建筑弱電系統技術中的專業交叉分析

王冬鴻

摘 要：建筑弱電系統是建筑電氣工程的重要組成部分，弱電系統為建筑物內部用戶提供了舒適的生活環境及能夠高效工作的工作環境，弱電技術涉及到的學科、鄰域很多，它是較為復雜的系統工程，建筑弱電系統的應用要進行周密規劃、設計、施工和管理。本文就建筑弱電系統涉及的鄰域、設計與施工等方面的問題及專業交叉方面的內容做出分析，結合規范及國內外先進經驗就建筑弱電系統的設計注意事項與安裝施工中的問題進行論述，對于建筑弱電設計和施工人員具有借鑒和指導意義。

關鍵詞：建筑弱電系統；系統集成；設計與施工；專業交叉分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.085

建筑弱電系統以建筑物作為平臺，優化組合了各類智能化子系統，賦予建筑兼具服務、安全保障、信息交互、舒適、高效等功能，可以為用戶提供一個舒適的生活環境及更加具有現代化功能的工作環境。

建筑弱電系統工程涉及的專業領域，包括建筑技術、機械電子技術、通信技術、自動化控制技術及網絡技術等，各個不同專業領域的技術交叉性強，各鄰域之間既有聯系，又各自獨立，因此，弱電系統工程在設計以及施工階段，處理好這些關系就顯得非常重要。

弱電設備大多與數據和信息通信、傳感器信號采集、控制系統、軟件控制、網絡技術密切相關，因此主要考慮測控信息傳輸的效果，如測控信息傳送的速率、可靠性、通信及網絡、信號的采集及對執行器的控制、對測控信息進行智能化處理等，控制又涉及較多的軟件編程等。

1 弱電技術的應用鄰域和子系統

弱電系統被廣泛應用于各類現代建筑樓宇、小區、社區、校園、平安城市建設等工程當中。一幢現代化的樓宇中一定是裝備了許多弱電子系統：科技或辦公樓宇，樓宇內部的通信及計算機網絡系統較為齊全，功能強大；賓館、飯店類樓宇內裝備的空氣調節系統設備較為齊全，投資很大。不同功能和用途的樓宇，裝備的弱電子系統的側重點各有不同。有時，為了降低建筑物的電能消耗，需要通過利用建筑設備監控系統對空調機組、送排風系統、制冷站、熱交換站和熱鍋爐及給排水系統進行自動化或智能化的控制，以達到節能降耗的目的。

1.1 弱電子系統

建筑弱電系統包括的子系統很多，主要子系統有：樓宇自控系統、安全防范系統、火災自動報警與消防聯動控制系統、給排水與空調控制系統、網絡通訊系統等若干子系統組成，構成這些子系統的硬件設施要與樓宇平臺軟件之間相互融合并能協調高效地運行，就要考慮不同子系統之間的協調、互通信和互操作問題，以及系統集成問題。

1.2 系統集成

由于子系統較多，因此要通過系統集成技術來實現不同子系統的協調運行及各子系統的互聯互通，系統集成技術是建筑弱電系統的重要技術，但系統集成是一種將若干個子系統進行互聯并納入統一監控平臺的綜合性技術，最后形成一個以平臺軟件及若干物理接口（主要是通信接口）存在的系統，嚴格意義上講，還是一個物理系統，如樓控系統中使用較為廣泛的IBMS系統集成軟件。所以這樣理解系統集成：既是一個綜合性的技術，同時又是一個實際的物理子系統。

建筑弱電系統包括的若干個子系統，其內容及技術具有很強的獨立性，但在一定程度上也具有關聯性，很多子系統之間還有很緊密的關聯運行關系，在進行系統集成時，通過標準的通信接口，實現不同子系統之間信息的交互。

建筑弱電系統的系統集成原理如圖1所示。

如上所述，由于建筑弱電系統、建筑弱電技術及建筑弱電工程包括的內容非常豐富，并較復雜。

例如：現代建筑內的網絡通信系統。網絡通訊系統包括的子系統較多：有線網絡系統：包括局域網、城域網、互聯網、接入網、各種制式的無線網絡、對建筑物的設備進行監控的測控網絡、移動無線網絡、衛星通信網絡、無線局域網、藍牙網絡、無線傳感器網絡、無線室內分布系統、視頻會議系統等。另外還有在建筑中有很好發展前景的物聯網技術。

其中測控網絡的內容較復雜，測控網絡包括：傳統的測控總線，如RS-232、RS-485；數十種現場總線測控網絡；工業以太網和實時以太網，以及還有新出現的部分測控網絡等。

移動無線網絡包括2G的GSM、2.5G的GPRS和CDMA 1x，以及3種制式的3G系統（歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000和中國開發的TD-SCDMA）。

2 弱電系統設計注意事項

2.1 弱電集成綜合管線設計和監控點及器件位置的關系

弱電系統中包括大量的信息點及數據信息采集源，信息點包括：計算機網絡的信息點（RJ-45口）、電話通信網絡中的語音信息點（RJ-11口）；數據信息采集源包括各類傳感器，如建筑設備監控系統中的溫度傳感器、濕度傳感器、壓差開關、風速傳感器、二氧化碳傳感器、壓力傳感器、變送器、流量傳感器、液位開關，火災報警及聯動控制系統中的感溫探測器、感煙探測器、感光探測器（火焰探測器）、氣體探測器、具有雙鑒功能的復合探測器、各類防盜探測器，如紅外主動和被動探測器、玻璃破碎探測器、廣播揚聲器、采集視頻場景的攝像頭。另外還有大量的執行器，如模擬開關及控制裝置、數字開關及控制裝置，這些信息點和數據信息采集源分布在樓宇的各個不同位置，完全取決于：用戶需求、系統功能、大樓平面布置、設備的安裝位置。當各個弱電子系統、設備和控制裝置的位置確定后，這些信息點和數據信息采集源的位置也隨之而定。

要對樓宇內部進行系統布線綜合設計，對弱電系統進行綜合管線設計，采取優化的設計方案并實施，有利于施工與管理，節省管線材料。

2.2 在弱電系統設計過程中要考慮的部分問題

在弱電系統設計過程中要始終關注和考慮系統整體和各個子系統之間的配合協調關系，具體要考慮以下一些問題。

（1）采用簡潔的監控及管理平臺。采用簡捷的監控及管理平臺，采用統一的操作界面都會為用戶帶來極大地方便，并提高效能。endprint

（2）設計人員充分了解設備及材料性能，使用的效果，絕不能使用效果不好的材料和設備，同時要考慮系統設備、線纜的安裝工藝及對安裝尺寸的要求，設計安裝的尺寸不能過大，也不能過小。

3 弱電系統施工過程的主要環節

做好弱電系統施工圖的會審對于早期發現、改正和減少施工圖中的差錯，保證較高的工程質量關系極大。其中，弱電系統設計單位與工程安裝承包商之間的技術交底要明確以下幾點：第一點是明確所承擔施工任務的特點、技術質量要求、系統的劃分、施工工藝、施工要點和注意事項等，協調計劃、組織工程的實施；

第二點是對工程中的具體技術要求、安全措施、工作程序、配備的安裝工具等作詳細地說明，做到責任明確，各負其責；

施工中采用新技術、新工藝，使用的新設備、新材料，預埋部件的位置及結構等，技術交底要有完整和準確的文字記錄及簽字。

3.1 電信設備接地規定

（1）直流電源的金屬外殼、電信設備的機架、機殼、通信電纜的金屬保護套和屏蔽層都要有良好的接地。

（2）交流配電屏、穩流器屏等供電設備的外露電部分；直流配電屏的外露導電部分要有良好的接地。

（3）交流直流兩用電信設備的機架、機框內與村架、機框不絕緣的供電整流盤的外露導電部分要有良好的接地。

（4）設備機房、樓層弱電間、樓層配線間的接地應采用局部等電位連接。接地極當采用聯合接地體時，接地電阻不應大于1Ω；如果采用單獨接地體時，接地電阻不應大于4Ω。

（5）由于TN-C-S接地系統和TN-S接地系統，都有中性線N和保護接地線PE，設備外殼接在不帶電的PE線上，既安全，設備又沒有電磁干擾。盡管中性線N帶電，可能引起接地電位發生波動，但由于保護接地PE線、中性線N、直流接地線采用同一點接地，這一點的地電位始終相同，這就是弱電系統所需要的基準工作電位。因此，有區域變電所供電的樓宇弱電系統采用TN-C-S系統；對于有自設變壓器的樓宇內的弱電系統采用TN-S系統。

3.2 弱電設備接地

（1）不同接地情況下的接地電阻值。數字電子設備工作必須有一個參考邏輯狀態0電平點，這個點就是邏輯接地；在設備的金屬外殼采用接地防止電磁干擾是屏蔽接地。弱電設備的信號接地、邏輯接地、功率接地、屏蔽接地和保護接地合用一個接地極，其接地電阻不大于4Ω；當弱電設備的接地與工頻交流接地、防雷接地合用一個接地極時，其接地電阻須小于1Ω。

（2）弱電設備接地應和防雷接地分開，兩者相互距離在20m以上。

（3）弱電設備接地和防雷接地采用共同接地裝置時，為了避免雷擊時遭受反擊和保證設備安全，應采用埋地鎧裝電纜供電。

（4）在弱電設備只要采用了屏蔽，就必須將金屬屏蔽外殼實現良好的接地，否則屏蔽效果會很差。弱電系統中所有的電纜屏蔽層必須接地。

4 結語

建筑弱電工程是一項比較復雜的工程，在設計、施工、運行維護及管理等方面，還存在許多不規范的做法，從業者水平參差不齊，影響了建筑弱電系統功能的正常發揮，本文僅從系統集成、設計、施工中需要考慮的問題提出看法，希望對從事建筑弱電工作的人員有借鑒作用。

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