河，河内现在仍有水；通往护城河的古河道有4条：一条是玉河，它流入护城河的西北角；一条是潮白河的支流，它流入护河的东北角；一条是大通河，它流入护城河的正东部；另一条是潞河的支流，它流入护城河的东南角。故宫内各栋建筑物下的基础均潮湿，过去东南部的水位较高，地下不到2m就能见水，可见故宫院内地下的土壤电阻率相对较低；另外院内又有高大的古树。这些即为易发生雷击的内因，这些内因决定着该地区电场易产生电场畸变，瞬间发生的上行先导容易与雷云的下行阶段先导会合，从而形成落地雷。这就是紫禁城范围内的明显雷击规律。

笔者自1954年到1988年在北京地区调查过的建筑物雷击事故共有170多处，其中，因雷击引起火灾的占37.7%，导致人员死亡的占6.9%，致伤的占15.4%，球雷雷击事故占13.7%。现将分析总结得出的北京地区总的雷击规律归纳如下：

（1）河、湖、池、沼旁边的建筑物易受雷击。如1961年6月21日颐和园昆明湖东边的文昌阁被雷击掉西房角及坡顶瓦，内部电线被感应烧断；1988年8月6日通县永乐店草厂乡黄厂村北部湖力的茅草房落球雷，击死一人。

（2）古河道上的建筑物和河流桥上的构筑物易受雷击。如紫禁城内自1954年至1992年共落雷16次（据文献记载，明、清两代共发生过25次火灾，其中写明为雷击所致的5次，未说明原因的也可能是雷击所致）；1988年8月30日卢沟桥中部北侧石狮子的头被击掉。

（3）在潮湿地区以及过去是苇塘或坑洼地带的区域上建造的建筑物易受雷击。如1957年7月31日陶然亭地区建工局一公司工棚（该处过去是苇塘）的收音机天线落雷，墙内铁丝被熔化；1965年7月22日北郊土冷库（即几十栋内装冰块以贮藏食物的平房）的老虎窗被雷电击中起火。

（4）在四周大片土壤电阻率高，中间局部土壤电阻率低的环境中或在高、低电阻率分界之处建造的建筑物易受雷击。如1981年8月2日八里庄善家坟公安局仓库西墙外大树落雷，雷电入室打碎5个电警棍盒，盒内33根电警棍被感应烧坏（该仓库的西南两面为稻田）。

（5）局部漏雨或局部房角新修缮且十分潮湿的建筑物易受雷击。如十三陵长陵棱恩殿落雷（当时该殿西部房角刚刚修缮且很潮湿）。

（6）突出高或孤立的建筑物易受雷击。如1957年7月29日原朝阳门北部的吻兽被雷击掉；据十三陵当地老农说，十三陵大多数的明楼或正殿均被雷击过（明楼和正殿都属高而孤立的建筑物）。

（7）曾经遭受过雷击的地区和建筑物容易再落雷。如1956年×月×日、1957年7月8日和1957年8月16日北京鼓楼东部吻兽曾三次被雷击。

（8）金属屋顶易受雷击。如1957年7月8日原民航局礼堂的铁皮屋顶被雷击裂3处，顶内明配线被感应烧成3段，1988年8月6日北京火车站东北角出租汽车站的铝合金房顶落雷。

（9）收音机天线、电视共用天线易受雷击。如1986年10月13日左家庄柳芳东里的居民楼电视共用天线遭受雷击，1992年8月3日和平里民旺胡同的居民楼电视共用天线也遭受雷击。

（10）地下管线多或管线交叉处易落雷。如1963年8月4日天安门广场大旗杆西侧（现人行过街地道的西南出口）一位卖冰棍的老太太被雷击倒（该处地下敷设的管线较多且是转角处）。

（11）铁路沿线和终端易受雷击。如1965年7月22日东郊百子湾棉花仓库室外堆场靠近铁道终端的一个棉花垛被雷击中燃烧；1984年8月6日东郊百子湾物资局储运公司水泥库铁路西侧站台上的水泥袋落雷，烧焦约20个水泥袋的纸边。

（12）山区泉眼、风口或地下有金属矿床的地方易受雷击。如1985年6月18日西山下马岭水电站室外变电构架进出线的主线落雷，烧焦母线2处，每处约长1～3m。

（13）高大的烟囱和工厂的排气管最易接闪。如1957年8月16日朝外门诊部的烟囱被雷击裂；1979年4月8日东郊宋家庄化工三厂南北两厂的室外化工设备构架上的两个排气管同时接闪并点燃。

（14）高大的树木和屋顶旗杆容易落雷。如1967年6月11日前门劝业场屋顶木旗杆被雷击坏；1993年8月19日日坛公园西北角一棵大树被雷劈掉树叉，树干也被劈裂。

北京地区总的落雷走向是：西山八里庄紫村城朝阳门宋家庄百子湾通县。这些地方多数是古河道或地下水线，其建筑物下的土壤电阻率小，潮湿或水位高。

笔者认为，以上这些雷击规律虽是北京地区的，但颇具普遍性，因而对防雷、防火很有价值（因篇幅有限，以上各种规律只各举2个例子）。

7.建筑物防雷设计的整体观念

所谓整体观念是指设计和安装防雷装置时，对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时，要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑；建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划，同时还不能违反小区规划的要求例如：所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观，所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑，例如，相距较近的建筑物能否共用接地体，地下管网能否用接地体的一部分，以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。

值得指出，利用建筑物附近的大树作为避雷针杆塔是一个较好的做法。大树最易接闪且越长越高，有时比建筑物还高。因此，避雷针应安装在树顶，引下线应沿树干设置而且应与建筑物的防雷装置相结合。这样既节约又美观，同时还保护了名贵的树木。利用大树安装避雷针不仅能防直击雷，而且能防球雷、绕击雷和侧击雷。例如，北京北海公园团城内在大树上安装的避雷针已运行了20多年，效果很好，但必须采取保护树干生长的措施。

现在各个城市的绿化越搞越好，高大的树木也越来越多。有的建筑物虽然安装了避雷针，但大树距建筑物很近并且比建筑物还高，在这种情况下，建筑物上的避雷装置实际上等于虚设。因为大树接闪的机会多，易引来直击雷和球雷，对邻近的建筑物威胁更大。所以说建筑物的防雷设计和安装应将外部防雷装置、内部防雷装置、建筑物外的环境及至全小区的防雷装置进行整体统一的考虑。不仅电气专业的设计者要有整体观念，建筑专业的设计者对防雷也要有整体观念。这是现代防雷设计观念转变的重要问题之一。

参考文献

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2．R.H.Golde.雷电.水利电力出版社，1983年12月

3．林维勇.介绍IEC/TC81澳大利亚霍巴特92年会议和防闪电电磁脉冲标准的编制.1993年机械部设计研究院印

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设计时，考虑到经济原则和施工方便，石材饰面内可采用钢筋混凝土结构，部分外露构件也可用混凝土支模浇筑。按结构施工图先浇铸钢筋混凝土主体骨架，根据牌坊柱截面，混凝土柱浇成亚字形。屋面板底支模浇出方椽条和博风板，并浇铸梁头以方便安置石构件，用PVC管预留管线及钢筋穿孔位。在各个分项工程中，有监理人员、质监人员严格把关，在施工完成静压桩和主体结构后，便做静压试验和抽蕊回弹等试验，以保证工程质量。

石材面装饰工程是本工程的重要内容，主体采用钢骨架干挂，局部有系挂，甚至贴石，有些复杂处喷石漆。柱采用干挂石材，为厚50mm、长1500mm的浅黄色花岗岩，这比厚25mm的一般挂石要大，从转角就可看到石材的拼接厚度，使柱有厚实感。用1:2的白水泥砂浆比例灌缝和聚氨酯胶嵌缝（图4）。梁为砼梁，顶面贴30厚花岗石，20厚1:2白水泥砂浆结合层；其它三面栓挂30厚浅黄色花岗岩，1:2的白水泥砂浆比例灌缝和聚氨酯胶嵌缝（图5）。屋面板底采用灰白色石漆。屋面板也是仿石效果，但现浇的屋面板下桷板及侧面博封板形式复杂，无法再贴石，考虑到距离地面较远的施工操作和理想的视线效果，最后采用喷石漆，石漆色泽接近挂石（图6）。石雕要求比较高的石构件，基本采用整石打造，如柱头、雀替、抱鼓石、梁头卷花、柱础等。其中柱头根据形式分上下两段，之间有榫口，并与混凝土柱卯口相连（图7）。柱础分四块，安于四角，左右用石胶填缝，前后缝由抱鼓石遮挡（图4）。抱鼓石分上下两端，与混凝土柱连接处用膨胀螺丝和钢筋焊接。雀替则用Φ25螺纹钢穿孔与混凝土构架拉结，保证结构牢固。穿孔处补石块用石胶填缝（图8）。石雕、抱鼓石、柱头、雀替等石作，按图纸上已提供大样及工艺做法施工，细节处理由施工方按传统做法，提出施工方案，绘制草图、提供材料样板，经设计方或建设方审定后，先做出样板，确认后方可全面施工。石缝拼接是施工设计的重要内容，总的原则是尽量避免通缝、长缝的出现，把石缝适当隐藏。亚字型柱贴石面时，保证正立面的石材完整，拼接缝出现在侧面。过梁挂石同样处理，将完整面留于正立面，拼接缝出现在上下面。精确计算石材完成后的尺寸，干挂系挂及贴石的预留尺寸不一样，尽量减少完成面后的缝隙，如有缝隙可用石胶填缝。

瓦面采用传统琉璃瓦，瓦的排列方式参考传统作法，由于屋面斜度较大，要采用钢钉、扎线及灰浆座砌固定瓦面[2]。瓦面层由上而下排列为：a筒板瓦盖六留四底铺1:3水泥砂浆卧瓦最薄处20厚，使用直径3~3.5mm钢钉穿过瓦，插入砂浆中；b配Φ6@500X500钢筋；c20厚1:2.5水泥砂浆找平层；d混凝土屋面板。

一些与国立中山大学有关的校区，不少都建有类似的牌坊的校门，佳作不少，华农新校门牌坊也自不逊色，亮点有三：

1设计上的继承与创新

设计师有比较专业的传统建筑修养，对老中大南门牌坊研究透彻。对校门牌坊的整体比例把握到位，特别是总高与面阔的比例及各开间的比例关系。并对细部周详仔细设计，取其他牌坊细部之精华。绿色琉璃屋面是设计的创新之处，这种组合既体现了传统形制，又加强了学校民国建筑的历史特色。

2用料讲究

主校门工程是华南农业大学的一个标志性建筑，是百年校庆的重点工程，受到学校领导的重视，对建筑的设计及施工要求很高，监管到位，用料尽量配合设计要求，舍得用大料好料。

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Abstract: the electrical building professional fire design should be in the fire and power distribution, fire emergency lighting, automatic fire alarm etc strict implementation of standard, to ensure that state fire under the operation reliability of fire control facilities. The architectural design of electric professional fire the common problems are analyzed.

Keywords: electrical building; Fire fighting design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引 言：建筑电气专业消防设计包含几个方面：消防电源及其配电、消防应急照明和火灾自动报警等方面。建筑电气专业消防设计是一项与现行消防法规联系紧密、政策性很强、技术性复杂的电气设计工作。本文对建筑电气专业消防设计中的常见问题进行分析。

1 建筑电气专业消防设计规范

目前，建筑电气专业消防设计规范主要有防火规范GB 50016--2006(建筑设计防火规范》(简称《建规》)、GB 50045--1995(高层民用建筑设计防火规范》(2005年版，简称《高规》)、GB50067--1997(汽车库、修车库、停车场设计防火规范》、GB 50098--1998((人民防空工程设计防火规范》、GB 50368--2005(住宅建筑规范》；行业规范JGJ／T 16―1992《民用建筑电气设计规范》(简称《民规》)；专业规范GB 50116―1998《火灾自动报警系统设计规范》(简称《报警规范》)等。以上几部规范仅《民规》是国家建设部的行业标准，其余为国家标准(其中《住宅建筑规范》全部为强制性条文)。几部规范由于主编单位不同、时间不同，对相同内容要求也不一致。对设计者来说，强制性规范必须严格遵守，部标或行业标准应服从国标，后规范应服从新规范。

2 消防电源及其配电问题

(1)消防用电设备负荷级别应为建筑物最高级别。任一层建筑面积>3000m2的多层建筑，其消防设备负荷级别为二级(《建规》第11．1．1条)，而其门厅、营业厅照明负荷级别却为一级(《民规》第3．1．2条)。消防负荷级别低于一般负荷级别，这有悖常理。

(2)当一类高层建筑两个电源引自室外变电所两段低压母线，应明确该变电所上一级两路电源来自两个不同发电厂或来自两个区域变电站。

(3)消防用电设备(以消防泵房、消防控制室较为常见)负荷级别应根据此设备保护建筑物最高级别确定。例如，有一消防泵房设在三层会所的地下层，但该消防泵房负责小区8幢一类高层及9幢二类高层的消防给水。该消防泵房内消防设备负荷级别应为一级，而不应根据其所在建筑级别确定。

(4)地下I类汽车库连通几幢二类高层时，其消防设备负荷级别应为一级。《高规》第9．1．1条规定，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第9．0．1条规定，I类汽车库应按一级负荷要求供电。由于这种建筑各部分之间互相连通，火灾危险性大，灭火难度高，因此消防应按整体设计，不应各部分独立考虑，并应按建筑最高消防负荷级别为一级设计。

(5)对于屋顶层集中多台小容量一级负荷消防用电设备，有些设计者采用图1所示配电系统。虽然第一级配电装置、中间级配电装置中用电负荷全部为消防设备，该配电系统满足“独立形成防灾供电体系”和“消防用电设备专用供电回路”要求。但设计者未能深入理解GB 50052--1995《供配电系统设计规范》第2．0．2条规定“一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏”。由于存在多台用电设备，彼此间相互影响，增加一级配电就增加更多故障机率，消防用电设备供电可靠性得不到保证。

图1配电系统图

3 消防应急照明问题

3．1 备用电源的连续供电时间

关于消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志的备用电源连续供电时间，《高规》和《建规》中规定：应急照明和疏散指示标志可采用蓄电池作为备用电源，且连续供电时间不应少于20 min，高度超过100 m的高层建筑连续供电时间不应少于30 min。《民规》附录C．3．12条规定，疏散指示标志灯的持续工作时间：高层建筑>30 min，超高层建筑≥60 min，备用照明的持续工作时间>120 min。GB 17945--2000《消防应急灯具》第5．1．2条规定：消防应急灯具的应急工作时间应不小T--90 min，且不小于灯具本身标称的工作时间。可见，4个标准或规范所规定的持续供电时间有3种不同的说法，从应用的角度来看，建筑工程中应按照持续供电时间不低于90 min (即《消防应急灯具》产品标准的要求)进行设计、生产、安装和使用。

3．2消防应急灯具的控制

3．2．1 应急灯具控制相关规定

做好消防应急灯具的控制，应熟悉以下相关规范内容。

(1)火灾应急照明设备应采用专用的供电回路，每个防火分区应有独立的应急照明回路。

(2)采用分散供电时，在各层(或最多不超过3―4层)应设置专用火灾应急照明配电箱或专用消防配电箱，并应在配电箱处实现2个独立电源(或双回线路)的自动切换。

(3)疏散照明采用带蓄电池的应急照明灯时，正常供电电源可接自本层(或本区)的分配电箱的专用回路，或接自本层(或本区)的专用消防配电箱。

(4)火灾应急照明应能在火灾确认、且切断有关部位的非消防电源的同时自动投入。根据工程不同要求，可采用消防值班室控制的应急照明模式，也可采用分散就地控制的模式。

(5)平时不使用的疏散照明应在消防值班室或配电室集中控制。

(6)备用照明为正常电源的一部分，同时使用时应分别设置配电线路和控制开关；备用照明仅在事故状态时使用，在正常电源故障时应自动投入工作。

(7)疏散照明和备用照明回路宜分开。

3．2．2应急灯具的控制

设计人员应深入理解应急照明种类：疏散照明(应急照明灯、疏散指示灯、安全出口标志灯)、备用照明、安全照明。建筑面积>400 m2的展览厅、营业厅、多功能厅、餐厅，建筑面积>200 m2的演播室及建筑面积>300 m2的地下室、半地下室建筑应设置疏散照明和备用照明。这些场所包含两种应急照明，应急照明控制时应特别注意。应急照明控制分为设有消防控制室、无消防控制室两种情况。

(1)对于没有消防控制室的工程，消防应急照明控制如图2所示。在配电箱集中操作方案一般适合于日常有人管理而且管理比较到位的公共建筑，而对于一般的无专人管理的场所，如出租的办公楼、店面、住宅等，也可考虑设就地开关，此时配电系统可采用二线一开关的接线，但电源开关必须常闭(设计应注明)且回路中的自带蓄电池灯具的充电线应引自就地开关前，防止充电线被就地开关关断，但不能将集中控制的灯具纳入该回路。为了让火灾中逃生的人员或消防人员在火场中能迅速识别、方便操作开关面板，应急照明的就地开关应选择带电源指示灯型号。此开关是消防设备，应有明显标志。图2(a)适合正常电源下不亮，断电后自动应急方式；图2(b)适合正常电源下常亮，断电后自动应急方式；图2(c)适合正常电源下由K(配电箱内断路器)集中控制亮灭，但不影响应急灯充电控制，断电后，无论K处于何位，均不影响应急正常启动或工作；图2(d)适合正常电源下由QK(墙壁开关)分散控制亮灭，但不影响应急灯充电控制，断电后，无论QK处于何位，均不影响应急正常起动或工作。

图2无消防控制的消防应急照明控制

(2)对于设有消防控制室的工程，消防应急照明控制如图3所示。强制接通应急照明是火灾自动报警的一项功能，应急照明箱配电系统及其灯具接线方案应与其相配合。基本有两种模式：一种是在配电箱与消控中心两地集中控制，另一种是由就地面板开关与消防中心强制接通。两种不同控制方式的灯具不应混接在同一回路。平时必须常暗，只有火灾时才接通的灯具不应与平时常亮的共回路，一般应各自独立回路。图3在消防一般状态时(非直接燃烧及邻近区域)，使接触器J吸合，应急灯自动点亮，不再受QK、K控制；火灾进入危险期时，直接关断正常照明相线，使应急灯投入应急状态。

图3有消防控制室的消防应急照明控制

4 智能建筑中合用消防控制室时应注意的问题

火灾监控系统与智能建筑中其它系统的关系我国智能建筑的建设始于20世纪90年代初，随后便在各地迅速发展起来。2000年，国家了推荐性国家标准《智能建筑设计标准》(GB／T50314-2000)。建筑智能化是在建筑这个平台上，由三大系统组成：建筑设备自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信网络系统(CAS)。而 BAS包含了三个子系统：建筑设备监控系统、火灾监控系统和安全防范系统，即通常所说的 BA、FA、SA。火灾监控系统在建筑物中可以独立运行，除了完成火灾信息的采集、处理、判断并实施联动控制外，还应该具有与其他系统进行通讯的接口或进行远程信息传输。火灾监控系统可充分利用智能建筑的智能化硬件和软件资源实现联网通讯，为城市消防调度指挥中心、城市综合管理网络提供并与城市其他管理中心共享消防系统的信息。

结束语：

本文经建筑电气专业消防设计中关于消防电源及配电设计消防应急照明设计、火灾自动报警设计中常见问题进行了分析，分析了规范中与规定不一致的地方应采取怎样的方法解决。

参考文献：

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1.2智能建筑的火灾特点智能建筑一般来说，其结构跨度相对更大，且建筑内部外部的特性都更加复杂；一旦发生火灾，火灾所引起的建筑物温度变化导致的建筑内气压变化比普通建筑大得多，且智能建筑中的孔洞和上下穿通的井道无疑给烟气和火提供了绝佳的路径，这就直接导致智能建筑内部的火势和烟气的迅速蔓延，快速发展的火势在极短时间内就能将整个巨大的建筑单体所吞没，如同2001年911事件中的世贸大厦和2009年的央视大楼北配楼一样，顷刻间就全部付之一炬。智能建筑的内部材料多用有机高分子材料，燃烧时会产生大量对人体有害的CO、CO2气体，所以其的环境要求和建筑材料要求就会比一般建筑更高。智能建筑中有更多电器设备和监控设备，设备使用的引起的电火花和设备的短路都可能成为引起建筑火灾的因素。且建筑中人员密集，上下交通又多用电梯，一旦发生事故，人员慌乱，逃生难度大，容易酿成重大事故，造成严重损失。总结起来智能建筑的火灾特点为：火势蔓延快、烟气扩散快；疏散困难；火灾扑救困难；火险隐患多、损失严重。

2智能防火系统

智能防火系统是建筑设备管理自动化系统BAS中的一个重要子系统，包括火灾自动报警系统和消防联动控制系统两大部分。此系统根据防火要求和火灾的特点设计，将火灾作为其监控对象，当火灾发生时，该系统能够及时发现和通报火情，并在短时间内做出反应，采取有效措施控制住火灾局势或是扑灭火灾。

2.1火灾自动报警1852年，世界上第一部火灾报警系统在美国波士顿诞生，至此开启了建筑防火的新纪元；英国于1874年安装了世界上第一部水喷淋装置；又研制出感温式火灾探测器；而瑞士人则发明了感烟火灾探测器一直沿用至今。火灾自动报警系统用于探测火灾隐患，对将火灾控制在发生初期，减小火灾带来的危害有重要作用，是建筑智能防火系统中非常重要的一环，肩负着保护建筑物中居民和财产的重要任务。整个火灾自动报警系统主要由火灾探测器和火灾报警控制装置两部分组成，其设计配合所在建筑的智能化系统且要遵守国家标准和规范。①火灾探测器：火灾探测器按结构形式分为两类：点形火灾探测器和线型火灾探测器；按探测方式分为五类：感烟火灾探测器，感温火灾探测器，感光火灾探测器，气体火灾探测器和复合式探测器。火灾探测器监视着整个建筑物的实时情况，判断有无火灾隐患的产生。②火灾报警控制装置：火灾报警器同样有多种分类方式，常按其用途和设计方式分类为：区域控制式、集中控制式和通用控制式。火灾报警控制装置可谓是整个火灾自动报警系统的核心部分，肩负了监视收集各种实时信号，同时将信号向更高一级的管理中心传递，是连接从感应火灾发生到对火灾进行处理的整个过程的重要桥梁。

2.2消防联动控制系统消防联动控制系统主要由七个部分组成：消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、防排烟系统、防火卷帘门系统、消防通讯系统、指挥疏散系统。当接收到火灾警报的时候，消防联动控制系统能在自动或者手动的方式下启动相关灭火设备和各类应急设备，同时监控整个设备系统的运行情况。消防联动系统的布置方式可归纳为三种基本形式：总线———多线联动方式、全总线联动方式和混合总线方式。

2.3消防系统运作方式智能防火系统在智能建筑中既能配合整个智能综合网络系统使用也能独立出来单独运作。当火灾发生时，首先火灾探测器被自动或者手动触发；火灾信号经由火灾报警器接收并判断和处理，或者是通过火灾报警器传递到上一级的管理系统主机中集中进行处理分析，前者称为分布式智能系统，后者称为主机智能系统，是智能火灾监控系统的两种类别；随后，信息由消防控制中心主机接收，继续处理分析、记录，随后再由火灾报警装置将指令向消防联动控制系统传递，快速采取，例如：打开火灾事故照明装置，播放火灾事故广播，打开固定灭火系统控制装置，开启有关出入通道等一系列火灾处理措施。同时通过主机屏幕显示整个控制区域内各处的实时状态，例如：火灾发生的区域，消防设备工作情况，防火门开启状况，消防水箱水位，各通道的风向风速，消防电梯位置和情况等等。并记录下各消防联动控制设施的动态，并进行特别控制；最终达到在短时间内对火情进行判断和处理，力图在最快时间将火灾扑灭，给人员创造逃生机会，增加逃生时间，最大限度保证人员、财产的安全。另，由于分布式智能火灾监控系统是由火灾探测器接收到火灾信号后直接进行处理，这样就为防控主机分担了大量第一级现场信号，使得主机能够运行更通畅，更快对其他运作设备进行管理和控制；效率更高，系统更稳定，所以更为常用。

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随着技术的进步和计算机时代的到来，国家工业化和建筑智能化水平不断提高，大容量电力整流、换流设备以及电子设备在各工业部门和电力系统及其自动控制中的广泛应用，产生谐波的设备及数量均己剧增，并将继续增长。实践表明，来自供电系统的多种异常波形对敏感的电子设备的正常运行构成了严重威胁，甚至毁坏硬件，数据丢失，所造成的经济损失是巨大的。智能建筑中大量的电子设备及电气设备产生的谐波对配电系统污染严重，随着智能建筑及智能小区的迅速发展，若治理不力，这种污染愈来愈重，将成为公用电网的主要污染源。因此现代智能建筑电气设计中必须很慎重地考虑谐波以及它的不良影响，综合治理好智能建筑的谐波和无功功率，对提高公用电网的电能质量以及提高智能建筑的功能和效益等方面有十分重要的意义。

1谐波的概念

国际上公认的谐波定义为：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。波形畸变是指交流电力系统中电压或电流波形偏离正弦波。一个具有非正弦波形的周期变量可以用一组正弦变量及恒定分量之和来表示。频率与原波形的频率相同的分量称为基波，其余频率为基波整数倍的分量为谐波(hannonic)。谐波频率和基波频率的比值称为谐波的次数。所讨论的非正弦畸变波形应该是周期性重复而且持续一段时间的过程，所以谐波是属于稳态范畴的念。

2谐波的危害

近年来，随着社会的发展、科技的进步，电力系统的谐波源也发生了很大的变化。目前，日益增长的非线性负荷的应用引起的谐波电流将会给电缆、变压器机带来麻烦。智能建筑中产生的谐波电压和谐波电流，对配电系统是一种污染，楼宇中的终端电气设备与电子设备及楼宇智能化系统用电环境恶化，并的通信系统甚至配电系统以外的设备带来危害。智能建筑中谐波主要来自于两方面，一是大量非线性负荷形成的谐波源，导致配电系统的电压、电流发生畸变，产生谐波；二是公用电网本身具有一定的谐波含量和配电变压器等作为谐波源产生的谐波，由网侧传输至配电系统。

2.1附加谐波损耗的产生谐波也能使一些大容量电力整流、换流设备以及电子设备产生谐波损耗。一些附加谐波损耗的包括：其一，由于变压器的温度升高，它的产生由于：谐波电流能增加变压器的铜损和漏磁损耗或者是谐波电压能增加铁损。其二，电动机过热或者产生附加力矩，由于它使电机主磁通呈脉动性，将产生高频噪音、振动和转动的周期变动，容易与机座发生共振现象，破坏机械设备本体，危害的严重性与谐波电压、谐波电流以及旋转电机的型式和结构有关。其三，谐波能引起电容器过热、过压，谐波电压使电容器产生额外的功率损耗，并联电容器其容抗随着谐波频率增大而减少，产生过电流，加速绝缘老化进程，增加绝缘击穿故障。

2.2谐波能损坏敏感电子设备谐波对敏感电子设备的主要影响有：①对过零检测以基波频率为基准的电子设备，因谐波的的影响造成过零误动作，这种多个过零破坏电子设备的运行，最明显的是数字时钟，任何应用过零原理的同步元件都应考虑这种影响。半导体器件经常在电压过零时投入，以降低电磁干扰和涌流，多次过零会改变器件投入时间，破坏设备的运行。②电力电子电源使用波形的峰值以维持滤波电容器的全充电。谐波畸形可提高或削平波峰的峰值。其结果是即使均方根值的输入电压是正常的，电力电源将实际在高的或低的输入电压下，严重时设备的运行可能遭到破坏。③谐波会引起楼宇自动化、消防报警、办公自动化、安全防范等系统的电子装置误动作，甚至无法工作。转

2.3谐波恶化电力电缆绝缘和母线过热电缆的分布电容可使谐波放大，谐波流过电力电缆时，所产生的集肤效应将会加重，使电缆产生过热，附加损耗增大。谐波引起电缆损坏的主要原因是浸渍绝缘的局部放电、介损和温升的增大。电缆的额定等级愈高，谐波引起电缆介质不稳定的危险性愈大。谐波电压引起的电压波形畸变会影响线路正常运行，当谐波电压与基波电压波峰重合时，可能使线路的电晕问题变得严重。在电网低谷负荷下当电网电压上升而谐波电压也升高的时刻，电缆更容易出现故障。

2.4降低开关设备的开断能力高次谐波含量较高的电流将使断路器的分断能力降低。这是因为当电流有效值相同时，波形畸变严重的电流与工频正弦波形的电流相比较大。当存在严重的谐波电流时，某些断路器的磁线圈不能常工作，开断将更为困难，而且由于开断时间延长而延长了故障电流切除时间因而造成快速重合闸后的再燃。各种中压断路器在截断电感电流时，可能发生大的谐频涌波电压和重燃现象，这和截流过程中激发的暂态参数谐振有关，并且常常受到附近电容器的响声。

3简述谐波的控制方法

以上列举了几种危害以及危害产生的原因，就其特点我们主要是从以下两方面考虑：一是装设谐波补偿装置来补偿谐波，这对各种谐波源都是适用的；二是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波。

3.1采用无源调谐滤波器以前传统的谐波补偿办法主要是采用LC组成的无源调谐滤波器，由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成。它利用电容、电感在谐波频率时发生谐振，提供谐波入地的低阻通路，使谐波导入大地脱离电网。它的优点是：在基波时呈容性，能够同时补偿电网中感性无功功率，具有结构简单、技术成熟、前期投资少、功率容量大、运行可靠性高、运行费用低等优点，一直被广泛使用。但它缺点也较多：受电网阻抗和运行状态影响大，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，甚至过载烧毁；它也只能补偿固定频率的谐波，当所需补偿谐波较多时需装置多组滤波器，既增加了成本也降低了可靠性。

3.2有源电力滤波器有源滤波器是20世纪80年代以来逐渐兴起的谐波抑制新方法，目前己成为谐波抑制的一种趋势。它的优点是：能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，可以弥补无源滤波器的不足，获得比无源滤波器更好的补偿特性，是一种理想的补偿谐波装置。与无源滤波器相比，有源滤波器有以下优点：①为高次谐波电流源，不受系统阻抗的影响。②没有共振现象，系统结构的变化不会影响补偿效果。③原理上比LC滤波器更为优越，用一台装置就能完成各次谐波的补偿。④即使高次谐波的频率发生变化，也能完全补偿。有源电力滤波器的变流电路可分为电压型和电流型，目前实际应用的装置中90%以上是电压型。从与负载连接形式的角度可分为并联型有源电力滤波器和串联型有源电力滤波器两大类。现在运行的装置几乎都是并联型，上述类型都可以单独使用也可以和LC滤波器混合使用。目前，有源电力滤波器的研究主要集中在交流有源电力滤波器，直流有源电力滤波器的研究也在逐步开展，典型的研究之一是在直流输电系统中的应用。

3.3高功率因数变流器整流装置是电力系统的主要谐波源。对整流装置改进，使其尽量不产生谐波，并且电流电压同相位，称高功率因数整流器或高功率因数变流器。①采用整流电路的多重化。②采用脉宽调制整流电路。③采用带斩波器的二极管整流电路。④矩阵式变频电路。

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文章编号：1674-3954（2013）09-0330-02

1 前言

近年来，各类型建筑拔地而起，充分满足着人们的日常生活工作需求，然而火灾发生率的逐年攀升使得建筑消防给水系统建设逐渐成为社会各界广泛关注的热点问题，在建筑消防给水种有效运用稳压系统，并实现其作用的充分发挥已经成为大势所趋，十分必要。一般来说，建筑消防及水系统稳压形式可以划分成为采用稳压泵设备直接实施稳压以及配合使用气压水罐与稳压泵实施稳压这两种主要方式，其中，稳压泵直接进行稳压可以划分为稳压泵与地下消防水实现配合以及稳压泵与高压水箱配合稳压这两种形式，而配合使用稳压泵跟气压水管实施的稳压则可划分为高位水箱配合气压给水装置稳压以及气压给水装置取代高位水箱稳压这两种形式。

2 建筑消防给水系统

通常而言，较为常用的灭火系统包括有泡沫灭火、水消防以及气体灭火、干粉灭火等等系统类型。纵观所有会使用到大的灭火系统，其中应用最为普及且系统投资最为低廉的灭火系统则为水消防系统，该系统在很多场所中均较为适用。

参照《高层民用建筑设计防火规范》以及《建筑设计防火规范》可以知道，将压力作为标准能够将消防给水系统划分为临时高压给水系统跟高压给水系统。具体来说，在准消防工作情况下，高压给水系统所产生的实际水压以及所需水量能够充分满足相关要求，而临时高压给水系统则未能充分满足相应的水量以及水压需求，在实施消防行为的时候进行消防主泵的有效启动需确保足够的水量以及水压。

建筑消火栓给水系统能够划分为室内与室外两种模式。其中，室外消火栓给水系统的实际构成相对较为简单一些，其主要涵盖有管道、控制阀、室外消火栓；而室内消火栓给水系统则是由较多部件所组成的，包括有消防水箱、消防水枪以及室内消火栓、消防水泵、消防水带、消防水池、消防卷盘以及控制阀、消火栓箱以及管道系统等等部分。

3 建筑消防给水稳压系统及应用

3.1稳压泵跟高位水箱配合实施稳压

在该种形式应用下，当系统开始实施工作的时候，通过高位水箱进行取水升压以后，稳压泵能够实现向系统的有效输入，从而达到灭火的目的。当稳压泵停止日常运用或者是实施设备的检修的时候，则通过高位水箱实施系统稳压以及合理供水，因此，该种系统模式在不存在有较大火灾危险以及规模相对较小的消火栓给水系统中较为适用。

3.2稳压泵与地下水池配合直接实施稳压

稳压泵与主泵设备实现良好配合，在水池实施取水行为以后向系统水乳，力求保持系统压力式，则可被称作是稳高压或者是常高压、准高压系统，该类型系统通常不进行高位消防水箱的合理设置。稳高压消防给水系统所使用的稳压泵设备需在日常保持较为良好的运行状态，针对管网所存在的实际压力进行有效维持，当发生火灾险情的时候，整个系统仍然可以实现一段时间的运行，该种行为停止于主消防泵启动行为的发生，在设置稳压泵的时候需按照主、备模式实施。因为稳压泵要时常保持良好运行，这对能源会造成极大浪费，加之由于稳压泵设备需要长期处于运行工作中，则其寿命要求相对较高，因此该种系统模式在建筑工程建设中已经不再使用。

3.3高位水箱跟气压给水装置配合实施稳压

在进行气压罐设置的时候需严格依照小罐的容量标准实施，就消火栓系统而言，气压水罐对其的有效容积是300L，就自动喷水系统来说，气压水罐对其的有效容积是150L，要是实现这两种的系统的配合使用，则有效容积为450L。该种类型气压给水装置稳压泵发生一定故障的时候，其可以在30s内实现系统压力的有效维持，同时能够在系统工作压力降到主消防泵所设定的压力水平的时候进行主消防泵启动信号的及时发出，所以说，对于整个系统的安全供水来说，稳压泵出现故障情况则不会对其产生较大影响，就算是在比较极端的情形之下，高位水箱仍然可以肩负起重要的系统安全供水任务，所产生的具体影响直至会导致系统最为不利区域内所产生的水压情况受到影响。该种系统模式进行工作大的主要流程是，稳压泵设备有效提供气压水罐所需的具体压力，当所产生的压力达到相关设定要求的时候，稳压泵则立即停止工作，日常管网所需的压力主要是由气压水罐进行有效提供的，能够充分满足实际的系统水量以及水压需求。在系统所产生压力降至相应的设定程度以后，则稳压泵会被启动，补足系统压力之后再停止工作，如此一来，便可让消防给水系统长期处在准工作状态之下，要是系统所产生的压力处于持续下降的状态，就可判定为发生有火灾险情，这个时候消防水枪会出现射水行为，喷头同样也会爆破，而稳压泵设备则会向消防管网持续实施供水，并将消防主泵进行启动，为系统源源不断地供水，起到较为良好的火灾扑救效果。在该种形式应用下，稳压泵设备不会时刻处于工作状态，所形成的电费支出相对较小，其可谓是现行设计中最为常用到的稳压模式，具体规范中同样较为推荐。

3.4气压给水装置取代高位水箱实施稳压

通常而言，在设置气压罐的时候需满足相应大的“大罐”容量需求，消火栓给水系统中的气压给水设备需进行十分钟实际消防用水量的有效储存；自动喷水灭火系统中的气压给水装备需进行最为不利位置四只喷头10min内可实现持续喷水的实际用水量大的有效储存，并有条件地限定自动喷水灭火系统的实际运用场合。该种系统稳压模式在进行稳压泵设置的时候同样按照主、备标准实施，旨在当主稳压泵在适应情况下产生故障的时候，能够将备用泵设备及时投入到工作当中，保障系统的良好运行。

4 在应用稳压设施的时候需注意的相关问题

4.1稳压泵实施直接稳压

部分施工项目建设单位通常会在消防水箱的消防出水管位置进行稳压泵设备的直接设置，目的在于起到一定的增压作用，利于水箱能够充分满足相应喷头以及消火栓最不利要求。在实际应用过程当中，在配合高位水箱的基础上直接采用稳压泵设备实施稳压行为，则会导致设备处于较为频繁的启动进程当中，给水泵带来较大磨损，造成管网内较为严重的水击情况。因为水自身具备有一定的可压缩性质，因此一旦开启稳压泵设备，则会导致其压力直接上升，稍微出现压力泄漏情况则会导致压力急剧下降，由此可见，该种系统模式对于整个系统的稳定运行来说有着直接的消极影响。

4.2稳压泵出水管不设止回阀

有些建筑的水箱间在表面上看似乎很完整，设有气压罐、旁通管、两个稳压泵并且一备一用。但实际运行起来，系统会延迟升压，水回流至水源。其主要错误是：每台稳压泵的出水管上无各自的止回阀，旁通管也未设止回阀。当一台稳压泵工作时，工作泵的高压水通过另一台不工作泵和旁通管回流至消防水箱。其次，稳压泵停运时，气压罐的高压水也会通过两台泵和旁通管回流至消防水箱。

4.3加压水流直接接向报警阀后

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二、水泵接合器数量的确定

众所周知，水泵接合器的主要用途是当室内消防水泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时，供消防车从室外消火栓取水，通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网，供灭火使用。

《高规》7．4．5－1规定：“消防水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定，每个水泵接合器的流量应按10－15l/s计算：“这里指明水泵接合器的数量是按室内消防用水量经计算确定。笔者认为这一点不好照搬，我们从水泵接合器用途不难知道，水泵接合器是消防车从室外消火栓取水来增补室内消防用水不足的接口。如果室外消防用水量远远小于室内消防用水量时，那水泵接合器设那么多是没有意义的，笔者最近做一个工程－－厦门国际会展中心，按一类高层建筑设计，室外消防用水量为30l/s。但其室内大水滴喷淋系统设计用水量为133l/s，室内水幕喷淋系统设计用水量为167l/s，室内消火栓系统设计用水量为30l/s，这些用水量按火灾延续时间计算均储存在地下水池中。按规范7．4．5－1规定，水泵接合器的数量应分别设10个，12个和2个。12个水泵接合器要12辆消防车从12个室外消火栓中取水供给，而室外的供水条件上远远达不到这个要求的，即使考虑到由消防车距离运水，那也不可保证大水滴淋系统和水幕喷淋系统的正常工作。因这两个系统要正常工作时的用水量很大，不可能在短时间内有那么多消防车远距离运水来达到同时供水，如时间过长，那这两个系统也失去作用，最后时间一长就靠消火栓来灭火，因此笔者认为应对一些灭火系统可以适当减少水泵接合器的数量，可以分别设3－5个就足够了；而对消火栓系统应重点保证，故水泵接合器的数量按室内消防用水量计算的同时应考虑室外供水能力综合确定，达到既节省投资的目的，同时又保证消防的安全可靠性。

三、消防水池容积的确定

消防水池是储存消防灭火用水的构筑物，容积的确定关系着灭火的安全性。《高规》7．3．2规定：“市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；市政给水管道为枝状或只有一条进水（二类居住建筑除外），只要符合上述条件之一时均应设置消防水池。“《高规》7．3．3对水池的容积作了规定：“当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水时时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间以内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。“一些地方针对这两条规定，却有不同的设计方法。

在福州地区，室内及室外消防用水量均储存了消防水池中，原因是市自来水公司无法保证市政供水的安全性，这显然会增大消防水池的容积。如每一幢高层建筑均要把室内及室外消防用水量储存在消防水池，那将会造成很大的浪费，笔者认为是不可取的。

厦门地区是当室外给水管网能保证室外消防用水时，消防水池只满足室内消防用水量。一般做法为：从市政引两根进水管构成室外环状供水，以保证室外供水的安全性，消防水池设在地下室，只考虑室内消防用水量，但不允许考虑火灾时水池的补水量（规范没有作明确规定）。故笔者认为这种做法不妥，这样导致一幢高层公共建筑地下室一般都储存了四、五百吨的消防用水，一般占地均有二百多平方米。像厦门国际会展中心，地下室储存了2600吨的消防用水，水池占地890平方米，笔者认为这种做法很不经济，仅工程造价就增上百万元；同时又增大管理的难度，如要清洗，定期换水等，又造成水资源的浪费；如果消防用水和生活用水合建水池，那必然会造成生活二次供水的水质污染。所以笔者认为既要保证消防安全，又要降低工程造价及管理方便，首先要加强自来水公司的责任度，保证城市环状供水的安全可靠性，然后适当加大高层建筑的进水管，使得进水管在保证高层建筑的室外消防用水量的同时能够在火灾时补充消防水池的水量。这样经计算可以适当减少消防水池的容积，达到经济合理。同时笔者建议邻近高层建筑共用消防水池，对这一点希望有关市政部门能够牵头，对共用水池进行合理地管理，这也需要有关部门进行合理公正的规划控制。

香港在这一点上值得我们学习，香港的建的消防水池就很小，相当于一个水泵吸水井，容量一般不超过50吨，他们只保证初期火灾的用水量，中、后期火灾的用水量直接靠市政管道的供给，大厦本身只提供提升设备及市政管道的接口，在高层建筑林立的香港就可节约了很多的建筑面积供各种用途使用，我们应向这一方面学习与借鉴。

四、消防给水系统的形式

对高层建筑消火栓给水系统形式的选择，首先我们应保证系统的安全可靠性，其次我们应尽量选用经济合理的供水形式。

按服务范围分：独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统笔者建议尽量采用区域集中的消防给水系统就如上述所讲：邻近高层建筑共用消防水池，但这往往得不到推广。主要原因是各开发商不能协调好，这就要求有关部门能够牵头，共同解决管理及费用的问题，使几方面都能够接受。

按高度来分：分区水和不分共给水

当消火栓栓口的静水压力不大于0．80MPa时，采用不分区给水形式，当消火栓栓口的静水压力大于0．80MPa时，采用分区给水形式。分区供水方式又包括：并联分区供水方式；串联分区供水方式；减压阀分区供水方式。

关联分区供水方式：各个分区互不干扰，自成体系，对系统更加安全可靠，但造价高，维护管理较困难。

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一、工程造价和计价方法

建筑工程造价是指进行一个工程项目的建造所需要花费的全部建筑工程投资费用。即从工程项目确定建设意向直至建成、竣工验收为止的整个建设期间所支出的总的建筑工程投资费用，这是保证工程项目建造正常进行的必要资金，是建设项目投资中的最主要部分。我国现行的建筑工程造价包括：直接工程费、间接费、计划利润、税金四个部分，而每一部分又包括几个相应不同内容。

我国目前工程建设项目在实施阶段，建设单位与施工单位之间工程造价的确定，一般都采用以下几种计价方法进行确定：（1）施工图预算法：其特点是政府是制定工程造价的主体，它是以施工图纸及预算定额为依据，按定额工程量计算规则计算出各分部分项工程的工程量，由分部分项工程量套用相应的定额及地区单位估价表，其工程量乘以各项工程综合单价，计算出工程直接费，再按工程类别及施工企业资质等级计算其它直接费、间接费和计划利润等费用，最后确定预（结）算造价的方法。其中单位估价表，是由各地区工程造价管理部门，根据省统一预算定额编制的综合单价，也叫预算定额基价，是单位估价表的主要构成部分。通过这种方法确定的工程造价，是计算建筑工程造价的基础，并作为确定工程承包合同价款，办理工程项目拨款与结算，编制招标工程标底及投标报价的重要依据。（2）新定额直接费单价方式：采用国际上通用的工程量清单计价，地方定额采用实物法编制，实现量价分离，定额的消耗量指标由指令性变为指导性，利润的计取由原来的规定性利润变为浮动性利润。计价时不需要进行价差调整。这种方法在目前使用的较多。（3）地方定额综合单价法特点是：利用地方定额、工程量清单报价，在单价中包含直接费、间接费、利润等，利用综合单价报价可以简化计算工作量。这种方法目前使用较少。（4）企业定额直接费单价法：在确定生产过程中的资源消耗量是不是以社会平均水平，而是根据企业的实际水平来确定的。这种方法能充分反映工程报价时不同承包商的个体差异，只有管理水平高、生产中资源消耗量少的企业在报价时才具有价格优势。（5）国际惯例方式的特点是：计价依据是工程量清单、企业定额、综合单价、在综合单价中包含间接费、竞争利润、税金，并且间接费、利润完全由承包商根据企业的经营决策，市场竞争状况自主确定。采用此种方法计价，反映了建筑生产中实际的资源消耗。使工程价格既反映其价值，又反映市场供需。

上述（1）和（2）两种计价方法是目前主要的计价方法。从表中我们可以看出这两种方法在计价时都需要利用地方定额并且都需要计算工程量来最终确定工程造价。由于这种特点这样就限定了不同级别的施工企业在记取造价时必须执行同一标准的“定额直接费”或“定额消耗量指标”业主也只能处于从属地位，自主定价的权利较小，只能按照政府的“取费标准”进行计算，其所产生的缺陷为：（1）首先现行的建筑工程造价组成的内容很多，计算量较大，定额内容过多过细，消耗在工程量计算上的时间也较长。（2）与各个施工企业的技术水平不相适应，不利于建筑市场价格的竞争。（3）不能体现建筑产品优质优价的原则。（4）全国各省市颁发使用的定额工程量计算规则由于程度不同，不利于跨地区工程建设承包市场的竞争。（5）现行工程造价计算方法不能真正体现建筑工程的实际价值。建筑材料价格的变化，对于工程的土建造价（直接费）影响也是最大的。（6）不利于招投标工作的开展。

二、工程造价估算

建筑工程造价的估算，从实际上来说，就是利用某种方法对工程造价所做的一个预先估计或称预测。就建筑工程而言，由于建筑工程本身具有单体性、复杂性、多样性以及对建筑地点的依赖性等特点，不存在两个完全一样的工程，所以对建筑工程来说不能成批量的生产和按整个产品确定价格。这样在进行建筑工程造价估算时就应当对其进行系统化、具体化、综合化全面考虑。所谓系统化，是指为加强工程造价的有效估测，应建立完备的、连贯的、准确的估测系统，使建筑工程造价估算中的估算数据采取、估算过程、估算精度三部分都处于严格、客观的分析计量及控制系统中。

具体化是指对某一建筑工程的造价估算应把建筑工程整体进行分解，划分为基本单元子项（分部分项工程），计算出每一单元子项的费用再综合形成整个建筑工程的费用。

综合化是指在建筑工程造价估算中，要对建筑工程进行分析，要注重其结构形式、建造时间、建造地点等不同因素对造价的影响并且使它们之间能够达到总体的平衡。

三、快速估价的思路和原则