建筑弱電智能化工程技術(shù)應(yīng)用研究

李佳佳

上海浦敏科技發(fā)展股份有限公司 上海 200060

上海喜馬拉雅辦公樓弱電項(xiàng)目位于上?？偛科謻|新區(qū)丹桂路799號張江國創(chuàng)三期。園區(qū)內(nèi)1號樓2號樓為喜馬拉雅辦公樓，3號樓4號樓是擴(kuò)展辦公樓；3號樓以會議室、直播為主，4號樓以員工辦公為主，兩棟樓均為8層獨(dú)棟寫字樓組成。

1 主要技術(shù)難點(diǎn)分析

弱電智能化工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于各弱電系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)是智能化系統(tǒng)的物理連接，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。辦公樓弱電工程項(xiàng)目計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)采用接入層與核心層的二層物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接入層與核心層之間主干采用六類四對非屏蔽雙絞線互聯(lián)；用戶端千兆（含AP）到桌面，核心層配置高性能三層交換機(jī)、服務(wù)器做雙機(jī)熱備份、網(wǎng)絡(luò)出口配置防火墻。核心多層交換設(shè)備是喜馬拉雅上海辦公樓弱電工程項(xiàng)目整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的核心，該層需要滿足將來信息系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。雙核心設(shè)計(jì)確保設(shè)備冗余，核心交換機(jī)采用虛擬化技術(shù)將2臺虛擬成1臺，接入設(shè)備必須支持3層路由功能并支持PoE功能。核心與接入層設(shè)備以千兆以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行連接。終端用戶必須以1000Mbps以上進(jìn)行連接，服務(wù)器必須以1000Mbps或10000Mbps進(jìn)行連接。當(dāng)2條WAN路由線路接入時(shí)（主，備份），必須聯(lián)接到2個(gè)不同的交換機(jī)和鏈路負(fù)載均衡上。同理，服務(wù)器/集群等關(guān)鍵設(shè)備也要安裝2個(gè)網(wǎng)卡提供冗余聯(lián)接接到2個(gè)不同交換機(jī)上，執(zhí)行快速生成樹協(xié)議（802.1w）以減少生成樹算法匯聚時(shí)間。在核心和接入層上保證邏輯和物理冗余，完全的邏輯冗余是指每個(gè)接入設(shè)備必須通過2條完全獨(dú)立的六類上行鏈路鏈接到核心設(shè)備上。同時(shí)，提供局域網(wǎng)管理監(jiān)控平臺，要能設(shè)置成只讀telnet方式接入其他所有設(shè)備，實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程均能有效接入。

2 弱電智能化關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線技術(shù)

弱電系統(tǒng)及建筑智能化集成都是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及綜合布線技術(shù)，并為各系統(tǒng)軟件聯(lián)接提供物理通路。智能門禁控制系統(tǒng)、多媒體會議系統(tǒng)、遠(yuǎn)程會議系統(tǒng)、LED大屏顯示系統(tǒng)等弱電系統(tǒng)等要與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃，按照各系統(tǒng)信息的傳輸要求，做到合理系統(tǒng)架構(gòu)[1]。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)基本原則如下：（1）實(shí)用性：符合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)同時(shí)達(dá)成智能建筑的功能要求。（2）可靠性：重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備“一主一備”，具有故障檢測，旁路故障點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)能力。（3）安全性：網(wǎng)絡(luò)要有防火墻及設(shè)置安全措施，如加密、認(rèn)證等。（4）先進(jìn)性：盡可能采用新技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備。（5）模塊化：各子系統(tǒng)方便裝卸，分段管理，網(wǎng)段劃分靈活，集中控制。（6）兼容性：多廠商多硬件的網(wǎng)絡(luò)平臺。（7）擴(kuò)展性：系統(tǒng)可升級可擴(kuò)展。

綜合布線主要考慮業(yè)主目前應(yīng)用和將來的擴(kuò)展升級需求，系統(tǒng)要具有通用性和可擴(kuò)展性性。一般來說，水平配線需考慮系統(tǒng)將來的擴(kuò)展升級，垂直干線滿足目前系統(tǒng)使用為主。3、4號樓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)沿用一期構(gòu)架。3、4號樓綜合布線涉及到的工作點(diǎn)位，大、中、小會議室系統(tǒng)點(diǎn)位合計(jì)有1200個(gè)、監(jiān)控點(diǎn)位52個(gè)、門禁涉及到點(diǎn)位49個(gè)，合計(jì)1301個(gè)點(diǎn)位。根據(jù)綜合布線點(diǎn)位，對有線網(wǎng)絡(luò)及無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定交換機(jī)數(shù)量、管理間位置和數(shù)量。工位及有線網(wǎng)絡(luò)面板點(diǎn)位全部使用6類網(wǎng)線，AP設(shè)備全部都是康普非屏蔽6類網(wǎng)線并且每個(gè)AP設(shè)備都是 “一主一備”雙網(wǎng)線。中心機(jī)房設(shè)備級聯(lián)使用光纖級聯(lián)，水平干線系統(tǒng)使用六類網(wǎng)線布線，垂直干線系統(tǒng)采用六類網(wǎng)線級聯(lián)。

圖1 網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)拓?fù)鋱D

3#樓弱電機(jī)房并非每層都有，分別在5F/6F/7F,三個(gè)樓層配有弱電機(jī)房，合理分配各樓層設(shè)備，將各系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布線匯聚同一匯聚機(jī)房，方便統(tǒng)一管理和后期維修。

圖2 弱電機(jī)房設(shè)備機(jī)柜

2.1.2 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)

目前市面上使用最多的是?？岛痛笕A的視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，其重要組成包括了監(jiān)控中心設(shè)備、存儲設(shè)備、終端顯示設(shè)備等，前端采用數(shù)字紅外攝像機(jī)，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸，采用TCP/IP通信協(xié)議，傳輸至監(jiān)控中心。網(wǎng)絡(luò)硬盤攝像機(jī)連接至核心交換機(jī)，數(shù)字信號高清解碼上墻。前端監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備選型依據(jù)《GB50348-2018安全防范工程技術(shù)規(guī)范》，普通紅外半球和一體機(jī)在環(huán)境比較暗時(shí)需要補(bǔ)光，例如地下停車場、道閘系統(tǒng)都需要安裝補(bǔ)光燈；星光攝像機(jī)是在低照度情況下也能全彩攝像的槍機(jī)，攝像機(jī)安裝一般需要同光源方向一致，如果逆著光源，需要采用逆光補(bǔ)償攝像機(jī)；對于照度變化范圍大的攝像環(huán)境，需采用寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)；對于有防爆要求的場所需要攝像機(jī)具有防爆功能。

監(jiān)控系統(tǒng)需要做到全覆蓋，主要通道無死角，而3#樓、4#樓辦公人員較為集中，大樓內(nèi)出入通道及室內(nèi)樓梯出入通道較多。對辦公樓人員流動(dòng)密集處、各出入口、電梯廳等重要區(qū)域設(shè)置了攝像機(jī)點(diǎn)位，一方面保證全覆蓋無死角，另一方面盡量做到不影響員工個(gè)人空間自由。

數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是沿用原監(jiān)控系統(tǒng)增加攝像機(jī)和后端存儲設(shè)備，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖3 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.1.3 背景音樂系統(tǒng)

背景音樂系統(tǒng)沿用原來一期1號樓、2號樓背景音樂系統(tǒng)軟件，在各樓層公共區(qū)域布設(shè)吊頂音響，各樓層機(jī)房內(nèi)安裝數(shù)字功放并連接前端音響。在電梯廳處墻面安裝設(shè)有功放與音響之間物理音量調(diào)節(jié)面板，用于員工手動(dòng)調(diào)節(jié)現(xiàn)場音源音量大小。功放通過網(wǎng)絡(luò)接入各樓層交換機(jī)，然后經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)路由接入原背景音樂系統(tǒng)軟件，遠(yuǎn)程播放所需音頻音源，實(shí)現(xiàn)新老四棟大樓遠(yuǎn)程統(tǒng)一軟件管理且能夠現(xiàn)場手動(dòng)調(diào)節(jié)。

2.1.4 智能門禁系統(tǒng)

傳統(tǒng)式門禁系統(tǒng)主要分布于3號樓和4號樓的9個(gè)機(jī)房進(jìn)出門，讀卡器為指紋一體讀卡器，和一期喜馬拉雅1號樓、2號樓的傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)統(tǒng)一軟件管理（立方）。其余各樓層的消防通道門、母嬰室等出入口均安裝釘釘魔點(diǎn)設(shè)備，由釘釘軟件統(tǒng)一管理。

2.1.5 多媒體會議系統(tǒng)

辦公樓共計(jì)有49間會議室，其中31個(gè)為中會議室，14個(gè)為小型會議室。在3#號樓2F/3F/8F三個(gè)樓層還有4間大型會議室和培訓(xùn)室。會議室是喜馬拉雅員工最常用的工作場所，承載著員工信息交流、工作計(jì)劃分配、工作階段匯總、總結(jié)匯報(bào)各類職責(zé)等使用需求。多媒體會議系統(tǒng)中主要以投影儀、電視機(jī)完成日常會議工作需求，桌面會設(shè)置有多功能多媒體面板中，面板內(nèi)的綜合接口解決日常會議中有線網(wǎng)絡(luò)、視頻及設(shè)備的供電需求。每間會議室還會配備釘釘明我投屏設(shè)備，打通釘釘軟件進(jìn)行無線投屏功能。每層都有一間會議室安裝羅技會議系統(tǒng)設(shè)備，可進(jìn)行遠(yuǎn)程視屏?xí)h，解決異地工作匯報(bào)等會議事宜。

3號樓2F為大型會議室可容納約150人左右，此會議室采用正中間為P1.86級別的LED屏幕，2側(cè)安裝98寸電視機(jī)的復(fù)合型視頻方案解決了會議室過寬、左右2側(cè)人員無法看清會議視頻的問題。結(jié)合后端視頻矩陣，可實(shí)現(xiàn)視頻3合一、1+2或者1+1+1獨(dú)立播放不同視頻的多元化功能。會議室中間前方設(shè)有講臺，講臺處安裝音、視、網(wǎng)絡(luò)多功能多媒體面板，滿足所有開會時(shí)必須的基本操作。

擴(kuò)聲話筒選擇“一拖二”無線話筒。由于會議室人員過多，層高較低且還有音響喇叭，所以對無線話筒的要求非常高。反饋抑制器和無線延長天線保證話筒無線信號，每間會議室音、視頻設(shè)備取電需要獨(dú)立回路并且分開，顯示器LED設(shè)備開關(guān)設(shè)置在會議室內(nèi)最為恰當(dāng)，方便維修及檢測。

2.1.6 樓層機(jī)房UPS系統(tǒng)

項(xiàng)目中機(jī)房配置了UPS系統(tǒng)，每個(gè)機(jī)房配置3KVA功率的UPS主機(jī)，并配備可以持續(xù)30分鐘的蓄電池量。機(jī)房內(nèi)UPS市電輸入建議“一主一備”，2路電纜進(jìn)入機(jī)房，設(shè)備機(jī)柜內(nèi)PDU一路輸入市電、一路輸入U(xiǎn)PS電[2]。

機(jī)房UPS系統(tǒng)是整個(gè)辦公大樓機(jī)房最重要的后勤保障系統(tǒng)。弱電后端控制、核心設(shè)備的供電穩(wěn)定、突發(fā)事件導(dǎo)致停電后續(xù)航時(shí)間等關(guān)鍵因素，可直接影響整個(gè)辦公樓的整體運(yùn)作，因此，安全、穩(wěn)定、持久是這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最根本且最核心的理念。

2.1.7 遠(yuǎn)程會議系統(tǒng)

遠(yuǎn)程會議系統(tǒng)功能主要是將異地或者無法在同一區(qū)域的人通過音、視頻傳輸給對方，可實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程會議。3號樓2F、3F大型會議室使用羅技設(shè)備＋森海塞爾設(shè)備組合型會議系統(tǒng)。大型會議室和培訓(xùn)室面積較大且音影設(shè)備較多，容易產(chǎn)生音視頻上的相互干擾，導(dǎo)致效果變差；特別是對于收音設(shè)備麥克風(fēng)的現(xiàn)場安裝位置，既要遠(yuǎn)離現(xiàn)場音響喇叭保持距離，防止嘯叫，又要能夠清晰收音整個(gè)會議室內(nèi)來自不同區(qū)域內(nèi)的聲音；管線方面也需要獨(dú)立走線，管材選用金屬材質(zhì)屏蔽干擾。

2.2 綜合布線施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 機(jī)架安裝要求

對于機(jī)架的安裝，要求水平度和垂直度偏差度≤3mm；機(jī)架的零部件不可損壞或脫落，各種標(biāo)志完整清晰；同時(shí)保證機(jī)架安裝的牢固性，并按施工圖的防震說明去加固[1]。機(jī)架面板安裝，機(jī)架正前方至少留有1.5m空間，機(jī)架正后方離墻距離應(yīng)當(dāng)＞0.8m，為施工創(chuàng)造便利條件。

2.2.2 各類接線模塊安裝

各類模塊設(shè)備、標(biāo)志需完整齊全且安裝就位；模塊安裝牢固，螺絲擰緊，與面板平行安裝。

2.2.3 信息插座安裝

安裝在活動(dòng)地板或地面上，使用嚴(yán)密防水、防塵、盒蓋可開啟的地面專用接線盒；墻面安裝要求距地高度300mm，使用普通接線盒即可。信息插座底座的固定方法宜采用擴(kuò)張螺釘、射釘?shù)确绞?，依?jù)圖紙說明或施工條件決定，安裝位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2.2.4 橋架及槽道安裝

橋架及槽道的安裝,應(yīng)符合施工圖規(guī)定的安裝位置，偏差要≤50mm。橋架及槽道水平安裝要平直，水平度偏差≤2mm，垂直安裝應(yīng)無傾斜，垂直度偏差控制在3mm以內(nèi)。橋架及槽道支、吊架安裝必須牢固、垂直、間隔均勻，一般間距1.5m-2m設(shè)置一處。金屬橋架及槽道每段用配套螺栓固定好，做接地跨接。

2.2.5 線路敷設(shè)

水平雙絞線通過天花吊頂經(jīng)橋架或以地埋管道方式按需分配至各個(gè)房間，纜線布放工藝要求如下：纜線的彎曲半徑應(yīng)符合規(guī)定；槽內(nèi)纜線布放應(yīng)順直，盡量不交叉，在纜線進(jìn)出線槽部位、轉(zhuǎn)彎處應(yīng)綁扎固定；水平敷設(shè)時(shí)，在纜線的首、尾、轉(zhuǎn)彎及每間隔5-10m處進(jìn)行固定；垂直線槽布放纜線應(yīng)每間隔1.5m固定在纜線支架上；雙絞電纜、光纜及其它信號電纜應(yīng)根據(jù)纜線的類別、數(shù)量、纜徑、纜線芯數(shù)分束綁扎，綁扎間距不宜大于1.5m，間距應(yīng)均勻，不宜綁扎過緊或纜線受到擠壓；對于屏蔽線纜，出于安全保密要求采取獨(dú)立的金屬橋架敷設(shè)。

3 結(jié)束語

綜合考慮預(yù)算以及現(xiàn)有建筑的實(shí)際情況，為用戶建設(shè)一套具有“高可靠性、高安全性、高冗余性”的物理層傳輸網(wǎng)絡(luò)，確保網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層數(shù)據(jù)能在今后的5-8年內(nèi)能在此基礎(chǔ)上暢通運(yùn)行。建成后，可作為一棟能夠容納近1200余名員工集中辦公、包含多個(gè)事業(yè)部門、辦公職能兼大、中、小會議室的綜合性辦公大樓。