智能建筑弱电智能化系统的设计

张学强

中铁十七局集团有限公司勘察设计院 山西 太原 030032

1 工程概况

“贵州威宁经济开发区物流园农特产品批发市场”位于威宁县经济开发区，距市中心8km，东临机场大道，南邻阳光大道。该项目遵循现代流通物流服务的理念对功能区块进行合理划分，功能区块包括1栋5层综合信息交易大楼（办公）、1栋3层马铃薯企业交易中心（商业和办公）、1栋3层马铃薯省级交易中心（商业和办公）、1栋3层散户交易区（商业和办公）、2栋3层仓储物流区（商业和办公）以及4栋单层仓储物流区仓库[1]。

2 系统建设目标及设计原则

2.1 系统建设目标

通过采用先进的计算机技术、网络技术、控制技术、通信技术，将物流园区建设成智慧型信息化平台，使其具备办公、管理、建筑设备监控等功能，同时在系统、结构、管理、服务四个方面互相关联、优化，真正实现物流园区的智能化、信息化、人性化。

2.2 系统设计原则

为确保本系统经济实用、先进合理，并具有可扩展性，具体设计原则包括安全性和可靠性、先进性、经济实用性、兼容性和可扩展性以及易维护性五个方面[2]。

3 弱电智能化系统设计

3.1 信息通信系统

该系统主要由公共通信接入系统、有线电视系统、园区计算机内网系统、无线网络系统、信息发布系统组成。

3.1.1 公共通信接入系统。本设计可实现多运营商接入，电信机房设置在综合信息交易大楼一层，电信系统设备由运营商提供，各语音及数据光缆由各运营商负责由室外电缆井接至电信机房。在有出租功能的建筑楼层弱电间内预留光纤配线架，按租户分隔，在各租户预留一个多媒体箱，并将光缆由多媒体箱接至楼层光纤配线架，由租户需求自行向运营商申请，并由运营商负责接驳。

3.1.2 有线电视系统。本系统由前端、干线传输、用户分配三个部分组成。前端由信号源设备包括接收天线、天线放大器、变换器、混合器等构成；传输系统由光缆或同轴电缆、线路放大器、均衡器等构成；用户分配网络由放大器、分配器、分支器、用户输出端等设备构成。本系统在电信机房设置有线电视箱，在建筑内为用户分配网络预留通道，在各建筑的会议室设置有线电视出线盒，并接线至楼层配线架。

3.1.3 园区计算机内网系统。本系统采用三层网络结构，由核心层、汇聚层和接入层组成。核心层采用1台全万兆核心交换机，汇聚层采用1台全千兆接入的汇聚交换机，接入层采用百兆接入千兆上传交换机，用户端提供100M交换到桌面。外网接入通过安全网闸（防火墙）接路由器的方式，外接各运营商。计算机内网系统图如图1所示。

图1 计算机内网系统图

3.1.4 无线网络系统。本系统在综合信息交易大楼内设置无线接入设备AP，对大楼进行WiFi全覆盖。无线接入设备按室内覆盖半径15m设置，数据信息通过6类网线接入园区内网的接入层交换机，经光纤传至信息机房内网核心交换机。

3.1.5 信息发布系统。本系统由管理工作站、服务器、控制终端、显示设备、直播系统及网络系统组成。系统管理主机设置于综合信息交易大楼一层值班室内。在综合信息交易大楼三层信息发布及交易场所设置1块25m×4m（长×宽）LED显示屏，用于多媒体信息显示。

3.2 安全防范系统

3.2.1 视频监控系统。本系统结构采用两层网络，由接入层和核心层组成，构成园区的智能网络系统。核心层采用1台全万兆核心交换机，接入层采用百兆接入千兆上传交换机。视频监控系统图如图2所示。

图2 视频监控系统图

本系统室内楼层主要通道、电梯厅、综合服务大厅等采用室内半球摄像机，室外建筑单体四周、出入口、停车场、地面人行及车行道采用室外防水型枪式摄像机。所有摄像机均要求能清晰拍摄人员面部特征，电梯轿厢内则采用电梯专用摄像机，视频存储时间为30天。视频信息通过接入交换机传至核心交换机，在综合信息交易大楼监控中心设置1块4×3的LCD（46英寸）拼接屏，用以显示整个园区的视频信息。

3.2.2 入侵报警及门禁系统。本系统分别在顶层平台出入口、重要机房、物业办公室等处，设置红外/微波双技术探测器、门磁、声光报警器、磁力锁等，控制信息通过智能网络系统最终传至信息机房智能网核心交换机。

入侵报警系统具有多种报警联动功能，如报警录像、报警联动继电器输出、报警联动视频切换等。

门禁系统可实现对人员出入、查询、统计、授权等功能，还可作为考勤管理、人事管理与其他系统形成联动。

3.2.3 电梯控制系统。系统通过事先设置，使持卡人到达被授权进入的楼层。对持卡人操作未授权进入的楼层时，电梯则不做反应。非持卡人不能操作电梯。

3.2.4 电子巡更系统。本系统采用无线离线式巡更方式，系统由电子巡查点、手持巡查器、电子巡查管理工作站、管理软件等构成。巡查点主要布置在出入口、楼梯前室、走廊及周界等位置。物业管理部门按需可修改巡查点位置、数量及巡查路线，在拟定的巡查路线上，通过管理软件设置巡查路线走向、时间间隔、查班次等。

3.2.5 公共广播系统。本系统由网络主机、寻呼话筒、前置放大器、功率放大器、监听音箱及前端广播音响等组成，满足背景音乐和紧急广播之用，后台设备设置于综合信息交易大楼消控室内。

公共广播主要播放临时通知、新闻信息及一些娱乐信息等，若遇到消防紧急情况，通过触发消防联动控制器，启动各分区紧急广播，引导人们进行疏散，减少人员伤亡和事故损伤。

3.3 机房工程

3.3.1 信息机房和电信机房均设置于综合信息交易大楼一层，面积分别约为75m2和35m2，土建常规装修即可，如有需要运营商可自行装修。其他建筑单体弱电机房设置于各单体一层，面积约23m2。

3.3.2 机房工程包括装修工程（天花板安装、防静电地板安装、墙面装饰）、空调通风工程、配电工程和照明工程。

3.3.3 机房内电缆采用低烟无卤阻燃型铜芯电缆，导线截面根据允许电压降、负荷大小、机械强度及允许温升等因素进行选择，载流量按30%进行备用预留。

3.3.4 机房采用联合接地方式，机房内安装4mm×40mm铜带组成计算机逻辑等电位地。主机房内所有防静电地板、天花吊顶、铝塑板墙和工作台等金属必须进行静电接地。室外电源、信号线路进入机房应采取加防电涌保护器等防雷措施。

3.3.5 智能化系统设备的接地装置接入所在建筑物的联合接地装置。弱电系统的设备、机柜、金属配件和金属管槽等均应与弱电专用接地排可靠联结，联合体接地电阻应不大于1Ω。

3.4 园区信息管道系统

本系统管道采用直埋单孔管敷设，材质为PVC-U，管道过路采用钢管防护。管道顶部至路面的最小埋深为0.7m，管道采用一字坡敷设，管道坡度一般为0.3%～0.4%，最低不小于0.25%，路面倾斜时采用顺道路坡度修建方式。人孔采用小号人孔，每隔60m设置一处人孔[3]。

4 弱电智能化系统设计常见问题及注意事项

4.1 常见问题

4.1.1 在设计时集成化程度较低，各子系统工作都相对较独立，缺乏集中统一管理。目前，园区智能化系统中子系统相对较多，如果集成化程度较低，就会在设备维护及管理上造成很多不便。

4.1.2 未充分考虑设备、线缆安装的物理尺寸与工艺，导致开孔误差大、安装空间不足以布置设备等问题，对建设工期和建筑质量造成不良影响，增加系统造价。

4.1.3 因对部分设备和材料的性能不了解，个别设计者反复使用效果不良的设备材料，导致了施工效率低，运维成本高等问题。

4.2 注意事项

4.2.1 做接地安装时，室内光电缆桥架须保证至少两处与接地极可靠连接。

4.2.2 机房内所有强、弱电线缆均分别穿镀锌钢管敷设于天花吊顶内或活动地板下，线路两端均加以标记。线槽管架应密封，强弱电线槽/管应隔开相应距离。

4.2.3 园区信息管道系统人孔位置应与其他相邻管线及管井保持距离并相互错开，宜设置在道路坡度转折处、街道转折处、人行道上、绿化地带、接近引上杆或通信线路引入等处。

5 结束语

综上所述，在建筑工程中应用弱电智能化系统，是智能技术发展的必然结果。智能建筑弱电智能化设计是一项比较复杂的工程，对技术要求较高，涉及面较广，主要包括通信系统、网络覆盖系统、安全防范系统、机房工程、园区信息管道工程等。在对建筑弱电智能化系统工程进行设计时，应该事先对各项新技术和设备进行全面细致的了解，然后结合工程实际需要进行设计和配置，这样才能有效促进建筑工程朝智能化方向发展。