建筑电气在住宅室内环境设计中的功能与应用？

一、室内环境设计概述
室内环境设计属于建筑装饰的范畴，而建筑装饰是建筑学的一个重要组成部分。建筑学的任务是构想一个带有可用空间的立体并使其尽量地漂亮和实用。早在十九世纪以前，建筑装饰是建筑学的代名词，大多数的建筑师认为，装饰是建筑艺术与单纯房屋设计的主要区别。工业革命及其引发的变革扩展了建筑的内涵，现代建筑设计的概念取代了建筑装饰，这一情况一直延续到二十世纪七十年代。现在，人们重新认识到建筑装饰在建筑的个性化、建筑传统的继承以及满足公众的社会心理需求等方面的意义。随着我国改革开放和经济持续高速发展，为建筑装饰业带来了一次繁荣，大量的家庭居室和高楼大厦对新颖、美观、富于个性的装饰的需求，为其发展提供了极好的机遇。
建筑装饰设计不是仅仅考虑建筑作为六面体的问题，而是运用多学科知识综合地进行多层次的空间环境设计，利用平面和空间的构成、透视、错觉、光影、反射和色彩变化等原理配合物质手段创造出预期的格调和气氛。它包括各种居住和公共建筑的室内环境设计和室外装饰设计以及小区建筑环境设计。其中，室内环境设计不只是简单的装饰，也不仅是一般意义上的美化，它应该是充分满足室内空间的性质和用途，并与建筑功能和建筑技术（风格）相适应，通过对空间、造型、细节、色彩、艺术品等进行综合性整体设计，满足不同的使用功能和审美价值。
我国的住宅室内环境设计，自建国以来，实际上经历了三个发展阶段。早期，经济发展水平较落后，室内环境设计简化到最低点。粉刷一下墙壁，挂几幅年画，摆几件必须的家具。改革开放后，市场经济开始发展，人民的生活水平开始腾飞。尤其到了九十年代，建筑作为一个产业蓬勃发展，房地产业不断升温，与之相适应的室内环境设计受到重视。但一开始在一种浮躁急切的心理驱使下，室内环境设计呈现一种浮夸的风气，各种新型材料和高档物品不问主题，甚至忽视功能地拼命堆砌。经过一段时期以后，人们开始冷静下来，加上参考国外的一些优秀的设计案例，室内环境设计开始进入稳步发展时期。
二、建筑电气与住宅室内环境设计
正如主体的建筑设计需要结构、设备和电气等专业的配合，在装饰设计中总的装饰效果是一个总的构想，由结构专业完成了硬件设施，搭起了架子，设备和电气专业负责完成软件设施，赋予这些钢筋混凝土以人情味，让他们有了温暖，能够呼吸，由硬帮帮的东西而软化活化。建筑电气的任务是以现代电工学和电子学为理论和技术基础，人为地创造和改善并合理保持建筑物内外的电、光、热、声的环境。建筑装饰中的建筑电气是建筑电气在建筑装饰中的延伸。在室外装饰装潢中建筑电气主要是完成立面照明、广告照明、环境及道路照明等，而在室内环境设计中，建筑电气的功能应用就复杂的多了。
在住宅室内环境设计中，为了配合总体设计思想，突出装饰主题和理念，建筑电气专业对所采用的照明方案（包括照度、电光源、配光方式等）的准确选择和照明器具的合理应用，能有效地加强装饰效果，渲染空间的环境气氛；同时，随着各种装饰材料的不断更新以及新型材料的不断涌现，一大批具有装饰表现力的开关，各种用途的终端插座以及其它暴露于室内的电气附件也朝着美观、安全、安装维修方便和多功能的方向发展，既能满足其在电气系统内的功能要求，又能在室内起到一定的点缀作用。另除了上述强电项目，随着人们对建筑现代化的要求不断提高，包括通讯、有线广播、有线电视、防盗保安以及火灾自动报警装置在内的弱电，还有计算机多媒体和网络技术的发展和应用，更增强了整个设计方案的适用性、安全性、现代性和可拓展性，符合了以人为本的宗旨。
三、照明方案和照明器具
3.1照明设计的步骤：
（1）针对各种功能照明场所的视觉工作要求以及室内环境情况确定设计照度，使得在该室内进行的各项工作和活动能够舒适自如地进行，并且能够持久而无不舒适感。同时，应注意各房间亮度的平衡。对于较小房间可采用均匀照度，而对于较大房间如果只在中间设一个顶灯，就会使人感到房间变小，如果在墙上增加适量壁灯，就可以消除这种感觉。
（2）根据室内装饰的色彩对配光和光色的要求选择电光源和灯具。如果室内装饰色调以红、黄等暖色调为主，则应选择色温较低的光源（如白炽灯），配合一定形式的花灯，产生迷离的散射光线，增加温暖华丽的气氛。在确定光色和照射强度时，还应能够正确显示织物材料表面、壁画、挂画、室内色彩和地毯图案等，这里除了要注意电光源的显色性，必要时设置一些射灯，对一些点景物件进行提醒照明。
（3）选择照明方式和布置灯具的方案，使室内照明场所形成理想的光照环境。光的照射要利于表现室内结构的轮廓、空间、层次以及室内家具的主体形象。首先确定一种作为普通照明的方案，取得一定的照度，能够满足一定的活动要求；然后针对局部不同的功能要求，选择各种照度和光色以及灯具形式的局部照明。
（4）按照最后确定的总体布灯方案，验算室内的照度值，必要时也可在安装完毕后，进行实地测量。这一步容易被忽视。要想达到良好的照明设计效果，此举不可不为。
（5）确定照明控制方案和配电系统。设置各种电气插座，并留有一定的富裕度。对于插座的设置，近年来随着各种家用电器层出不穷，对电的需求已经深入到人们生活的每一个环节。有关规定指出在室内的任何地方距墙壁插座的距离不超过1.5m，这是根据家用电器的附带电源线一般为1.5m左右长而定的。
（6）计算各支线和支干线的计算电流。选定导线型号和截面，穿线保护管的材质和管径。必要时进行电压损失校核。有些装修人员认为照明电路的电流不大，对其配线也不够重视，尤其是那些“马路上的游击队”，选用RVB软线照明配电线，它在机械性能和允许电流方面都存在缺陷，使用一段时间以后，加上老化因素，势必造成隐患。
（7）选择开关、保护电器和计量装置的规格和型号。
（8）绘制照明施工图。如果在施工中有所变更，应及时落实在图上，以便最后装修完毕绘制电气竣工图。便于以后使用功能再次改变时参考。
3.2不同功能房间照度的设计要点
（1）客厅，又名起居室。看起来这两个名字并不相近，也不等同。实际上这两个房间也不是一回事。顾名思义，客厅是接待客人的地方，而起居室则是家里人娱乐交流的地方，只不过在我们这里，尤其是目前大部分住宅设计中一般把这两种功能合二为一了。自建国以来，城镇住宅的客厅有一个从小到大的发展过程。这里就不再多说了。根据现代人的居家理念，并不热衷于在家中应酬，而是希望家是一个真正意义上的港湾，让家人在喧闹的城市中，拥有一个安静的空间。所以，客厅（实际应该侧重于起居室）作为人们在家时逗留时间最长的场所。在进行照明设计和其它专业设计时不容忽视。客厅的功能较一般房间复杂，活动的内容也丰富。对于照明设计也要求有灵活、变化的余地。在人多时，可采用全面照明和均散光；听音乐时，可采用低照度的间接光；看电视时，座位后面宜有一些微弱的照明；读书时，可在右后上方设光源，能够避免纸面反光影响阅读；写字台上的光线最好从左前上方照射（约30～40cm高），再保证一定照度的同时避免手和笔的阴影遮住写字部位的光线。室内如有挂画、盆景、雕塑等可用投射灯加以照明，加强装饰气氛；书橱和摆饰可采用摆设的日光灯管或有轨投射灯；有一些高贵的收藏品，如用半透明的光面板做衬景，里面设灯，会取得特殊的效果。在电气功能设置的合理性方面，客厅的照明开关应采用双控或多控调光开关，一处在玄关处以便进出时方便开关，另一处在沙发附近，可以随时调节灯光。客厅必须安装应急灯，以备突然停电或发生电气故障时使用，如果配合视听设置的控制，音频、视频、电话等有关电子连接线，都预埋在沙发附近，将DVD、电脑键盘等必须用手操作的设备也置于附近（如茶几下）。这样就可以坐在沙发上换碟，炒股或接受远程教育，可谓方便之极。
（2）餐厅，餐厅照明应能够起到刺激人的食欲的作用，在空间比较大、人比较多时设计照度高一些会增加热烈气氛；如果空间小、人又少设计照度应低一些，营造一种幽雅、亲切的气氛；以我国目前的生活发展水平，单独设计餐厅尚未普及。国外的餐厅设计为了追求安静，常使灯光暗些；而我国在烹饪艺术方面，讲究色香味俱全，因此，要求灯光稍亮些。一般常用向下投射的吊灯，光源照射的角度，最好不超过餐桌的范围，防止光线直射眼睛。比如使用嵌顶灯或控罩灯。还应注意设置一定的壁灯，避免在墙上出现人的阴影。
（3）厨房，一般较小，烟雾水气较多，应选用易清洗、耐腐蚀的灯具。除在天花板或墙上设置普通照明外，在切菜配菜部位可设置辅助照明，一般选用长条管灯设在边框的较暗处，光线柔和而明亮，利于操作。
（4）卧室，卧室照明也要求有较大的弹性，尤其是在目前一部分卧室兼作书房的情况下，更应有针对性地进行局部照明。睡眠时室内光线要低柔，可以选用床边脚灯；穿衣时，要求匀质光，光源要从衣镜和人的前方上部照射，避免产生逆光；化妆时，灯光要均匀照射，不要从正前方照射脸部，最好两侧也有辅助灯光。防止化装不均匀。如果摆设书柜，应有书柜照明和短时阅读照明。对于儿童卧室，主要应注意用电安全问题，电源插座不要设在小孩能摸着的地方以免触电危险，较大的孩子的书桌上，可以增设一个照明点。睡眠灯光要较成人亮些，以免孩子睡觉时怕黑或晚上起床时摸黑。
（5）卫生间，卫生间的照明应能显示环境的卫生和洁净。一般对照度要求不高，只要能看见东西就行了。常在屋顶设置乳白罩防潮吸顶灯，在洗脸架上放一个长方形条灯。如有化妆功能，可增设两个侧灯。另在卫生间外门一侧设一脚灯，便于在夜间上厕所使用。
（6）门厅、走廊和阳台，门厅一般设置低照度的灯光，可以采用吸顶灯、筒灯或壁灯；走廊的穿衣镜和衣帽挂附近宜设置能调节亮度的灯具。阳台是室内和室外的结合部，是家居生活接近大自然的场所。在夜间灯光又是营造气氛的高手，很多家庭的阳台装一盏吸顶灯了事。其实阳台可以安装吊灯、地灯、草坪灯、壁灯，甚至可以用活动的旧式煤油灯或蜡烛台，只要注意灯的防水功能就可以了。
3.3照明灯具的类型和选择
灯具是电光源，灯罩及其附件的总称。照明灯具的选择，应适合空间的体量和形状，并能符合空间的用途和性格。大的空间以用大灯具，小空间宜用小灯具，住宅照明以选用小功率灯具为主。灯具造型应与环境相协调，同时注意体现民族风格和地方特点以及个人爱好，体现照明设计的表现力。
（1）花吊灯，是一种典型的装饰灯具，它不以高照度和低眩光为目的，有时甚至要刻意产生一些闪烁的眩光，以形成奇丽多姿的效果。花吊灯的样式繁多，外形生动，具有闪烁感，安装暖色调电光源时，能在室内形成一个（或多个）温暖明亮的视觉中心。然而吊灯对空间的层高有一定的要求，若层高较低，则不适用。有一种吸顶式的花灯，能在层高不够时使用，也能有相似的效果。但却与吊顶灯的那种辉宏壮丽的场景有所损折。
（2）壁灯，也是一种最常用的装饰灯具。根据不同要求有直接照射、间接照射、向下照射和匀散照射等多种形式。使用壁灯往往也是作为层高偏低（或过高），不适合用吸顶灯时的一种选择。尤其在住宅室内环境设计中，选择一些工艺形式新颖的壁灯能充分体现主人的修养和兴趣爱好所在。壁灯安装高度一般在视线高度的范围内。如果超过1.8米只起到顶棚照射的延长作用。而失去对居室功能的其它作用。在比较窄的走道或其它平面尺寸相对较小的空间应慎用或不用。另注意如装在涂料的墙上会因长时间照射和电热的原因而脱色。
（3）嵌顶灯，泛指装在天花板内部灯口与天花板持平的隐装式灯具。一般用于有吊顶的情况，其优点是天花板面整齐，节省层高，但是灯具散热性能不好，发光效率不高的缺点，一般不宜作为主光源，而作为主光源灯具的陪衬和点缀。针对目前住宅建筑层高偏低，大面积吊顶本就不合时宜，因此该嵌顶灯（如筒灯），也只在局部装饰性吊顶时使用。
（4）吸顶灯。顾名思义是指直接吸附在天花板上，包括各种单体的吸顶灯和一些吸顶式简易花灯，都是在住宅室内环境设计中常用来作为各功能房间主照明的灯具。值得说明的一点是如果在客厅等较大房间采用吸顶式简易花灯，在灯头较多时，宜采用分组控制的方式点亮，以利于节能节支。
（5）移动灯具，指根据需要可以自由移动的灯具。最典型的就是各种台灯，还有放在地板上的落地式柱灯、杆灯和座灯。后者本以庭院中常见，如果室内面积较宽裕，结合一些雕塑造型，装饰效果明显。台灯则主要是作书桌上和床头的局部照明。
（6）巢灯。就是“反光巢灯”，亦称之为结构式照明装置。是固定在天花板或墙壁上的线型面型的照明，一般都选用日光灯管的形式。通常有顶棚式、檐板式、窗帘遮蔽式和风光墙等多种做法。其中顶棚式为间接照明，檐板式为直接照明，其它为半间接均散光，这种照明方式装饰性较强，但不利于节能，一般作为背景照明。
3.4照明设计的其它几个问题
（1）照明控制。照明灯具的控制从一次控制动作所控制的灯具数量规模上分，可以分为单灯或数灯控制，和支路整体甚至几个回路同时控制两种情况，后者一般在较大空间室内或室外使用。借助接触器实行远程控制。如果从同一灯具（或一批灯具）控制位置的情况划分，又分为单控、双控和多控三种。分别采用单极开关、双控开关和多控开关。这在家庭室内环境设计中经常用到，尤其是对于走廊、门厅卫生间、楼梯间和其它需要多控点控制的照明灯具可以在户门入口处、客厅沙发附近、卧室床头附近设置集中控制板面对相关灯具实现多点控制。既利于节能，又给使用者带来方便。当有人叫门时，主人可以在床上预先点亮门厅和楼梯间的灯，当主人想去厕所时，也可以在床上预先点亮门厅和厕所的灯，主人可以在进入卧室前先点亮卧室的灯，也可以在躺到床上后关掉（或打开）卧室的灯。有些灯具还配备了遥控器或采取定时开关。开灯后在预定时间内自动关灯。也能达到类似的效果。只是灯具的费用有所增加。
（2）电光源。在住宅室内照明设计中，较为常见的有荧光灯和白炽灯。荧光灯适用于室内照度要求高，平均用灯时间长的场所，不宜用于频繁开关的地方。白炽灯虽然工作效率低，但它具有显色效果好，暖色成分高，容易进行调光控制，尤其是它的暖光色，与家庭的气氛最是融洽，更是与传统木家具的暖色调相得益彰。因此，白炽灯在住宅室内照明设计中，经常用在门厅、会客厅以创造良好的居家气氛。用在厨房、餐厅可以使食物色泽鲜艳，用于起居室，以便于调光，构成典雅、幽静、亲密和和谐的氛围。
（3）照明的稳定性。照明的不稳定性主要是由光源光通量的变化导致环境亮度发生变化所致。环境亮度发生变化时，人眼被迫跟随适应。如果这种跟随适应的次数增多，会使人眼感到疲劳，时间一长就会导致视力下降。而光源光通量的变化，多由电压波动引起。在照明供电回路中不应包含较大容量的电动机和其它用电设备（如电焊机），另外就是由交流电源供电的气体放电灯（如荧光灯）所产生的频闪效应，会使人产生错觉甚至引发事故。应该采取分相或移相法供电，加以避免。
四、智能家居布线系统
4.1系统概述
随着信息化社会的到来，人们的工作和生活与通讯和信息的关系日益紧密。电话、计算机、家庭保安、家庭影院等相继进入家庭。在住宅室内环境设计中，无疑应满足这些功能需要。于是在小康住宅概念的基础上，提出了智能化的要求。智能住宅主要体现在通讯自动化、家庭办公自动化、物业管理自动化和社区服务自动化；为人们提供舒适、安全、宜人的家庭生活空间，提供全方位的信息交换，提供丰富多彩的业余文化生活，提供包括儿童教育、成人教育在内的多层次家庭和业务教育，提供家庭保健等服务。
通讯自动化包括可连通公众电话网、公用分组交换数据网、公用数字数据网、公用计算机互连网来完成语言、数据和图像的信息传输。家庭办公自动化包括室内及社区内Internet接口、共享办公系统，信息处理、文件处理和图像处理。住户可在家里进行电子通信联络、传递电子邮件、实现智能电话、智能传真和交互式会议等。物业管理自动化包括室内及社区内安防监控报警、火灾报警、可燃气体泄漏报警、三表（水表、煤气表、电表）自动采集与传输、停车场自动管理、夜间巡更系统和出入口管理系统。安全是家居生活中首要考虑的问题，因此对于火灾的发生、可燃气体泄漏，如能尽早检测及报警，可防止或减少人们经济和生命财产的损失。社区服务自动化包括网上购物、股票交易、远程医疗诊断、家庭教育、市民求助信息、网上休闲娱乐、视频点播VOD等。
综上所述，智能住宅不仅应有安全、便利、舒适、节能和娱乐性等特点，还应具有集成的音频/视频、计算功能、通讯功能、自动化及安全防范等。并通过各种独立而先进的自动化电子设备，把这些繁杂的功能集成到人们日常的家居环境之中，再由一个家庭网络连接起来，该家庭网络的基础是家居布线系统。
该布线系统采用ANSI/TIA/EIA570-A家居电讯布线的标准（ResidentialTelecommunicationsCablingStandard）。主要用于规划新建筑、更新增加设备、单一住宅及建筑群等。认可界面包括光缆、同轴电缆、三类及五类非屏蔽双绞线电缆（UTP）；线路长度从插座到配线箱不超过90米，信道长度不超过100米；通讯插座或插头座适合于T568-A接线方法及使用四对UTP电缆端接八位模块或插头。
4.2系统的组成
（1）一般分布装置，每一个家庭安装一个交叉连接的配线架作为分布装置，主要端接所有的电缆、跳线、插座及设备连接等。提供用户增加、改动或更改服务，并提供连接端口给予外界服务供应商提供不同的系统应用。
（2）线缆，作为家居布线系统的一部分，主要包括五类四对水平电缆、75欧姆同轴电缆和室内2芯多模光纤电缆。其高性能适合多媒体工作平台不断增长的需要，并与多种介质相配合满足高速局域网的要求。
（3）模板，视频模板用于集成整个家居内有线电视、卫星电视、保安系统，内置的进程控制板可以最大限度的澄清视频信号。语音模板可以支持多个语音插口，保证电话和家庭音响系统的运作。数据模板包括多种数据和话务接口，为数据、电话网络和数字电视提供服务。
（4）跳线，五类数据接口跳线为连接设备提供极好的性能保证。满足高速网络数据传输速率和信号完整性的要求。
（5）安装箱，是家居布线系统的心脏，统一分配和管理到各个房间的传输介质，依次为整个家居提供视听、家居自动化、Internet访问、家庭办公等。在安装箱内还可以固定各种配线架面板。箱体一般嵌入式安装，打开后与墙表面保持水平，操作方便。
（6）插座模块，主要用于一般家庭的通讯信息插座。包括光纤模块、视频模块、同轴模块、音频模块、数据模块与面板组合和匹配，适应实际使用中任何安装的配置和功能的需要。
4.3系统环境适配要求
（1）通讯中心的种类和型号应满足外线和分配的信号，并在不同的房间提供一个增加的能力。如需要在同一家庭中安装一个以上的通讯中心，宜将话音和数据端接在同一个通讯中心，将视频端接在另一个通讯中心。安装通讯中心的最佳位置为地下室、车房、总配电箱旁等，并要求有足够的照明、电源插座和维护空间。安装方式可以固定于墙上、布背板上或嵌入式安装。
（2）通讯中心所需要的模块板、配件及用户插座的种类和数量。
（3）在每一户住宅中的墙内预埋过线盒，采用RG6U75欧姆同轴电缆从有线电视或卫星接收装置所提供的视频信号与每户的通讯中心端接。同时，采用非屏蔽双绞线从邮电部所提供的外线与每户的通讯中心端接。有用户插座至通讯中心的电缆数量，长度和路径，包括非屏蔽双绞线和同轴电缆等。
4.4系统的应用
（1）视频应用，采用SYV-75-5同轴电缆，支持卫星电视、有线电视、天线、闭路电视和电缆调解器。如需进入一个以上的视频信号，如录音机、摄影机、卫星接收机等。宜安装第二根75欧姆同轴电缆至用户插座。
（2）通讯应用，采用五类水平电缆至每一个需要话音或数据服务的用户插座。通过ISDN、VDSL或ADSL连上互连网和美国的网络电视，在无边的信息海洋中漫游。选用交互式影像，随时欣赏影片，检查银行户头中的余额。通过小区的内部局域网、查询服务项目、预定服务场馆、翻阅图书馆的存书。由家居自控系统协助管理的各种家用设施自动传送水、气、电读数，也可以在远方用电话遥控家中的设备。
（3）利用安保系统确保室内防火、防盗的要求，在紧急情况时自动向管理处发送报警信号。通过连接到局域网的闭路电视系统观察室外环境，及时了解住宅附近的情况。甚至还可以连接传真的办公设备，配合正在逐渐兴起的家庭办公的需求。
4.5系统的优势
智能化住宅家居布线系统配合各种电子设备可以提供一个完美的在家工作和生活的环境，能带给用户即插即用的便利，支持多种介入，包括传真、电话、100Basc-T高速数据网络、视讯会议系统、Internet接入以及XDSL接入等。支持多种家庭娱乐，包括全方位有线电视、视频点播、交互式电子游戏、网上购物、远程医疗、远程教学等。并可提供音频视频设备，多房间共享，避免重复投资。加上先进的家庭保安系统，如遇火灾、煤气泄露及被盗等紧急情况时通过自动报案系统向管理处报警。此外还可通过监视系统对幼儿、老人远程监护；通过闭路电视监视住宅内外的安全情况。
家居自动控制系统可在远方用电话自动控制照明、空调等家点设备，自动传送水、电、气表的读数。总之智能家居布线系统可以提供一个面向现在和未来的高标准住宅，对于室内环境设计各方面的功能都会大大的延伸，满足人们越来越高的和复杂多样的需求。IT业的发展是如此迅速，一个合理的布线系统，以最少的投资支持未来出现的任何新应用，管理与维护也非常简单。值得注意的是，在使用该家居布线方案时，还应提供必要的配套服务设施，在注重应用的同时享受增值服务，如通过共享设备，8个电视机可以同时共享一台VCD机。
从投资成本上看，该布线系统大约占到整个工程投资的1%左右。从房地产开发商的角度来讲，安装智能化布线系统并不比给每家都安装上空调的花费更多，但安装上智能化家居布线系统的住宅楼却从本质上改变了住宅楼的性质，使其真正成为了一个智能化的住宅楼，可以得到更多用户的认可，这对房地产开发商来说也是划算的。
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