建筑弱電系統(tǒng)技術(shù)中的專業(yè)交叉分析

王冬鴻

摘 要：建筑弱電系統(tǒng)是建筑電氣工程的重要組成部分，弱電系統(tǒng)為建筑物內(nèi)部用戶提供了舒適的生活環(huán)境及能夠高效工作的工作環(huán)境，弱電技術(shù)涉及到的學(xué)科、鄰域很多，它是較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，建筑弱電系統(tǒng)的應(yīng)用要進行周密規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理。本文就建筑弱電系統(tǒng)涉及的鄰域、設(shè)計與施工等方面的問題及專業(yè)交叉方面的內(nèi)容做出分析，結(jié)合規(guī)范及國內(nèi)外先進經(jīng)驗就建筑弱電系統(tǒng)的設(shè)計注意事項與安裝施工中的問題進行論述，對于建筑弱電設(shè)計和施工人員具有借鑒和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：建筑弱電系統(tǒng)；系統(tǒng)集成；設(shè)計與施工；專業(yè)交叉分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.085

建筑弱電系統(tǒng)以建筑物作為平臺，優(yōu)化組合了各類智能化子系統(tǒng)，賦予建筑兼具服務(wù)、安全保障、信息交互、舒適、高效等功能，可以為用戶提供一個舒適的生活環(huán)境及更加具有現(xiàn)代化功能的工作環(huán)境。

建筑弱電系統(tǒng)工程涉及的專業(yè)領(lǐng)域，包括建筑技術(shù)、機械電子技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，各個不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)交叉性強，各鄰域之間既有聯(lián)系，又各自獨立，因此，弱電系統(tǒng)工程在設(shè)計以及施工階段，處理好這些關(guān)系就顯得非常重要。

弱電設(shè)備大多與數(shù)據(jù)和信息通信、傳感器信號采集、控制系統(tǒng)、軟件控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切相關(guān)，因此主要考慮測控信息傳輸?shù)男Ч?，如測控信息傳送的速率、可靠性、通信及網(wǎng)絡(luò)、信號的采集及對執(zhí)行器的控制、對測控信息進行智能化處理等，控制又涉及較多的軟件編程等。

1 弱電技術(shù)的應(yīng)用鄰域和子系統(tǒng)

弱電系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各類現(xiàn)代建筑樓宇、小區(qū)、社區(qū)、校園、平安城市建設(shè)等工程當(dāng)中。一幢現(xiàn)代化的樓宇中一定是裝備了許多弱電子系統(tǒng)：科技或辦公樓宇，樓宇內(nèi)部的通信及計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為齊全，功能強大；賓館、飯店類樓宇內(nèi)裝備的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)備較為齊全，投資很大。不同功能和用途的樓宇，裝備的弱電子系統(tǒng)的側(cè)重點各有不同。有時，為了降低建筑物的電能消耗，需要通過利用建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)對空調(diào)機組、送排風(fēng)系統(tǒng)、制冷站、熱交換站和熱鍋爐及給排水系統(tǒng)進行自動化或智能化的控制，以達到節(jié)能降耗的目的。

1.1 弱電子系統(tǒng)

建筑弱電系統(tǒng)包括的子系統(tǒng)很多，主要子系統(tǒng)有：樓宇自控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、給排水與空調(diào)控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)等若干子系統(tǒng)組成，構(gòu)成這些子系統(tǒng)的硬件設(shè)施要與樓宇平臺軟件之間相互融合并能協(xié)調(diào)高效地運行，就要考慮不同子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)、互通信和互操作問題，以及系統(tǒng)集成問題。

1.2 系統(tǒng)集成

由于子系統(tǒng)較多，因此要通過系統(tǒng)集成技術(shù)來實現(xiàn)不同子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行及各子系統(tǒng)的互聯(lián)互通，系統(tǒng)集成技術(shù)是建筑弱電系統(tǒng)的重要技術(shù)，但系統(tǒng)集成是一種將若干個子系統(tǒng)進行互聯(lián)并納入統(tǒng)一監(jiān)控平臺的綜合性技術(shù)，最后形成一個以平臺軟件及若干物理接口（主要是通信接口）存在的系統(tǒng)，嚴(yán)格意義上講，還是一個物理系統(tǒng)，如樓控系統(tǒng)中使用較為廣泛的IBMS系統(tǒng)集成軟件。所以這樣理解系統(tǒng)集成：既是一個綜合性的技術(shù)，同時又是一個實際的物理子系統(tǒng)。

建筑弱電系統(tǒng)包括的若干個子系統(tǒng)，其內(nèi)容及技術(shù)具有很強的獨立性，但在一定程度上也具有關(guān)聯(lián)性，很多子系統(tǒng)之間還有很緊密的關(guān)聯(lián)運行關(guān)系，在進行系統(tǒng)集成時，通過標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，實現(xiàn)不同子系統(tǒng)之間信息的交互。

建筑弱電系統(tǒng)的系統(tǒng)集成原理如圖1所示。

如上所述，由于建筑弱電系統(tǒng)、建筑弱電技術(shù)及建筑弱電工程包括的內(nèi)容非常豐富，并較復(fù)雜。

例如：現(xiàn)代建筑內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)包括的子系統(tǒng)較多：有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、接入網(wǎng)、各種制式的無線網(wǎng)絡(luò)、對建筑物的設(shè)備進行監(jiān)控的測控網(wǎng)絡(luò)、移動無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)、藍牙網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線室內(nèi)分布系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)等。另外還有在建筑中有很好發(fā)展前景的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

其中測控網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容較復(fù)雜，測控網(wǎng)絡(luò)包括：傳統(tǒng)的測控總線，如RS-232、RS-485；數(shù)十種現(xiàn)場總線測控網(wǎng)絡(luò)；工業(yè)以太網(wǎng)和實時以太網(wǎng)，以及還有新出現(xiàn)的部分測控網(wǎng)絡(luò)等。

移動無線網(wǎng)絡(luò)包括2G的GSM、2.5G的GPRS和CDMA 1x，以及3種制式的3G系統(tǒng)（歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000和中國開發(fā)的TD-SCDMA）。

2 弱電系統(tǒng)設(shè)計注意事項

2.1 弱電集成綜合管線設(shè)計和監(jiān)控點及器件位置的關(guān)系

弱電系統(tǒng)中包括大量的信息點及數(shù)據(jù)信息采集源，信息點包括：計算機網(wǎng)絡(luò)的信息點（RJ-45口）、電話通信網(wǎng)絡(luò)中的語音信息點（RJ-11口）；數(shù)據(jù)信息采集源包括各類傳感器，如建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中的溫度傳感器、濕度傳感器、壓差開關(guān)、風(fēng)速傳感器、二氧化碳傳感器、壓力傳感器、變送器、流量傳感器、液位開關(guān)，火災(zāi)報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)中的感溫探測器、感煙探測器、感光探測器（火焰探測器）、氣體探測器、具有雙鑒功能的復(fù)合探測器、各類防盜探測器，如紅外主動和被動探測器、玻璃破碎探測器、廣播揚聲器、采集視頻場景的攝像頭。另外還有大量的執(zhí)行器，如模擬開關(guān)及控制裝置、數(shù)字開關(guān)及控制裝置，這些信息點和數(shù)據(jù)信息采集源分布在樓宇的各個不同位置，完全取決于：用戶需求、系統(tǒng)功能、大樓平面布置、設(shè)備的安裝位置。當(dāng)各個弱電子系統(tǒng)、設(shè)備和控制裝置的位置確定后，這些信息點和數(shù)據(jù)信息采集源的位置也隨之而定。

要對樓宇內(nèi)部進行系統(tǒng)布線綜合設(shè)計，對弱電系統(tǒng)進行綜合管線設(shè)計，采取優(yōu)化的設(shè)計方案并實施，有利于施工與管理，節(jié)省管線材料。

2.2 在弱電系統(tǒng)設(shè)計過程中要考慮的部分問題

在弱電系統(tǒng)設(shè)計過程中要始終關(guān)注和考慮系統(tǒng)整體和各個子系統(tǒng)之間的配合協(xié)調(diào)關(guān)系，具體要考慮以下一些問題。

（1）采用簡潔的監(jiān)控及管理平臺。采用簡捷的監(jiān)控及管理平臺，采用統(tǒng)一的操作界面都會為用戶帶來極大地方便，并提高效能。endprint

（2）設(shè)計人員充分了解設(shè)備及材料性能，使用的效果，絕不能使用效果不好的材料和設(shè)備，同時要考慮系統(tǒng)設(shè)備、線纜的安裝工藝及對安裝尺寸的要求，設(shè)計安裝的尺寸不能過大，也不能過小。

3 弱電系統(tǒng)施工過程的主要環(huán)節(jié)

做好弱電系統(tǒng)施工圖的會審對于早期發(fā)現(xiàn)、改正和減少施工圖中的差錯，保證較高的工程質(zhì)量關(guān)系極大。其中，弱電系統(tǒng)設(shè)計單位與工程安裝承包商之間的技術(shù)交底要明確以下幾點：第一點是明確所承擔(dān)施工任務(wù)的特點、技術(shù)質(zhì)量要求、系統(tǒng)的劃分、施工工藝、施工要點和注意事項等，協(xié)調(diào)計劃、組織工程的實施；

第二點是對工程中的具體技術(shù)要求、安全措施、工作程序、配備的安裝工具等作詳細(xì)地說明，做到責(zé)任明確，各負(fù)其責(zé)；

施工中采用新技術(shù)、新工藝，使用的新設(shè)備、新材料，預(yù)埋部件的位置及結(jié)構(gòu)等，技術(shù)交底要有完整和準(zhǔn)確的文字記錄及簽字。

3.1 電信設(shè)備接地規(guī)定

（1）直流電源的金屬外殼、電信設(shè)備的機架、機殼、通信電纜的金屬保護套和屏蔽層都要有良好的接地。

（2）交流配電屏、穩(wěn)流器屏等供電設(shè)備的外露電部分；直流配電屏的外露導(dǎo)電部分要有良好的接地。

（3）交流直流兩用電信設(shè)備的機架、機框內(nèi)與村架、機框不絕緣的供電整流盤的外露導(dǎo)電部分要有良好的接地。

（4）設(shè)備機房、樓層弱電間、樓層配線間的接地應(yīng)采用局部等電位連接。接地極當(dāng)采用聯(lián)合接地體時，接地電阻不應(yīng)大于1Ω；如果采用單獨接地體時，接地電阻不應(yīng)大于4Ω。

（5）由于TN-C-S接地系統(tǒng)和TN-S接地系統(tǒng)，都有中性線N和保護接地線PE，設(shè)備外殼接在不帶電的PE線上，既安全，設(shè)備又沒有電磁干擾。盡管中性線N帶電，可能引起接地電位發(fā)生波動，但由于保護接地PE線、中性線N、直流接地線采用同一點接地，這一點的地電位始終相同，這就是弱電系統(tǒng)所需要的基準(zhǔn)工作電位。因此，有區(qū)域變電所供電的樓宇弱電系統(tǒng)采用TN-C-S系統(tǒng)；對于有自設(shè)變壓器的樓宇內(nèi)的弱電系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)。

3.2 弱電設(shè)備接地

（1）不同接地情況下的接地電阻值。數(shù)字電子設(shè)備工作必須有一個參考邏輯狀態(tài)0電平點，這個點就是邏輯接地；在設(shè)備的金屬外殼采用接地防止電磁干擾是屏蔽接地。弱電設(shè)備的信號接地、邏輯接地、功率接地、屏蔽接地和保護接地合用一個接地極，其接地電阻不大于4Ω；當(dāng)弱電設(shè)備的接地與工頻交流接地、防雷接地合用一個接地極時，其接地電阻須小于1Ω。

（2）弱電設(shè)備接地應(yīng)和防雷接地分開，兩者相互距離在20m以上。

（3）弱電設(shè)備接地和防雷接地采用共同接地裝置時，為了避免雷擊時遭受反擊和保證設(shè)備安全，應(yīng)采用埋地鎧裝電纜供電。

（4）在弱電設(shè)備只要采用了屏蔽，就必須將金屬屏蔽外殼實現(xiàn)良好的接地，否則屏蔽效果會很差。弱電系統(tǒng)中所有的電纜屏蔽層必須接地。

4 結(jié)語

建筑弱電工程是一項比較復(fù)雜的工程，在設(shè)計、施工、運行維護及管理等方面，還存在許多不規(guī)范的做法，從業(yè)者水平參差不齊，影響了建筑弱電系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮，本文僅從系統(tǒng)集成、設(shè)計、施工中需要考慮的問題提出看法，希望對從事建筑弱電工作的人員有借鑒作用。

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