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[关键词]建筑物;弱电设备;雷电防护
中图分类号:TU856 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)16-0007-01
0.引言
生态环境的不断变化,极端气候现象的频繁出现,建筑物弱电机房的雷电防护面临严峻挑战。当前,网络控制体系的应用越来越普遍,建筑物中通常都设有对大楼进行监控和管理的系统主机房,这些系统的电子设备具有高度集成化、耐过流低、耐过压低的特点,容易遭受雷电的自然现象的影响,从而引l雷电袭击事故,给人们的生活、工作以及学习带来严重影响,所以必须做好建筑物弱电机房的雷电防护工作。基于此,本文展开探究,希望能够为今后的相关实践研究提供一定的参考依据。
1.建筑物弱电机房中雷电侵入的主要形式
要想做好防雷电袭击工作,首先需要对雷电的侵入有所了解。通常情况下,建筑物弱电机房电子信息系统遭受雷电袭击的情况多种多样,如直接雷击、雷电电磁冲脉,另外还有接闪器接闪后由接地装置引起的地电位反击。这样一来,在进行雷电防护时,除了要考虑直接雷击之外,还应当注意雷电电磁冲脉以及地电位反击的防护[1]。所以,工作人员一定要实施跟踪防护,确保防雷电效果能够达到预想状态。图1是建筑物弱电机房中雷电侵入的主要形式。
2.建筑物中弱电机房的雷电防护设计分析
2.1 直击雷的防护
机房应当尽可能地设置在具有直击雷防护装置的建筑物中。直击雷防护装置的构成主要有四个部分构成,一是避雷网,二是避雷针(接闪器),三是引下线,四是接地装置[2]。在弱电机房中,引下线可以是建筑物立柱内的钢筋,这样可以节省成本,还可以起到非常好的效果。对于接地体,可以使建筑物的基础钢筋,也可以是单独布置联合地网,将雷击电流引入大地。
2.2 雷电感应防护
雷电感应一般以电力电缆、电信电缆、天馈线等为载体侵入机房。电力电缆具有传输距离长、传输消耗雷电波小的特点,所以雷电波沿电源线侵入机房引发的后果非常严重。根据相关数据显示,通过电力电缆侵入机房造成的雷击事故占据了所有机房雷击事故的4/5左右。这样的数据说明了,在进行雷电防护时,一定要将雷电感应防护视为雷电防护的重点。雷电还可以通过空间感应侵入弱电机房的内部线路,由于机房中的许多系统设备的电子模块不具备较强的抗压能力,在缺乏合理的处理措施时,也会造成不同程度的设备故障。
弱电机房雷电感应防护过程中应当把握好两个方面。第一,线缆屏蔽、线缆接地,这点对于进出机房的电缆尤为重要,必须具有金属屏蔽层或者敷设在金属管内埋地进出,屏蔽层或者金属管进出时酒精接地。第二,了解电缆的不同需要,针对性地加装瞬态电涌保护器。
2.3 电源部分的雷电波防护
对于电源部分的雷电波防护,国家已经出台了相关的法律法规,就建筑物弱电机房中电源部分的雷电波防护提出了几点要求,要求如下:
第一,进出机房的配电线路,必须采取用金属屏蔽的铠装电缆敷设在金属管内,金属屏蔽层的两头就近接地。
第二,为了实现多级防护,根据级别的不同,在电源设备前加装电源类SPD。
第三,加装具有15KA放电电流的限压型SPD于低压电缆引入配电箱或者交流稳压器内。
第四,安装具有放电电流3KA的SPD于机房主控和监控计算机等重要设备的电源插排内。
实际上,SPD的实际放泻能力和安装方式关系非常密切,工作人员在安装过程中应当尽可能地将SPD和接地汇流排连线的长度缩短,也就是说应当坚持“就近原则”,将SPD接入就近的插排中[3]。SPD的布置过程中,采用多级布置的形式能够最大限度地减少引线电感带来的额外电压,这主要是因为前级SPD将绝大部分的雷电电流泄放入地。要想确保SPD的泄放能够遵循从前到后的顺序,工作人员就必须将各级SPD之间的配电线路长度控制在5m以上[4]。图2是建筑物弱电机房的综合防雷系统。
3.设备接地与等电位联结
建筑物弱电机房的雷电防护工作是否行之有效,除了上述提及到的几方面内容之外,接地和等电位的工作是否到位也是影响雷电防护工作的重要方面。在雷电侵入弱电机房时,接地和等电位能够将雷电引入大地,保证设备的安全使用,也保证了工作人员的生命安全,同时还能使得各类接地获得一个基准电位,减少设备的异常情况出现,保证设备的正常运行。
建筑物弱电机房的等电位联结应当与共用接地系统连接,以此消除电位差,避免地电位反击情况的出现。通过合理的等电位联结,能够对空间雷电电磁脉冲的屏蔽和改善设备所在空间电磁环境的作用[5]。另外需要注意的是,接地引下线的使用,首先应当考虑自然的建筑物接地体,比如前文提及到的立柱内钢筋、立柱底部的主筋等,在立柱接地面部位设置接地引出点,用铜条与其可靠连接作为接地母排。
4.结语
总而言之,建筑物弱电机房雷电防护是一项系统的、较为复杂的工程,要想降低雷电对弱电机房系统设备造成的危害,就必须全面地、多角度地认识雷电侵袭的类型和原因,通过对雷电侵入的认真研究和分析,针对性地采取雷电防护措施,及时建立起必要的保护设备,最大限度地减轻雷电对建筑物弱电设备带来的影响,使得弱电系统能够充分发挥出自身的价值作用,从而保证系统的安全运行,确保工作人员的安全。
参考文献
[1] 孟凡灿.电子信息系统弱电机房防雷接地技术分析[J].城市建设理论研究:电子版, 2016,24(12):125-126.
[2] 赵涛,徐萌.建筑物弱电机房的雷电防护技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2016,48(22):178-179.
[3] 谢征.现代建筑中弱电机房的雷电防护技术[J].现代建筑电气,2013,4(10):6-8.
【关键词】住宅;室外规划;弱电系统;有线电视系统;配置规划
1 引言
随着社会经济的不断发展,越来越多的小区都向智能化方向发展。怎样去建立怎一个统一协调的、真正的数字化生活区,将对智能化的设计人员是一个挑战性的问题。本文就是以这个问题为切入点,提出大型或超大型智能小区概念性规划设计的思想,这不是对智能住宅区具体内容实现的介绍,而是一种宏观的粗线条的规划说明。对于规模较大,或系统复杂的住宅区智能化建设,这种总体的规划设计是相当重要的,它也是以后做深化设计的指导纲领,因此在整个设计阶段具有十分重要的意义。
2 住宅区室外规划
2.1 住宅区分解规划
对于超大规模住宅区,土建在总体规划时,一般是把住宅园区划分为多个大块,通常叫组团,组团有大有小,每个组团的定位也不同,有别墅区,有高层住宅区,有多层排屋区等。一般每个组团有明确的园区主干道相互分隔,组团边界也可能会有隔离墙或栅栏等。我们的智能化工程在总体规划时也要做相似的划分:一是根据地理位置上的组团划分来规划智能化系统,二是根据管理的方便来规划智能化系统。
2.2 弱电机房与物业管理用房的规划
2.2.1 弱电管理机房的规划
(1)组团机房:当组团规模较小时,一般设置1个弱电机房,当组团规模较大时,可设置2~3个,具体可以根据实际情况来定。
(2)住宅区总机房:根据组团分布和组团机房分布情况,确定总机房位置。
(3)做机房位置选择时主要技术要求:
①组团机房位置尽量位于该组团地理中心位置,总机房位置尽量选择在整个园区相对中心位置。
② 由于大规模的住宅区一般是由多期完成,所以选总机房位置是最好在整个园区的一期工程范围之内,便于同一期工程同期建设和同时投入使用。如果一期过于边远,可以考虑机房只做过渡性总机房,待最适宜做总机房的组团开始施工时,再做总机房任务转接。考虑到市政电信管道引入的方便或以后不做大的改动,对后一种情况必须对市政电信管道的引入方向必须认真细致的研究设计。
(4)机房要求:总机房常划分有线电视机房、网络机房、监控机房以及其他辅助机房等。面积最好在50m2 以上。组团机房规模相对比较小,但也是本组团内弱电集中管理所在,而且也是机房维护人员工作休息场所,所以面积也不能太小,最好在20m2 以上。
2.2.2 物业管理用房的规划
对于超大规模住宅区,面积很大,所以物业管理也是一种分级结构,在住宅区设计一个物业管理中心,在每个组团内部设计一个物业管理办事处,以物业管理中心为核心,以各物业管理办事处为分支点,通过内部局域网相互连接,形成一种星型布局,分散式集中管理的模式。物业管理中心根据物业管理公司规模来确定。物业管理办事处办公用房大小根据承担的业务和配置的人员数量来确定。
2.2.3 弱电机房和物业管理用房的关系
一般一个组团设置一个物业管理办事处,位置最好与弱电机房相邻。对有多个弱电分机房的组团,物业管理用房应与最主要的一个弱电机房相邻。如果其中一方空间足够大,两者也可以设置在一起。
2.3 总管线路规划
整个园区以总机房为中心,分机房为支点成星型布局,所以主干管线走向也以总机房为中心向各个组团分机房敷设,其中总机房只对分机房敷设管线,而不直接向各个建筑物敷设管线(除总机房所在组团外)。组团内部以组团机房为中心向本组团内各个建筑物敷设次主干管线, 主干或次主干管线线缆根据需要选用光缆或铜缆, 敷设管线沿园区主干道路暗管敷设, 每隔30~40m 设置手孔井或人孔。在景观要求严格的组团,手孔尽量布置在绿化带内,且使用下沉式井盖,上敷绿化植被。另外,在一期中完成的预埋管道,必须为后期管线敷设留有充分的余量,并预留备用管道。对管线设计中的具体要求可以参照相关规范,这里不再深入叙述。
3 弱电系统配置规划
3.1 市政弱电系统
住宅区内与区外需要信息交互的系统主要是市政弱电,即电话、电视、宽带网络三部分,其物理链路是实现系统集成的基础,也是住宅区建设的重要基础设施。
3.1.1 电话系统
由市局引入语音电缆进入总机房语音总配线箱,由总配线箱向各组团分机房引一条语音大对数电缆。由组团分机房配线箱引出多条小对数的语音电缆到各栋建筑。对于高档别墅组团区的住户,从总机房到入户,语音线对容量不少于该组团住户数量的2 倍。对于普通住宅区组团,从总机房到该组团分机房大对数电缆容量按照该组团住户数量的1.4~1.6 倍计算,组团分机房到每栋建筑楼的大对数电缆容量按每栋住户数量的2 倍计算。
3.1.2 有线电视系统
市有线电视光信号接入总机房,再由总机房向各组团分机房布设光纤,在分机房内经光电转换设备后向各栋建筑引同轴电缆,提供有线电视电信号。
3.1.3 宽带网络系统
目前用于住宅区宽带接入的方式常见的有三种方案:
(1)ISDN 和XDSL 接入方案:这种方式可以充分利用电信部门现有资源,不需要专门布线,收费可以包月计费,速率可达1 ~ 4Mbps。缺点是用户需要配置MODEM 接入设备,而且对多媒体信息双向传输有局限。目前这种方案多用于零散客户宽带接入、旧房改造或宽带需求不高的住宅区。在规模型住宅区不建议使用。
(2)使用HFC 方案:该方案除了造价问题外,由于使用树形网络结构,传输速率取决于同一光节点下的用户数,用户数增多时,传输速率下降严重,所以速率不稳定。
(3)以太网接入方案:该种方案使用专线接入ISP 网络,是目前住宅区最常用的宽带接入方式。对于大规模住宅区是最合适的选择。一般在住宅区附近都有电信的光纤公网,通过千兆位光换机,直接与小区以太网进行接口,实现FTTC+LAN接入。从总机房到各组团分机房,使用千兆位以太网交换机互联,组团分机房到楼栋设备间实现100Mbps 互联,主干线缆使用光纤传输。住户可以实现独占10M/100Mbps 的数据传输速率。另外,整个园区构架自己的网站也是很有必要的,但考虑到运营管理成本,可以委托电信公司管理或建立虚拟局域网。
3.1.4 市政弱电系统规划需要注意事项
(1)在考虑设计有线电视双向传输时,必须清楚有线电视台双向CATV 可开通供住宅区使用的技术条件是否满足。
(2)在选择宽带网络接入方案选择时,需要了解电信公司可供住宅区通信使用的资源;如ISDN、ADSL、DDN 等。
(3)为减少建设方的成本,计算机网络系统、电话通信系统、有线电视系统主干可以让电信、广电等相关部门来进行设计、施工以及运营管理。
3.2 组团间部分弱电系统
这部分弱电规划在住宅区总机房进行管理。
(1)广播与音乐系统:在绿化景观地带、休闲广场、娱乐场所等不属于组团但又需要音乐营造优美环境的地方,配置与环境相协调的广播与音乐系统。
(2)电视监控系统:住宅区内公共道路、休闲广场、娱乐场所、园区出入口等处设置高速球型摄像机进行实时监控。
(3)汽车道闸系统:在住宅区出入口设置有人值守汽车道闸系统,采用感应式读卡器。允许行人自由出入,对货车或商贩限制进入。对本小区内住户车辆或有出租卡车辆可以刷卡不计费进入。对外来车辆可以通过办理临时登记卡不计费进入园区。这种方案有助于园区内的学校、商店、医院、娱乐等公共服务设施面向整个社会服务,扩大园区服务对象,也便于对进出园区的车辆等有限制管理。
(4)公共设备监控系统:对住宅区范围的公共设备实行设备监控管理,比如给排水、公共照明、供配电等系统实行设备监控。
(5)LED 显示系统:在娱乐场所,园区出入口设置几块大屏,不仅可以用于小区宣传广告,信息,也有助于塑造园区形象。在物业管理中心室外也可设置适当尺寸规格的大屏用于信息。另外,可以考虑设计一套人员车辆引导系统,可以在整个住宅区使用,也可以根据个别组团需求来规划设计。
3.3 组团内部分弱电系统
3.3.1 安防系统
安防系统是住宅区的第一需要。整个住宅区按照五层防范来规划(其中消防作为火灾防范措施,是由消防部门强制规划设计,在这里不做探讨)。第一层是整个园区防范,采用半封闭式设防理念,即在进入园区的主要出入口设置有人值守汽车道闸管理系统,对进入园区的车辆和人员进行有限制通行。第二层是组团防范,该层采用全封闭式管理理念,在组团围墙上设置周界报警系统,出入口设置门禁/ 对讲/ 汽车道闸管理系统,分别对进入组团的车辆人员严格限制通行。第三层是在组团内部广场,道路等处设置视频监控系统,在一些死角实行电子巡查。第四层是以大楼等建筑物为界,在进入单元的大门口设置门口对讲机,在地下车库出入口设置停车管理系统,在地下停车场通向住宅楼的地下出入口设置门禁系统。该层防范最重要,可以让上门推销或司机、做案人员等在未经住户确认同意的情况下阻挡在大楼外。第五层就是以家庭为单元的防范措施,该层防范可以由完善的智能家居系统实现,也可以只做简易的安防报警系统,具体根据住户需求来定位。对高档组团,由于围墙可能为景观性围墙,安装对射等设备不太方便,也不美观,所以可以使用8 光束以上灯杆式红外栅栏,即可与环境协调,又能达到警戒的目的。
3.3.2 物业管理系统
以组团局域网为基础,建立组团物业管理系统,并与物业管理中心通过住宅区局域网实现信息交换与共享。
3.3.3 自动抄表系统
自动抄表系统虽然已是成熟的技术,但由于水、电、气分属于不同主管部门,所以普通弱电集成商很难在小区内实施真正的三表自动抄送系统,具体的设计施工,需要与这些主管部门作好沟通协调后确定。
3.3.4 其他弱电系统
还有背景音乐、公共设备监控、一卡通门禁对讲等系统,这些系统的做法可以按照常规进行设计,这里不做叙述。
3.3.5 组团内与组团间部分弱电关系对于组团内部范畴的弱电管理集中在本组团机房,组团间部分的弱电管理集中在总机房,两部分相对独立管理。总机房不直接对其它组团内终端设备连接,但可以通过住宅区局网和组团分机房进行远程控制和数据查询。安防系统配置的保安人员(如电子巡查)也应该按照组团配置,实行来相对独立的管理方式。
3.4 室内部分弱电系统
对于高档住宅组团或家庭,可以按照智能家庭布线设计来实现家居智能化。家庭中所有各类电子设备可以通过家庭网络布线实现相互通信,并可以通过家庭物业总线和小区局域网相连,实现网上物业和其他信息服务。
4 结束语
住宅区智能化系统工程的建设是一项系统工程,许多方面在国内还处于不断摸索发展的阶段,随着设备的技术进步和用户需求增长,智能化的建设将不断得到充实和完善。但住宅区的本质是以生活服务为中心,所以智能化系统工程的实施必须以人为本,通过在住宅建筑环境平台上实现建筑功能和智能化功能的统一,以营造以人为本的信息化住宅区为目的,智能化系统工程的规划设计才更有意义。
参考文献:
[1]洛雁 陈小兵 吴琦炜 陈勇.住宅小区智能化弱电系统设计若干问题探讨 .[J]A智能建筑.2003(07 )
关键词:高层建筑,防雷接地,设计要点,施工要点
Abstract: with the development of high building and intelligent, building lightningproof system within the building to top the electronic system and personal property safety protection seems more and more important, if design or construction installation is undeserved, be more easily import instead of lightning. Therefore, exploring new high-rise building lightning protection become the very important topic. This paper first introduced the high-rise buildings lightning protection equipment component, and then analyse the high-rise building lightningproof grounding design points, finally the high-rise building lightningproof grounding construction points are discussed.
Keywords: high buildings, lightningproof grounding, key points of the design, construction points
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
随着高层建筑及智能化的发展,各种电器设备不断增多,一旦电子设备和网络系统受到雷击,后果将会十分严重,这些都对建筑防雷保护带来新的挑战。因此,设计好安全可靠的防雷接地系统并确保其施工质量,是保证高层建筑安全使用的关键阶段。
一、高层建筑物防雷装置的主要组成部分
防雷装置主要包括接闪器、引下线和接地装置三部分。其中接闪器,又被称之为接受雷装置,是接受雷电流的金属导体,安装于高层建筑物的顶端。引下线也叫引流器,主要是把雷电流从接闪器引入到接地装置的金属导体,一般是敷设在外墙面或暗敷在混凝土的柱子中。接地装置就是埋入地下的接地导体和垂直打入地下的接地体的总称,主要是将雷电流导入到地下。
二、高层建筑防雷接地设计的要点
1.防止直击雷的设计要点
防止直击雷的措施主要是设置接闪器,接闪器主要有避雷针,避雷带和避雷网三种形式。有的高层建筑物在设计时出于美观考虑,不安装避雷针,则可使用避雷带和避雷网进行防雷。因此在设计时要根据建筑物的设计需求选择适当的接闪器装置,接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求,还应有足够的热稳定性,以能承受雷电流的高温高热破坏。对于引下线的设计应优先考虑建筑物钢筋混凝土柱或剪力墙中的主钢筋,也可以设计消防梯,钢柱,金属烟囱等作为引下线。接地装置的设计应优先考虑建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋。如果有钢筋混凝土地梁时,应将地梁内钢筋连成环形接地装置,若没有钢筋混凝土地梁时,则可以在建筑物周围无钢筋的闭合条形混凝土内,用镀锌扁钢直接敷设在槽坑外沿,形成环形接地系统。
2.防止侧雷击的设计要点
钢构架和钢筋混凝土的钢筋必须设计成互相连接,30m以上外墙上的栏杆,门窗等较大的金属物应设计和防雷装置相连。对于竖直敷设的金属管道以及金属物顶端和底端都应设计成与防雷装置相连接;对于没有组合柱和圈梁的建筑物,应每隔3层在外墙内敷设一圈镀锌圆钢做均压环,有组合柱和圈梁的建筑物,可以利用圈梁的钢筋做均压环。同时,建筑物内的各种竖向金属管道每隔3层都应与均压环进行一次连接,均压环应和防雷装置的引下线进行连接。
3.防雷电感应和雷电波侵入的设计要点
建筑物内的设备外壳,管道,构架等主要金属物,都应与防雷接地装置或者电气设备的保护接地装置相连。平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等较长金属物,净距离大于10cm应采用金属线跨接,跨接点的间距不应大于30m,交叉净距离小于10cm时,交叉处也应跨接。若低压线路全线以电缆敷设的方式进行直接埋地引入,应在入户端处将电缆金属外皮或保护钢筋接至防雷接地装置上。如果通过架空线或护套电缆穿钢管直接埋地引入时,应换接50m的电缆进户,并在电缆交接处安装好避雷器,以免将雷电流引入地面,破坏建筑物或危害人身安全。
三、高层建筑防雷接地施工要点
1. 基础接地体
基础接地的主要作用,是将击中建筑物的雷电流通过避雷网、引下线等泄放入大地,其施工质量直接影响到建筑物的防雷安全,是防雷接地系统中至关重要的部分。在防雷引下线所在的轴线上选择固定位置上的两根基础钢筋将封闭环和引下线焊接起来,焊接后的钢筋混凝土基础底板便是一个自然的基础接地体。为了使接地电阻值降低,高层建筑的接地体必须与基础混凝土桩相焊接,或者将接地体与围护桩相连接。接地装置、接闪器接地电阻测试不宜超过1Ω;金属门窗、电气设备、卫生间金属设备、金属管道等电位联接接地电阻测试不得超过1Ω。当基础混凝土浇注完7天后,应安排专业的施工技术人员、监理人员进行接地电阻测试,若电阻测试值小于1Ω,所形成的接地体方为合格。
2. 防雷引下线
防雷引下线宜选择以设计平面图中指定柱子固定方向和位置的两根螺纹钢筋为引下线,并确保不同柱子所选定的引下线在柱子截面中的位置相同,这样便于施工。同时要特别注意, 当利用混凝土柱内钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接卡, 供测量、接人工接地体和做等电位连接用。
3. 防侧击雷避雷带
高层建筑超过30m以上的部分应每3层利用建筑物的外缘圈梁钢筋与引下线焊接形成一个闭合的均压环, 钢筋连接全部采用搭接焊, 搭接焊长度和焊缝要求同接地体的施工要求, 制作环行闭合的避雷带。超过30m以上的建筑物外檐金属门窗都应采取防侧击雷措施。可以使用直径10mm的圆钢和顶板圈梁的均压带焊接相连,向下引至建筑物外檐的金属门框或者金属窗框并进行焊接相连。对于建筑物屋面的避雷带的施工应采用热镀锌扁钢(- 40×4 mm)与防雷引下线进行焊接相连后暗敷设至屋面抹灰层内。网状接闪器则可以使用直径12mm的热镀锌圆钢制成,明装在建筑物顶部的女儿墙上。对于突出屋面的金属管道,金属门窗以及其他不带电的金属体都应和暗装避雷带焊接相连,保持与防雷接地体系通路状态。
4.各类弱电机房的防雷接地
弱电机房包括: 电话机房、电脑机房、消防总控制室和有线电视机房等。在基础接地体施工时用热镀锌扁钢与基础接地网焊接相连,接地点位置应与强电连接点保持在10m以上的距离, 禁止强弱电共用一根镀锌扁钢。接地扁钢引至弱电竖井, 在弱电竖井距地30cm处利用镀锌扁钢制作安装一个等电位接地网, 接地网向上沿墙明敷设到竖井顶部, 各个弱电机房单独敷设一路管线从机房等电位接地箱引到弱电竖井并与竖井内接地母排做可靠电气连接, 各种弱电设备利用双色软铜线与等电位箱内接地母排相连, 每台弱电设备的接地线都应保持独立, 禁止多台设备共用, 甚至串联接地线使用。同时禁止多个弱电机房共用一路分支接地线。
总之,防雷接地系统是在建筑设计和施工中不容忽视的重要节点,因此在设计系统时务必安全可靠,同时做到全面的技术交底,施工时保证施工质量,才能有力保障建筑物使用安全和人民生命财产安全。
参考文献
综合布线系统(PDS)是智能办公楼内部各系统之间、内部系统与外界进行信息交换的硬件基础,是现代化办公内部的“信息高速公路”。根据一般农业科技中心的应用特点,综合布线需分为语音网、数据内网、数据外网和数字电视网。语音网为今后电话通讯等服务的网络,数据内网主要为农业科技中心内日常办公管理等服务的网络,数据外网主要为今后因特网的应用;数字电视网主要为今后数字电视的应用而考虑先布线到每个有线电视信息点。设计方案多采用灵活的星形拓扑结构,通过在分配线间进行跳接通讯设备或网络设备构成不同的逻辑结构,既适合电话语音系统的需求,又适合计算机网络系统数据通讯的要求,使得用户能根据不同工作需求方便组网和使用信息点。系统将所有语音、数据设备的布线组合在一套标准的布线系统上,并且将各种设备终端插头插入标准插座,而且该系统不仅能支持一般的话音、数据传输,还能支持多种网络协议,不同生产厂商机器的互连,可适应各种灵活的、容错的组网方案。整个系统采用6类非屏蔽系统,能支持语言、数据、图像、监控系统中信号传输的要求,为综合型、开放式结构,易于扩展、变更。具有良好的安全性和可靠性,良好的经济性和适应未来的先进性,桌面可以支持千兆以太网应用。农业科技中心信息点的设置需考虑今后数字电视的应用,统一考虑数字电视网络信息点的设置。
1.1工作区(WorkLocation)子系统
工作区子系统是工作区(各个用户)内终端设备连接到信息插座之间的设备组成,包括信息插座、连接软线、适配器等。根据农业科技中心的功能特点,信息点统计按照建筑弱电设计规范及相关的设计经验得出,一般布点原则:标准办公室点位可按照2个内网、2个外网、2个语音进行设计;领导办公室可以按照1个内网,1个外网,2个语音设计;休息室按照1个内网,1个外网,2个语音设计;会议室、展厅等场所根据使用面积进行设计,考虑适当预留;所有有线电视信息点旁设置1个网络信息点,满足今后数字电视的应用。
1.2水平(Horizonta1)子系统
水平布线线缆均沿各层的地面或吊平顶中布线,最大的水平线缆长度不超过90m。根据EIA/TIA568标准和ISO/IEC11801国际综合布线系统标准,在工程的水平布线系统中信息插孔采用RJ45的标准插口,水平线缆采用六类4对UTP,带中心十字骨架。
1。3管理(Administration)子系统
管理子系统是干线子系统和水平子系统的桥梁,同时可为楼层组网提供条件,包括双绞线跳线架、跳线(有快接式跳线和简易式跳线之分),在有光纤需要的布线系统中,还应有光纤跳线架和光纤跳线。当终端设备位置或局域网的结构变化时,有时只要改变跳线方式即可解决,而不需要重新布线,起着管理各层的水平布线连接相应网络上的作用。农业科技中心的每3层楼弱电小间设分管理间IDF作为二级交换管理间,用来管理布线系统。
1.4干线(Backbone)子系统
通常由单体建筑设备间至各层分配线箱,采用大对数的电缆或光缆,两端分别端接在设备间的跳线架上,为建筑物提供干线电缆路由。语音垂直主干采用三类大对数电缆。数据垂直主干考虑到今后网络的扩展,采用2根6芯室内多模光纤。
1.5设备问(Equipment)子系统
采用跳接式配线架连接主机和网络设备,由设备间中的电缆、连接跳线架及相关支撑硬件、防雷电保护装置等构成,可以说是整个配线系统的中心单元。因此,其布放、选型及环境条件的考虑恰当与否,直接影响将来信息系统的正常运行及维护和使用的灵活性。语音总配线架采用交叉连接配线架,连接来自各管理间的语音干缆,数据总配线架采用l9”光纤配线架连接来自各管理间的光纤。
1.6建筑群(Campus)子系统
建筑群子系统将多座建筑物的数据通信信号连接成一体的布线系统,可以采用架空或地下电缆管道(或直埋)敷设的室外电缆和光缆互联起来。此外,还需设有防止电缆的浪涌电压进入建筑物的电气保护装置。
2农业科技中心有线电视系统
有线电视机房可以设在弱电机房,信号源主要为有线电视台信号。电视信息点数共为40个,点数分布为会议室、餐厅、领导休息室、活动室等。放大器、分支分配器采用美国杰士美产品,所选产品的性能符合国家标准。考虑到今后数字电视的应用,每个有线电视信息点旁都需单独配置1个数据信息点。该数据信息点在综合布线系统中统一考虑。有线电视系统设计为双向邻频传输系统,带宽为5~860MHz。其中,上行频段为5~65MHz,87~550MHz为电视广播信号传输,550~750MHz为数据信号传输,卫星电视安排在450~550MHz频段,调频广播频段为87—108MHz。在系统设计中应考虑电平的双向计算和“漏斗效应”问题。室内垂直水平主干线缆采用SYwV-75-7,在垂直、水平桥架内敷设。集中分支分配引至用户终端的线缆采用SYwV•75—5。所有的放大器、分支分配器均采用双向传输型。宽频带放大器、混合器等设备带宽达860MHz;分配器、分支器、终端出口等设备带宽应达到1000MHz;用户分支分配器隔离度>30dB。图象主观评价不低于4级;用户终端电平68±5dB;邻频电平差≤2dB;系统电平差≤12dB;系统载噪比I>43dB;组合3次差拍比CTB系统载噪比1>54dB;邻频抑制比>160dB;甚高频段频率偏移≤20KHz;图象伴音功率比为10~20dB。
3农业科技中心综合管路系统
弱电系统是现代建筑物内的综合系统工程,包括与大楼内建筑体、变配电、供气、照明等设施有关的安全防范系统、有线电视系统、结构化综合布线系统、安保监控系统等。大楼弱电系统对建筑物来说是一个整体,从管理、控制机房、弱电管道到各信息点或控制点都有相关的路由。这些路由按一定的规律,合理有序、有机地通过弱电系统的综合管路安置在大楼内。综合管路系统的设计,可以合理地建立弱电系统的公共通道。综合管路的内容包括了与整个弱电系统相关的弱电预埋管、预留孔洞、弱电竖井、桥架、管路及系统的电源供应、接地、避雷、屏蔽和机房。综合管路的设计和施工还牵涉到其他管路(如暖通、给排水和强电)和建筑功能的综合配管或调整。结合农业科技中心的建筑特点,进户管线采用地下进户方式,地下进户管应埋出建筑物散水坡外1m以上,户外埋设深度在自然地坪下0.8m。当进线电缆数较多时,建筑物户外应设人孔。垂直干线敷设采用弱电桥架(线槽)的方式,可以大量减少预埋管路,方便建筑施工,并且可避免预埋的盲目性造成的损失,修改管线和维修都很方便。水平子系统采用走吊项的轻型装配式电缆桥架的方案。装配式槽形电缆桥架是一种闭合式的槽架,安装在吊项内,从弱电井引向各个设有信息点的房间,再由预埋在墙内的不同规格的线管,将线路引到墙上的暗装铁盒内。
4农业科技中心计算机网络系统
农业科技中心计算机网络系统的建设包括农业局、农科所网络的建设。中心机房设备包括中心交换机和防火墙,适应农业科技中心内部网络和因特网络管理要求;楼层交换机按照农业局和农科所各不少于100个用户端口配置;应用服务系统服务器今后另行采购。所有交换机之间的连接采用具备3层交换功能的千兆传输模块。二层交换机具有千兆端口上联的多层交换机,具有良好的可靠性和冗余性。防火墙采用百兆防火墙,网络接口卡支持百兆以太网网卡,支持模块化的结构,可通过加插模块的方式进行LAN接口的扩展。
4.1核心交换机主要技术参数要求多层路由交换,每个交换机最大12个千兆端口,4个1000BASE—T组合端口,支持虚拟堆叠和物理高速堆叠,背板带宽24Gb/s,包转发速率17.86Mp/s,提供包括二、三、四层的多层访问控制列表、通过TACACS+和RADIUS服务的802.1x用户认证,提供广泛的、支持GARP/GVRP和802.1Q的VLAN。
4.2接入层交换机主要技术参数要求24/48口100M,2口1000BASE—T及2口1000BASE—T/SFP组合端口,交换能力12.8/17.6G,包转发率9.5/13.1Mp/s,MAC地址表:8K,支持802.1d/w/s多种生成树协议及环回监测功能,支持802.3ad链路聚合功能,每台交换器可设定6组链路,每组8个端口,支持多对一端口镜像功能,支持802.1QVLAN及GVRP功能,4KVLAN组,支持Radius、TACACS+认证机制,提供端口安全性、802.1x端H/MAC存取控制、802.1xGuestVLAN、广播风暴抑制、TrafficSegmentation、Safeguard引擎等安全机制。
4.3防火墙主要技术参数要求2个WAN口、7个LAN口、1个DMZ口,整合Firewall、VPN、Router于一体,防火墙包过滤速度150Mb/s以上,同时会话数25000笔以上,可支持300个VPN通道,支持ZoneDefense联动预警机制,内建入侵防御系统,并可自动更新入侵特征数据库,支持服务器流量负载均衡,可阻止实时通讯软件、P2P应用,防御DoS及DDoS及网络病毒攻击,通过ICSAFirewall,ICSAIPSec等国际认证,无使用人数限制。
5农业科技中心安防系统
根据农业科技中心建筑规划的特点,大楼内部安保系统不仅要求美观,更要求具有安全性和可靠性,为了确保大楼的安全以及保证工作人员及宾客的生命和财产安全,在意外情况发生时,避免事态扩大、及时得到控制,建立以闭路电视监控系统为主的防范综合系统,使其具备完善、科学化和现代化的管理手段和严格的保安防范措施,采用全方位、全天候、集防盗、防抢、监控于一体的立体安全防范系统。安防管理系统由闭路电视监控系统和防盗报警系统构成。闭路电视监控系统主要考虑在门厅、停车场、走廊、主要出入口、电梯等重要部位设置监控点;防盗报警系统主要考虑在财务室等重要部位设置报警点。安防机房设在一层消控中心。根据需求,确定大楼共需要彩色半球摄象机47个,彩色枪式摄象机10个,室内高速球摄象机2个,室外高速球摄像机4个,电梯摄像机3个。中心设备主要为数字硬盘录像机,集视频多画面分割、切换显示、数字视频移动报警、报警联动、图像压缩/恢复、数字硬盘录回放、资料备还原、智能搜索、远程登录访问/控制等多功能于一体。现场监视、硬盘录像和资料备份、智能回放、远程登录访问等5种功能可同时同步进行,智能自动化程度特别高,大大减少了手工操作,从而实现无人值守的目的。财务室设置红外报警探测器1只。报警主机键盘与监控系统设计在一楼的消控机房内。
6农业科技中心公共广播系统
为了完善现代化办公环境,并为农业科技中心增添几分温馨和舒适,同时也为科技中心信息提供便捷的途径。根据农业科技中心的实际需求,针对走廊、大厅、餐厅和室外环境等场所,设计农业科技中心公共广播系统,功能包括背景音乐广播和紧急广播。扬声器主要分布在科技中心的公共场所,如走廊、大厅、餐厅、室外绿化带等,室内选用吸顶扬声器,室外选用防水扬声器。平时可以联成一个整体或分区播放音乐节目;当通知时,播音人员可以将当前背景音乐状态切换到广播状态,消息和通知;预留紧急广播功能,如发生火警时,可立即切换为消防广播,指挥人员疏散。公共广播系统的声源包括CD机、双卡录音座、FM收音机、话筒等,并留有消防、紧急广播接口,能被消防广播强制优先接管,符合消防紧急广播规范。
7农业科技中心系统
为保证各子系统的弱电设备在突然断电的情况下保持正常工作,设置UPS不间断供电系统。UPS系统可位于消控机房,采用三进单出在线式供电方式,配置总容量为10kV,后备时间为2h。需要UPS供电的系统为视频安防监控系统设备。
8农业科技中心防雷接地系统
根据所在地区的雷电等级与设计单位设计的建筑防雷接地系统,设计弱电的防雷系统,并对整个智能化系统及弱电机房和弱电间进行完整的接地设计,以保证智能化系统安全运行。具体要求为:弱电系统与楼内其他电气系统共用一个联合接地体,其接地电阻不大于1Q;各弱电机房接地引线应采用铜导体;机房设有连接基础体的接地端子箱局部等电位接地网,机房内所有设备和箱体需接地部分都用BVR16、BVR6平方导线接到等电位接地网;UPS电源系统应采用重复接地。在大楼内各弱电间内分别设一根连接基础接地体的接地铜排30×3mm,作为弱电竖井的垂直接地干线;各弱电配电间内分别设立一接地端子箱。桥架之间用6mm编织铜带进行连接,水平及垂直桥架用BVR一1×6的导线与接地端子箱连接。机房内考虑三级防雷,要求保护各网络机房、弱电机房设备及计算机网络主干设备的电源防雷保护。所有弱电间内均需安装设备供电电源避雷。
关键词:智能楼宇;电气系统;设备安装;施工管理;质量监控
1建筑系统主要部件安装要求
电气工程是一个复杂的系统工程,强电系统主要有:干式变压器、柴油发电机、高压配电装置、低压配电盘、电线电缆及动力照明等。进线系统一般为二路10KV独立电源进线,分列运行,自动切换;配电系统大部分采用双回路自动切换方式,应急电源除了箱内设置自动切换及整流装置外,还可能设置多套UPS电源。
智能建筑中的弱电主要有两类,一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流及直流之分,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。
2强电系统
2.1配电箱安装要求
配电箱是接受电能和分配电能的表量也是电力负荷的现场直接控制器。要使工程中的动力、照明以及弱电负荷能正常工作,配电箱的工作性能至关重要。建设方、监理方应对现场的配电箱按设计逐一核对,纠正开关容量偏大或偏小、回路数不够的错误。电气设备的上下级容量配合是相当严格的,若不符合技术要求,势必造成系统运行不合理、供电可靠性差,埋下事故的隐患。
2.2配电装置安装要求
配电装置是电气工程的核心,对配电装置从设备进货到安装调试,要严格按图施工和规范验收。大楼内变压器、高压开关柜、低压开关柜等设备都比较先进,但也容易出现一些技术性问题。在实际工程中,常常会发现低压开关柜内回路开关的动作整定电流及设计不符、供货的开关大小满足不了要求等现象。
因为整定电流是保护下级设备和电缆的动作值,整定电流小了,开关容易跳闸、停电;整定电流大了,系统出现过载和非金属性短路时开关不跳闸,造成人员和设备的安全事故,施工中来不得半点马虎。在监控过程中应仔细检查,核对图纸,消除事故隐患。
2.3电缆安装要求
电缆是输送电能的载体,若质量不高,就会造成火灾等事故的频繁发生。工程中使用的电缆绝大多数是沿竖井、桥架和沟道铺设,电缆集中、数量多,规格从4mm2~185mm2的三芯至五芯电力电缆不等,如不分明别类,严格审查,就会出现施工混乱、以次充好,造成运行中电缆过热发生危险的现象。
3弱电设备
3.1 BAS线路安装要求
在BAS进行布线时,要注意某些线路需要专门的导线,如BAS的通信线路、温度湿度传感器线路、水位浮子开关线路、流量计线路等,它们一般需要屏蔽线,或者由制造商提供专门的导线。
电源线及信号、控制电缆应分槽、分管敷设;DDC、计算机、网络控制器、网关等电子设备的工作接地应连在其他弱电工程共用的单独的接地干线上。智能建筑中安装有大量的电子设备,这些设备分属于不同的系统,由于这些设备工作频率、抗干扰能力和功能等都不相同,对接地的要求也不同。在安装中,按下述方法进行接地:
3.1.1电子设备的信号接地、逻辑接地、功率接地、屏蔽接地和保护接地,一般合用一个接地极,其接地电阻不大于4Ω电子设备的接地及工频交流接地、防雷接地合用一个接地极时,其接地电阻不大于1Ω。屏蔽接地如单独设置,则接地电阻一般为300Ω。
3.1.2对抗干扰能力差的设备,其接地应及防雷接地分开,两者相互距离宜在20m以内,对抗干扰能力较强的电子设备,两者的距离可酌情减少,但不宜低于5m;
3.1.3当电子设备接地和防雷接地采用共同接地装置时,两者避免雷击时遭受反击和保证设备安全,应采用埋地销装电缆;
3.1.4电缆屏蔽层必须接地,为避免产生干扰电流,对信号电缆和1MHz及以下低频电缆应一点接地;对1MHz以上电缆,为保证屏蔽层为地电位,应采用多点接地。闭路电视和工业电视都必须采用一点接地。
3.2远程处理机的安装要求
楼宇自动控制系统及各RPU之间的通信是透明的,可利用同一线路不同的RPU完成同一个控制系统。一般而言,BAS系统大量监控的是空调机组,所以将RPU布置在机房之中或附近,把空调机组控制系统使用后剩余的输入输出接口用于连接附近的水流量计、水位信号、照明控制等。为了日后的发展,RPU的接口要留出20%~30%为宜。
3.3机房UPS设置
出线接设金属配电箱,底边距地1.4m暗装,若有困难亦可挂墙明装,根据弱电机房内设备负荷容量和分布情况分设单、三相回路用微型断路器如C45N、DZ47等线路保护开关,箱内设置辅助等电位接地母排。对于三相输出的负荷不平衡度,最大一相和最小一相负载的基波均方根电流之差,不应超过UPS电源额定电流的25%,而且最大线电流不超过额定值。
弱电机房照明负荷和空调负荷不由UPS电源供电,应由电源、管理间互投切换箱设置照明供电回路和额定功率,总和小于2kW的风机盘管或分体空调机配电回路供电。
在机房出入口附近墙面方便位置暗装照明开关箱或开关面板,空调插座设置在机房活动吊顶内墙面上或距地1.8m的墙面上,另根据2009年建设部颁布的((建筑工程设计文件编制深度规定》额定功率总和大于2kW的空调负荷应由弱电机房所在楼层箱配电引出支配。
照明负荷和空调负荷线路均沿吊顶内或墙面敷设,避免在弱电机房内活动地板下穿越。另由该互投切换箱配置电源管理间内的单相检修电源回路,在电源管理间各墙面距地0.3m设置检修电源插座,禁止使用2kW以上大功率电感性电动工具,确需使用这类工具以及三相检修设备,应使用施工移动式配电盘从弱电机房所在楼层附近的动力或照明配电箱接取电源。
3.4输出设备的安装要求
⑴风阀箭头和电动阀门的箭头尖及风门、电动阀门的开闭和水流方向一致;
⑵安装前宜进行模拟动作;
⑶电动阀门的口径及管道径不一致时,应采取渐缩管件,但阀门口径一般不应低于管道口径二个档次,并应经计算确定满足设计要求;
⑷电动及电磁调节阀一般安装在回水管上。
4智能建筑电器施工管理
4.1施工统一协调
一个施工大楼内强、弱电专业门类齐全,施工队伍多,水平也各不相同。在各自的承包范围内,施工队往往只注重本工种的进度,而忽视专业交界面的施工。为了能使各施工单位协调配合,交错施工,质量达标,施工管理方应该抓住以下几点:
4.1.1分清专业施工界面
强电和弱电的施工设计图纸界面往往分不清,如气体灭火控制屏的220V电源线、空调机的控制柜至电源箱间的管线等虽属于强电的范围,但往往体现在弱电的图纸上,这就需要建设和监理单位仔细审图,及早提出问题,并通知设计单位进行修改,让强电方施工有依据。
4.1.2耐心磨合
交错施工跨专业之间的施工、调试、需要仔细安排,早作分析,协调水、电等专业的配合,检查落实施工工序等。做到各专业施工逐步适应计划,以期达到较好的磨合,得到较高的质量保证。
4.1.3做好交接,保持工作连贯性
交接是承前启后的环节,往往在交接这方面容易出纸漏,交接不清楚容易导致相互推脱责任。要求专业队伍增加人力,集中监管,抓紧办理交接手续;另一方面要做总包方工作,办交接手续后对漏做的工作,只要是图纸上有的,一定要补做,并要求双方顾全大局,互相体谅。
4.2严格质量监控
电气施工安装中,管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力,才能做好质量的监控。
4.2.1 严格按照图纸来进行施工
施工前要对图纸做到仔细研究。这才不容易在现场发生施工错误。电气设备的构造复杂,因此,在施工的每一个环节,都需要认真审图、校图。管理好设计变更联系单,并将其标注在图纸上。不断纠正图纸中出现的错误,提高工程质量。
4.2.2 严格审查、监理
电气系统的施工规定条款很多,因此,监理人员要不断地进行校对工作。这个过程复杂繁琐,就需要监理人员具有足够的耐心和责任心,还要经常下到现场进行实时监控。这样才能够对现场进行把握,一旦发现问题,也能够及时进行处理。
4.2.3熟悉规范把好质量关
在监控工作中,有事业心和责任感,严格质量管理。材料的质量和性能是施工质量好坏的关键,要始终把材料设备质量的监控贯穿于工程建设的全过程。
4.2.4实现质量目标的预控
为实现优质工程,建设方、监理方、施工方管理人员必须分清工程中的重点环节,在电气质量监控中,确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点及设备配线、交接等重点协调环节,明确关键,制订措施,根据规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。
其次,必须在监控好重点环节后以点带面,促进整个系统工程质量监控。电气工程除了设备材料的质量外,系统的功能也是重要一环。因此,在监控中一定要根据合同,严格管理,实现系统应具备的功能,成为分项的优质工程的要求。
5结语
由于本工程根据智能建筑电气设备工程的特点,严格按规范和施工工艺要求进行安装施工,运行调试过程中各系统运行正常,充分发挥系统的运行效率 , 取得了良好的施工效果和经济效益。
参考文献