建筑电气的历史和电工产品的发展

专业人士谈：建筑电气溯源及其电工产品发展


中国自动化网 发表时间:2003-8-20 9:44:46
一直以来，对于“建筑电气”一词究竟由何时、何处生成业界争论不休，虽然这是一个学术问题，但也影响着电气行业的方方面面。曾有一个行业协会在接受本报记者采访时表示，建筑电气是技术含量不高的新兴门类，电气行业高端技术还是电力部门主管的更多。对这一说法，也有人表示不敢苟同，他们认为这种争论没必要，只是销售人员细分市场时采用的说法，制造商不会在乎这些。本报此次全文刊发北京市住宅建筑设计研究院高工朱林根先生的文章，就是想让广大读者对 “建筑电气”的来龙去脉有一个初步了解 。
　　近八年，笔者和北京40多位电气专业工程师，合作编写的由中国建筑工业出版社出版发行的建筑电气设计、施工、设备手册六部九本1200 多万字，都以建筑电气命名书名，从而产生对建筑电气溯源的想法，探索建筑电气工程的起源。
　　一、建筑电气的形成笔者从事建筑电气工程设计、施工安装50多年。建筑电气在50多年前是没有规范定义的，也说不清楚它的内涵，院校不设这个专业，自然也就没有正规的教科书了，甚至建筑一词也是由现代科技引伸出来的。我国历来对建筑业称作营造业，营造土木工程包括房屋、水库、桥梁、道路、水坝、铁路等建筑物和构筑物。1949年后广大电气设计、施工安装从业人员经过50多年的艰苦实践逐渐形成了今天综合性的建筑电气工程专业。
　　1882年4月英国人立德尔(R.W.Little)和狄斯C.M.Dyce、罗G.E.Low 、魏特迈W.S.wetmore等招股集银5万两，成立上海电气公司，并从美国购得发电设备，在上海南京路创办上海第一家 (也是中国第一家)发电厂，容量为12kw，1893年为上海工部局收购。从那时候起中国人第一次知道电的存在和应用，算起来也不过121年的历史。20世纪初叶到辛亥革命成功，全国各地官办、商办发电厂有数百家，但大多数称谓电灯公司和电灯厂，设备靠进口，容量小而只作照明用电。然而，100多年以来电工的经典理论和电工设备、器材都是欧美国家发现和发展的，我们对于电工理论、电工产品只是学习、认识、仿制、应用，迄今很难找到一件具有中国人发明的有知识产权的电工产品，没有一家权威的具有国际水平的国家级电工产品科研机构。
　　1949年以后，以现代化建设初期为例，北京电力供应十分薄弱，从石景山发电厂以架空线输电进入前门变电站和西城复兴内成方街变电站，电压是33kV，而城内都以架空线配电，电压是5.2kV，没有地下电缆配电。
　　20世纪50年代开始兴建的建筑物，室内电气工程———即早期的建筑电气工程，以220／380V低压照明用电为主，每室只设置电灯一盏和一只220V两孔插座，没有接地、漏电、等电位联结等安全用电的保护措施，只强调插座距地1.8m高位安装，也不可能供给像今天人们普遍用的众多的家用电器用电，更没有都市夜景照明可说了。而 50年后的今天，经过几代人的努力建设，北京高楼大厦林立，用电需求量骤增。北京电网进行了两次大规模改造，11 0kV、220kV大功率、高电压的电源，以地下输电电缆输送到了王府井大街等繁华的市中心，220kV的开闭所建设在闹市口大街。京、津、唐和大同四市500kV超高压输电线路联网，还有内蒙古500kV的电力支持，北京电力供应充足了，现代化建设得到了保障。我国的电力建设，从火电、水电、核电已发展到一个崭新阶段，用户由过去限制用电到计划供电、峰谷合理调度用电，发展到某些地区鼓励用电，而且我国的电力建设，还在大规模地进行，南水北调、西电 东送、电力事业的繁荣，意味着建筑电气工业大有可为。
　　诚然，城市的现代化建设必须首先是电气化，而电气化必须依靠强大的不间断电力供应作支持和保证，现代化城市对强大的电力供应存在依赖性。特别是北京申办2008年奥运会成功，北京的比赛场馆建设，给建筑电气事业带来了史无前例的发展机遇。
　　电力供应的安全、可靠、合理运行，又必须有品质兼优的电工设备和器材，即开关电器、保护电器、输、变、配电设备和器材作后盾。高层、超高层建筑物必须要有安全、舒适、平稳的垂直运输电梯正常运行；保证日常生活用水、消防用水的水泵不断地转动，保证冬季取暖夏季空调和人人不可缺少的照明用电和其他家用电器用电；高标准的大楼还要 保证智能建筑设备的供电。所以不能设想现代的高楼大厦停止供电，停电将会使大楼变成没有生气的病楼、死楼，大楼内会出现一片混乱现象，造成不堪设想的后果。这便是建筑电气工程当今的主要功能和内涵。建筑电气是一个新兴行业，是经过我们50多年的辛勤实践干出来的，它需要综合各门类的电工科技知识和建筑知识，才能运行建筑电气工程，这也是2 1世纪对电气工作者提出的新使命。而且建筑电气还在不断发展扩充之中，新技术的引进和应用速度越来越快。
　　1978年以后，我国发生了翻天覆地的变化。单说上海一地，短短20 多年中兴建了象征改革开放成果的东方明珠塔，数座黄浦江大桥，世界第三高度的金茂大厦，国际会议中心，浦东国际机场，市内申字形的南北高架桥交通干线等世界一流建筑工程；国际上最先进的磁悬浮列车2003 年在浦东建成投入运营，从而给建筑电气工程带来前所未有的技术要求，建筑电气工程在20世纪下半叶和21世纪的建筑工程中起着举足轻重的作用。
　　此外，建筑电气工程还分为强电、弱电两类：强电是电工技术的一种基本类别，其特征是功率大、电压高、电流大。另一类为弱电，其特征是功能小、电压低、电流小。但在实际的工程和装备中两者往往又密切相关，例如，计算机弱电信号控制大功率电机传动的工业机器人和产品自动生产线。
　　建筑电气工程应包括：市供电源、用户自备柴油发电机等自备电源；变配电所；室内外照明；电梯、水泵、空调机组、锅炉电工设备和各种工业车间的动力系统配电及其布线；楼宇自动监控系统(总线系统)配管布线；信息系统网络布线；建筑物防雷；火灾自动报警系统及灭火设施；电视接收系统；门禁保安系统；建筑物立面照明、城市夜景照明等 民用或工业建筑物和构筑物内外所有电气工程的设计、安装项目。
　　二、我国电工产品的发展我国电工产品在以往121年中的发展，十分缓慢。先是清朝政府闭关自守，欧美先进科技不易引进。1949年以前由于历史的原因，过去所用的电工产品多数是从外国进口，没有我国的民族电工产业，也谈不上电工产品的发展。我们对于电工产品只是向外国学习、认识、仿制、应用，没有国家级电工产品的科研机构，电工产品的生产方式还是作坊式的，没有形成大的集团企业、跨国公司，没有中国知识产权的品牌产品，更没有垄断性电工产品。说起来叫人不信，对于大电流的断路器国内还没有能做安全认证和型式试验的机构。
　　我国自有电那天起，从四眼保险器到微型为路器(MCB)，我们向外国人学了121年；从仿制DZ12微型断路器到引进外资生产MERLINGERIN 品牌的C45N，C65N，ABB的S系列，SIEMENS的5SX 系列微型断路器及保护电器整整用了50年，国内中小厂商生产的型号繁多的微型断路器，万变不离其宗，无一不是仿制品。我们从外国人那里学用Y-△、自耦变压器降压启动电动机，到今天再从外国人那里学SoftStarter软启动器的启动方式，差不多跨越了100年。例如我国的低压电器厂，据1995年工业普查统计：控制设备厂3136家；电器元件厂1429家；其他厂1740家。而电线电缆厂4725家。这样分散落后“一家一户”的生产方式，不可能 有真正的创新思想和能力，也就不可能有创新电工产品，只有营销手段、产品成本和市场的竞争。诚然，仿制是急功近利的行为，靠它不可能发展民族电工工业。
　　那么什么是创新呢？就笔者的认识，应是自行设计的，改变了原来操作方式的，发展和简化原来生产工艺流程、自动化程度提高，从而改变原来生产方式，导致功效提高几十倍数甚至几百倍、上万倍，品质和安全系数提高几十倍、几百倍。例如我们祖先发明的算盘，在1000多年中是先进的计算工具。20世纪外国人发明了电子计算器，不仅可以取代算盘做加、减、乘、除四则运算，而且还可以做开方、乘方、开高次方、查函数、反函数、对数等数学运算，功效提高亿万倍，这叫作创新，发明人具有知识产权。又如建筑制图，过去用了近百年以上的图板、丁字尺、三角板、鸭嘴笔、圆规、墨水、橡皮等。20世纪外国人发明了简捷的绘图笔(0.18-0.9mm)，功效提高许多倍，后来发明了用计算机 CAD软件设计绘图，改变了原有绘图操作方式和工艺，提高设计功效千百倍，这不但是创新又是技术革命。
　　过去50多年中我们作电气化、自动化时采用继电器、仪表、传感器 (压力、流量、温度等物理量)、放大器、大量的电线电缆和执行机构等电器及机件，组成一个随生产工艺流程的自控监测生产系统。现在外国人发明了现场总线制系统，欧洲统一标准EIB(EuropeanInstallationBUSAssciation 欧洲安装总线协会)，如ProfiBUS，西门子SIEMENSInstaBUS，ABBiBUS，施耐德Schneider的D igipact、SeparnPowerLogic、MicroLogic电网管理控制单元等众多的现场总线系统。