中國人民大學(xué) 柳熙宇 北京博誠睿智人力資源服務(wù)有限公司 韓 健 北京建工四建工程建設(shè)有限公司 鈕 申

1 引言

整個建筑工程的進(jìn)度和質(zhì)量直接受電氣工程施工水平影響，二者相互制約。建筑電氣智能化技術(shù)在施工過程中存在的問題不容忽視，對于我國電氣工程發(fā)展是一巨大影響。智能建筑以能及時和快速應(yīng)對突發(fā)事故為其原則，以更低的費用換取更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。智能建筑必須依賴集成化的建筑智能化系統(tǒng)才能實現(xiàn)其諸多優(yōu)勢。傳統(tǒng)的建筑電氣與信息技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的智能建筑，在當(dāng)下給居民的生活帶來了質(zhì)的飛躍，但目前建筑電氣智能化技術(shù)的發(fā)展并沒有止步不前，科技革命給我們帶來的不僅于此，未來智能建筑的智能化也必將持續(xù)增強[1]。

人們?nèi)找娓惺艿搅爽F(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)達(dá)與進(jìn)步和人類物質(zhì)生活水平和素質(zhì)的提升、改善與更新，因此對于一種真正能夠為每個人帶來舒適及安全的現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)愈加迫切的渴望，間接地增強了對于安防、消防、通訊、有線電視等各個子系統(tǒng)的信息技術(shù)需求，造成房地產(chǎn)商內(nèi)卷式投資行為，使得房地產(chǎn)也開始逐漸地走向更加具有高品質(zhì)、更具有多功能性的領(lǐng)域，并進(jìn)一步朝著更為多功能化的橫向傾斜性方向與縱向深度的發(fā)展，我們要以正確的方式去推動它們。本工程項目的建筑電氣與智能化系統(tǒng)在認(rèn)真貫徹落實國家相關(guān)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法律規(guī)范基礎(chǔ)上，進(jìn)行了科技型產(chǎn)業(yè)園辦公樓的建造與設(shè)計，并且能夠滿足對于人身、設(shè)施以及房屋的安全、供電可靠、電能節(jié)省、科學(xué)技術(shù)先進(jìn)以及社會經(jīng)濟(jì)合理等基本條件要求[2]。

2 工程概況

本文針對科技產(chǎn)業(yè)園辦公樓進(jìn)行建筑電氣與智能化系統(tǒng)設(shè)計，是一項實際工程。本工程的基本概況，總建筑面積13687平方米，包括負(fù)1層的停車庫、柴油發(fā)電機(jī)房、弱電機(jī)房、排風(fēng)機(jī)房、變配電所及消防水泵房，屬于非人防地下室；1層～10層的消防控制室、辦公室、接待室等。

實際分析該辦公樓，從弱電機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜引入通信光纖，將建筑每層分為一個至兩個配線區(qū)域，交換機(jī)配線架設(shè)置在樓層的弱電井內(nèi)，利用大對數(shù)電纜或光纖將信號傳輸至各層。由于建筑內(nèi)分布的辦公室較多，因此根據(jù)辦公室的面積大小及實際使用需求進(jìn)行布置點位。

3 綜合布線系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計原則

綜合布線系統(tǒng)為開放式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)信息和語音信息在綜合布線系統(tǒng)這條信息傳輸通道上傳遞，并且朝著高速率、多媒體、寬帶化、大容量的方向發(fā)展[3]。

由于辦公樓的社會功能決定了它不僅是信息的接收者，還是信息的傳播者。其同時要考慮日常工作中的網(wǎng)絡(luò)使用，還要考慮樓宇智能化中智能化設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，這會使數(shù)據(jù)傳輸量增大，因此其對于布線的要求理所應(yīng)當(dāng)也會更高。除了根據(jù)各辦公室的人員配置插口外，還考慮在比較大的公共區(qū)域連接無線網(wǎng)絡(luò)。且在線纜選擇上也需要有所考量[4]。

信息點定位的確定性將對進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)系統(tǒng)造成巨大困難，同時布線系統(tǒng)在一般情況下的使用壽命是極高的。因此在信息點的設(shè)定上，能夠盡可能的一步到位是防止之后重復(fù)拆裝的必要條件。信息點主要是依據(jù)各房間所需信息點數(shù)的實際要求分配。另外，辦公通信網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展、對多媒體傳輸?shù)男枨蠹敖?jīng)濟(jì)性的因素是本工程考慮的重要因素?？偠灾到y(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該充分滿足它的實用性、開放性、先進(jìn)性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性，還需要考慮后擴(kuò)展的要求[5]。

現(xiàn)如今的綜合布線系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)處于完善的狀態(tài)，本工程作為單體建筑，不考慮建筑群子系統(tǒng)的設(shè)計，其主要由以下三個部分構(gòu)成。

工作區(qū)：工作區(qū)處于整個系統(tǒng)的末端位置，通過設(shè)備連接線將終端設(shè)備連接到信息插座上，并由適配器串接而成；

水平子系統(tǒng)：該系統(tǒng)中各工作區(qū)中的插座與樓層配線架呈星形分布，它的范圍是從信息插座起始到樓層配線間的配線架上；

垂直子系統(tǒng)：該系統(tǒng)貫穿于建筑物的弱電井內(nèi)。為了滿足現(xiàn)在以及將來用戶的需求，垂直子系統(tǒng)一般選用大對數(shù)電纜和多芯光纜作為干線線纜。

3.2 總體設(shè)計

根據(jù)各辦公室大小及使用要求確定信息及語音點位；每層作為一個弱電子系統(tǒng)，層弱電箱柜安裝在每一層的弱電間，對該區(qū)域的數(shù)據(jù)和語音點進(jìn)行管理，并且內(nèi)裝交換機(jī)和配線架；水平子系統(tǒng)需采用六類線，并通過走橋架鋪設(shè)；垂直子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用大對數(shù)電纜或者多芯光纖，并通過弱電井垂直橋架進(jìn)行鋪設(shè)；線纜入戶在負(fù)1層弱電機(jī)房，安裝光纖配線架。

4 火災(zāi)自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)設(shè)計

4.1 系統(tǒng)概述

本工程作為人群相對較多且集中的辦公樓建筑，一旦發(fā)生火災(zāi)，缺乏專門的消防設(shè)施將加劇火災(zāi)的蔓延程度，造成巨大的財產(chǎn)損失和生命傷亡是難以避免的結(jié)局。消防系統(tǒng)的第一任務(wù)就是保障人身安全，這是消防系統(tǒng)最基本的理念。第一時間迅速發(fā)現(xiàn)火情，立即撲救控制，最根本的目的就是把危機(jī)扼殺在搖籃中或最大限度的降低損害[6]。

本工程消防系統(tǒng)主要由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)兩大部分組成，分別負(fù)責(zé)感應(yīng)和執(zhí)行模塊，在火災(zāi)自動報警信號傳遞至監(jiān)控主機(jī)時驅(qū)動相應(yīng)聯(lián)動設(shè)備，及時撲滅火災(zāi)。本工程將辦公樓負(fù)1層劃為2個防火分區(qū)，1層和2層為1個防火分區(qū)，3層至7層每層1個防火分區(qū)，8層至10層每層為1個防火分區(qū)。各自防火分區(qū)設(shè)立系統(tǒng)，互不干擾。

4.2 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

火災(zāi)探測器作為接收現(xiàn)場火災(zāi)信號的感應(yīng)部分，擔(dān)當(dāng)這整個系統(tǒng)的重任。本系統(tǒng)選擇點型感煙火災(zāi)探測器，以滿足火災(zāi)及時報警，而且性能穩(wěn)定、價格低廉、維護(hù)方便。建筑每層高度均小于6m，本工程選用點型感煙探測器和點型感溫探測器，感溫探測器型號選用A1、A2及B 型型號?？紤]到負(fù)一層設(shè)置的柴油發(fā)電機(jī)房，本工程也選擇了感溫探測器。

在本工程中，在每個防火區(qū)設(shè)置了兩只到三只手動報警按鈕，并且參照規(guī)范要求滿足防火區(qū)的任意位置距離最近的手動報警按鈕不超過30米。手動火災(zāi)報警按鈕的位置正好處在兩個防火分區(qū)交界的地方。在疏散通道和出入口處這些明顯而便于操作的部位，手動報警按鈕采用壁掛方式安裝于墻上，為在緊急情況下便于報警，手動火災(zāi)報警按鈕要設(shè)置明顯的標(biāo)志。

圖1 火災(zāi)自動報警及聯(lián)動統(tǒng)原理

4.3 系統(tǒng)設(shè)計方案

消防系統(tǒng)由多種設(shè)備組成，在消防系統(tǒng)中加入模塊后，對設(shè)備進(jìn)行控制及保護(hù)，把它們從零散的部件組成一個整體。隔離模塊即總線隔離器，接在系統(tǒng)總線前端以保護(hù)回路，每只總線隔離器所連接的末端設(shè)備總數(shù)不超過32點。當(dāng)短路等故障發(fā)生時從系統(tǒng)中將后端連接的部分如火災(zāi)探測器，阻止大規(guī)模的系統(tǒng)無法正常工作現(xiàn)象。最值得關(guān)注的是，總線隔離器既要設(shè)置信號總線也要設(shè)置電源總線。

如圖2所示，火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)圖第十層感煙探測器、感溫探測器、火災(zāi)顯示盤等設(shè)備超過32個，因此需要使用2個總線隔離器。輸入/輸出模塊將即控制模塊，可以輸出信號使被控設(shè)備動作，并接收所連接設(shè)備的反饋信號從而向報警控制器報告。本工程消防應(yīng)急廣播系統(tǒng)獨立運行，不需要考慮其與正常廣播之間的切換。

圖2 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)圖

本工程火災(zāi)自動報警與聯(lián)動控制系統(tǒng)所涉及的設(shè)備均使用北大青鳥器件，便于整個系統(tǒng)的安裝與維護(hù)，同時可以提高系統(tǒng)設(shè)備連接的統(tǒng)一性。經(jīng)過對方案的仔細(xì)研究后，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)在上述討論過程中均選用北大青鳥的消防產(chǎn)品，使得火災(zāi)自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)的一體化更加完善。

4.4 系統(tǒng)布線

報警總線、消防應(yīng)急廣播和消防專用電話等傳輸線路采用阻燃或阻燃耐火電線電纜（火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50116-2013，因此本工程的回路總線、24V 電源線、消防電話線和消防廣播線選用低煙無鹵阻燃耐火型軟銅導(dǎo)體聚氯乙烯絕緣雙絞線（WDZN-RVS）。

5 安全防范系統(tǒng)設(shè)計

5.1 概述

安防系統(tǒng)是使用人員及信息安全的重要保障措施，本項目安防系統(tǒng)設(shè)計包括：視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無線巡更系統(tǒng)及入侵報警系統(tǒng)。其中視頻監(jiān)控系統(tǒng)在安防領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，它和電子巡更系統(tǒng)以及入侵報警系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，是具備先進(jìn)性與強防范性的綜合系統(tǒng)。本工程建筑樓是一幢地上10層、地下1層的現(xiàn)代化辦公大樓，對安全防范的要求較高[7]。

5.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

視頻監(jiān)控系統(tǒng)也稱閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，利用視頻探測技術(shù)輔助安保人員對于整個建筑物內(nèi)外周邊環(huán)境實時監(jiān)控，相對傳統(tǒng)監(jiān)視手段更為高效而便捷。視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端（攝像機(jī)）、傳輸、控制、顯示與記錄四個部分組成，在重要區(qū)域或人流密集區(qū)布置探測點，在攝像頭覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)的情況以圖像形式傳送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心內(nèi)工作人員實時觀察這些區(qū)域的情況，并備份以供取證。

根據(jù)本工程的規(guī)模及特點，選擇在建筑的負(fù)1層行車道，1至10層的樓道、走廊、電梯前室及1層直接對外的辦公室布置攝像機(jī)，使得整幢樓的公共區(qū)域都被覆蓋，同時考慮到電梯正常運行對于辦公樓內(nèi)人員的必要性和便利性，在屋頂電梯機(jī)房也設(shè)置攝像頭。在本工程中，考慮到建筑物內(nèi)的格局，決定選擇網(wǎng)絡(luò)槍型攝像機(jī)，共計106個點位。

根據(jù)本項目的規(guī)模及特點，使用數(shù)字硬盤錄像機(jī)作為信息的存儲設(shè)備，配置視頻矩陣將圖像切換到電視墻上，實現(xiàn)多路視頻信號的自由顯示、程序顯示、同步顯示、群組顯示和報警聯(lián)動顯示。整個系統(tǒng)擁有119路視頻信號，采用數(shù)字硬盤錄像機(jī)作為存儲設(shè)備，配置視頻矩陣將圖像切換到電視墻上。

在本工程中設(shè)計選用14臺46寸液晶拼接屏，并選用兩臺64路進(jìn)8路出的視頻矩陣，實現(xiàn)多路視頻信號的自由顯示、程序顯示、同步顯示、群組顯示和報警聯(lián)動顯示。

5.3 電子巡更系統(tǒng)的設(shè)計方案

電子巡更系統(tǒng)為安防系統(tǒng)提供有力的技術(shù)補充，通過警衛(wèi)人員不同的巡查路線、巡查站點、巡查時間完成有針對性的安全檢查。除此之外，也作為監(jiān)督巡查人員的重要武器。本工程采用離線式電子巡查系統(tǒng)，該系統(tǒng)由巡查站點、信息采集器、信息傳輸器、計算機(jī)及專用軟件組成。利用無線數(shù)據(jù)傳輸方式使得保安人員須按照公司規(guī)定在指定時間和指定路線上進(jìn)行巡查，線巡更點位置根據(jù)物業(yè)保安需要設(shè)置，通常設(shè)置在主要出入口、樓梯間、電梯廳等位置。

5.4 入侵報警系統(tǒng)的設(shè)計方案

入侵報警系統(tǒng)的主要依據(jù)是傳感器技術(shù)和電子信息技術(shù)，當(dāng)存在不軌意圖或行進(jìn)時，系統(tǒng)就將通過電子信息網(wǎng)絡(luò)處理并發(fā)出報警信息。本工程在所有建筑主出入門處設(shè)置被動紅外雙鑒探測器，紅外探測器配線為超五類雙絞線。根據(jù)辦公樓的整體辦公時間，由消防控制室統(tǒng)一進(jìn)行布、撤防操作。

6 能量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

6.1 概述

能量監(jiān)控系統(tǒng)在本設(shè)計中主要是指電力監(jiān)控系統(tǒng)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)供配電的集中管理和數(shù)據(jù)采集，對于供電系統(tǒng)有著重要作用。同時本工程是電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，至少有一家企業(yè)或者個體商戶會租賃或擁有該建筑樓的辦公室，對于他們來說，電力監(jiān)控系統(tǒng)的完善也會間接影響他們的經(jīng)營成本。

6.2 能量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是依靠系統(tǒng)管理層、通信接口層和現(xiàn)場監(jiān)控層這3部分相互作用，其主要功能是實現(xiàn)變配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控管理和分散數(shù)據(jù)采集，它能夠使用戶的電力系統(tǒng)透明化，提高電子系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)監(jiān)視各個進(jìn)線、聯(lián)絡(luò)及饋線回路的電力參數(shù)，對于發(fā)出異常參數(shù)的監(jiān)控點，系統(tǒng)及時報警敦促工作人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。

電力監(jiān)測設(shè)備采取內(nèi)嵌式，以電力監(jiān)測模塊的形式安裝在柜（箱）內(nèi)。除了電梯、風(fēng)機(jī)、水泵和暖通的動力控制柜以及低壓饋線柜、車庫配電箱是根據(jù)實際放置的之外，3-10層每一層設(shè)置一個層配電箱是考慮到商務(wù)租賃的實際，1層和2層每層設(shè)置兩個層配電箱是因為建筑本身的隔斷。

變配電所中的配電箱、出線柜等設(shè)備相對較多，因此變配電所其實是系統(tǒng)監(jiān)控的主要場所。①電力儀表信號傳輸：考慮到3種電氣監(jiān)測模塊都采用RS485通訊接口，所以在信號傳輸上采用485通訊總線RVVP-4＊1.5型電纜，穿SC20焊接鋼管敷設(shè)，四線制實現(xiàn)點對點的高效通信，并且該線纜適用于變壓器及類似設(shè)備使用。②電源供應(yīng)：本工程中電力監(jiān)控主機(jī)的電源供應(yīng)由監(jiān)控中心UPS 提供。

7 建筑設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計

7.1 概述

建筑設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)（BAS）將建筑物或建筑群內(nèi)的空調(diào)與通風(fēng)、變配電、照明、給排水、熱源與熱交換、冷凍和冷卻及電梯等系統(tǒng)，以集中管理、分散控制為目的構(gòu)成綜合系統(tǒng)，有助于節(jié)約能源、節(jié)省大量人力支出、延長設(shè)備的使用壽命和為使用者提供舒適的環(huán)境，具有開放性和擴(kuò)展性。

7.2 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

據(jù)建筑機(jī)電設(shè)備的樓層平面布置，在負(fù)1層的排風(fēng)機(jī)房（車庫）、排風(fēng)機(jī)房、進(jìn)風(fēng)機(jī)房、消防水泵房和柴油發(fā)電機(jī)房分別設(shè)置DDC 控制器。本工程采用變冷媒流量多聯(lián)式冷暖型空調(diào)系統(tǒng)，DDC 控制器也分散布置在屋頂?shù)亩嗦?lián)機(jī)室外機(jī)（主機(jī)）附近，1層至10層的風(fēng)管機(jī)和多聯(lián)式全新風(fēng)處理機(jī)屬于末端裝置（室內(nèi)機(jī)）部分。

DDC 控制器之間通信采取對等式直接數(shù)據(jù)通信，因此控制網(wǎng)絡(luò)層使用自行布線的控制總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括并行工作的兩條控制總線，一條控制總線連接負(fù)1層DDC 控制器，另一條連接屋頂平面控制器，通過總線和管理網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行信息傳遞?；谝陨线B接方式和強電磁干擾情況，控制總線應(yīng)采用屏蔽對絞電纜RVSP-4＊1.5，穿SC20焊接鋼管單獨敷設(shè)。

8 結(jié)語

本文完成了綜合布線系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、能量監(jiān)控系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計。針對本項目的實際需要，對建筑工程相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了整理收集與總結(jié)，根據(jù)建筑物電氣與智能化設(shè)計的要求和規(guī)范，以及建筑物信息基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、建筑公共安全的理論和技術(shù)，確定了本項目設(shè)計依據(jù)，進(jìn)行電氣設(shè)計，用AutoCAD 軟件對所有系統(tǒng)的總體平面圖和系統(tǒng)示意圖進(jìn)行了繪制，實現(xiàn)了辦公樓智能化的使用需求。