建筑弱電智能化工程技術(shù)應用研究

李佳佳

上海浦敏科技發(fā)展股份有限公司 上海 200060

上海喜馬拉雅辦公樓弱電項目位于上海總部浦東新區(qū)丹桂路799號張江國創(chuàng)三期。園區(qū)內(nèi)1號樓2號樓為喜馬拉雅辦公樓，3號樓4號樓是擴展辦公樓；3號樓以會議室、直播為主，4號樓以員工辦公為主，兩棟樓均為8層獨棟寫字樓組成。

1 主要技術(shù)難點分析

弱電智能化工程設計難點在于各弱電系統(tǒng)整體網(wǎng)絡架構(gòu)，網(wǎng)絡是智能化系統(tǒng)的物理連接，是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。辦公樓弱電工程項目計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)采用星型拓撲結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡采用接入層與核心層的二層物理結(jié)構(gòu)設計，接入層與核心層之間主干采用六類四對非屏蔽雙絞線互聯(lián)；用戶端千兆（含AP）到桌面，核心層配置高性能三層交換機、服務器做雙機熱備份、網(wǎng)絡出口配置防火墻。核心多層交換設備是喜馬拉雅上海辦公樓弱電工程項目整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換的核心，該層需要滿足將來信息系統(tǒng)的擴展能力。雙核心設計確保設備冗余，核心交換機采用虛擬化技術(shù)將2臺虛擬成1臺，接入設備必須支持3層路由功能并支持PoE功能。核心與接入層設備以千兆以太網(wǎng)技術(shù)進行連接。終端用戶必須以1000Mbps以上進行連接，服務器必須以1000Mbps或10000Mbps進行連接。當2條WAN路由線路接入時（主，備份），必須聯(lián)接到2個不同的交換機和鏈路負載均衡上。同理，服務器/集群等關(guān)鍵設備也要安裝2個網(wǎng)卡提供冗余聯(lián)接接到2個不同交換機上，執(zhí)行快速生成樹協(xié)議（802.1w）以減少生成樹算法匯聚時間。在核心和接入層上保證邏輯和物理冗余，完全的邏輯冗余是指每個接入設備必須通過2條完全獨立的六類上行鏈路鏈接到核心設備上。同時，提供局域網(wǎng)管理監(jiān)控平臺，要能設置成只讀telnet方式接入其他所有設備，實現(xiàn)本地和遠程均能有效接入。

2 弱電智能化關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)應用

2.1 關(guān)鍵技術(shù)應用

2.1.1 計算機網(wǎng)絡綜合布線技術(shù)

弱電系統(tǒng)及建筑智能化集成都是基于計算機網(wǎng)絡及綜合布線技術(shù)，并為各系統(tǒng)軟件聯(lián)接提供物理通路。智能門禁控制系統(tǒng)、多媒體會議系統(tǒng)、遠程會議系統(tǒng)、LED大屏顯示系統(tǒng)等弱電系統(tǒng)等要與計算機網(wǎng)絡綜合布線系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃，按照各系統(tǒng)信息的傳輸要求，做到合理系統(tǒng)架構(gòu)[1]。

計算機網(wǎng)絡設計基本原則如下：（1）實用性：符合計算機系統(tǒng)的特點同時達成智能建筑的功能要求。（2）可靠性：重要網(wǎng)絡設備“一主一備”，具有故障檢測，旁路故障點和網(wǎng)絡重構(gòu)能力。（3）安全性：網(wǎng)絡要有防火墻及設置安全措施，如加密、認證等。（4）先進性：盡可能采用新技術(shù)和先進設備。（5）模塊化：各子系統(tǒng)方便裝卸，分段管理，網(wǎng)段劃分靈活，集中控制。（6）兼容性：多廠商多硬件的網(wǎng)絡平臺。（7）擴展性：系統(tǒng)可升級可擴展。

綜合布線主要考慮業(yè)主目前應用和將來的擴展升級需求，系統(tǒng)要具有通用性和可擴展性性。一般來說，水平配線需考慮系統(tǒng)將來的擴展升級，垂直干線滿足目前系統(tǒng)使用為主。3、4號樓計算機網(wǎng)絡及綜合布線系統(tǒng)設計沿用一期構(gòu)架。3、4號樓綜合布線涉及到的工作點位，大、中、小會議室系統(tǒng)點位合計有1200個、監(jiān)控點位52個、門禁涉及到點位49個，合計1301個點位。根據(jù)綜合布線點位，對有線網(wǎng)絡及無線網(wǎng)絡進行了設計，確定交換機數(shù)量、管理間位置和數(shù)量。工位及有線網(wǎng)絡面板點位全部使用6類網(wǎng)線，AP設備全部都是康普非屏蔽6類網(wǎng)線并且每個AP設備都是 “一主一備”雙網(wǎng)線。中心機房設備級聯(lián)使用光纖級聯(lián)，水平干線系統(tǒng)使用六類網(wǎng)線布線，垂直干線系統(tǒng)采用六類網(wǎng)線級聯(lián)。

圖1 網(wǎng)絡級聯(lián)拓撲圖

3#樓弱電機房并非每層都有，分別在5F/6F/7F,三個樓層配有弱電機房，合理分配各樓層設備，將各系統(tǒng)網(wǎng)絡布線匯聚同一匯聚機房，方便統(tǒng)一管理和后期維修。

圖2 弱電機房設備機柜

2.1.2 數(shù)字網(wǎng)絡監(jiān)控技術(shù)

目前市面上使用最多的是海康和大華的視頻網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，其重要組成包括了監(jiān)控中心設備、存儲設備、終端顯示設備等，前端采用數(shù)字紅外攝像機，利用網(wǎng)絡傳輸，采用TCP/IP通信協(xié)議，傳輸至監(jiān)控中心。網(wǎng)絡硬盤攝像機連接至核心交換機，數(shù)字信號高清解碼上墻。前端監(jiān)控點設備選型依據(jù)《GB50348-2018安全防范工程技術(shù)規(guī)范》，普通紅外半球和一體機在環(huán)境比較暗時需要補光，例如地下停車場、道閘系統(tǒng)都需要安裝補光燈；星光攝像機是在低照度情況下也能全彩攝像的槍機，攝像機安裝一般需要同光源方向一致，如果逆著光源，需要采用逆光補償攝像機；對于照度變化范圍大的攝像環(huán)境，需采用寬動態(tài)攝像機；對于有防爆要求的場所需要攝像機具有防爆功能。

監(jiān)控系統(tǒng)需要做到全覆蓋，主要通道無死角，而3#樓、4#樓辦公人員較為集中，大樓內(nèi)出入通道及室內(nèi)樓梯出入通道較多。對辦公樓人員流動密集處、各出入口、電梯廳等重要區(qū)域設置了攝像機點位，一方面保證全覆蓋無死角，另一方面盡量做到不影響員工個人空間自由。

數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是沿用原監(jiān)控系統(tǒng)增加攝像機和后端存儲設備，系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖3 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)

2.1.3 背景音樂系統(tǒng)

背景音樂系統(tǒng)沿用原來一期1號樓、2號樓背景音樂系統(tǒng)軟件，在各樓層公共區(qū)域布設吊頂音響，各樓層機房內(nèi)安裝數(shù)字功放并連接前端音響。在電梯廳處墻面安裝設有功放與音響之間物理音量調(diào)節(jié)面板，用于員工手動調(diào)節(jié)現(xiàn)場音源音量大小。功放通過網(wǎng)絡接入各樓層交換機，然后經(jīng)過網(wǎng)絡路由接入原背景音樂系統(tǒng)軟件，遠程播放所需音頻音源，實現(xiàn)新老四棟大樓遠程統(tǒng)一軟件管理且能夠現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)。

2.1.4 智能門禁系統(tǒng)

傳統(tǒng)式門禁系統(tǒng)主要分布于3號樓和4號樓的9個機房進出門，讀卡器為指紋一體讀卡器，和一期喜馬拉雅1號樓、2號樓的傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)統(tǒng)一軟件管理（立方）。其余各樓層的消防通道門、母嬰室等出入口均安裝釘釘魔點設備，由釘釘軟件統(tǒng)一管理。

2.1.5 多媒體會議系統(tǒng)

辦公樓共計有49間會議室，其中31個為中會議室，14個為小型會議室。在3#號樓2F/3F/8F三個樓層還有4間大型會議室和培訓室。會議室是喜馬拉雅員工最常用的工作場所，承載著員工信息交流、工作計劃分配、工作階段匯總、總結(jié)匯報各類職責等使用需求。多媒體會議系統(tǒng)中主要以投影儀、電視機完成日常會議工作需求，桌面會設置有多功能多媒體面板中，面板內(nèi)的綜合接口解決日常會議中有線網(wǎng)絡、視頻及設備的供電需求。每間會議室還會配備釘釘明我投屏設備，打通釘釘軟件進行無線投屏功能。每層都有一間會議室安裝羅技會議系統(tǒng)設備，可進行遠程視屏會議，解決異地工作匯報等會議事宜。

3號樓2F為大型會議室可容納約150人左右，此會議室采用正中間為P1.86級別的LED屏幕，2側(cè)安裝98寸電視機的復合型視頻方案解決了會議室過寬、左右2側(cè)人員無法看清會議視頻的問題。結(jié)合后端視頻矩陣，可實現(xiàn)視頻3合一、1+2或者1+1+1獨立播放不同視頻的多元化功能。會議室中間前方設有講臺，講臺處安裝音、視、網(wǎng)絡多功能多媒體面板，滿足所有開會時必須的基本操作。

擴聲話筒選擇“一拖二”無線話筒。由于會議室人員過多，層高較低且還有音響喇叭，所以對無線話筒的要求非常高。反饋抑制器和無線延長天線保證話筒無線信號，每間會議室音、視頻設備取電需要獨立回路并且分開，顯示器LED設備開關(guān)設置在會議室內(nèi)最為恰當，方便維修及檢測。

2.1.6 樓層機房UPS系統(tǒng)

項目中機房配置了UPS系統(tǒng)，每個機房配置3KVA功率的UPS主機，并配備可以持續(xù)30分鐘的蓄電池量。機房內(nèi)UPS市電輸入建議“一主一備”，2路電纜進入機房，設備機柜內(nèi)PDU一路輸入市電、一路輸入UPS電[2]。

機房UPS系統(tǒng)是整個辦公大樓機房最重要的后勤保障系統(tǒng)。弱電后端控制、核心設備的供電穩(wěn)定、突發(fā)事件導致停電后續(xù)航時間等關(guān)鍵因素，可直接影響整個辦公樓的整體運作，因此，安全、穩(wěn)定、持久是這個系統(tǒng)設計的最根本且最核心的理念。

2.1.7 遠程會議系統(tǒng)

遠程會議系統(tǒng)功能主要是將異地或者無法在同一區(qū)域的人通過音、視頻傳輸給對方，可實時進行遠程會議。3號樓2F、3F大型會議室使用羅技設備＋森海塞爾設備組合型會議系統(tǒng)。大型會議室和培訓室面積較大且音影設備較多，容易產(chǎn)生音視頻上的相互干擾，導致效果變差；特別是對于收音設備麥克風的現(xiàn)場安裝位置，既要遠離現(xiàn)場音響喇叭保持距離，防止嘯叫，又要能夠清晰收音整個會議室內(nèi)來自不同區(qū)域內(nèi)的聲音；管線方面也需要獨立走線，管材選用金屬材質(zhì)屏蔽干擾。

2.2 綜合布線施工技術(shù)要點

2.2.1 機架安裝要求

對于機架的安裝，要求水平度和垂直度偏差度≤3mm；機架的零部件不可損壞或脫落，各種標志完整清晰；同時保證機架安裝的牢固性，并按施工圖的防震說明去加固[1]。機架面板安裝，機架正前方至少留有1.5m空間，機架正后方離墻距離應當＞0.8m，為施工創(chuàng)造便利條件。

2.2.2 各類接線模塊安裝

各類模塊設備、標志需完整齊全且安裝就位；模塊安裝牢固，螺絲擰緊，與面板平行安裝。

2.2.3 信息插座安裝

安裝在活動地板或地面上，使用嚴密防水、防塵、盒蓋可開啟的地面專用接線盒；墻面安裝要求距地高度300mm，使用普通接線盒即可。信息插座底座的固定方法宜采用擴張螺釘、射釘?shù)确绞剑罁?jù)圖紙說明或施工條件決定，安裝位置應符合設計要求。

2.2.4 橋架及槽道安裝

橋架及槽道的安裝,應符合施工圖規(guī)定的安裝位置，偏差要≤50mm。橋架及槽道水平安裝要平直，水平度偏差≤2mm，垂直安裝應無傾斜，垂直度偏差控制在3mm以內(nèi)。橋架及槽道支、吊架安裝必須牢固、垂直、間隔均勻，一般間距1.5m-2m設置一處。金屬橋架及槽道每段用配套螺栓固定好，做接地跨接。

2.2.5 線路敷設

水平雙絞線通過天花吊頂經(jīng)橋架或以地埋管道方式按需分配至各個房間，纜線布放工藝要求如下：纜線的彎曲半徑應符合規(guī)定；槽內(nèi)纜線布放應順直，盡量不交叉，在纜線進出線槽部位、轉(zhuǎn)彎處應綁扎固定；水平敷設時，在纜線的首、尾、轉(zhuǎn)彎及每間隔5-10m處進行固定；垂直線槽布放纜線應每間隔1.5m固定在纜線支架上；雙絞電纜、光纜及其它信號電纜應根據(jù)纜線的類別、數(shù)量、纜徑、纜線芯數(shù)分束綁扎，綁扎間距不宜大于1.5m，間距應均勻，不宜綁扎過緊或纜線受到擠壓；對于屏蔽線纜，出于安全保密要求采取獨立的金屬橋架敷設。

3 結(jié)束語

綜合考慮預算以及現(xiàn)有建筑的實際情況，為用戶建設一套具有“高可靠性、高安全性、高冗余性”的物理層傳輸網(wǎng)絡，確保網(wǎng)絡層及應用層數(shù)據(jù)能在今后的5-8年內(nèi)能在此基礎(chǔ)上暢通運行。建成后，可作為一棟能夠容納近1200余名員工集中辦公、包含多個事業(yè)部門、辦公職能兼大、中、小會議室的綜合性辦公大樓。