2014年全国一级建造师执业资格考试
《机电工程管理与实务》

1H411020机电工程常用工程设备
本目重点是：
通用机械设备；
专用设备；
静置设备；
电气设备的分类和性能。
1H411021通用机械设备的分类和性能
机电工程项目通用机械设备是指通用性强、用途较广泛的机械设备。
一般可分为切削设备、锻压设备、铸造设备、输送设备、风机、泵、压缩机等，设备的性能一般以其参数表示。
本条主要知识点是：
泵、风机、压缩机、输送设备、切削设备、锻压设备、铸造设备的分类和性能。
一、泵的分类和性能
1．泵的分类
泵主要用来输送流体或混合流体，包括液体、气体、
气液混合物、固液混合物以及气固液三相混合物的机
械设备。
(1)按照泵设备安装工程类别划分，根据《建设工程分类标准》GB/T50841，可分为：离心式泵、旋涡泵、电动往复泵、柱塞泵、蒸汽往复泵、计量泵、螺杆泵、齿轮油泵、真空泵、屏蔽泵、简易移动潜水泵等。
其中离心泵效率高，结构简单，适用范围最广。
(2)根据泵的工作原理和结构形式可分为：容积式泵、叶轮式泵。
1)容积式泵。靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排物料，并靠工作部件的挤压而直接使物料的压力能增加。
根据运动部件运动方式的不同分为往复泵和回转泵两类，往复泵有活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等；回转泵有齿轮泵、螺杆泵和叶片泵等。
2)叶轮式泵。叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的物料。 根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式分为离心泵、轴流泵、混流泵和旋涡泵等。
(5)按驱动泵的原动机划分，可分为：电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵等。
2．泵的性能
(1)泵的性能参数主要有流量和扬程，轴功率、转速、效率和必需汽蚀裕量。
泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，并用特性曲线来表示。
选择和使用泵，应使泵的工作点落在工作范围内。
同一台泵输送黏度不同的液体时，其特性曲线也会改变。
对于动力式泵，随着液体黏度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将黏度大的液体加热使黏性变小，以提高输送效率。
例如：
一幢30层(98m)的高层建筑，其消防水泵的扬程应在130m以上。
二、风机的分类和性能
1．风机的分类
(1)按照《建设工程分类标准》中风机设备安装工程类别划分，可分为：离心式通风机、离心式引风机、轴流通风机、回转式鼓风机、离心式鼓风机。
(2)按照气体在旋转叶轮内部流动方向划分，可分为：离心式风机、轴流式风机、混流式风机。
(4)按照排气压强的不同划分，可分为：通风机、鼓风机、压气机。
2．风机的性能
风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速，另外，噪声和振动的大小也是风机的指标。
三、压缩机的分类和性能
1．压缩机的分类
压缩机是一种压缩气体体积并提高气体压力或输送气体的机器。
各种压缩机都属于动力机械，将气体体积缩小，压力增高，具有一定的动能，可作为机械动力或其他用途。
(1)按照《建设工程分类标准》中风机设备安装工程类别划分，可分为：活塞式压缩机、回转式螺杆压缩机、离心式压缩机（电动机驱动）等。
(2)按照压缩气体方式可分为：容积式压缩机和动力式压缩机两大类。
按结构形式和工作原理，容积式压缩机可分为往复式（活塞式、膜式）压缩机和回转式（滑片式、螺杆式、转子式）压缩机；动力式压缩机可分为轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。
(6)按压缩机的排气最终压力划分，可分为：
低压压缩机——排气压力在0.3～1．0MPa;
中压压缩机——排气压力在1.0～10.0MPa;
高压压缩机——排气压力在10.0～100.0MPa；
超高压压缩机——排气压力在100.0MPa以上。
(7)按压缩机排气量的大小划分，可分为：
微型压缩机——输气量在1m3/min以下；
小型压缩机——输气量在1～10m3／min;
中型压缩机——输气量在10～100m3／min;
大型压缩机——输气量在100m3／min以上。
(8)按传动种类划分，可分为：以电动机为动力的压缩机、以蒸汽机为动力的压缩机、以内燃机为动力的压缩机、以汽轮机为动力的压缩机。
(9)按润滑方式划分，可分为：无润滑压缩机、有润滑压缩机。
(10)按冷却方式划分，可分为：水冷式压缩机、风冷式压缩机。
(11)按动力机与压缩机之传动方法划分，可分为：刚性联轴器直接传动压缩机、挠性联轴器直接传动压缩机、减速齿轮传动压缩机、皮带传动压缩机、无曲轴——连杆机构的自由活塞式压缩机。
(12)离心式压缩机按总体结构可分为：水平剖分型、垂直剖分型（又称筒型）、等温型和多轴型。
2．压缩机的性能
压缩机的性能参数主要包括容积、流量、吸气压力、排气压力、工作效率、输入功率、输出功率、性能系数、启动电流、运转电流、额定电压、频率、噪声等。
四、输送设备的分类和性能
1．输送设备的分类
输送设备通常按有无牵引件（链、绳、带）分为：
(1)具有挠性牵引件的输送设备，有带式输送机、链板输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、小车输送机、悬挂输送机，斗式提升机等。
(2)无挠性牵引件的输送设备，有螺旋输送机、滚柱输送机、气力输送机等。其工作特点是物品与推动件分别运动。
2．输送设备的性能
连续输送设备只能沿着一定路线向一个方向连续输送物料，可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路。
连续输送机械的主要参数包括输送能力、线路布置
（水平运距、提升高度等）、输送速度、主要工作部件的特征尺寸和驱动功率等。
五、切削机床的分类和性能（了解知识点，属于独立、大型高精密整体设备安装；考点是运输组织的装卸、二次搬运、吊装方案；关键质量点的确定及控制）
1．切削机床的分类
2．金属切削机床的性能
金属切削机床的技术性能由加工精度和生产效率加以评价。
加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量和机床的精度保持性。
生产效率涉及切削加工时间和辅助时间，以及机床的自动化程度和工作可靠性。
这些指标取决于机床的静态几何精度和刚度等静态特性且包括机床的运动精度、动刚度、热变形和噪声等的动态特性。
六、锻压设备的分类和性能（了解知识点，属于独立、大型、整体设备安装类型；一般考点是安装质量影响
因素的分析及措施、吊装方案的确定和管理、基准点
的设置）
1．锻压设备的分类
2．锻压设备的性能
锻压设备的基本特点是压力大，故多为重型设备，通
过对金属施加压力使其成形，有一定加工精度要求。
锻压设备上设有安全防护装置，以保障设备和人身安全。
七、铸造设备的分类和性能（了解的知识点，属于连续生产线安装的类型；一般考试点是基准线、基准点的设置原则；安装精度的影响因素及控制；室内设备安装起重机的选择及起重方案管理等）
1．铸造设备的分类
(1)按照《建设工程分类标准》中铸造设备安装工程类别划分，可分为：砂处理设备、造型设备、造芯设备、落砂设备、清理设备、金属型铸造设备、材料准备设备、抛丸设备、铸铁平台等。
(2)按造型方法分类，可分为：普通砂型铸造设备和特种铸造设备。
普通砂型铸造设备包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型铸造设备三类。
特种铸造设备按造型材料又可分为两大类：
一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造设备等；
一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造设备等。
2．铸造设备的性能
铸造设备可将熔炼成符合一定要求的金属液体，浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后，形成预定形状、尺寸和性能的铸件
1H411022专用设备的分类和性能
本条主要知识点是：
火力发电设备、锅炉设备、水力发电设备、核电设备、石油化工设备、冶金设备、建材设备的分类和性能。
一、火力发电设备的分类和性能
1．火力发电设备的分类
火力发电设备包括：汽轮发电机组本体、汽轮发电机组辅助设备、汽轮发电机附属设备、化学专用设备、脱硫设备、燃气—蒸汽联合循环机组设备、空冷机组和其他设备等。
2．火力发电设备的性能
考核火力发电的指标很多，其中主要有发电量、发电煤耗和供电煤耗、汽轮机热耗和热效率锅炉效率、供热煤耗、补给水率、主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽轮机真空度等。
二、锅炉设备的分类和性能（建筑机电安装工程的核心内容；特种设备的案例题考试点）
按照《建设工程分类标准》GB／T50841-2013的工程划分，锅炉不属于专用设备。由于锅炉中的电站锅炉与火力发电设备密切相关，故列入本条。
1．锅炉设备的分类
(1)按锅炉容量分类，可分为：
小型锅炉，蒸发量小于20t／h;
大型锅炉，蒸发量大于75t/h;
中型锅炉，蒸发量介于前两者之间。
(2)按锅炉压力分类
1)低压锅炉，压力小于等于2.5MPa；
2)中压锅炉，压力小于等于3.9MPa；
3)高压锅炉，压力小于等于10.0MPa;
4)超高压锅炉，压力小于等于14.0MPa；
5)亚临界锅炉，压力介于17～18MPa；
6)超临界锅炉，压力介于22～25MPa。
(3)按所有用燃料或能源分类。分为：燃煤锅炉；燃油锅炉；燃气锅炉；电热锅炉。
(4)按装置形式分类，可分为：快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉。
(5)按工质种类及输出工质状态分类，分为：蒸汽锅炉；热水锅炉；有机热载体锅炉。
锅炉有许多辅助设备和系统，包括锅炉燃料供给系统、风机设备、锅炉除尘装置、化学水处理系统、锅炉补给水除盐系统、凝结水处理系统、循环水处理系统、水力冲渣、冲灰系统等。
2．锅炉的性能
(1)锅炉的工作原理。
利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度或一定压力蒸汽的热力设备。水进入锅炉以后，锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，被引出应用。
(2)锅炉的基本特性。
锅炉由锅和炉组成，盛水部件为锅，加热部分为炉。
锅炉的基本特性通常用下述指标来表示：
1)蒸发量。
蒸汽锅炉用额定蒸发量表明其容量的大小，即每小时生产的额定蒸汽量称为蒸发量，单位是t/h，也称锅炉的额定出力或铭牌蒸发量。
热水锅炉用额定热功率来表明其容量的大小，单位是MW。
2）压力和温度。
压力：蒸汽锅炉出汽口处的蒸汽额定压力，或热水锅炉出水口处热水的额定压力称为锅炉的额定工作压力，又称最高工作压力，单位是MPa。
温度：对于生产过热蒸汽的锅炉，应标明蒸汽过热器出口处的蒸汽温度，即过热蒸汽温度，单位是℃。
对于热水锅炉，分为额定出口的热水温度和额定进口的回水温度。通过热水锅炉的水流量称为额定循环水量，单位是t/h。
3）受热面蒸发率和受热面发热率
锅炉受热面是指锅内的汽水等介质与烟气进行热交换的受压部件的传热面积，一般用烟气侧的金属表面积来计算受热面积，单位为m2。
蒸汽锅炉每平方米受热面每小时所产生的蒸汽量，称为锅炉受热面蒸发率，单位是kg/(m2·h)。
热水锅炉每小时每平方米受热面所产生的热量称为受热面的发热率，单位是kJ(m2·h)。
锅炉受热面蒸发率或发热率是反映锅炉工作强度的指
标，其数值越大，表示传热效果越好。一般工业锅炉
的受热面蒸发率小于40kg/(m2·h)；热水锅炉的受热
面发热率小于83700kJ／(m2·h)。
4）锅炉热效率
锅炉热效率是指锅炉有效利用热量与单位时间内锅炉
的输入热量的百分比，也称为锅炉效率，用符号η表示。
它是表明锅炉热经济性的指标，一般工业燃煤锅炉热
效率在60%～82%左右。
三、水力发电设备（了解知识点）
水力发电设备可分为：水力发电机组、抽水蓄能机组、水泵机组、启闭机等。
四、核电设备
核电设备分为压水堆设备、重水堆设备、高温气冷堆设备、石墨型设备、动力型设备、试验反应堆设备。
建造核电站的设备主要分为三类：核岛设备、常规岛设备、辅助系统。
1．核岛设备包括反应堆堆芯、反应堆压力壳、堆内构件、控制棒驱动机构、蒸汽发生器、主泵、主管道、安注箱、硼注箱和稳压器等。
核岛设备是承担热核反应的主要部分。
2．常规岛设备包括汽轮机、发电机、除氧器、凝汽器、汽水分离再热气、高低压加热器、主给水泵、燃料转运装置、凝结水泵、主变压器和循环水泵等。
3．辅助系统(BOP)包括核蒸汽供应系统之外的部分，即化学制水、海水、制氧、压缩空气站等。
五、石油化工设备的分类和性能（管道、压力设备等涉及特种设备的《安全法》考试知识点；安全、环境与健康的知识点考试案例对象；如明火作业、高空作业等安全管理的标准案例题素材）
1．石油化工设备分类
按照《建设工程分类标准》GB/T50841-2013的工程划分，石油化工设备安装工程可分为液体输送设备、非均相分离设备、搅拌与混合设备、冷冻设备、结晶与干燥设备、橡胶塑料机械、分离过滤机械等设备的安装工程，涵盖了石油化工的各种设备。
按照设备的功能和作用，石油化工设备可分为传热设备、传质设备、粉碎设备、混合设备、分离设备、制冷设备、干燥设备、包装设备、输送设备、储运设备、成型设备、反应器等类。
2．石油化工设备的性能
石油化工设备的性能指标主要的有：容积、压力、温度、流量、换热面积、制冷量、反应时间、物料纯净度等。
六、冶金设备的分类和性能（案例题一般为连续生产线安装施工的组织管理问题）
1．冶金设备的分类
冶金设备可分为烧结设备、炼焦及化学回收设备、耐火材料设备、炼铁设备、炼钢设备、轧钢设备、制氧设备、鼓风设备、煤气发生设备等。
(1)焙烧设备。
按固体物料运动特性，焙烧设备可分为固定床、移动床和流动床几类；
按其所用加热炉的形式可分为反射炉、多膛炉、竖窑、回转窑、沸腾炉、施风炉等。
整个烧结机由冷却系统、抽风除尘系统、破碎筛分系统、烧结主机、煤气点火系统等组成。
通过烧结机，矿粉可以烧结成块并同时有效地消除矿石中的硫、磷等有害杂质。
(2)炼铁设备包括高炉及其配套设备和系统；
(3)炼钢设备包括转炉、电炉、电弧炉、钢包炉、混铁炉、电渣重熔炉等及其配套设备和系统；
(4)轧钢设备包括辊压成型机、压瓦机、圆弧机、瓦机设备、彩色瓦楞、滚弯机、精整设备、彩色波浪板滚弯机、热连轧机组、冷轧机、三辊轧管机、矫直机、横切机组、纵切机组、切分轧制、穿孔机、焊管机、卷取机、打捆机等。
2．冶金设备的性能
以完成冶金产品的特定工序或几个工序的加工或生产，适合于单品种大批量加工或连续生产。
七、建材设备的分类和性能（了解其性能）
1．建材设备的分类
2．建材设备的性能
1H411023静置设备的分类和性能（特种设备的制造、安装、维修的许可）
静置设备安装后固定不动，多数属于未列入国家设备
产品目录的设备。
静置设备的性能一般以其参数表示。
本条主要知识点是：
静设备的分类；
静置设备的性能。
一、静置设备的分类
静置设备可分为反应设备、塔设备、换热设备、分离设备、储存设备等。
许多类别的静置设备属于特种设备（压力容器），其分类可参见1H431031特种设备的规定范围。见p496。
静置设备其分类方法很多，可以按工艺参数、性质和功能分类。
1．按设备的设计压力分类
常压设备：P<0.1MPa;
低压设备：0.1MPa≤P<1.6MPa;
中压设备：1.6MPa≤P<10MPa;
高压设备：10MPa≤P<100MPa;
超高压设备：P≥100MPa。
P<0时，为真空设备。
2．按设备在生产工艺过程中的作用原理分类：容器、反应器、塔、换热器、储罐等。
二、静置设备的性能
静设备的性能主要由其功能来决定，其主要作用有：贮存、均压、热交换、反应、分离、过滤等。
主要性能参数有容积、压力、温度、流量、液位、换热面积、效率及设备的强度、刚度和稳定性等。
1H411024电气设备的分类和性能
机电工程常用的电气设备有电动机、变压器、高压电器及成套装置、低压电器及成套装置、电工测量仪器仪表等，是从电网受电，变压，向负载供电，将电能转换为机械能。
本条主要知识点是：
电动机；
变压器；
高压电器及成套装置、低压电器及成套装置；
电工测量仪器仪表的分类和性能。
一、电动机的分类和性能
1．电动机的分类
(1)按电动机工作电源不同分类，可分为直流电动机和交流电动机。
交流电动机分为单相电动机和三相电动机。
单相电机供电电源为单相电源，例如，手持电动工具用电动机等。
三相电机供电电源为三相电源，例如，切割机、套丝机、钢筋弯曲机的电动机等。
(2)按结构及工作原理分类，可分为直流电动机、交流异步电动机和交流同步电动机。
(3)按电机功能分类，可以分为匀速运转的电机、具有制动功能的电机和可调整速度的电机（调速电机）。
(4)按用途分类
电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
2．电动机的性能
(1)直流电动机常用于拖动对调速要求较高的生产机械。
易于在较宽范围内实现平滑调速的特点。
其缺点是结构复杂、价格高。
(2)同步电动机常用于拖动恒速运转的大、中型低速机械。它具有转速恒定及功率因数可调的特点。
其缺点是结构较复杂、价格较贵、启动麻烦。
(3)异步电动机是现代生产和生活中使用最广泛的一种电动机。它具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、维护方便、坚固耐用等优点。
其缺点是：与直流电动机相比，其启动性能和调速性能较差；与同步电动机相比，其功率因数不高，在运行时必须向电网吸收滞后的无功功率，对电网运行不利。
二、变压器的分类和性能
1．变压器的分类
变压器是输送交流电时所使用的一种变换电压和变换电流的设备。
(1)按用途分类
(3)按变压器的冷却介质分类，可分为：油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器等。
(4)按冷却方式分类，可分为：自冷（含干式、油浸式）变压器、蒸发冷却（氟化物）变压器。
(5)按防潮方式分类，可分为：开放式变压器、灌封式
变压器、密封式变压器。
(7)按电源相数分类，可分为：单相变压器、三相变压器、多相变压器。
(8)按容量分类，可分为：
中小型变压器(电压在35kV以下，容量在10～6300kVA)；
大型变压器(电压在63～ll0kV，容量在6300～63000kVA)；
特大型变压器(电压在220kV以上，容量在31500～360000kVA)。
2．变压器的性能
变压器的性能由多种参数决定，主要由变压器线圈的绕组匝数、连接组别方式、外部接线方式及外接元器件来决定。
变压器的主要参数：
(1)工作频率，变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。
(2)额定功率，在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而且不超过规定温升的输出功率。
(3)额定电压，在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。
(4)电压比，指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。
(5)空载电流，变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。
(6)空载损耗，指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。
主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。
(7)效率，次级功率P2与初级功率Pl比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。
(8)绝缘电阻，表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。
绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
三、高压电器及成套装置的分类和性能
1．高压电器及成套装置的分类
(1)高压电器是指交流电压1200V、直流电压1500V及其以上的电器。
高压成套装置是指由一个或多个高压开关设备和相关的控制、测量、信号、保护等设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接的一种组合体。
(2)常用高压电器设备包括：高压断路器、高压接触器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器、高压互感器、高压电容器、高压绝缘子及套管、高压成套设备等。
(3)高压电器的种类。种类很多，按照它在电力系统中的作用可以分为：
1)开关电器，如断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关等。
2)保护电器，如熔断器、避雷器。
3)测量电器，如电压、电流互感器。
4)限流电器，如电抗器、电阻器。
5)成套电器与阻合电器。
6)其他，如电力电容器等。
2．高压电器及成套装置的性能
高压电器及成套装置的性能由其在电路中所起的作用来决定，主要有：通断、保护、控制和调节四大性能。
(1)高压断路器（或称高压开关）是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性。
当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流；
当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。
用途有：控制作用；保护作用；安全隔离作用。
(2)真空断路器利用真空度约为10～4Pa(运行中不低于10～2Pa)的高真空作为内绝缘和灭弧介质，当灭弧室内被抽成10～4Pa的高真空时，其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的SF6和空气的绝缘强度高很多。
(3)六氟化硫断路器，利用六氟化硫(SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种断路器，简称SF6断路器。
由于这种气体的优异特性，使这种断路器单断口在电压和电流参数方面大大高于压缩空气断路器和少油断路器，并且不需要高的气压和相当多的串联断口数。
四、低压电器及成套装置的分类和性能
1．低压电器及成套装置的分类
我国规定低压电器是指交流电压1200V、直流电压1500V以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。
低压成套装置是指由一个或多个低压开关设备和相关的控制、测量、信号、保护等设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接与结构部件完全组合好的一种组合体。
常用低压电器设备包括：刀开关及熔断器、低压断路器、交流接触器、控制器与主令电器、电阻器与变阻器、低压互感器、防爆电器、低压成套设备等。
2．低压电器及成套装置的性能
低压电器及成套装置的性能由其在电路中所起的作用来决定，主要有：通断、保护、控制和调节四大性能。
五、电工测量仪器仪表的分类和性能
1．电工测量仪器仪表的分类
电工仪器仪表分为电工测量指示仪表和较量仪表两大类。
在电工测量过程中，不需要度量器直接参与工作，而能够随时指示出被测量的数值的仪表称为指示仪表，又称为直读仪表。
如电压表、电流表、矩形表、电能（度）表、万用表、兆欧表等都是指示仪表。
若在电工测量过程中，需要度量器直接参与工作才能确定被测量数值的仪表称为较量仪表，如电桥、电位差计等。
2．电工测量仪器仪表的性能
电工测量仪器仪表的性能由被测量对象来决定，其测量的
对象不同，性能有所区别。
测量对象包括电流、电压、功率、频率、相位、电能、电
阻、电容、电感等电参数，以及磁场强度、磁通、磁感应
强度、磁滞、涡流损耗、磁导率等参数。
随着技术的进步，以集成电路为核心的数字式仪表、以微处理器为核心的智能测量仪表已经获得了高速的发展和应用。
这些仪表不仅具有常规仪表的测量和显示功能，而且通常
都带有参数设置、界面切换、数据通信等性能。
1H412010测量技术
前言
本节的重点是：机电工程项目工程测量技术、起重技术、焊接技术，也是机电工程一级建造师必备的基本专业技术知识。
工程测量是指遵照施工图纸的要求，使用精密的测量仪器和工具，将工程项目的建（构）筑物、机电工程工艺生产线上的设备、系统管线等的坐标位置、几何形状、相关数据等准确地测量、放样到实地，并在施工全过程中进行测量控制。
本目重点是：
机电工程测量的方法；
测量的要求；
测量仪器的应用。
1H412011测量的方法
工程测量是按照设计和施工的要求将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程在地面上标定出来，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序之间的施工。
本条主要知识点是：
工程测量的目的和内容；工程测量的特点、工程测量的原则和要求；工程测量的基本原理及方法；工程测量的程序；竣工图的绘制；常见的机电工程中的测量。
一、工程测量的目的和内容
1.工程测量的目的
(1)工程测量的首要工作也是要做好控制点布测。工程测量包括对建（构）筑物施工放样、建（构）筑物变形监测、工程竣工测量等，以保证将设计的建（构）筑物位置正确地测设到地面上，作为施工的依据。
(2)工程测量贯穿于整个施工过程中。从场地平整、建筑物定位、基础施工、建筑物构件安装等，都需要进行工程测量，以使建筑物、构筑物各部分的尺寸、位置符合设计要求。
2．主要内容
(1)建立施工控制网。
(2)建筑物、构筑物的详细测设。
(3)检查、验收。每道施工工序完工之后，都要通过测量检查工程各部位的实际位置及高程是否与设计要求相符合。
(4)变形观测。随着施工的进展，测定建筑物在平面和高程方面产生的位移和沉降，收集整理各种变形资料，作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据。
二、工程测量的特点
与测图工作相比，具有如下特点：
1．目的不同。测图工作是将地面上的地物、地貌测绘到图纸上，而工程测量是将图纸上设计的建筑物或构筑物测设到实地。
2．精度要求不同。工程测量的精度要求取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。
一般高层建筑物的工程测量精度要求高于低层建筑物的工程测量精度，钢结构工程测量精度要求高于钢筋混凝土结构的工程测量精度，装配式建筑物的工程测量精度要求高于非装配式建筑物的工程测量精度。
此外，由于建筑物、构筑物的各部位相对位置关系的精度要求较高，因而工程的细部放样精度要求往往高于整体放样精度。
3 ．工程测量工序与工程施工工序密切相关。
三、工程测量的原则和要求
1．工程测量的原则。
工程测量应遵循“由整体到局部，先控制后细部”的原则，即先在施工现场建立统一的施工控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的细部位置。
2．工程测量的要求。
工程测量的要求是：
(1)保证测设精度，满足设计要求，减少误差累积，免除因建筑物众多而引起测设工作的紊乱。
(2)检核是测量工作的灵魂，必须加强外业和内业的检核工作。
四、工程测量的基本原理与方法
（一）水准测量原理
水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。
测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。
1．高差法——采用水准仪和水准尺测定待测点与已知点之间的高差，通过计算得到待定点的高程的方法。
2．仪高法——采用水准仪和水准尺，只需计算一次水准仪的高程，就可以简便地测算几个前视点的高程。
当安置一次仪器，同时需要测出数个前视点的高程时，使用仪高法是比较方便的。所以，在工程测量中仪高法被广泛地应用。
高差法和视线高法的测量原理是相同的，区别在于计算高程时次序上的不同。在安置一次仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便，因而视线高法在建筑施工中被广泛采用。
（二）基准线测量原理
基准线测量原理是利用经纬仪和检定钢尺，根据两点成一直线原理测定基准线。
测定待定位点的方法有水平角测量和竖直角测量，这是确定地面点位的基本方法。
1．保证量距精度的方法
返测丈量，当全段距离量完之后，尺端要调头，读数员互换，按同样方法进行返测。往返丈量一次为一测回，一般应测量两测回以上。量距精度以两测回的差数与距离之比表示。
2．安装基准线的设置
安装基准线一般都是直线，只要定出两个基准中心点，就构成一条基准线。平面安装基准线不少于纵横两条。
3．安装标高基准点的设置
相邻安装基准点高差应在0.5mm以内。
4．沉降观测点的设置
沉降观测采用二等水准测量方法。每隔适当距离选定一个基准点与起算基准点组成水准环线。
五、工程测量的程序
无论是建筑安装还是工业安装的测量，其基本程序都是：
建立测量控制网——设置纵横中心线——设置标高基准点——设置沉降观测点——安装过程测量控制——实测记录等。
六、工程测量竣工图的绘制
（一）绘制竣工总平面图的目的
编绘竣工总平面图的目的：
(1)在施工过程中可能由于设计时没有考虑到的问题而使设计有所变更，这种临时变更设计的情况必须通过测量反映到竣工总平面图上；
(2)它将便于以后进行各种设施的维修工作，特别是地下管道隐蔽工程的检查和维修工作；
(3)为企业的扩建提供了原有各项建筑物、构筑物、地上和地下各种管线及交通线路的坐标、高程等资料。
新建的企业竣工总平面图的编绘，最好是随着工程的陆续竣工相继进行编绘。
边竣工边编绘的优点是：当企业全部竣工时，竣工总平面图也大部分编绘完成，既可作为交工验收的资料，又可大大减少实测工作量，节约了人力和物力。
竣工总平面图的编绘，包括室外实测和室内资料编绘两方面的内容。
（二）测量竣工图的作用
1．机电工程测量竣工图是进行交竣工验收时的重要资料之一。
2．测量竣工图绘制的内容及深度反映出机电工程施工质量是否符合设计和规范的要求。竣工图既是机电工程施工过程及结果的真实记录，也是机电工程投产后是否能达产达标的重要保障内容之一。
例如（案例知识点）：
对某汽轮发电机组在负荷运行时，其振幅严重超标导致无法进行正常运行的情况进行分析时，将依据安装测量竣工图及数据来复测汽轮机底座及发电机底座的纵横中心线和标高以及联轴器的径向和轴向的同心度，以此来判定安装质量是否符合设计和规范的要求。
（三）竣工测量内容
在每一个单项工程完成后，必须由施工单位进行竣工测量。提交工程的竣工测量成果。其内容包括：
1．工业厂房及一般建筑物，包括房角坐标，各种管线进出口的位置和高程；并附房屋编号、结构层数、面积和竣工时间等资料；
2．铁路和公路，包括起止点、转折点、交叉点的坐标，曲线元素，桥涵等构筑物的位置和高程；
3．地下管网，窖井、转折点的坐标，井盖、井底、沟槽和管顶等的高程；并附注管道及窖井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向；
4．架空管网，包括转折点、结点、交叉点的坐标，支架间距，基础面高程；
5．其他，竣工测量完成后，应提交完整的资料，包括工程名称，施工的依据，施工成果，作为编绘竣工总平面图的依据。
（四）测量竣工图的绘制
1．绘制测量竣工图要求：
(1)实测数据与竣工图上的坐标点必须是一 一对应的关系。
(2)竣工图中所采用的坐标、图例、比例尺、符号等一般应与设计图相同，以便设计单位、建设单位使用。
2．机电工程测量竣工图的绘制内容。包括安装测量控制网的绘制，安装过程及结果的测量图的绘制。
3．竣工总平面图的绘制
(1)竣工总平面图上包括内容
1)建筑方格网点。水准点、厂房、辅助设施、生活福利设施、架空及地下管线、铁路等建筑物或构筑物的坐标和高程。
2)厂区内空地和未建区的地形。有关建筑物、构筑物的符号应与设计图例相同，有关地形图的图例应使用国家地形图图式符号。
(2)竣工总平面图的要求
1)厂区地上和地下所有建筑物、构筑物绘在一张竣工
总平面图上时，如果线条过于密集而不醒目，则可采
用分类编图。如综合竣工总平面图，交通运输竣工总
平面图和管线竣工总平面图等。
2)比例尺一般采用1：1000。如不能清楚地表示某些
特别密集的地区，也可局部采用1:500的比例尺。
3)若施工的单位较多，多次转手，造成竣工测量资料不全，图面不完整或与现场情况不符时，只好进行实地施测，这样绘出的平面图，称为实测竣工总平面图。
七、机电工程中常见的工程测量
（一）设备基础施工的测量
设备基础的测量工作大体包括以下步骤：
1．测量设置大型设备内控制网。
2．进行基础定位，绘制大型设备中心线测设图。
3．进行基础开挖与基础底层放线。
4．进行设备基础上层放线。
（二）连续生产设备安装的测量
1．安装基准线的测设：
中心标板应在浇灌基础时，配合土建埋设，也可待基础养护期满后再埋设。
放线就是根据施工图，按建筑物的定位轴线来测定机械设备的纵、横中心线并标注在中心标板上，作为设备安装的基准线。
设备安装平面基准线不少于纵、横两条。
2．安装标高基准点的测设：
标高基准点一般埋设在基础边缘且便于观测的位置。
标高基准点一般有两种：一种是简单的标高基准点；另一种是预埋标高基准点。
采用钢制标高基准点，应是靠近设备基础边缘便于测量处，不允许埋设在设备底板下面的基础表面。
例如：
简单的标高基准点一般作为独立设备安装的基准点；
预埋标高基准点主要用于连续生产线上的设备在安装时使用。
（三）管线工程的测量
1．测量内容。
管线工程测量包括：给排水管道、各种介质管道、长输管道等的测量。
2．测量步骤
(1)根据设计施工图纸，熟悉管线布置及工艺设计要求，按实际地形作好实测数据，绘制施工平面草图和断面草图。
(2)按平、断面草图对管线进行测量、放线并对管线施工过程进行控制测量。
(3)在管线施工完毕后，以最终测量结果绘制平、断面竣工图。
3．测量方法
(1)管线中心定位的测量方法
定位的依据：定位时可根据地面上已有建筑物进行管线定位，也可根据控制点进行管线定位。
例如：
管线的起点、终点及转折点称为管道的主点。其位置已在设计时确定，管线中心定位就是将主点位置测设到地面上去，并用木桩或混凝土桩标定。
(2)管线高程控制的测量方法
为了便于管线施工时引测高程及管线纵、横断面测量，应设管线敷设临时水准点。其定位允许偏差应符合规定。
例如：
水准点一般都选在旧建筑物墙角、台阶和基岩等处。
如无适当的地物，应提前埋设临时标桩作为水准点。
(3)地下管线工程测量
地下管线工程测量必须在回填前，测量出起、止点，
窨井的坐标和管顶标高，应根据测量资料编绘竣工平
面图和纵断面图。
（四）长距离输电线路钢塔架（铁塔）基础施工的测量
1．长距离输电线路定位并经检查后，可根据起、止点和转折点及沿途障碍物的实际情况，测设钢塔架基础中心桩，其直线投点允许偏差和基础之间的距离丈量允许偏差应符合规定。
中心桩测定后，一般采用十字线法或平行基线法进行控制，控制桩应根据中心桩测定，其允许偏差应符合规定。
2．当采用钢尺量距时，其丈量长度不宜大于80m，同时，不宜小于20m。
3．考虑架空送电线路钢塔之间的弧垂综合误差不应超过确定的裕度值，一段架空送电线路，其测量视距长度，不宜超过400m。
4．大跨越档距测量。在大跨越档距之间，通常采用电磁波测距法或解析法测量。
1H412012测量的要求
工程测量由控制网测量和施工过程控制测量两大部分组成。
它们之间的相互关系是：控制网测量是工程施工的先导，施工过程控制测量是施工进行过程的眼睛，两者的目标都是为了保证工程质量。
本条主要知识点是：
水准测量法的主要技术要求；控制网的测设；高程控制网的测量方法和要求；施工过程控制测量的基本要求；工程测量精度的分析和验算。
一、水准测量法的主要技术要求
1．各等级的水准点，应埋设水准标石。
原则：
水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。
墙水准点应选设于稳定的建筑物上，点位应便于寻找、保存和引测。
一个测区及其周围至少应有3个水准点。
水准点之间的距离，一般地区应为1～3km，工厂区宜小于1km。
2．水准观测应在标石埋设稳定后进行。
二等水准应选取两次异向合格的结果。当重测结果与原测结果分别比较，其较差均不超过限值时，应取三次结果的平均数。
3．设备安装过程中，测量时应注意：最好使用一个水准点作为高程起算点。当厂房较大时，可以增设水准点，但其观测精度应提高。
4．水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：
(1)水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1型不应超过15”；DS3型不应超过20”
(2)水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于铟钢尺，不应超过0.15mm，对于双面水准尺，不应超过0.5mm。
二、控制网的测设
（一）平面控制网的测量方法和要求
1．平面控制网测量方法：三角测量法、导线测量法、三边测量法等。
2．平面控制网的等级划分
(1)三角测量、三边测量等级，依次为二、三、四等和一、二级小三角、小三边；
(2)导线测量等级，依次为三、四等和一、二、三级。
3．平面控制网测量的主要技术要求
平面控制网的布设，其坐标系统，应满足测区内投影长度变形值不大于2.5cm/km。
各测量法的主要技术要求如下：
(1)三角测量法的主要技术要求
1)各等级的首级控制网，均宜布设为近似等边三角形的网（锁）。
2)其三角形的内角不应小于30°；当受地形限制时，个别角可放宽，但不应小于25°。
3)加密的控制网，可采用插网、线形网或插点等形式。
4)各等级的插点宜采用加强图形布设。
5)一、二级小三角的布设，可采用线形锁。线形锁的布设，宜近于直伸。
(2)导线测量法的主要技术要求
1)当导线平均边长较短时，应控制导线边数。
2)导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大。
3)当导线网用作首级控制时，应布设成环形网，网内不同环节上的点不宜相距过近。
(3)三边测量的主要技术要求
1)各等级三边网的起始边至最远边之间的三角形个数不宜多于10个。
2)各等级三边网的边长宜近似相等，其组成的各内角宜为30°～100°。当受条件限制
时，个别角可放宽，但不应小于25°。
4．平面控制网的基本精度要求
(1)应使四等以下的各级平面控制网的最弱边边长中误差不大于0.1mm。因此，二、三、四等三角网的建立，取四等三角网最弱边边长中误差为5cm；
(2)一般工程的施工放样，要求新设的建筑物与相邻已有建筑物的相关位置误差（或相对主轴线）应小于10～20cm；
(3)在改、扩建厂的施工图设计时，尚需测定主要地物点的解析坐标，其点位对于最近解析图根点的点位中误差约为5～10cm；
(4)二、三、四等三角网，一、二级小三角的测角中误差，分别为：±1.0”、±1.8”、±2.5”、±5．0”、±10”。
（二）高程控制网的测量方法和要求
1．高程测量的方法：水准测量、电磁波测距三角高程测量。常用水准测量法。
2．高程控制测量等级划分：依次为二、三、四、五等。
三、施工过程控制测量的基本要求
1．施工过程控制网的定位，可以利用原区域已建立的平面和高程控制网，当满足施工测量技术要求时，应予利用。
2．当地势平坦，建筑物、构筑物布置整齐，应尽量布设建筑方格网作为厂区平面控制网．以便施工工作容易进行。
建筑方格网的主要技术要求是：
1)从一般性建筑物定位需要满足的精度出发，进行精度估算而制定的；
2)其布设采用二次布网加密的方案；
3)建筑方格网的首级控制，可采用轴线法或布网法。
3．建筑场地大于1km2或重要工业厂区，宜建立相当于一级导线精度的平面控制网；
建筑场地小于1km2或一般性建筑区，可根据需要建立相当于二、三级导线精度的平面控制网。
4．建筑物的控制测量，应按设计要求布设，点位应选择在通视良好、利于长期保存的地方。
控制网加密的指示桩，宜建在建筑物行列线或主要设备中心线方向上。
主要的控制网点和主要设备中心线端点，应埋设混凝土固定标桩。
5．建筑物高程控制的水准点，可单独埋设在建筑物的平面控制网的标桩上，也可利用场地附近的水准点，其间距宜在200mm左右。
当施工中水准点不能保存时，应将其高程引测至稳固的建筑物或构筑物上。引测的精度，不应低于原水准的等级要求。
四、工程测量精度的分析和验算
1．影响工程测量精度因素的分析
经分析主要有：测角投点判断精度；前视点、后视点设备投点精度；100m视线长中测量角精度；测站和后视两点精度；尺的比尺精度；用鉴定钢尺到现场量尺精度；电脑型测量仪器的软件、硬件及处理器设置的档次等。另外，测量环境中的气温温差以及测量人员本身测量技术水平的高低等。
2．测量结果的验算
以平面测量控制网建立为例。
(1)首先应对所选择的测量仪器和量具的精度是否能满足设计对工程施工精度的要求进行验算。
(2)对于施工过程测量结果的验算，应根据影响测量结果的相关因素按对应的计算公式进行验算，并将数据填写在标准的测量记录表格内及附图上。
1H412013常用测量仪器的应用
本条主要知识点是：水准仪、经纬仪、全站仪及其他测量仪器的介绍及应用等。
一、水准仪
（一）水准仪组成及用途
3．水准仪的用途。水准仪是测量两点间高差的仪器，广泛用于控制、地形和施工放样等测量工作。在水准仪上附有专用配件时，可组成激光水准仪。
（二）水准仪的应用
水准仪的主要功能是用来测量标高和高程。
1．水准仪的应用范围。
主要应用于建筑工程测量控制网标高基准点的测设及厂房、大型设备基础沉降观察的测量。
在设备安装工程项目施工中用于连续生产线设备测量控制网标高基准点的测设及安装过程中对设备安装标高的控制测量。
2．通常标高测量主要分两种：绝对标高测量和相对标高测量。
绝对标高是指所测标高基准点、建（构）筑物及设备的标高相对于国家规定的±0.00标高基准点的高程。
相对标高是指建（构）筑物之间及设备之间的相对高程或相对于该区域设定的±0.00标高基准点的高程。
二、经纬仪
（一）经纬仪的组成及用途
3．经纬仪的用途。广泛用于控制、地形和施工放样等测量。在经纬仪上附有专用配件时，可组成：激光经纬仪、坡面经纬仪等。
例如，光学经纬仪（如苏光J2经纬仪等）：它的主要功能是测量纵、横轴线（中心线）以及垂直度的控制测量等。
光学经纬仪主要应用于机电工程建（构）筑物建立平
面控制网的测量以及厂房（车间）柱安装铅垂度的控制测量，用于测量纵向、横向中心线，建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。
（二）经纬仪的应用
经纬仪的主要功能是测量水平角和竖直角的仪器。
1．光学经纬仪的应用范围。主要应用于机电工程建（构）筑物建立平面控制网的测量以及厂房（车间）柱安装垂直度的控制测量。
2．在机电安装工程中，用于测量纵向、横向中心线，建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。
三、全站仪
（一）全站仪的组成及用途
2．全站仪的用途。
全站仪具有角度测量、距离（斜距、平距、高差）测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。
（二）全站仪的基本操作与使用方法
1．水平角测量
2．距离（斜距、平距、高差）测量
3．坐标测量
（三）全站仪的数据通信
1．全站仪的数据通信是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据交换。
2．全站仪与计算机之间的数据通信的方式主要有两种：
一种是利用全站仪配置的PCMCIA卡（PCMCIA插槽对于全站仪来说是最重要的外接接口设备。比方说网卡，一边是PCMCIA的针脚，另一边是网卡插槽。）进行数字通信，特点是通用性强，各种电子产品间均可互换使用；
另一种是利用全站仪的通信接口，通过电缆进行数据传输。
四、其他测量仪器
（一）电磁波测距仪
应用电磁波运载测距信号测量两点间距离的仪器。
测程在5～20km的称为中程测距仪，测程在5公里之内的为短程测距仪。
精度一般为5mm+5ppm，具有小型、轻便、精度高等特点。
电磁波测距仪已广泛用于控制、地形和施工放样等测量中，成倍地提高了外业工作效率和量距精度。
（二）激光测量仪器
激光测量仪器装有激光发射器的各种测量仪器。
在大型建筑施工，沟渠、隧道开挖，大型机器安装，以及变形观测等工程测量中应用甚广。
常见的激光测量仪器有：激光准直仪和激光指向仪、激光准直（铅直）仪、激光经纬仪、激光水准仪、激光平面仪。
1．激光准直仪和激光指向仪
用于沟渠、隧道或管道施工、大型机械安装、建筑物变形观测。
2．激光准直（铅直）仪
用于高层建筑、烟囱、电梯等施工过程中的垂直定位及以后的倾斜观测，精度可达0.5×10-4。
激光准直（铅直）仪的主要应用范围：激光准直（铅直）仪主要应用于大直径、长距离、回转型设备同心度的找正测量以及高塔体、高塔架安装过程中同心度的测量控制。
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1H412010测量技术
3．激光经纬仪（对比全站仪的选项）
用于施工及设备安装中的：
1）定线；
2）定位；
3）测设已知角度。
通常在200m内的偏差小于1cm。
4．激光水准仪
除具有普通水准仪的功能外，尚可做准直导向之用。
如在水准尺上装自动跟踪光电接收靶，即可进行激光水准测量。
5．激光平面仪
适用于提升施工的滑模平台、网形屋架的水平控制和大面积混凝土楼板支模、灌注及抄平工作，精确方便、省力省工用激光准直仪找正高层钢塔架采用的操作方法与光学经纬仪完全相同。
（三）GPS面积测量仪
1．GPS面积测量仪的用途
(2)高精度GPS面积测量仪又名测亩仪。
测亩仪是一款集面积测量、距离测量、周长测量于一体的电子测量仪器。
GPS面积测量仪由高精度的GPS定位系统、精确面积计算方法和智能化的掌上电脑系统完美结合。
3． GPS面积测量仪的技术参数及应用领域
(2)GPS面积测量仪的相关技术参数
高精度GPS面积测量仪相关技术参数：测量数据包括面积、距离、周长、时间、经纬度等。
(3)GPS面积测量仪的特性
1)高精度、误差小。普通精度GPS面积测量仪误差在10%左右，而高精度GPS面积测量仪误差仅在1%左右。
2)快速测绘、实时掌握接收。高精度GPS面积测量仪是采用全球卫星定位系统、嵌入式单片机、高精度算法等先进技术研发而成的野外面积测量仪器。可快速测绘任意形状地块的面积、距离、周长等数据。
3)数据优化处理、减小误差。减小了因GPS信号漂移造成的测量误差。LCD采用宽屏设计，具有背光功能，屏幕大，显示字迹清晰明了。
4)具有数据记录存储功能，掉电数据不丢失。具有数据记录查询功能，具有价格设置功能。支持电脑USB接口充电。
(4)GPS面积测量仪的应用领域
适用于工程、农田、绿地、森林、水域、山坡等面积的测量，一次测量可同时获得测量面积、周长、距离、坡度等数据，可随时调用测量的面积图形和所有测量数据，便于档案保存。
例如，可在如下领域应用：
工程：工矿面积计算、工程管理等；农业：基本农田管理；林业：林地灾害监控；水利：湖泊水域测绘；
土管：土地规划管理。