智能化弱电系统设计中的若干问题

智能化弱电系统设计中的若干问题 浙江省建筑设计研究院 屠胜勇 金华市建筑设计院 王欣 智能建筑是传统建筑技术与现代信息技术的结合 随着人类社会进入信息化时代 在建筑中设置智能化系统已逐步成为建 筑功能的一个重要组成部分 智能化系统的内容也越来越多 房地产业在国内的蓬勃发展 智能化作为一个新的发展热点 也 在一定程度上也推动了其发展 但是目前智能建筑的实施还不尽规范 在设计和实施方面还存在着许多问题 设计是智能化弱电系统建设的先行和灵魂 设计院作为主体建筑的设计单位 在承接智能化系统的设计方面具有一定的 优势 这一方面有赖于智能化系统设计集成市场的逐步规范 同时还要依靠设计人员能适应市场需求掌握新技术 提高智能建 筑的设计能力 浙江省建筑设计院 浙江大学建筑设计院 中国联合工程公司 杭州市建筑设计院 温州市建筑设计院等单位在这方面 作了一定的努力 通过充实和调整力量 承接了一大批大型项目的智能化系统设计 作者也参加了杭州市国税大楼 宁波国检 大楼 安吉县行政中心 浙江移动枢纽大楼 浙大科技园 东阳市人民法院 乐清电力大楼等大型公建的智能化系统设计 拟 就设计中的一些常见问题进行探讨 一 智能化弱电系统设计的特点及取费 智能化弱电系统的内容多 技术更新快 没有成熟固定的模式可循 国标 智能建筑设计标准 和 全国住宅小区智能化 系统示范工程建设要点与技术导则 虽然已经颁布 但均为推荐性标准 在实际运用时各地区随本地区技术经济发展情况会有 差异 设计人员具体设计中主要按照行业标准及规范设计 业主方人员多为原土建专业人员 对弱电系统缺乏深入理解 无法 提供明确的需求分析 土建设计单位本来作为项目的总体设计在专业协调配合较为方便 对工程的设计和实施质量十分有利 但多数土建设计单位在土建设计时由于资质问题及设计费不明确等原因均将弱电系统排除在设计范围外 关于设计取费问题 在国家计委建设部发布的 工程勘察设计收费标准 2002 年修订本中 已将弱电作为单项专业进行 收费 按投资对应工程设计收费基价表中的收费基价 并可考虑 1 3 的复杂调整系数 按 1000 万的弱电概算 其取费费率可达 5 二 设计内容和范围的界定 智能化弱电系统的设计深度国家及行业尚未有明确规定 目前主要是参照强电设计要求分为方案设计 扩初设计 施工图 设计 深化施工图设计 方案设计 扩初设计主要为对业主的需求进行分析及细化 弱电系统设计的主要工作量在于由于弱电 施工图设计基本与土建设计同步 具体的设备型号尚未确定 后期的内装修设计完成后弱电前端点位的设置往往会有变化 因 此 弱电施工图设计主要应确定整个系统的内容及总体规模 大致合理的前端点位布置 各子系统的基本结构及相互关系 与 其他专业的配合要求 强电配电箱予留信号触点 信息点的电源配置 主要机房及弱电间的位置 卫星天线及 UPS 荷载 弱电施工图设计主要应提供以下图纸 设计总说明 主要材料设备清单 总平面图 各楼层弱电平面 根据弱电系统的 复杂程度可分为 1 2 套平面表示 BA 系统工程 1 套 其他弱电子系统 1 套 会议系统平面 系统总体结构图 各子系统系 统图 BA 系统控制点位表 BA 系统控制原理图 各种详图 卫星天线位置及安装详图 各弱电机房设备平面布置图 弱电间 布置详图 弱电系统 UPS 配电系统图 系统前端总体点位表 弱电系统防雷接地系统图等 三 综合布线系统的设计 综合布线系统作为现代通信和计算机网络系统的主要载体和大楼内的信息高速公路 是整个大楼智能化系统的通信平台 已成为建筑智能化系统的重要组成部分 综合布线设计在理论上可以支持各个智能化子系统的布线 但它在本质上最适用于语 音和数据的布线 1 信息点数量的确定 随着大楼对局域网和广域网应用需求的提高 大楼内的综合布线信息点布置越来越多 智能建筑设计标准 中规定了甲 乙丙三个标准 其中甲级标准为每 5 10M2 工作区面积一个双孔信息点 一个支持语音 一个支持数据 建筑与建筑群综合 布线系统工程设计规范 中分为综合配置 基本配置和增强配置 在估算出工作区面积 通常为建筑面积的 1 3 左右 后可以 很快估算出大楼的信息点数量 2 楼层弱电间设计及布线结构 楼层弱电间通常设置在信息点集中的楼层 一个楼层弱电间的信息点管理数量一般在 200 个信息点左右为宜 在楼层信 息点较少时也可几个楼层设一个楼层弱电间 在楼层水平区长度超过 90 米时 可采用 2 种方式来解决 一是设置二级分配线 架 卫星配线架 二级分配与分配之间通过光纤联结 二是采用双主干结构 即设置 2 个楼层分配线间 直接从总配用光纤 联结 2 个分配 在综合布线系统结构设计时应同时考虑到计算机网络的结构 对于较小规模的工程可按核心层及分布层二层结构设计 对于大型项目按照二层结构设计往往会造成核心网络交换机的端口数过多 导致网络设备造价过高 可根据部门分布情况和应 用数据流程在核心层及分布层之间设置汇聚层 以减少与核心网络交换机连接的光纤主干数量 对于主楼副楼独立特别是主楼 副楼功能使用不同时 也可考虑设置汇聚层 将副楼各楼层主干先汇聚后再与主楼计算中心主配线间连接 在主楼网络系统关 闭时副楼内部网络系统仍可独立运行 3 主干系统的设计 主干分为数据主干和语音主干 数据主干长度在 90 米范围内建议采用光纤 2 根双绞线备份 光纤芯数根据 建筑与建筑群 综合布线系统工程设计规范 中综合配置的要求为每 48 个数据点配置 2 芯光纤 同时考虑备份 在实际工程中根据光纤产品 情况 最常采用的是 6 芯室内多模光纤 语音主干采用 3 类或 5 类大对数电缆 1 个水平语音点在语音主干中配置 1 2 对线缆 4 综合布线的配线配管 综合布线是以双绞线为基础的布线系统 目前市场的主流产品为超五类非屏蔽双绞线 支持百兆到桌面的应用 随着千 兆以太网技术的发展和六类标准的颁布 六类非屏蔽双绞线产品将在短期内成为市场主流 在我们设计的大多数公建中业主最 终都选择了六类系统 目前超五类和六类系统的市场价差约在 30 左右 随着六类产品市场份额的逐步加大 两者的价差将进 一步缩小 由于综合布线采用星型放射性布线 信息点在整个智能化系统中的数量最大 综合布线的管线预埋和桥架安装的工程量 最大 正确设计管线预埋十分重要 在实际工程中通常采用弱电综合桥架 将综合布线线缆与其他系统线缆在一个桥架内用隔 板分割为 2 部分 桥架容量可按线缆面积的 30 计算 如 200X100 的桥架可放置 200 根左右的 UTP 线缆出桥架后按 1 2 根 UTP 穿 1 根 DG20 管 3 4 根 UTP 穿 1 根 DG25 管设计 5 大开间办公的管线设计 大开间办公是目前比较流行的开放式办公环境 其特点为人员密度大 信息服务需求高 办公桌位置需根据情况进行变 动 其信息点无法象常规布置在墙面上 采用地面插座的价格较高 主要用于少量大厅等装潢要求较高的场所 在要求较高的 大开间办公可铺拼装式的网络地板 上覆地毯 今后变动很方便 但价格较高 比较经济的方式是采用地面线槽的方式 进入 办公家具的穿线槽内 直接安装在桌面上 为方便施工 大开间办公室内可设置 1 个结合点 规范要求采用 110 卡接式配线架 作固定连接而不应采用模块式配线架 四 会议系统设计 随着信息技术的飞速发展 人们互相间的交流需求越来越大 交流的手段也发生了巨大的变化 人们的交流越来越依赖电 脑 也越来越依赖网络 各种会议设备也向多媒体化 网络化 自动化 方便化 高效化方向发展 会议系统在弱电系统中所 占的比重越来越大 特别是一些高标准的多功能会议室 除设置传统的扩声系统外 还要求配置多媒体视频系统 网络会议系 统 电视演播系统 流动式 固定式 手拉手会议发言系统 同声传译系统 会议报到系统 会议表决系统 声光系统等会 议设施 以满足现代化会议的需要 1 扩声系统设计 扩声系统设计的根本问题是声学问题 不是简单的设备选型与组合 会议室最终的音质效果是电声与建声综合设计效果 的体现 扩声系统设计首先要研究指定空间的声场 进而对厅堂进行建声设计 处理和电声系统优化设计 并使二者完美结合 以获得最佳的音响效果 厅堂的声学设计应包括 建声和扩声 两方面的内容 前者主要是控制混响时间和音质缺陷 后者则要确保室内有足够的 声级 均匀的声场分布 以及在不同的使用功能时所要求的声学效果 两者相辅相成 只有相互密切配合 才有可能用最低的 投资而获得良好的艺术和音质效果 因此 会议扩声系统的设计首先应考虑必要的建声设计 包括 确定最佳混响时间 吸收 反射和扩散的综合考虑以避 免声缺陷 前次反射声控制 背景噪声控制等 电声设计包括确定传声器 发言设备 扬声器及功放功率 调音台及周边设 备 传声器 发言设备 传声器通常采用手持式话筒 有线或无线 领夹式话筒 会议鹅颈话筒 无线话筒中的超高频 U 段无线 话筒 700 950MHz 与手机频段一样 可使稳定性 抗干扰性 通话质量大大增强 会议系统以使用会议鹅颈话筒为主 听 众席配置手持式话筒 有线或无线 及领夹式话筒 目前流行的手拉手会议系统将会议话筒和管理主机结合 用来进行中大型团体会议讨论交流 每个人发言很方便 同时 系统又有很强的话筒管理功能 还能与模块化的同传及表决系统配合 对于小型的讨论型会议系统也可采用自动话筒前级 铁三角会议智能混音器 当发言人讲话时 话筒线路自动打开 其 他话筒自动关闭 避免啸叫与环境噪音 可实现无人职守 提高了系统可靠性 并可设置主席优先发言功能 扬声器 扬声器选型应在建声分析 计算基础上进行 扬声器功率应根据 GYJ25 86 厅堂扩声系统特性指标 中相应 等级的厅堂所应达到的最大声压级确定 功放的配置应按扬声器功率的 1 3 1 5 倍配置 扬声器选型与布局应采用分散式与集 中式摆放相结合的方式 达到声场均匀 清晰 兼顾音像准确的目的 扬声器系统的电声指标对能达到的 最大声压级 频响 谐波失真 声场不均匀度和传声增益 等具有很大的影响 周边设备 周边设备主要包括 调音台 用于多路音频信号混合放大 切换 高低音调节 效果补偿控制 音量大小调整 录 音 放音使用 反馈抑制器 避免反馈啸叫 均衡器 用于弥补房间声场扩散不够均匀 效果器 用于润色扩声音质 等应根据会议室的规模及对扩声系统的功能要求进行配置 目前 一些先进的一体化数字音频处理器集各种周边设备的功能于 一身 采用计算机进行管理及操作 具有很高的集成度 2 多媒体视频系统 随着电脑技术的发展 多媒体视频系统已成为现代化信息交流的基本手段 它主要包括 大屏幕投影系统 PDP 实物展 示台 电子白板及各种视频切换设备 切换设备包括音视频矩阵 切换器 VGA 矩阵 切换器 可将多路音视频信号和计 算机 VGA 信号分配到多个显示设备上 在设计时应考虑将在会议室主席台及会议桌位置设置 VGA 及音视频插座 并应将闭路 电视 网络电视会议信号等送入音控室内 还应多媒体会议信号送出到网络或混合为有线电视信号送入有线电视系统 实现双 向网络电视会议的交流 3 网络视频会议 电视会议系统用来进行双向网络会议 即由 1 个远程双向网络会议设备 视频会议终端 通过 ISDN DDN 卫星 微 波等电信网络与其他具备同样网络及会议设备的异地进行语言 图像 电脑文档资料的实时双向传送 实现异地开会的功能 也可由一个 网络会议中心控制机 MCU 联接多台网络会议设备 进行多点网络会议 本地局域网 IP 会议系统和所配备的远程多媒体会议系统 会议摄录编系统和电声系统结合 使楼内主要部门之间可 以利用局域网互通开会 每日例会 临时会议等 也可使全体员工在网上旁听会议或点播以往会议影像资料 用于企业会议 传达 职工业务培训 内部教育等 组成功能全面的现代化多媒体远程 本地会议系统 五 弱电系统防雷接地 弱电系统防雷一般按三级设防