案例式教學(xué)在“綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程中的應(yīng)用
——火車站綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)

揚(yáng)州大學(xué)電氣與能源動(dòng)力工程學(xué)院 許慧，靳宏

建筑電氣與智能化專業(yè)的課程中有很多屬于工程設(shè)計(jì)類，這類課程需要掌握大量條例規(guī)定，比較抽象難懂，即便借助設(shè)備圖片、操作視頻等，以教師為主導(dǎo)一方的傳統(tǒng)教學(xué)方式也很難獲得理想的教學(xué)效果。

綜合布線系統(tǒng)是把語音、數(shù)據(jù)、圖像以及部分控制信號用統(tǒng)一的傳輸媒介進(jìn)行傳輸，即采用一系列標(biāo)準(zhǔn)材料，以模塊化的組合方式，敷設(shè)一套標(biāo)準(zhǔn)的通用布線系統(tǒng)。綜合布線系統(tǒng)是建筑物弱電系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)子系統(tǒng)，對于現(xiàn)代化的建筑來說，就如建筑物內(nèi)部的神經(jīng)系統(tǒng)。因此對建筑物“綜合布線系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)是建筑電氣與智能化專業(yè)學(xué)生不可或缺的專業(yè)技能。其教學(xué)同樣存在著傳統(tǒng)教學(xué)方式無法達(dá)到預(yù)期效果問題，而案例教學(xué)法[1]對于工程設(shè)計(jì)類課程是十分有效的。本文以學(xué)生生活中較為熟悉的火車站綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為案例，在課堂授課中翻轉(zhuǎn)課堂，使學(xué)生成為主導(dǎo)一方，收到了良好的教學(xué)效果。

一、案例的提出

隨著軌道交通現(xiàn)代化的建設(shè)，高鐵的普及，在所有的現(xiàn)代化出行方式中，火車以其快速，便捷、舒適、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢成為絕大多數(shù)人的首選，人們對火車站的要求不僅僅限于乘車這一功能，候車、休息、吃飯等等延伸的要求愈加的高，隨著需求的提升，火車站逐漸由多層、高層辦公樓及部分公共建筑（如商鋪、停車場、乘客中心、候車處、餐館、旅館）等組成的建筑組團(tuán)?；疖囌镜摹叭诵曰敝悄芑O(shè)計(jì)是現(xiàn)代城市建筑的一大特色部分。

本案例為火車站相關(guān)配套工程，位于某高鐵站交通樞紐區(qū)，其主要功能包括售票處、候車處、乘客中心、行李寄存處、醫(yī)護(hù)室、警備室、商鋪、餐廳，以及停車場等?？傆玫孛娣e為154321平方米，由5棟相連樓組成：1號樓為綜合樞紐，總共有三層，占地21234平方米，包含店鋪、管理用辦公室、售補(bǔ)票以及改簽窗口等；2號樓為辦公用樓，總共有四層，占地14321平方米。其中，第一層有戶籍辦證大廳和超市等，戶籍辦證大廳為旅客提供臨時(shí)身份證辦理業(yè)務(wù)。第二、三、四層為辦公區(qū)域，包括火車站工作人員辦公室和會(huì)議室；3號樓為長途汽車停車樓，總共有兩層，占地6543平方米，為公共交通車輛發(fā)車平臺；4號為長途汽車停車配套樓，總共有三層，占地5678平方米，為駕駛員休息室；5號樓為公交車站，占地5678平方米，總共一層，為城市公交首、末站站臺。

下面以“綜合布線系統(tǒng)”設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)闡述基于火車站綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的案例教學(xué)法的具體實(shí)施步驟和注意事項(xiàng)。在教授綜合布線系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)相關(guān)條例條規(guī)之前，首先提出問題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題就近參觀火車站大樓或者翻閱火車站大樓相關(guān)資料，并分組討論，初步給出每組的基本設(shè)計(jì)思路；其次，授課時(shí)教師可以對每組方案分別講評，進(jìn)而講解綜合布線系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中的相關(guān)條例條規(guī)；最后，指導(dǎo)學(xué)生在授課后繼續(xù)修改設(shè)計(jì)方案，最終完成綜合布線系統(tǒng)圖和對應(yīng)說明文檔。

二、主要背景知識[2,3]

在進(jìn)行綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目的性質(zhì)、功能、環(huán)境條件和近期、遠(yuǎn)期需求設(shè)計(jì)綜合布線系統(tǒng)的設(shè)施和管道、管線。綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般流程如下：獲得建筑物的成套建筑方案和用戶預(yù)期的信息通信方案；統(tǒng)計(jì)各個(gè)樓層的可用面積，根據(jù)實(shí)際需求計(jì)算出信息點(diǎn)數(shù)；計(jì)算各樓層的干線接線間數(shù)量，確定樓層接線間的位置；計(jì)算各樓層接線間的電纜對數(shù)、確定各樓層接線間的面積、為地下系統(tǒng)設(shè)計(jì)電纜布線管理、計(jì)算干線電纜的尺寸；計(jì)算連接管道尺寸、電纜管道大小和數(shù)量；向業(yè)主提出管道、設(shè)備間、樓層接線間供配電等設(shè)施建議；向業(yè)主提出防火、安全等措施建議；檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否符合建筑物和安全的相關(guān)法規(guī)；畫出施工圖。

（一）綜合布線系統(tǒng)信道、鏈路組成及纜線長度

綜合布線系統(tǒng)的信道由最長90m的水平纜線、最長10m的跳線和設(shè)備纜線，以及最多4個(gè)連接器件組成；永久鏈路則由最長90m的水平纜線，以及最多3個(gè)連接器件組成。CP鏈路是樓層配線設(shè)備FD與集合點(diǎn)CP之間的傳輸線路。

（1）綜合布線系統(tǒng)水平纜線與建筑物主干纜線及建筑群主干纜線之和所構(gòu)成信道的總長度不應(yīng)大于2000m。

（2）建筑物或建筑群配線設(shè)備之間（FD與BD、FD與CD、BD與BD、BD與CD之間）組成的信道出現(xiàn)4個(gè)連接器件時(shí)，主干纜線的長度不應(yīng)小于15m。

（3）工作區(qū)設(shè)備纜線、電信間配線設(shè)備的跳線和設(shè)備纜線之和不應(yīng)大于10m，當(dāng)大于10m時(shí)，水平纜線長度（90m）應(yīng)適當(dāng)減少。

（4）樓層配線設(shè)備（FD）跳線、設(shè)備纜線及工作區(qū)設(shè)備纜線各自的長度不應(yīng)大于5m。

（二）綜合布線系統(tǒng)的分級及系統(tǒng)應(yīng)用要求

綜合布線系統(tǒng)工程的產(chǎn)品類別及鏈路、信道的等級確定應(yīng)綜合考慮建筑物的功能、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)終端類型、業(yè)務(wù)的需求及發(fā)展、性能價(jià)格、現(xiàn)場安裝條件等因素，布線系統(tǒng)等級與類別的選用應(yīng)符合規(guī)范的要求。

（三）屏蔽布線系統(tǒng)的選用

選用屏蔽布線系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意所采用的電纜、連接器件、跳線、設(shè)備電纜都應(yīng)是屏蔽的，并應(yīng)保持屏蔽層的連續(xù)性。以下情況適宜選用屏蔽系統(tǒng)：

（1）綜合布線區(qū)域內(nèi)存在的電磁干擾場強(qiáng)高于3V/m。

（2）用戶對電磁兼容性有較高的要求（電磁干擾和防信息泄露），或需要網(wǎng)絡(luò)安全保密。

（3）采用非屏蔽布線系統(tǒng)無法滿足安裝現(xiàn)場條件對纜線的間距要求。

三、問題分析和實(shí)施步驟[4]

授課前把案例中火車站配套工程平面圖以及問題布置給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生就近考察火車站或者翻閱相關(guān)資料，然后分組討論，結(jié)合平面圖給出初步的綜合布線系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要基于建筑物平面圖，同時(shí)充分考慮各個(gè)工作區(qū)的功能性質(zhì)。指導(dǎo)學(xué)生參觀圖書館大樓的同時(shí)思考問題，比如：辦公區(qū)的各個(gè)辦公室可提供多少位老師辦公？該辦公室中還有沒有打印機(jī)、傳真機(jī)等其他設(shè)備需連入到網(wǎng)絡(luò)中？是否需要預(yù)留信息插座？等等。

課堂教學(xué)時(shí)結(jié)合案例講授相關(guān)條例條規(guī)，同時(shí)點(diǎn)評各組的課前設(shè)計(jì)。教授完畢相關(guān)基礎(chǔ)知識之后，給出本案例中火車站綜合布線系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，組織同學(xué)分組討論。本案例位于某高鐵站交通樞紐區(qū)，為火車站的配套工程，總用地面積為134271平方米，總共包含5棟樓：1號綜合樞紐站、2號辦公樓、3號長途汽車停車樓、4號長途汽車配套樓、5號公交場站區(qū)?；疖囌巨k公與管理區(qū)域?qū)π畔⑴c語音系統(tǒng)要求很高，所以本次綜合布線系統(tǒng)采用的是語音和數(shù)據(jù)獨(dú)立配線系統(tǒng)，來承載不同模式下的語音和數(shù)據(jù)傳輸運(yùn)行。綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)3套網(wǎng)絡(luò)，公用外網(wǎng)、票務(wù)網(wǎng)、智能化專網(wǎng)。

（一）工作區(qū)子系統(tǒng)

本系統(tǒng)配置語音/數(shù)據(jù)終端出線盒，分別設(shè)于各商業(yè)、辦公室、公共區(qū)域等。比如，1號樓為綜合樞紐站，有售票口、旅客集散中心、包裹寄存、辦公室、會(huì)議室以及店鋪等。自助售票、人工售票口和檢票口對于數(shù)據(jù)傳輸要求高，在每一個(gè)售票口、檢票口處放置信息點(diǎn)，同時(shí)在人工售票口設(shè)置通訊接口。包裹寄存需要布置數(shù)據(jù)接口，在店鋪需要放置數(shù)據(jù)、語音以及外網(wǎng)接口。辦公室和會(huì)議室布置數(shù)據(jù)和語音接口。2號樓為辦公樓，有店鋪、辦公室、會(huì)議室。辦公室、會(huì)議室需要布置數(shù)據(jù)傳輸、語音傳輸信息點(diǎn)，店鋪則需要布置數(shù)據(jù)傳輸、語音傳輸、外部網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)。4號樓為長途汽車停車配套樓，為司機(jī)休息室，需要布置語音傳輸和外部網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)。

（二）水平子系統(tǒng)

水平子系統(tǒng)從各弱電間內(nèi)引至用戶終端。每棟樓內(nèi)各樓層弱電間分別向其管理區(qū)內(nèi)的信息插座直接配線，數(shù)據(jù)和語音信號傳輸線纜均采用六類四對非屏蔽雙絞線。

（三）垂直子系統(tǒng)

通信線纜、網(wǎng)絡(luò)光纜經(jīng)通訊設(shè)備及信息交換設(shè)備后通過金屬線槽引至各弱電豎井及各地下室弱電間的樓層配線架。信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房通過單模光纖及大對數(shù)電纜與各樓層設(shè)備管理間(弱電間)連接。

（四）管理子系統(tǒng)和設(shè)備間子系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)的設(shè)備間位于2號樓地下一層的信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房。對其進(jìn)行設(shè)計(jì)，使之提供智能化系統(tǒng)的控制與管理，以確保電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，保障機(jī)房工作人員有良好的工作環(huán)境，做到經(jīng)濟(jì)合理、安全適用。

（五）進(jìn)線間子系統(tǒng)

由電信等通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商處引來通信入戶銅纜及信息網(wǎng)絡(luò)入戶光纖進(jìn)入地下一層通信網(wǎng)絡(luò)電話機(jī)房。

授課后引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用上課所學(xué)到的知識，對課前的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，并且繪制系統(tǒng)圖，撰寫報(bào)告。

四、結(jié)束語

案例式教學(xué)法是一種以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)方式，具有開放和互動(dòng)的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的教學(xué)方式注重教導(dǎo)學(xué)生“怎么做”，對于工程設(shè)計(jì)類課程來說并不適用。而案例式教學(xué)法注重引導(dǎo)學(xué)生自己思考“如何做”，不僅教授了知識，還培養(yǎng)了能力。適用于“綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)”這類工程實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。