M教学楼弱电系统设计研究

高培平

（青岛理工大学建筑设计研究院 山东青岛 266033）

本文为M教学楼弱电系统设计，该教学楼的面积为7961.1m2，一共有五层，教学楼的高度为22.5m，用相对标高的方式，以室外地平面为基准；该教学楼的防火等级为二级；其建筑结构为砖混结构，安全等级为二级。

1 火灾自动报警系统方案设计

火灾自动报警系统是现代智能建筑的重要组成部分，它能迅速通知火灾情况，并通过自动消防设施，将火灾扑灭，尽量避免火灾的发生以及减少火灾造成的伤亡和损失。

1.1 感烟探测器的计算

感烟探测器数量的计算是依据房间的高度、顶棚的坡度，地面的面积的不同，探测器的保护面积和保护半径不一样，因而数量不一样，一个探测区域内需要的探测器数量的计算方法如下：

在公式中，N代表某个探测区域内所需要的探测器数量，单位为“只”，N应该取整数；S代表某个探测区域包括的地面面积，单位为m2；A代表探测器的保护面积，单位为m2；指探测器能有效探测的地面面积，因为建筑物房间的地面一般都是矩形，所以所谓的“有效”探测器的地面面积实际是指探测器能探测到的矩形地面面积；K是安全修正系数，特级保护对象K取0.7～0.8，一级保护对象K取0.8～0.9，二级保护对象K取0.9～1。

1.2 火灾探测器与区域报警器的连线方式

火灾探测器的连线方式发展非常迅速，从多线到少线再向总线发展，给火灾自动报警系统的设计带来很大方便，其方式有四线、三线、两线制及四总线、二总线制，而二总线制包括树枝形接线、环形接线和链式接线。每种接线方式如图1～4所示。

图1 四总线连接方式

图2 二总线（树枝形接线）连接方式

图3 二总线（环形接线）连接方式

图4 二总线（链式接线）连接方式

对于现代的火灾报警系统，火灾报警控制器已经是计算机技术、通信技术、数字控制技术的综合运用，集报警和控制于一体，本设计采用二总线树枝形接线方式如图2所示。

2 综合布线系统

2.1 工作区系统设计

综合布线的结构示意图如图5所示。

图5 综合布线系统的基本结构

该系统的设计是通过城市宽带网络引至教学楼一层弱电间中的建筑物配线架，建筑物配线架配置有光纤收发器、交换机等。在由建筑物配线架引至各层弱电井中的楼层配线架，因为该教学楼的传输距离小于2km，数据点主干电缆既能采用多模光纤传输也可以选用対绞电缆，本系统使用多模光纤传送，语音点主干缆线采用大对数电缆传输，然后再由楼层配线架分配至各个工作区，本设计不设置集合点。

2.2 配线子系统设计

据信息点布置完统计之后，五层教学楼的信息点数量如表1所示。

表1 各层信息点数量统计

对于该系统，信息插座、信息插头使用RJ45连接器，选择嵌入式安装插座，且能支持不同的终端设备接入，每个信息插座连接一根4对対绞电缆，信息插座的高度安装在距离地面30cm处。

本系统就采用5e类100Ω非屏蔽対绞电缆，可以支持100Mbit/s、155Mbit/s和622Mbit/sATM数据传输，即可支持语音、数据，又可以传输多媒体及视频会议数据信息等。

配线子系统的语音点的配线方式如图6所示。

图6 语音点配线连接方式

配线子系统的数据点的配线方式如图7所示。

图7 数据点配线连接方式

3 公共广播系统

扬声器主要安装于下列场合：大堂、走廊、车库、一般会议室，楼梯间等地方，该教学楼的公共广播系统大部分都设置在走廊和教室，个别办公室也设置扬声器。

3.1 公共广播系统扬声器的安装间距

（1）在大堂、电梯厅、休息室等小型开敞空间可以采用L=（2～2.5）h进行估算；

（2）在公共走道等狭长形空间可以采用L=（3～3.5）h进行估算；

（3）大型会议室、多功能厅、餐厅等大型开敞空间可以采用L=2（h-1.3）tg（φ/2）进行估算。

其中h为扬声器距离地面的高度，φ为扬声器与水平线所成的角度，一般垂直安装为90°。

如该教学楼中一楼的某一过道处的两个扬声器如图8所示。

图8 一楼的某一过道

因为是过道，根据第二点，安装高度h=4.5m，则由L=（3～3.5）h可估算的两个扬声器直接的距离约为L=3.5X4.5=15.75m，如图8所示。

3.2 公共广播系统扬声器的数量计算

对于扬声器布置的数量，在房间内可以按0.025～0.05W/㎡的电功率密度确定，也可以按下式计算：

式中：D——扬声器安装间距（m）；

H——扬声器安装高度（m）。

图9 教学楼一楼的一个实验室

该教室的面积为109m2，按0.025～0.05W/m2计算，需109×0.05=5.45W的扬声器，这个实验室用的是4.5W的扬声器，5.45W/4.5W=1.21个，取整数值则需要2个扬声器，如图9所示。

4 闭路电视监控系统

闭路电视监控系统是基于计算机网络和视频录像技术的快速发展所诞生的一种高效的安全防范系统，闭路电视监控系统是安防系统中监控能力较好的一个系统，其系统框图如图10～11所示。

图10 组成框图

图11 闭路电视监控系统的基本结构

本设计在教学楼一楼的值班室安装监视器、NVR硬盘录像机、矩阵主机、视频监控主机等监控设备，并且通过弱电桥架引至各楼层弱电井，在每层楼的布线都采用弱电桥架加钢管敷设的方式，全部摄像机的电源都采用POE方式供电，不需要配置额外的电源，通过强大的软件管理平台，实现对网络摄像机的管理和各种控制操作，并且该教学楼的所有视频信号能手动或者自动切换，由值班室的值班人员进行监视与控制。

5 结论

本文完成的是为某教学楼弱电系统设计，主要是通过线路的敷设，设备布置，设备的供电以及系统结构的设计，来完成五层教学楼火灾自动报警系统、综合布线等的设计。本文对市场和相关行业有所了解并进行相关的调查然后做出相关方案的选择来实现需求分析和方案选择。各系统的设计主要解决了方案选择的问题、各个系统线缆敷设的问题以及各个系统设备安装布置的问题等，对于教学楼类似的弱点系统设计具有一定的参考价值和实用意义。