智能建筑弱电设计方案与综合布线应用研究

梁 征

（天津市第一轻工业学校，天津 300162）

0 引 言

建筑的弱电设计是实现其智能化的重要环节，弱电设计需要通过综合布线来实现信息的互联互通。智能建筑是采用综合布线来将中央处理设施和其他通信终端进行互联，进而构建一套完善的系统，实现建筑通信、网络、监控、报警等的一体化功能[1]。弱电设计与综合布线对建筑的智能化有着决定性的影响。

1 智能建筑弱电设计及综合布线系统概述

1.1 智能建筑

“智能建筑”是从20世纪80年代传入我国的，当前国标GB50314—2015《智能建筑设计标准》中将其定义为以建筑物为平台，融合了各类信息，实现通信网络与设施一体化，形成人-建-环互为协调的整合体，可以为居民提供高效、安全、健康、便捷的建筑环境。

随着社会技术与科技的发展，建筑工程也产生了较大的改革与发展。互联网与物联网在建筑电气中的应用，让人们的生活以及对住所的需求都有了较大的改变与跳跃。

我国政府推动的智慧城市、智能小区及智能家庭对信息技术在住宅建筑中的应用提出了更高要求。智能小区与传统住宅的建筑电气之间存在明显差异，智能和物联网等技术将渗透到每个家庭的日常生活中。城市建设中，节约土地资源的高密度城市，以资源节约和环境保护为重点的绿色建筑、以人类生存环境为核心的健康建筑、以社会保障为核心的安全城市、适应现有城市的发展要求以及住宅建筑和公共建筑的建设和运营为更具革命性的目标。

现代建筑的社会生态正在发生着巨大的变化，在功能、形状、性能、操作和与城市的互动中形成新的概念和技术解决方案。建筑智能的本质是建筑电气系统的智能，即建筑电气薄弱部分，是一种基于信息化的楼宇控制、土木工程、装饰工程、电气工程的系统，是互联网与建筑相融合而生成的。

1.2 弱电设计

智能建筑未引入我国时，弱电设计主要指的是电话与广播的系统方案和弱电槽等的铺设方案。但在80年代后，弱电设计内容进一步扩大，与智能化通信系统进行联系，运用计算机技术拓展弱电设计的范围。当前，结合物联网技术和计算机技术，智能建筑弱电设计的主要内容包括综合布线、网络、电话、电视、广播、电梯、照明及控制网等系统的设计[2]。

1.3 综合布线系统

综合布线系统，简称PDS，相当于是建筑物的神经网络，是把建筑物的弱电设计连接起来的纽带，属于对通信传输的集成。在建筑物内，以模块化的形式，将通信信号中的语音、图像、文字资料及传感器信号等信息，通过传输媒介进行有目的的连接，并整合到一套统一的布线系统内，实现建筑系统的有机整合[3]。

2 智能建筑弱电设计及综合布线应用案例

2.1 工程概况

某智能建筑弱电设计与综合布线的工程，一共7层，其中地上6楼，地下1楼。该建筑是用以宾馆功能，因此对建筑的弱电设计要高于普通的居民或办公楼。结合该工程的特殊需要，应合理地进行弱电化设计，在考虑经济、安全、可靠的基础上进行综合布线。

2.2 智能建筑弱电设计

对智能建筑弱电进行设计，其弱电设计的主要载体是电气的主接线。该主接线能对一定区域里每种设施之间的功能关系和回路关系造成一系列的影响，还能在配套用电设备与有关电气设备的挑选中、在极端保护与自动设备的运行中起着重要作用。低压电气中的主接线可分为单母线和双母线两部分。其中，单母线可以分为两种不同的形式，即单母接线与分段连接。如果智能化住宅小区的功能表现地相对单一，一般在9楼或以上，那么居民用电的负荷将相对较低。因此，为了保持负载功耗的实用性与安全性，应采用双电源提供用电的形式，还要采用拥有变压器功能和电流互感器的开关柜来完成电压、功率和电流的精准测量。

3 智能建筑综合布线应用

考虑到该智能建筑工程为宾馆，要求功能具有较好的可拓展性，因此选择开放式的综合布线，对其功能使用模块化设计。该工程的综合布线系统主要包括6个相互独立又联系的子系统：（1）工作区子系统；（2）水平子系统；（3）管理子系统；（4）垂直干线子系统；（5）设备间子系统；（6）建筑群子系统[4]。

此外，综合布线采用的是星状的拓扑结构。这种结构能够结合各种适配器与传输媒介，形成针对性的逻辑拓扑。主要层被设计在主机房内，并由此为起点，辐射到每个楼层中，其传输媒介是光纤以及485/484等线缆。水平方面的拓扑被设计在每个楼层的配线房中，从配线架传出的水平双绞线与所在楼层的信息点进行连接。

3.1 工作间子系统

该子系统一般是从TO信息点引出的，连接到各个终端，如客房、办公室、收银台、设备房及洗消间等的信息插座上。该系统的主要部件包括装配软线、适配器以及必要的拓展软线。运用这3种主要的部件可以在终端与I/O进行连接。工作间子系统的UTP/FTP跳线同窗采用软线类型，双绞线的芯通常采用多股细铜丝，且为了保证软度，一般不大于5 m。此外，信息点的设置结合该建筑工程的具体需要，共设置了112个数据点、97个语音点。其中，信息插座一般周边要配备相应的电源供给设备，两者之间的距离要大于30 cm。

3.2 水平子系统

水平子系统主要是同一楼层内的线路铺设，终端连接到信息插座或者是中转点上。该系统的主要部件包括信息插座、水平电缆及中转点。电缆主要是UTP类型的，从管理间的配线架导出至中转点或者是工作间的电缆最大距离不能超过90 m，而工作区、中转点的电缆总长不能超过10 m。水平电缆和工作间类似，使用五类双绞线，或者是光纤。

3.3 管理子系统

管理子系统一般位于楼层的配线间，与水平子系统相连，也是主干层的设置位置。该系统的主要部件包括整栋建筑与各个楼层的配线架、跳线及转换插座。运用这4种部件，使用者能够在该系统中实现线缆的拓展、修改、连接与增加，并能够实现更高线路的路径。不同的功能需要使用不同的线路路由。将该系统与其他系统进行连接，可以将整个布线形成一个综合的系统。修改管理子系统中线缆的连接方式，能够修改整个建筑中弱电设计与信息的联通方式。该智能建筑的综合布线中，管理子系统的连接有3类：水平与干线、主干线之间及进楼设施之间。通过色标对线缆进行标记，方便管理[5]。

3.4 垂直干线子系统

垂直干线子系统主要是连接主设备和各个楼层的配线房。垂直干线子系统的主要部件就是线缆。本智能建筑工程中的垂直干线子系统，采用的是分层的星型结构。6层楼中，每层都采用该子系统与建筑的主设备房进行连接，以25对为一个组合单位进行连接。

3.5 设备间子系统

设备间子系统是整个智能建筑的数据、信息、语音及垂直干线子系统线缆连接的终点，也是所有线缆的传输终点。设备间子系统的主要部件就是信息的接收装置、设备主机等部件。该智能建筑的设备间设置在一楼位置，与电梯相邻，并预留了拓展位置。设备间设置了过流、过压及防雷等设施，根据AN SI/TIA/EIA-569要求规划。

3.6 建筑群子系统

建筑群子系统介质选择原则为楼和楼之间在2 km以内、传输介质为室外光纤、可采用埋入地下或架空（4 m以上）方式、需要避开动力线及注意光纤弯曲半径。建筑群子系统施工要点：路由起点、终点；线缆长度、入口位置、媒介类型、所需劳动费用以及材料成本计算。建筑群子系统所在的空间还有对门窗、天花板、电源、照明及接地的要求。

4 结 论

智能建筑弱电设计与综合布线通常包括配电自动化设计、布线六大子系统的设计。智能建筑弱电设计与综合布线共同为建筑的智能化提供了神经网络的支撑效果。通过综合布线，能够将网络、电话、电视、广播、电梯及照明等弱电信息进行整合。本文给出的智能建筑工程案例，采用六个模块化的拓扑结构进行弱电设计和综合布线，以确保智能建筑具备更好的拓展性和先进性，保障智能建筑的信息传输和安全可靠，实现建筑系统各类文字信号、视频信号及图像信号等的有机整合。