智能建筑弱電工程設(shè)計(jì)的若干技術(shù)問題

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摘要：本文通過對智能建筑弱電工程實(shí)例列舉、分析，對設(shè)計(jì)上出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行歸納、總結(jié)，強(qiáng)調(diào)智能建筑弱電設(shè)計(jì)應(yīng)以穩(wěn)定、可靠、合理、實(shí)用為原則；同時應(yīng)注意加強(qiáng)各相關(guān)專業(yè)間的相互協(xié)調(diào)和配合。

　　關(guān)鍵詞：智能 建筑 弱電 工程 穩(wěn)定 可靠 合理 實(shí)用

　　近年來，智能建筑以適應(yīng)時代發(fā)展潮流，符合人們追求安全、舒適、便捷需求的鮮明特點(diǎn)，在社會上廣受關(guān)注和歡迎。在其推廣應(yīng)用過程中，由于人們認(rèn)識上的誤差，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，也出現(xiàn)過一些曲折和發(fā)展不平衡的問題，影響了智能功能和效益的正常發(fā)揮。本文將通過作者幾年來從事智能建筑行業(yè)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，提供一些處理問題的做法和觀點(diǎn)，供各位同行在今后的工作中參考借鑒。

　　一、切莫貪大求全，但求專、精、經(jīng)濟(jì)實(shí)用

　　作為現(xiàn)代建筑不可缺少的配套專業(yè)，智能化系統(tǒng)工程同樣受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和時間等因素的制約，必須根據(jù)建筑物的專業(yè)特點(diǎn)與使用需求有機(jī)地緊密結(jié)合起來，綜合考慮其使用功能、管理和經(jīng)營要求、工程投資能力等因素，分清主次，突出重點(diǎn)，保證主要功能，選擇適用的各個專業(yè)子系統(tǒng)、系統(tǒng)集成程度、標(biāo)準(zhǔn)等級和經(jīng)濟(jì)規(guī)模。

　　例如，智能型辦公大廈就要突顯其辦公自動化、通信網(wǎng)絡(luò)化等方面功能定位；大型公共建筑（例如會展中心、圖書館）就要突出專業(yè)服務(wù)功能和業(yè)務(wù)管理設(shè)施等，技術(shù)環(huán)境和水平的提升。又如：視頻點(diǎn)播（VOD）系統(tǒng)在旅館、酒店行業(yè)較為常見和實(shí)用，而在其他服務(wù)行業(yè)卻并不盡然。在星級酒店旅館中，電子門鎖已得到普遍應(yīng)用，而其他場合只會設(shè)在某些特別重要機(jī)房和安全等級高的關(guān)鍵部位。工程設(shè)計(jì)上要因地而宜。

　　前幾年，某些工程從商業(yè)利益出發(fā)，追求廣告效應(yīng)，片面地強(qiáng)調(diào)所謂“nA”功能，含大求全，什么功能都想要，而實(shí)際上缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，設(shè)計(jì)考慮不周、出現(xiàn)偏差，必備的相關(guān)設(shè)施和配套環(huán)境不能及時跟進(jìn)和提供，結(jié)果智能化系統(tǒng)成了擺設(shè)品，頭腦發(fā)達(dá)、四肢不靈，發(fā)揮不出應(yīng)有功能和作用，投資也得不到回報(bào)，這類例子并不少見。因此，應(yīng)從此類案例上吸取深刻教訓(xùn)，從實(shí)際需要出發(fā)，在工程設(shè)計(jì)一開始時，就全面地做好智能建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和配套工作。

　　二、跟蹤主流技術(shù)，走成熟、可靠、穩(wěn)健發(fā)展的技術(shù)路線

　　智能技術(shù)發(fā)展日新月異，工程設(shè)計(jì)上應(yīng)注意當(dāng)前IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài)和趨勢，緊跟智能建筑技術(shù)發(fā)展主流，同時要注意智能建筑工程與科研和開發(fā)工作極不相同。它通常只能一次性成功，工程現(xiàn)場不具備反復(fù)變動、多次試驗(yàn)的條件和可能，而且受工程周期和進(jìn)度的限制、工程投資的約束則更為明顯。因此，在實(shí)際工作上，要慎重選用某些新技術(shù)，除非有穩(wěn)妥、可靠的保障措施。通常，要以采用可靠、成熟、穩(wěn)定的先進(jìn)技術(shù)為原則，選用經(jīng)過市場考驗(yàn)、實(shí)踐證明可靠和成功的產(chǎn)品及設(shè)備。一般情況下，已批量生產(chǎn)和投入使用的系列化品牌產(chǎn)品是設(shè)計(jì)上首選對象。同時，要考察產(chǎn)品兼容性、升級換代的可能性、技術(shù)上開放性、市場上技術(shù)支持度，以及廠商在當(dāng)?shù)丶夹g(shù)服務(wù)和支持的能力。

　　十兆——百兆——千兆以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展過程，給了智能化工程一個有益啟示：穩(wěn)健地追求技術(shù)先進(jìn)性，對工程成功、系統(tǒng)具備生命力至關(guān)重要。

　　三、遵循因地而宜、實(shí)事求是、科學(xué)合理的原則

　　每一系統(tǒng)和設(shè)備都有其適用范圍，功能和性能上的局限性，設(shè)備不是“萬能”的，貪圖所謂“最好”“最新”“最全”的觀念，是不切實(shí)際的看法。

　　例如，某會展中心大型展廳配置公共業(yè)務(wù)廣播系統(tǒng)，是按照普通語言擴(kuò)音標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，曾有某承包商為了提高造價(jià)，竟宣稱其能在大型展廳做到音樂廳、影劇院的音響效果，多次要求變更原設(shè)計(jì)，增加設(shè)備、更換檔次。這在建筑聲學(xué)等條件滿足不了，設(shè)備上也做不到，實(shí)際上也沒必要的要求，其結(jié)果當(dāng)然是被駁回。否則，不但產(chǎn)生不合理投資，還可能因原因、責(zé)任不明引起糾紛。

　　又如，某一工程為了滿足局部現(xiàn)場教學(xué)轉(zhuǎn)播的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)上不恰當(dāng)?shù)嘏c安保閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)合在一起，整個系統(tǒng)復(fù)雜化了、技術(shù)等級和標(biāo)準(zhǔn)隨之提高了，圖象質(zhì)量還達(dá)不到規(guī)定要求，使用上既不靈活、也不方便。經(jīng)糾正，改為二者分開，另設(shè)一套專業(yè)電視錄播小型系統(tǒng)專用于電視教學(xué)轉(zhuǎn)播，既滿足使用要求，又簡化系統(tǒng)、不增加造價(jià)，使投資更為合理。

　　四、重視系統(tǒng)可用性、穩(wěn)定性和可靠性問題

　　建筑智能化系統(tǒng)使用壽命可能少則幾年、十幾年，多則幾十年，通常投入使用后要24小時不停機(jī)運(yùn)行，肩負(fù)著保障建筑物內(nèi)各類活動、人身安全的任務(wù)。除要注意設(shè)備和系統(tǒng)選型外，對要求較高的場合，應(yīng)有其他的技術(shù)保障措施，例如：雙機(jī)熱備份、軟件備份、熱插拔硬盤或使用RAID、增加系統(tǒng)冗余量，增設(shè)UPS電源，采用強(qiáng)制散熱、快速恢復(fù)措施等。要求7×24小時運(yùn)行的特殊系統(tǒng)，更應(yīng)強(qiáng)化可用性、應(yīng)急管理、安全保護(hù)等方面的保障措施。

　　根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，諸如消防報(bào)警系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)等輸入、輸出控制點(diǎn)數(shù)，不宜超過其系統(tǒng)最大可用容量的80％；擴(kuò)音系統(tǒng)負(fù)載的實(shí)際消耗功率宜控制在額定輸出功率70％以下。應(yīng)注意采用設(shè)備廠商的設(shè)計(jì)推薦值。

　　五、妥善處理需求和成本關(guān)系，提升系統(tǒng)性價(jià)比

　　工程上要考慮在滿足使用要求前提下，盡量簡化系統(tǒng)、降低投資和運(yùn)營成本，不同的控制組合組合方式不但關(guān)系到智能系統(tǒng)本身的投資，而且還會直接影響到被控機(jī)電設(shè)備的技術(shù)要求和設(shè)備費(fèi)用。

　　以智能照明控制系統(tǒng)為例，宜多采用開關(guān)控制方式，少用無級調(diào)光控制做法。照明亮度和場景的變化與控制，可通過燈具布置上的變化、照明配電回路細(xì)分和增設(shè)來調(diào)配實(shí)現(xiàn)，同樣達(dá)到多級控制、多種變化的效果。這樣做不僅簡化了系統(tǒng)復(fù)雜程度，也降低了照明燈具、光源的技術(shù)要求，又可大幅度降低投資多達(dá)3－5倍以上。因此，除必須進(jìn)行無級調(diào)光的特殊場合外，建議照明調(diào)節(jié)采用多級開關(guān)控制方式。

　　六、弱電線路設(shè)計(jì)也應(yīng)注意工作穩(wěn)定、可靠的問題

　　在弱電系統(tǒng)線路設(shè)計(jì)上提倡采用較可靠聯(lián)接方式，例如采用環(huán)形總線接法、適當(dāng)增加回路或備用回路、限制單一回路設(shè)備接入數(shù)量等。某一大型工程消火栓系統(tǒng)，啟泵回路采用極少用的常閉觸點(diǎn)串接做法，分十多個回路，每個回路串接著數(shù)十個觸點(diǎn)。施工中發(fā)現(xiàn)任一常閉觸點(diǎn)的開路常會引起水泵誤動作，每次要到現(xiàn)場去逐個查找、排除故障，時間長達(dá)1－2小時，多次整改效果不好，后來只好全部返工改回較為可靠的常開觸點(diǎn)并接啟泵接線方式。該問題曾在圖紙會審時提出，未引起設(shè)計(jì)者重視，事后再返工非常麻煩。

　　工程設(shè)計(jì)上應(yīng)注意，受產(chǎn)品質(zhì)量和現(xiàn)場條件的限制，同一回路串聯(lián)/并接多個觸點(diǎn)連鎖或聯(lián)動控制設(shè)備的數(shù)量不宜過多。

　　此外，主干回路上線管、線槽中電纜和導(dǎo)線的密度、分隔鋪設(shè)的要求也常會被忽略，結(jié)果造成施工困難，產(chǎn)生使用過熱，易相互干擾等隱患。對于長距離（例如百米以上）多負(fù)載傳輸回路，像DC工作電源回路，設(shè)計(jì)時要核算線損引起的電壓降，提醒調(diào)試時檢查回路末端的工作電壓，這是設(shè)備工作不正常的常見原因之一。

　　七、某些系統(tǒng)應(yīng)適度超前，留有今后發(fā)展空間

　　通信自動化是智能建筑三大內(nèi)容之一，目前這方面的發(fā)展迅速、需求尤為急切，要有一定的超前考慮，提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與要求，加重其投資比例。

　　綜合布線是智能建筑的神經(jīng)元，遍及建筑物各處，是各個行業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，近來市場價(jià)格也降低不少、所占費(fèi)用比例不高。因此，建議建筑內(nèi)外各使用空間、墻體、地面都要充分考慮今后發(fā)展需要，多增設(shè)一些信息點(diǎn)，按照智能建筑標(biāo)準(zhǔn)要求適當(dāng)增加些系統(tǒng)余量，避免今后使用空間的用途一有變化，飛線、明線到處是，極不便利和雅觀。千兆網(wǎng)是今后發(fā)展必經(jīng)之路，適當(dāng)?shù)牟课灰紤]留有光纖信息點(diǎn)或增容管道，也可采用吹光纖技術(shù)進(jìn)行預(yù)留。此外，要求設(shè)有信息點(diǎn)位置的附近，一定要配套電源插座或配電設(shè)施。

　　對某些分期實(shí)施的系統(tǒng)，預(yù)埋件、預(yù)留孔洞、預(yù)埋管線要提前設(shè)計(jì)留設(shè)，便于以后安裝施工。例如，在弱電出戶管道進(jìn)建筑的位置，應(yīng)適當(dāng)多留2－3根直徑100mm左右地下穿墻鋼管，以備以后增擴(kuò)，大型建筑物還適當(dāng)多留幾處。

　　八、要特別注意專業(yè)系統(tǒng)、設(shè)備之間接口的配套與落實(shí)

　　這是某些工程智能化系統(tǒng)無法聯(lián)動和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的常見原因之一。設(shè)計(jì)上要明確提出與機(jī)電專業(yè)設(shè)備接口、控制/通信協(xié)議的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求。

　　以硬線直接聯(lián)接方式控制的設(shè)備主要規(guī)定與要求有：輸入、輸出觸點(diǎn)的工作電壓、驅(qū)動電流、匹配阻抗；而與之相應(yīng)的，智能系統(tǒng)控制模塊在連接時，要注意輸出/輸入端口工作電壓應(yīng)相同，要核實(shí)其帶負(fù)載能力和容量大小是否足夠？同時應(yīng)注意與被控設(shè)備的電氣隔離或電氣共同問題。工程上常見到不相匹配時，輕者無法正常驅(qū)動設(shè)備，重者引起設(shè)備毀壞，損失不可預(yù)測。

　　利用標(biāo)準(zhǔn)通信和控制接口的系統(tǒng)、設(shè)備（如采用RS232C、RS485、LonWorks，BACnet等等的）也應(yīng)注意設(shè)備端口的實(shí)際接法會隨具體產(chǎn)品有所不同，設(shè)備和系統(tǒng)間的通信和控制協(xié)議要求應(yīng)相互開放。這些問題設(shè)計(jì)上要先查證、核實(shí)清楚，并在各類盤、箱、柜、冷水機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、水泵、電梯等設(shè)備訂貨要求中明確說明?？赡艿脑拺?yīng)將樣品交給系統(tǒng)集成商先行試驗(yàn)，以提前發(fā)現(xiàn)、處理問題。

　　九、大中型建筑物各樓層應(yīng)考慮設(shè)置專用弱電間和井道

　　現(xiàn)代建筑中其弱電系統(tǒng)大量增多，而電子設(shè)備對環(huán)境條件要求較高，特別對溫度尤為敏感。現(xiàn)場設(shè)備需要有足夠空間與位置，以滿足安裝、測試、使用、檢修上的要求，而且弱電設(shè)備和線路與其他專業(yè)設(shè)施緊鄰，也存在著安全、干擾、穩(wěn)定性方面的隱患。即使是普通建筑物也應(yīng)考慮，若干年后也有翻修、改建、更新?lián)Q代上的需求，因此建議新建工程各樓層部位應(yīng)盡可能設(shè)立獨(dú)立的弱電設(shè)備間和井道。

　　專用弱電間應(yīng)考慮有良好的通風(fēng)散熱措施和工作照明，配置充足的工作電源，最好由專用回路或應(yīng)急供電回路配送，有時還得由控制室集中管理和控制，弱電間還應(yīng)有進(jìn)出孔洞封堵和防止小動物進(jìn)入的措施。

　　樓層弱電間涵蓋的服務(wù)范圍要受到系統(tǒng)、設(shè)備信號總線傳輸距離的限制。例如：綜合布系統(tǒng)水平工作區(qū)長度不得超過90米，考慮到線路上下彎曲繞行，服務(wù)半徑通常不超過50米，否則應(yīng)調(diào)整弱電間位置和數(shù)量，改變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

　　十、從設(shè)計(jì)上做好與其他設(shè)備專業(yè)管槽、管道的綜合工作，設(shè)備空間等的預(yù)留工作

　　智能化弱電系統(tǒng)管道、線槽在建筑工程中是屬于輔助設(shè)施，通常應(yīng)避讓于風(fēng)管、水管、強(qiáng)電管槽，故設(shè)計(jì)上要主動先與其他專業(yè)溝通，安排好合適的布線途徑、高度和位置。在設(shè)計(jì)圖紙綜合及會審時，更要注意這個問題，避免設(shè)計(jì)上趕出圖時間而疏忽，造成施工上沖突、返工與浪費(fèi)。

　　大體量設(shè)備（如大型顯示屏、大音箱等），在土建結(jié)構(gòu)、裝修設(shè)計(jì)時，就應(yīng)商量好留有足夠大的空間和最佳位置，預(yù)留尺寸適宜的孔洞和安裝固定的預(yù)埋件。安裝吊支架應(yīng)牢固可靠，設(shè)備部位最好由裝修統(tǒng)一歸口，達(dá)到較好裝飾效果。

　　十一、對中央控制室/操作控制室統(tǒng)一規(guī)劃布置和設(shè)計(jì)

　　智能化子系統(tǒng)較多，要求各異，又常共用主機(jī)房。在各子系統(tǒng)基本確定后，應(yīng)把它們對機(jī)房布置的具體要求歸納起來，統(tǒng)一由設(shè)計(jì)總包協(xié)調(diào)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)，制定裝修標(biāo)準(zhǔn)，避免施工上各自為政、管理上混亂無章。為了方便使用和管理，建議中控室應(yīng)按有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置獨(dú)立的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)或恒溫恒濕設(shè)施，鋪設(shè)防靜電架空地板，進(jìn)出洞口要有防堵措施，不能有無關(guān)的管道穿過。要統(tǒng)計(jì)各系統(tǒng)用電消耗功率，留足容量，設(shè)置專用的電源配電箱，建議采用雙回路供電末端切換的方式，并且各個子系統(tǒng)可共用一套UPS電源。重要的機(jī)房消防設(shè)施?如各種氣體滅火裝置　應(yīng)同時規(guī)劃設(shè)計(jì)。中控室還應(yīng)提供連接各個弱電子系統(tǒng)的專用接地端子排。要統(tǒng)一布置安排布置各種設(shè)備盤、柜、顯示屏幕墻、臺座支架的排列方式和位置，走線應(yīng)規(guī)整劃一。保證各個系統(tǒng)總體安裝效果既美觀、實(shí)用，又便于以后使用和管理。

　　十二、選用設(shè)備及安裝方式應(yīng)便于今后檢測、維修

　　在高大空間建筑物中，常有一些受控聯(lián)動/反饋的閥門、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，設(shè)置于高空地帶/不能上人的吊頂內(nèi)，造成調(diào)試、維修、檢查、復(fù)位極其困難與不便，常要大動干戈重搭腳手架和工作平臺，遇到每年年檢也很麻煩費(fèi)事。因此，這些場所應(yīng)選用能自動/電動復(fù)位的設(shè)備和產(chǎn)品，也可改用其他的安裝方式便于人員查看和操作，有特別要求的還要考慮設(shè)置專用維修通道。

　　上述種種問題在工程上經(jīng)常會碰到，設(shè)計(jì)規(guī)范大多也有要求，但在工作中也常被忽略和遺漏。作者希望通過實(shí)踐和探索，不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，注意設(shè)計(jì)工作上的協(xié)調(diào)和配合，使智能化工程技術(shù)與現(xiàn)代建筑更完美地結(jié)合，更好地服務(wù)于社會。