現(xiàn)代化工業(yè)廠房弱電系統(tǒng)設計要點淺析

吳冠男

摘要：弱電系統(tǒng)能否正常有效的運行，直接關系到現(xiàn)代化工業(yè)廠房的生產(chǎn)效率和安全運轉(zhuǎn)。本文從弱電系統(tǒng)的設計角度出發(fā)，總結(jié)了通用情況下火災自動報警系統(tǒng)、電話和信息網(wǎng)絡系統(tǒng)以及安全防范系統(tǒng)等要點，并結(jié)合工程實際給出了以上系統(tǒng)設計中設備的選擇方式。

關鍵詞：工業(yè)廠房；弱電系統(tǒng)；設計要點；

1.引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展的突飛猛進，工業(yè)生產(chǎn)領域的工程建設也隨之增多，為了現(xiàn)代化生產(chǎn)日新月異的發(fā)展需求，設計人員需要根據(jù)建筑特點及其生產(chǎn)工藝情況設計合理穩(wěn)定的弱電系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)應結(jié)合現(xiàn)代化工業(yè)廠房內(nèi)新工藝與新材料的使用情況，并針對本項目地域及定位特殊性，既需做到滿足用戶需求和留有冗余，又需在此基礎上做到最大程度的節(jié)約為業(yè)主節(jié)省投資。下文分別從火災自動報警系統(tǒng)、電話和信息網(wǎng)絡系統(tǒng)以及安全防范系統(tǒng)等三個主要系統(tǒng)的設計進行分析。

2.火災自動報警及消防控制系統(tǒng)

現(xiàn)代化工業(yè)廠房存在多種火災危險l生生產(chǎn)區(qū)域混雜的情況，廠房環(huán)境相對更復雜，因而廠房的火災自動報警系統(tǒng)的設計更顯得尤為重要。設計時可按照廠房不同功能區(qū)域的火災自動報警及消防控制系統(tǒng)設計不同環(huán)境（如煙霧、光線、溫度、紅外線等）來設置不同類型的火災探測器。

根據(jù)以往廠房設計的經(jīng)驗教訓，由于設計人員在設計過程中對于環(huán)境因素、設備因素、線路因素及其它因素的考慮疏忽，使得火災信號的漏報、誤報或錯報的情況也時有發(fā)生。下圖總結(jié)了在火災自動報警系統(tǒng)設計中影響設計質(zhì)量的幾大因素，如圖1所示。

2.1探測器選擇

在系統(tǒng)的初期設計階段，首先需要設計人員分析廠房內(nèi)的建筑環(huán)境，根據(jù)不同的環(huán)境選擇不同的設備，設備的選型是否合理將直接影響火災自動報警系統(tǒng)的整體性能。其中，最直接影響系統(tǒng)設計是否合理的應該是對各種信號具有探測功能的火災探測器。目前火警系統(tǒng)中應用的火災探測器種類非常多，現(xiàn)代化工業(yè)廠房內(nèi)常用火災探測器大致有以下幾種，如表1所示：

2.2火災自動報警系統(tǒng)布線及敷設要求

根據(jù)相關規(guī)范及以往廠房的設計經(jīng)驗，火災自動報警系統(tǒng)的供電線路、消防聯(lián)動控制線路采用耐火銅芯電線電纜，報警總線、消防應急廣播和消防專用電話等傳輸線路采用B1級阻燃電線電纜?；鹁删€沿耐火線槽敷設，引至火警設備時套鋼管埋頂板及埋墻敷設。明敷時鋼管須涂防火涂料；暗敷時，管線敷設在不燃燒體的結(jié)構(gòu)層內(nèi)，保護層厚度不小于30mm。不同電壓等級的線纜不應穿入同一根保護管內(nèi)，當合用同一線槽時，線槽內(nèi)應有隔板分隔。采用穿管水平敷設時，除報警總線外，不同防火分區(qū)的線路不應穿人同一根管內(nèi)。

火警明敷的管線及金屬線槽外均需涂防火涂料，各種線路敷設完畢后，所有穿越樓板和墻的孔洞均需用防火堵料封堵嚴密；暗敷線槽需要30mm以上保護層。建筑內(nèi)的電纜井、管道井應在每層樓板處采用不低于樓板耐火極限的不然材料或防火封堵材料封堵。建筑內(nèi)的電纜井、管道井與房間、走道等相連通的空隙應采用防火封堵材料封堵。穿越防爆房間的墻洞均用非燃性材料嚴密堵塞，防爆房間線路敷設需按防爆要求施工，配管明敷；所有隔爆設備均采用截面不小于4mm2的絕緣銅線（套鋼管敷設）可靠接地，接地電阻≤1歐姆。

3電話、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)

傳統(tǒng)工業(yè)廠房多采用模擬電話形式，電話和信息網(wǎng)絡系統(tǒng)兩個系統(tǒng)分別獨立。但隨著科技的發(fā)展，已有大量現(xiàn)代化工業(yè)廠房采用了PON技術管理其網(wǎng)絡，可根據(jù)工廠使用需求，電話、網(wǎng)絡系統(tǒng)獨立或合并使用。

3.1電話系統(tǒng)

電話系統(tǒng)應根據(jù)工程選址、當?shù)赝ㄐ胚\營商提供的資源和用戶使用要求設置，宜采用電信局直配方式。當工程選址偏僻或用戶有特殊要求時，可設置電話站，并應符合現(xiàn)行國家標準《用戶電話交換系統(tǒng)工程設計規(guī)范》GB/T 50622的有關規(guī)定。電話系統(tǒng)可分為直通電話、內(nèi)線電話。

廠房內(nèi)的車間電話插座應根據(jù)科研生產(chǎn)使用要求設置不同功能電話插座，但需保證每間用房每種功能電話至少設置1個插座。調(diào)度電話系統(tǒng)可根據(jù)科研生產(chǎn)調(diào)度要求設置。車間和工段可設置對講系統(tǒng)。

3.2信息網(wǎng)絡系統(tǒng)

計算機網(wǎng)絡設計應滿足科研生產(chǎn)信息化建設的要求。計算機網(wǎng)絡宜分為內(nèi)部局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和專用網(wǎng)絡。

生產(chǎn)必須的網(wǎng)絡信息插座宜根據(jù)不同功能設置相應獨立的網(wǎng)絡信息插座，同樣需保證每間用房至少設置1處滿足使用功能的信息插座。

根據(jù)現(xiàn)代化廠房不同生產(chǎn)性質(zhì)的網(wǎng)絡點位使用需求，可選用不同的信息網(wǎng)絡系統(tǒng)交換機，如表2所示：

4安全防范系統(tǒng)

由于現(xiàn)代化工業(yè)廠房的設備和產(chǎn)品一般貴重性較高，安全防范系統(tǒng)可按照需求以相對于傳統(tǒng)工業(yè)廠房更高的標注進行設計。安防系統(tǒng)一般包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出人口控制系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)及聲音復核等系統(tǒng)。以上系統(tǒng)可共用安防設備網(wǎng)絡進行傳輸。

在廠房的安全防范工程設計過程中，應遵循下列原則：

a.系統(tǒng)的防護等級與被保護對象的風險等級相適應；

b.技防、物防、人防相結(jié)合，探測、延遲、反應相協(xié)調(diào)；

c.滿足防護的縱深性均衡性抗易損性要求；

d.滿足系統(tǒng)的安全性、電磁兼容性要求；

e.滿足系統(tǒng)的可靠性、維修性、與維護保障性要求；

f.滿足系統(tǒng)的先進性、兼容性、可擴展性要求；

g.滿足系統(tǒng)的經(jīng)濟性、實用性要求。

4.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1）監(jiān)控攝像機在廠房不同位置的選擇

a.廠房周界攝像機的選擇可參考：沿廠房外圍，每隔50米左右布置一臺室外型200萬像素低照度帶紅外補光燈的寬動態(tài)筒型攝像機，低倍數(shù)光學變焦，防護等級IP65。

b廠房出入口、走廊攝像機的選擇可參考：在出入口、各層過道走廊、電梯樓梯口等布置室內(nèi)型200萬像素半球攝像機，其中過道和走廊每50米左右設置一臺。這些地點照度變化較大，攝像機需具有低照度、帶紅外補光燈、寬動態(tài)性能；攝像機的監(jiān)控位置固定，低倍數(shù)光學變焦即可；室內(nèi)攝像機防水防塵等級IP54。若無吊頂可布置相同參數(shù)的筒型攝像機。

c.廠房大廳攝像機的選擇可參考：監(jiān)控常需要監(jiān)控整個廠房大廳等大空間，布置室內(nèi)型360度全景攝像機，1600萬像素，低照度，高倍數(shù)光學變焦，防護等級IP54。

d.廠房某個房間內(nèi)攝像機的選擇可參考：生產(chǎn)監(jiān)控也常需要監(jiān)控單體建筑的某個房間。對于單獨某個房間的監(jiān)控，可布置室內(nèi)型200萬像素球型或筒型攝像機，低照度，高倍數(shù)光學變焦，防護等級IP54。

2）監(jiān)控攝像機的供電

攝像機電源可采用監(jiān)控機房集中供給方式，亦可采用從弱電間半集中供電方式，比較可靠、靈活、方便、便于擴充，與分散就地供電相比，可減少電源變壓器的數(shù)量（每層的幾臺攝像機可合用1個電源）。

3）監(jiān)控攝像機的安裝要點

a.室外攝像機應帶有防護罩，并應安裝在被保護區(qū)的內(nèi)側(cè)；

b.在重要場所使用多臺攝像機時，應使一個攝像機在另一個攝像機的視野內(nèi)；

c.攝像機鏡頭應順光源方向?qū)时粩z目標，當只能逆光安裝時，應選用具有逆光補償?shù)臄z像機；

d.電梯轎廂內(nèi)的攝像機宜安裝在電梯轎廂門的左或右側(cè)上角；

e.車庫區(qū)域的攝像機宜覆蓋所有的電動充電樁位；

f.攝像機的安裝高度，室內(nèi)應距地面2.5m～5m，室外應距地面3.5m～10m。

4）監(jiān)控攝像機的存儲容量計算：

a.采用FULL D1（720*576）的圖像分辨率格式進行存儲，2048Kbit/s實時碼率，保存30天。

單個攝像機1天存儲量：

2048K*3600*24/1024/1024/8=21，09375GB。

b.采用1080P（1920*1080）的圖像分辨率格式進行存儲，4096Kbit/s實時碼率，保存30天。

單個攝像機1天存儲量：

4096K*3600*24/1024/1024/8=42.1875GB。

4.2出入口控制系統(tǒng)

對于現(xiàn)代化工業(yè)廠房內(nèi)的重點部位，如財務室、資料室或檔案等處，需要設立相應的出人口控制系統(tǒng)技防措施進行嚴密監(jiān)管；另外廠房的主要出入口以及重要部門的辦公室走廊，作為敏感區(qū)域附近主要通道，必須通過出入口控制嚴密監(jiān)視人員活動行為，以保證區(qū)域范圍內(nèi)的絕對安全系數(shù)。

出入口識別裝置應與執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)鎖?？刂浦鳈C應監(jiān)視執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)（開啟、關閉、閉鎖、解鎖）。執(zhí)行機構(gòu)控制應滿足緊急撤離功能要求。出人口控制系統(tǒng)包括出入口控制器、讀卡器、電磁鎖及門磁開關、應急開關等設備。

4.3入侵報警系統(tǒng)

1）現(xiàn)代化工業(yè)廠房入侵報警系統(tǒng)的設計應符合下列要求

a.無漏報警，少誤報警；

b.采用縱深防護；

c.具有防拆功能；

d.系統(tǒng)可以自檢；

e.探測無盲區(qū)；

f.具有模式鑒別功能；

g.與實體防護系統(tǒng)有機結(jié)合；

h.適應當?shù)氐奈锢砼c環(huán)境條件。

2）入侵報警探測器在廠房內(nèi)不同位置的選擇

a.廠房周界防護探測器的選擇可參考：機電探測器、紅外探測器、震動探測器、電容型探測器、光纖探測器、玻璃破碎探測器等類型；

b.廠房內(nèi)運動探測器的選擇可參考：微波探測器、微波—紅外雙鑒器、雙鑒器、視頻移動探測器、超聲探測器、聲控探測器、被動紅外探測器等類型；

c.廠房內(nèi)接近實物目標探測器的選擇可參考：電容型探測器、壓力探測器、光纖探測器等類型；

d.廠房內(nèi)出入口部位探測器的選擇可參考：微波探測器、紅外探測器、復合探測器、磁開關探測器等。

4.4聲音復核系統(tǒng)

在廠房內(nèi)重點部位以及門廳可設置拾音器，信號上傳至安防監(jiān)控中心，可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)共用平臺。

5.結(jié)束語

隨著工業(yè)智能化和現(xiàn)代化的提高，廠房內(nèi)也會涉及考勤、投影、電子會議等其他系統(tǒng)的設計，本文不再逐一列舉，設計者可根據(jù)業(yè)主不同需可按照產(chǎn)品進行相應系統(tǒng)功能的設計。本文主要從火災自動報警系統(tǒng)、電話和信息網(wǎng)絡系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)等方面具體分析了弱電系統(tǒng)的設計要點，綜合考慮了各種影響因素，為現(xiàn)代化工業(yè)廠房的弱電系統(tǒng)統(tǒng)設計提供參考。