智能建筑中弱電智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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弱電系統(tǒng)是指按國(guó)家規(guī)定的36V以下的安全供電及系統(tǒng)傳輸、控制、處理的低電壓系統(tǒng)。弱電的處理對(duì)象是數(shù)據(jù)信息，即運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音/視頻技術(shù)、光纖技術(shù)、傳感器技術(shù)及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等高新技術(shù)，構(gòu)成各類智能化系統(tǒng)。對(duì)各種數(shù)據(jù)和多媒體信息進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸、控制、管理和應(yīng)用，其特點(diǎn)是電壓低、電流小、功率小、頻率高，涉及面廣，主要考慮的問(wèn)題是信息傳輸?shù)目煽啃?、傳輸速度和傳輸質(zhì)量等。

弱電智能化系統(tǒng)以最大限度提高系統(tǒng)工作效率為中心，是一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的系統(tǒng)工程，技術(shù)含量高、建設(shè)周期長(zhǎng)、過(guò)程復(fù)雜。隨著現(xiàn)代高新技術(shù)在智能弱電工程中的廣泛應(yīng)用，大大擴(kuò)展了建筑物的服務(wù)功能和管理功能，增強(qiáng)了建筑物與外界的信息交換能力，并為建筑物節(jié)能降耗提供了智能控制條件。因此，弱電技術(shù)的應(yīng)用程度決定了智能建筑的智能化程度。

1 弱電智能化系統(tǒng)的組成和分類

建筑弱電工程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一種集電子學(xué)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、語(yǔ)音通信、數(shù)據(jù)通信、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)于一體的多種高新科技的綜合應(yīng)用，發(fā)展迅速。

現(xiàn)代智能建筑弱電工程是以中央集成管理系統(tǒng)為核心，通過(guò)結(jié)構(gòu)化綜合布線，實(shí)現(xiàn)樓宇設(shè)備自動(dòng)控制，辦公自動(dòng)化和通信自動(dòng)化的智能控制。

2 弱電智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

弱電智能化系統(tǒng)基于一體化設(shè)計(jì)理念，采用層次清晰、結(jié)構(gòu)完整、開放共享的技術(shù)支持框架，系統(tǒng)包含很多子系統(tǒng)，他們功能不同，方案各異，設(shè)計(jì)理念千差萬(wàn)別，但都需遵循先進(jìn)性、成熟性和實(shí)用性、靈活性和開放性、集成性和可擴(kuò)展性、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化、安全性和可靠性、服務(wù)型和便利性、經(jīng)濟(jì)合理性原則[1]。

2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

弱電智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)現(xiàn)行有關(guān)國(guó)家和行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

①系統(tǒng)概述。作為現(xiàn)代智能建筑的綜合布線系統(tǒng)，主要用于支撐智能建筑的數(shù)據(jù)網(wǎng)和語(yǔ)音網(wǎng)，必須是一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)的布線系統(tǒng)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，按有效面積計(jì)算，符合《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的配置要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，遵循“總體規(guī)劃，分布實(shí)施，水平布線盡量到位”的原則。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中工作區(qū)子系統(tǒng)采用六類模塊、光纖模塊，面板配置時(shí)一律采用應(yīng)具有防塵功能的單、雙孔面板。

水平子系統(tǒng)采用六類雙絞線、光纜，線纜具有耐腐蝕，防水，阻燃，環(huán)保等特點(diǎn)，加工工藝嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計(jì)科學(xué)合理，這樣可使整個(gè)系統(tǒng)滿足百兆以上太網(wǎng)傳輸帶寬的需求。

管理子系統(tǒng)設(shè)置在樓層弱電井內(nèi)，是水平系統(tǒng)電纜端接的場(chǎng)所，主要設(shè)備是配線架，用戶可以在管理子系統(tǒng)中更改、增加、交接、擴(kuò)展線纜，用于改變線纜路由。

垂直干線子系統(tǒng)采用大對(duì)數(shù)線纜或光纖，將設(shè)備間與樓層配線間用星型結(jié)構(gòu)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)備，程控交換機(jī)，控制中心與各管理子系統(tǒng)間的連接。

設(shè)備間子系統(tǒng)由主配線架及部分跳線構(gòu)成，通過(guò)用戶交換機(jī)、計(jì)算機(jī)主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到相應(yīng)的垂直干線上，對(duì)整個(gè)智能大樓內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的配置與管理[2]。

建筑群子系統(tǒng)由連接多個(gè)建筑物之間的主干電纜和光纜、建筑群配線設(shè)備及設(shè)備線纜和跳線組成，它提供智能建筑樓群之間通信設(shè)施所需的硬件。

（2）信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

①系統(tǒng)概述。信息網(wǎng)絡(luò)是支撐應(yīng)用層各子系統(tǒng)運(yùn)行和通信的基礎(chǔ)，承擔(dān)著數(shù)據(jù)通信、資源共享、分布處理的重任。信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)模必將隨著用戶的增多而不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須為今后的擴(kuò)容留下足夠的空間。同時(shí)也可隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，具有良好的可升級(jí)性。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中核心交換機(jī)是全網(wǎng)的中樞，因此需要具備業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的技術(shù)、充分考慮7*24小時(shí)的不間斷工作的特性，同時(shí)智能建筑應(yīng)用層各設(shè)備對(duì)帶寬需求量大，規(guī)劃時(shí)考慮萬(wàn)兆主干互聯(lián)，三層架構(gòu)、雙核心設(shè)計(jì)，并且規(guī)劃安全運(yùn)營(yíng)體系、綜合管理平臺(tái)，為了保證網(wǎng)絡(luò)安全性，防護(hù)來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的各類攻擊入侵，在互聯(lián)網(wǎng)出口部署防火墻、入侵防御、防病毒等功能。

（3）會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

①系統(tǒng)概述。多媒體會(huì)議系統(tǒng)是智能化工程的重要組成部分，為適應(yīng)數(shù)字信息時(shí)代電子會(huì)議的需要，需建設(shè)一套高度集成的現(xiàn)代化會(huì)議信息系統(tǒng)，這些高科技的會(huì)議設(shè)備將為與會(huì)代表迅速、直觀地提供、發(fā)布、傳輸各種信息，提高會(huì)議展開的工作效率。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。會(huì)議系統(tǒng)由會(huì)議發(fā)言、音頻擴(kuò)聲及處理、視頻顯示、人機(jī)交互系統(tǒng)、信號(hào)處理、視頻會(huì)議、無(wú)紙化評(píng)審、集中控制、信息發(fā)布等系統(tǒng)組成。

系統(tǒng)采用防電磁干擾的模擬或數(shù)字話筒滿足會(huì)議發(fā)言的需求；設(shè)計(jì)音響設(shè)備，實(shí)現(xiàn)整個(gè)會(huì)場(chǎng)全面、準(zhǔn)確、清晰的擴(kuò)聲效果；選擇具有降噪、回聲消除等功能的音頻處理設(shè)備，保證在會(huì)議過(guò)程中無(wú)噪音、雜音、回聲、嘯叫等問(wèn)題；配置高清投影儀或大屏幕顯示設(shè)備，實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議的雙流畫面顯示，同時(shí)滿足討論會(huì)議中本地信號(hào)源的接入顯示；配置液晶升降屏，滿足會(huì)議室的無(wú)紙化會(huì)議需求；由于會(huì)議室信號(hào)數(shù)量較多，傳輸距離較長(zhǎng)，所以使用網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字傳輸系統(tǒng)，保障信號(hào)質(zhì)量；高清矩陣將智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、數(shù)字化、高度集成化融為一體來(lái)確保各種信號(hào)的自適應(yīng)傳輸與顯示；根據(jù)視頻會(huì)議使用要求，配置視頻會(huì)議終端設(shè)備和攝像設(shè)備；由于智能化會(huì)議系統(tǒng)受控設(shè)備比較多，因此采用一套集中控制系統(tǒng)，統(tǒng)一管理[3]。

（4）視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

①系統(tǒng)概述。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用高清視頻監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻圖像信息的高清采集、編碼、傳輸、存儲(chǔ)、顯示；系統(tǒng)基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，提供視頻質(zhì)量診斷等智能分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)調(diào)度、管理及智能化應(yīng)用，為智能建筑提供一套“高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”的視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，滿足智能建筑安全防范的全方位部署需求。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)由前端攝像機(jī)、傳輸通道、存儲(chǔ)管理中心、監(jiān)控管理中心四個(gè)部分組成。前端支持多種類型的攝像機(jī)接入，根據(jù)智能建筑的特性配置高清網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)、球機(jī)等，前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將采集的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)，按照標(biāo)準(zhǔn)的音視頻編碼格式及標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，可直接接入網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行視頻圖像的傳輸。傳輸網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備將前端網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)連接至存儲(chǔ)系統(tǒng)，根據(jù)前端攝像機(jī)的規(guī)模選擇合適的存儲(chǔ)方式（NVR/CVR/云存儲(chǔ)），對(duì)前端圖片視頻流等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、讀取、管理等。監(jiān)控中心配置視頻綜合平臺(tái)，完成視頻的解碼、拼接；部署顯示大屏用來(lái)將視頻進(jìn)行上墻顯示等。設(shè)計(jì)應(yīng)用管理平臺(tái)對(duì)高清視頻和用戶進(jìn)行統(tǒng)一管控，并且配置PC工作站進(jìn)行預(yù)覽、回放、下載等操作。

（5）入侵報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

①系統(tǒng)概述。入侵報(bào)警系統(tǒng)主要通過(guò)探測(cè)感知設(shè)備對(duì)智能建筑內(nèi)外重要地點(diǎn)和區(qū)域進(jìn)行布防，以及時(shí)探測(cè)非法入侵，并在探測(cè)到有非法人侵時(shí)，及時(shí)向有關(guān)人員示警，包括自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和人工報(bào)警系統(tǒng)。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。入侵報(bào)警系統(tǒng)一般由入侵探測(cè)器、報(bào)警控制主機(jī)、傳輸部分等組成，其傳輸分為總線傳輸、多線傳輸、總線與多線混合的有線傳輸方式或無(wú)線傳輸方式。

系統(tǒng)由周界圍墻入侵報(bào)警和室內(nèi)入侵報(bào)警組成。在智能建筑周界圍墻上方安裝電子圍欄系統(tǒng)，每100米設(shè)為一個(gè)防區(qū)，每個(gè)防區(qū)可聯(lián)動(dòng)周界攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)周界區(qū)域的入侵防范。在各智能建筑通向室外的出入口，重點(diǎn)建筑門窗部位加裝紅外/微波雙鑒探測(cè)器，每個(gè)入侵報(bào)警探測(cè)器可與室內(nèi)監(jiān)控?cái)z像機(jī)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)防護(hù)區(qū)及禁區(qū)的入侵防范。

（6）停車場(chǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

①系統(tǒng)概述。停車場(chǎng)管理系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)管理、自動(dòng)控制、以太網(wǎng)實(shí)時(shí)通信、圖像識(shí)別等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，通過(guò)電腦管理，可實(shí)現(xiàn)車輛出入管理、自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、圖像對(duì)比等功能，保證場(chǎng)內(nèi)車輛的安全和便于隨時(shí)了解場(chǎng)內(nèi)車輛的動(dòng)態(tài)，做到準(zhǔn)確、高效的動(dòng)態(tài)管理，靈活、多功能動(dòng)態(tài)的查詢和安全、嚴(yán)格的保衛(wèi)功能。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)由服務(wù)器主機(jī)、入口信息屏、車位引導(dǎo)信息屏、車牌識(shí)別一體機(jī)（顯示屏、道閘、補(bǔ)光燈、攝像機(jī)一體）、視頻探測(cè)器、尋車查詢機(jī)、停車收費(fèi)軟件等組成。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)視頻車位引導(dǎo)和反向?qū)ぼ?，利用視頻探測(cè)器對(duì)車牌信息、車位狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別和采集，并采用TCPIP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、車位占用狀態(tài)、車牌停放位置等信息均上傳至系統(tǒng)平臺(tái)，平臺(tái)再將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)下發(fā)至室外信息引導(dǎo)屏，告知車主各區(qū)域的剩余車位數(shù)量，進(jìn)行車位引導(dǎo)。

（7）建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

①系統(tǒng)概述。系統(tǒng)是對(duì)所有建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)、電梯、給排水、供配電系統(tǒng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和管理，從而管理機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，最終達(dá)到設(shè)備管理、環(huán)境溫濕度的舒適性控制、節(jié)能管理等功能。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用開放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議-BACnet，采用四層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：管理層、集成層、現(xiàn)場(chǎng)控制層、傳感器/執(zhí)行機(jī)構(gòu)層，以集中監(jiān)視、控制和管理為目的而構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍站系統(tǒng)、熱源系統(tǒng)、空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、聯(lián)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、送排風(fēng)機(jī)組、給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯等的運(yùn)行監(jiān)控?？梢源罅康墓?jié)省人力、能源、降低設(shè)備故障率、提高設(shè)備運(yùn)行效率、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、減少維護(hù)及營(yíng)運(yùn)成本，提高建筑物總體運(yùn)作管理水平。

（8）機(jī)房工程設(shè)計(jì)。

①系統(tǒng)概述。機(jī)房是智能化信息系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，是整個(gè)智能化信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理、綜合業(yè)務(wù)管理的管理中心，同時(shí)也是智能大樓消防控制系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)設(shè)備控制的管理中心。

②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。機(jī)房的選址、機(jī)柜機(jī)架作為機(jī)房規(guī)劃的一部分，它的合理布置和使用，尤為重要。在設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，并結(jié)合本智能建筑機(jī)房的具體特點(diǎn)和使用要求，對(duì)機(jī)房裝修（包括墻面、天花、地板等）、機(jī)房供配電及照明、機(jī)房UPS電源、機(jī)房防雷接地系統(tǒng)；機(jī)房空調(diào)；漏水檢測(cè)及防水工程、機(jī)房消防、機(jī)房綜合布線及機(jī)柜系統(tǒng)等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，深化設(shè)計(jì)，為智能化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備提供高質(zhì)量、高可靠性的運(yùn)行環(huán)境條件。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著弱電技術(shù)的進(jìn)步，將推動(dòng)建筑設(shè)備的智能化發(fā)展，滿足多樣化的用戶需求，弱電智能化系統(tǒng)的集成度將越來(lái)越高，應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣，并且可以有效發(fā)揮各項(xiàng)系統(tǒng)功能。此外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用日益深入，建筑智能化系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能將不斷完善，并逐步形成可以適應(yīng)人們多樣化需求的智能建筑管理系統(tǒng)。