崔 琳

蘭州建德工程建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司河西分公司，甘肅 武威 733000

0 引言

弱電系統(tǒng)是建筑中不可或缺的重要部分，是發(fā)揮智能建筑功能的保障與前提。綜合布線系統(tǒng)是弱電系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，是各系統(tǒng)間通信及信息傳輸?shù)臉蛄?，是智能化技術(shù)得以實現(xiàn)的前提。綜合布線系統(tǒng)看似簡單，實則包含了工廠供電、變壓器、電磁干擾、電工基礎(chǔ)等多學(xué)科的綜合知識，布線設(shè)計對智能建筑的功能和居住體驗影響很大。文章規(guī)劃了一種新型綜合布線系統(tǒng)，可以更高效、便捷地應(yīng)用在智能建筑中。

1 相關(guān)概念

1.1 智能建筑

智能建筑的概念自提出至今已有幾十年，宗旨是為人們創(chuàng)造更加舒適、便捷的居住環(huán)境，實現(xiàn)居民、建筑及周圍環(huán)境的和諧統(tǒng)一。改革開放以來，科技和經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們的生活經(jīng)歷著日新月異的變化，對生活質(zhì)量與居住體驗的要求也越來越高。政府和有關(guān)部門也積極順應(yīng)發(fā)展潮流，致力于打造智慧城市、智能化小區(qū)[1]。智能建筑和傳統(tǒng)建筑在各方面都有很大的不同，前者是互聯(lián)網(wǎng)信息化與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物，核心特點為電氣系統(tǒng)的自動化，特別是弱電系統(tǒng)，可以采用網(wǎng)絡(luò)化模式控制建筑內(nèi)各個子系統(tǒng)。

1.2 弱電系統(tǒng)

傳統(tǒng)的弱電系統(tǒng)需要鋪設(shè)弱電槽，多用于廣播、通信等領(lǐng)域。隨著建筑行業(yè)發(fā)展速度的增快、先進技術(shù)的廣泛運用，弱電系統(tǒng)包括的項目和覆蓋范圍不斷擴大，并將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)融入其中，不再是過去的信息孤島。新型的弱電系統(tǒng)包含了多個子系統(tǒng)，功能更加完善智能。

1.3 綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)是為建筑內(nèi)的計算機、通信及監(jiān)控設(shè)備提供信息傳輸通道的裝備。它將語音、圖像等數(shù)據(jù)匯總，并連接至外部的局域網(wǎng)絡(luò)，是信息傳輸橋梁，幫助建筑內(nèi)部各系統(tǒng)之間實現(xiàn)通信與信息交換，類似于信息中轉(zhuǎn)站，可以完成通信信息的收集、處理與傳輸。綜合布線系統(tǒng)的核心作用是使文字或圖像信息以數(shù)字信號的形式與傳輸媒介建立連接，幫助整個建筑建立互通互聯(lián)的架構(gòu)。

綜合布線系統(tǒng)必要嚴格采用符合要求的材料，以非屏蔽雙絞線和光纖為主要傳輸媒介，以整個建筑為目標(biāo)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，形成一套功能強大、完善靈活的布線系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以傳輸各類數(shù)字化信息和功能型信息，如報警、監(jiān)控信息等。綜合布線系統(tǒng)的布線應(yīng)用同一個標(biāo)準系統(tǒng)，需要依照國家規(guī)范和行業(yè)有關(guān)規(guī)定來確定各大子系統(tǒng)的接口。

2 綜合布線系統(tǒng)的組成

綜合布線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)大多運用星形架構(gòu)，所有子系統(tǒng)首尾連接成一個整體，但是各子系統(tǒng)又可以獨立運行。綜合布線系統(tǒng)由以下部分組成。

2.1 工作區(qū)系統(tǒng)（work location system）

工作區(qū)系統(tǒng)包含適配器、電源插座等設(shè)備設(shè)施。

2.2 水平系統(tǒng)（horizontal system）

水平系統(tǒng)功能是把干線系統(tǒng)鋪設(shè)到用戶區(qū)域，系統(tǒng)的使用受樓層制約，常規(guī)情況下可在同一樓層內(nèi)使用，一端布設(shè)在信息插座處，另一端布設(shè)在跳線架上。常規(guī)水平系統(tǒng)多采用4 對非屏蔽雙絞線，適用于通用的通信設(shè)備。若有傳輸需求，可以采取“光纖到桌面”的處理方式。若樓層面積過大、布線距離過長，會導(dǎo)致信號衰減、易受干擾等問題，可在同一樓層配備多個衛(wèi)星接線間，作為水平線纜的中轉(zhuǎn)站，可保障信號長距離、高效、穩(wěn)定地傳輸。

2.3 干線系統(tǒng)（backbone system）

干線系統(tǒng)主要包含電纜及光纜反饋線，通過干線系統(tǒng)建立設(shè)施與管理之間的聯(lián)系，管理的內(nèi)容包含機房與其他各層的管理間。

2.4 設(shè)備間系統(tǒng)（equipment system）

設(shè)備間系統(tǒng)主要指一些輔助器件設(shè)施的集成，包括電纜、跳線架等。一般情況下，需要把設(shè)備間系統(tǒng)布置在同一樓層，這種設(shè)置方式不但便于管護，還能夠大幅降低成本[2]。規(guī)模較大的智能建筑的空間較大，一個設(shè)備間系統(tǒng)難以滿足整個建筑的布線需求，可根據(jù)實際情況設(shè)置多個設(shè)備間系統(tǒng)。

2.5 管理系統(tǒng)（administration system）

管理系統(tǒng)是連接干線系統(tǒng)和水平系統(tǒng)的橋梁，同時是同層組網(wǎng)能夠順利運行的有效保障。當(dāng)局域網(wǎng)架構(gòu)發(fā)生改變或需要優(yōu)化改進時，管理系統(tǒng)不用再次布線，調(diào)整跳線形式就能滿足要求，大大降低了人工成本和時間成本，極為方便[3]。管理系統(tǒng)包括條線、雙絞線等。目前，對信息傳輸?shù)目焖傩院蜏蚀_性要求極高，光纖是滿足高傳輸要求的優(yōu)良媒介。當(dāng)管理系統(tǒng)中使用光纖網(wǎng)絡(luò)時，原有的跳線架無法滿足光纖的傳輸需求，需要對其進行優(yōu)化。

2.6 建筑群系統(tǒng)（campus system）

建筑群系統(tǒng)主要用于建筑群落，可以將各個建筑間的通信信息整合至統(tǒng)一的平臺。需要以直埋或架空的方式敷設(shè)電纜，保證浪涌電壓被完全阻隔在電氣保護裝置外部，不會對智能建筑的弱電系統(tǒng)造成任何干擾與侵害[4]。

3 綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計步驟

3.1 水平系統(tǒng)設(shè)計步驟

水平系統(tǒng)的線纜敷設(shè)一般采用星型拓撲結(jié)構(gòu)，線纜的最遠鋪設(shè)距離可達90 m。若采用光纖，距離還會更長。具體設(shè)計步驟如下。

（1）根據(jù)理論公式精確計算配線間的數(shù)量及面積。

（2）嚴格按照建筑設(shè)計圖紙規(guī)劃配線間的位置。

（3）仔細參考建筑施工圖紙，規(guī)劃最合理的布線路徑。目前智能建筑中應(yīng)用比較廣泛的是地板下管道布線形式。

（4）根據(jù)設(shè)計圖紙和實際應(yīng)用的要求，明確水平系統(tǒng)布線電纜的規(guī)格，包括芯數(shù)及類型。以布線標(biāo)準作參照，可選擇FIP、STP 和UTP 等類型的雙絞線。在高速率、長距離的信息傳輸應(yīng)用中，多模光纜是優(yōu)選。

（5）根據(jù)理論公式計算光纜長度。

式中：C1為光纜長度；L、S分別為信息插座和配線間之間的最遠距離和最短距離；N為同個樓層所安裝的插座數(shù)量。

3.2 干線系統(tǒng)設(shè)計步驟

（1）明確干線系統(tǒng)的鋪設(shè)范圍，如果樓層配線間與和其連接的所有信息插座的最大鋪設(shè)間距均在75 m內(nèi)，則單干線系統(tǒng)是最優(yōu)選擇；若敷設(shè)距離大于75 m，雙干線系統(tǒng)比單干線系統(tǒng)更滿足實際要求[5]。

（2）確定垂直干線通道。

（3）根據(jù)實際需要選擇線纜的類型、規(guī)格和數(shù)量。

（4）確定電纜路由。

（5）根據(jù)數(shù)學(xué)公式估算線纜總長。

式中：C2為線纜總長度；H為水平長度；V為豎向長度。

3.3 設(shè)備間系統(tǒng)設(shè)計步驟

設(shè)備間系統(tǒng)是智能建筑弱電系統(tǒng)中十分重要的子系統(tǒng)，核心功能是對進線設(shè)施和配線架進行管控。若布線管控系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀況，設(shè)備間系統(tǒng)可以對其進行維護。具體的設(shè)計步驟如下。

（1）規(guī)劃設(shè)備間的安裝位置。理論上設(shè)備間最好設(shè)在建筑的中心位置，還需要遠離強振源、噪聲源、干擾源和易燃易爆物等危險品[6]。

（2）根據(jù)理論公式估算設(shè)備間的建筑面積。

（3）確定設(shè)備間的布局與空間尺寸。設(shè)備間的高度通常在2.5～2.7 m，門高約為2×0.9 m，A 級承重≥500 kg/m2。

3.4 管理系統(tǒng)設(shè)計步驟

該系統(tǒng)通常配置在智能建筑各層的配線間中，設(shè)計目標(biāo)是明確配線架和主配線架的類別和尺寸。

3.5 建筑群系統(tǒng)設(shè)計步驟

建筑群的最小配置不可少于2 個建筑，通常指多個建筑的集群。各個建筑間通過線纜及配線設(shè)備等連接，主要的設(shè)計步驟如下。

（1）明確線纜的起始鋪設(shè)地。

（2）明確干線系統(tǒng)的選型、干線線纜的數(shù)量和鋪設(shè)形式。

（3）明確主配線架能容數(shù)量[7]。

4 綜合布線系統(tǒng)的運用

4.1 對BAS 的支持

通常情況下BAS 是指擁有綜合性能的管控平臺，運用了互聯(lián)網(wǎng)通信、計算機、自動控制等多種技術(shù)，可以監(jiān)測與控制智能建筑內(nèi)的電氣設(shè)備[8]。BAS 系統(tǒng)的硬件組成主要有主控制器、現(xiàn)場控制器、執(zhí)行設(shè)備及傳感裝置等，應(yīng)用最廣泛的形式是集散型控制系統(tǒng)，屬于二級網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點多為操作站和服務(wù)器，實行集中顯示、統(tǒng)一管控，傳輸介質(zhì)采用同軸電纜或雙絞線。系統(tǒng)內(nèi)連接的全部節(jié)點都是DI3C，即直接數(shù)字式控制器，可確保與上下級節(jié)點網(wǎng)絡(luò)通信時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?、準確性和穩(wěn)定性[9]。新型的智能建筑弱電系統(tǒng)中的綜合布線系統(tǒng)改進了傳統(tǒng)BAS 系信通信效率低、安裝位置不合理等諸多缺點。

4.2 對OAS 的支持

OAS 是使用計算機、通信、系統(tǒng)科學(xué)等技術(shù)輔助辦公的自動化控制手段。核心工作包括電子傳輸與顯示、物業(yè)管理、共用信息庫及其他日常事物的處理等，主要實現(xiàn)智能建筑中電子設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)的傳輸、交換和管理，并管理各種信息、輔助決策。多種高科技技術(shù)的融合，大大提高了OAS 系統(tǒng)的管理效果。

在智能建筑內(nèi)部辦公的企業(yè)涉及的行業(yè)和領(lǐng)域眾多，對網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備接口的要求也千差萬別，大大增加了布線的難度和復(fù)雜性[10]。綜合布線系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，使系統(tǒng)的優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，并不受布線的制約與限制，顯著地提高了系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，為使用者提供更快捷、更優(yōu)良的體驗[11]。

4.3 對CAS 的支持

CAS 主要負責(zé)傳輸智能建筑中各種形式的圖文信息，服務(wù)的設(shè)備既有傳真機、固定通話設(shè)備等傳統(tǒng)設(shè)施，也有衛(wèi)星通信等領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)品。其依托綜合布線工藝，能夠達成多頻段的數(shù)據(jù)穩(wěn)定高效不失真的傳輸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Чc質(zhì)量滿足B-ISDN 的要求。

對于監(jiān)控和有線電視系統(tǒng)的非常規(guī)視頻信號的傳輸可增加適配器，以實現(xiàn)不同線纜之間的轉(zhuǎn)換和阻抗匹配。綜合布線系統(tǒng)的應(yīng)用很好地解決了傳統(tǒng)建筑內(nèi)布線互不兼容、干擾嚴重的問題。從分散式向集中式的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了布線系統(tǒng)的突破與變革，大大提升了設(shè)計、施工、應(yīng)用、管理、維護、升級改造的效率[12]。

5 結(jié)束語

總而言之，智能建筑弱電系統(tǒng)中綜合布線系統(tǒng)的運用解決了傳統(tǒng)布線方式難兼容、易受干擾等諸多難題。該布線系統(tǒng)具有顯著的擴展性、靈活性、開放性特點，有助于操作人員對電氣設(shè)施進行運用與管控，不僅滿足了用戶的要求，也推動了建筑行業(yè)的智能化發(fā)展。