智能建筑弱電智能化系統的設計

張學強

中鐵十七局集團有限公司勘察設計院 山西 太原 030032

1 工程概況

“貴州威寧經濟開發區物流園農特產品批發市場”位于威寧縣經濟開發區，距市中心8km，東臨機場大道，南鄰陽光大道。該項目遵循現代流通物流服務的理念對功能區塊進行合理劃分，功能區塊包括1棟5層綜合信息交易大樓（辦公）、1棟3層馬鈴薯企業交易中心（商業和辦公）、1棟3層馬鈴薯省級交易中心（商業和辦公）、1棟3層散戶交易區（商業和辦公）、2棟3層倉儲物流區（商業和辦公）以及4棟單層倉儲物流區倉庫[1]。

2 系統建設目標及設計原則

2.1 系統建設目標

通過采用先進的計算機技術、網絡技術、控制技術、通信技術，將物流園區建設成智慧型信息化平臺，使其具備辦公、管理、建筑設備監控等功能，同時在系統、結構、管理、服務四個方面互相關聯、優化，真正實現物流園區的智能化、信息化、人性化。

2.2 系統設計原則

為確保本系統經濟實用、先進合理，并具有可擴展性，具體設計原則包括安全性和可靠性、先進性、經濟實用性、兼容性和可擴展性以及易維護性五個方面[2]。

3 弱電智能化系統設計

3.1 信息通信系統

該系統主要由公共通信接入系統、有線電視系統、園區計算機內網系統、無線網絡系統、信息發布系統組成。

3.1.1 公共通信接入系統。本設計可實現多運營商接入，電信機房設置在綜合信息交易大樓一層，電信系統設備由運營商提供，各語音及數據光纜由各運營商負責由室外電纜井接至電信機房。在有出租功能的建筑樓層弱電間內預留光纖配線架，按租戶分隔，在各租戶預留一個多媒體箱，并將光纜由多媒體箱接至樓層光纖配線架，由租戶需求自行向運營商申請，并由運營商負責接駁。

3.1.2 有線電視系統。本系統由前端、干線傳輸、用戶分配三個部分組成。前端由信號源設備包括接收天線、天線放大器、變換器、混合器等構成；傳輸系統由光纜或同軸電纜、線路放大器、均衡器等構成；用戶分配網絡由放大器、分配器、分支器、用戶輸出端等設備構成。本系統在電信機房設置有線電視箱，在建筑內為用戶分配網絡預留通道，在各建筑的會議室設置有線電視出線盒，并接線至樓層配線架。

3.1.3 園區計算機內網系統。本系統采用三層網絡結構，由核心層、匯聚層和接入層組成。核心層采用1臺全萬兆核心交換機，匯聚層采用1臺全千兆接入的匯聚交換機，接入層采用百兆接入千兆上傳交換機，用戶端提供100M交換到桌面。外網接入通過安全網閘（防火墻）接路由器的方式，外接各運營商。計算機內網系統圖如圖1所示。

圖1 計算機內網系統圖

3.1.4 無線網絡系統。本系統在綜合信息交易大樓內設置無線接入設備AP，對大樓進行WiFi全覆蓋。無線接入設備按室內覆蓋半徑15m設置，數據信息通過6類網線接入園區內網的接入層交換機，經光纖傳至信息機房內網核心交換機。

3.1.5 信息發布系統。本系統由管理工作站、服務器、控制終端、顯示設備、直播系統及網絡系統組成。系統管理主機設置于綜合信息交易大樓一層值班室內。在綜合信息交易大樓三層信息發布及交易場所設置1塊25m×4m（長×寬）LED顯示屏，用于多媒體信息顯示。

3.2 安全防范系統

3.2.1 視頻監控系統。本系統結構采用兩層網絡，由接入層和核心層組成，構成園區的智能網絡系統。核心層采用1臺全萬兆核心交換機，接入層采用百兆接入千兆上傳交換機。視頻監控系統圖如圖2所示。

圖2 視頻監控系統圖

本系統室內樓層主要通道、電梯廳、綜合服務大廳等采用室內半球攝像機，室外建筑單體四周、出入口、停車場、地面人行及車行道采用室外防水型槍式攝像機。所有攝像機均要求能清晰拍攝人員面部特征，電梯轎廂內則采用電梯專用攝像機，視頻存儲時間為30天。視頻信息通過接入交換機傳至核心交換機，在綜合信息交易大樓監控中心設置1塊4×3的LCD（46英寸）拼接屏，用以顯示整個園區的視頻信息。

3.2.2 入侵報警及門禁系統。本系統分別在頂層平臺出入口、重要機房、物業辦公室等處，設置紅外/微波雙技術探測器、門磁、聲光報警器、磁力鎖等，控制信息通過智能網絡系統最終傳至信息機房智能網核心交換機。

入侵報警系統具有多種報警聯動功能，如報警錄像、報警聯動繼電器輸出、報警聯動視頻切換等。

門禁系統可實現對人員出入、查詢、統計、授權等功能，還可作為考勤管理、人事管理與其他系統形成聯動。

3.2.3 電梯控制系統。系統通過事先設置，使持卡人到達被授權進入的樓層。對持卡人操作未授權進入的樓層時，電梯則不做反應。非持卡人不能操作電梯。

3.2.4 電子巡更系統。本系統采用無線離線式巡更方式，系統由電子巡查點、手持巡查器、電子巡查管理工作站、管理軟件等構成。巡查點主要布置在出入口、樓梯前室、走廊及周界等位置。物業管理部門按需可修改巡查點位置、數量及巡查路線，在擬定的巡查路線上，通過管理軟件設置巡查路線走向、時間間隔、查班次等。

3.2.5 公共廣播系統。本系統由網絡主機、尋呼話筒、前置放大器、功率放大器、監聽音箱及前端廣播音響等組成，滿足背景音樂和緊急廣播之用，后臺設備設置于綜合信息交易大樓消控室內。

公共廣播主要播放臨時通知、新聞信息及一些娛樂信息等，若遇到消防緊急情況，通過觸發消防聯動控制器，啟動各分區緊急廣播，引導人們進行疏散，減少人員傷亡和事故損傷。

3.3 機房工程

3.3.1 信息機房和電信機房均設置于綜合信息交易大樓一層，面積分別約為75m2和35m2，土建常規裝修即可，如有需要運營商可自行裝修。其他建筑單體弱電機房設置于各單體一層，面積約23m2。

3.3.2 機房工程包括裝修工程（天花板安裝、防靜電地板安裝、墻面裝飾）、空調通風工程、配電工程和照明工程。

3.3.3 機房內電纜采用低煙無鹵阻燃型銅芯電纜，導線截面根據允許電壓降、負荷大小、機械強度及允許溫升等因素進行選擇，載流量按30%進行備用預留。

3.3.4 機房采用聯合接地方式，機房內安裝4mm×40mm銅帶組成計算機邏輯等電位地。主機房內所有防靜電地板、天花吊頂、鋁塑板墻和工作臺等金屬必須進行靜電接地。室外電源、信號線路進入機房應采取加防電涌保護器等防雷措施。

3.3.5 智能化系統設備的接地裝置接入所在建筑物的聯合接地裝置。弱電系統的設備、機柜、金屬配件和金屬管槽等均應與弱電專用接地排可靠聯結，聯合體接地電阻應不大于1Ω。

3.4 園區信息管道系統

本系統管道采用直埋單孔管敷設，材質為PVC-U，管道過路采用鋼管防護。管道頂部至路面的最小埋深為0.7m，管道采用一字坡敷設，管道坡度一般為0.3%～0.4%，最低不小于0.25%，路面傾斜時采用順道路坡度修建方式。人孔采用小號人孔，每隔60m設置一處人孔[3]。

4 弱電智能化系統設計常見問題及注意事項

4.1 常見問題

4.1.1 在設計時集成化程度較低，各子系統工作都相對較獨立，缺乏集中統一管理。目前，園區智能化系統中子系統相對較多，如果集成化程度較低，就會在設備維護及管理上造成很多不便。

4.1.2 未充分考慮設備、線纜安裝的物理尺寸與工藝，導致開孔誤差大、安裝空間不足以布置設備等問題，對建設工期和建筑質量造成不良影響，增加系統造價。

4.1.3 因對部分設備和材料的性能不了解，個別設計者反復使用效果不良的設備材料，導致了施工效率低，運維成本高等問題。

4.2 注意事項

4.2.1 做接地安裝時，室內光電纜橋架須保證至少兩處與接地極可靠連接。

4.2.2 機房內所有強、弱電線纜均分別穿鍍鋅鋼管敷設于天花吊頂內或活動地板下，線路兩端均加以標記。線槽管架應密封，強弱電線槽/管應隔開相應距離。

4.2.3 園區信息管道系統人孔位置應與其他相鄰管線及管井保持距離并相互錯開，宜設置在道路坡度轉折處、街道轉折處、人行道上、綠化地帶、接近引上桿或通信線路引入等處。

5 結束語

綜上所述，在建筑工程中應用弱電智能化系統，是智能技術發展的必然結果。智能建筑弱電智能化設計是一項比較復雜的工程，對技術要求較高，涉及面較廣，主要包括通信系統、網絡覆蓋系統、安全防范系統、機房工程、園區信息管道工程等。在對建筑弱電智能化系統工程進行設計時，應該事先對各項新技術和設備進行全面細致的了解，然后結合工程實際需要進行設計和配置，這樣才能有效促進建筑工程朝智能化方向發展。