现代化工业厂房弱电系统设计要点浅析

吴冠男

摘要：弱电系统能否正常有效的运行，直接关系到现代化工业厂房的生产效率和安全运转。本文从弱电系统的设计角度出发，总结了通用情况下火灾自动报警系统、电话和信息网络系统以及安全防范系统等要点，并结合工程实际给出了以上系统设计中设备的选择方式。

关键词：工业厂房；弱电系统；设计要点；

1.引言

随着经济发展的突飞猛进，工业生产领域的工程建设也随之增多，为了现代化生产日新月异的发展需求，设计人员需要根据建筑特点及其生产工艺情况设计合理稳定的弱电系统。弱电系统应结合现代化工业厂房内新工艺与新材料的使用情况，并针对本项目地域及定位特殊性，既需做到满足用户需求和留有冗余，又需在此基础上做到最大程度的节约为业主节省投资。下文分别从火灾自动报警系统、电话和信息网络系统以及安全防范系统等三个主要系统的设计进行分析。

2.火灾自动报警及消防控制系统

现代化工业厂房存在多种火灾危险l生生产区域混杂的情况，厂房环境相对更复杂，因而厂房的火灾自动报警系统的设计更显得尤为重要。设计时可按照厂房不同功能区域的火灾自动报警及消防控制系统设计不同环境（如烟雾、光线、温度、红外线等）来设置不同类型的火灾探测器。

根据以往厂房设计的经验教训，由于设计人员在设计过程中对于环境因素、设备因素、线路因素及其它因素的考虑疏忽，使得火灾信号的漏报、误报或错报的情况也时有发生。下图总结了在火灾自动报警系统设计中影响设计质量的几大因素，如图1所示。

2.1探测器选择

在系统的初期设计阶段，首先需要设计人员分析厂房内的建筑环境，根据不同的环境选择不同的设备，设备的选型是否合理将直接影响火灾自动报警系统的整体性能。其中，最直接影响系统设计是否合理的应该是对各种信号具有探测功能的火灾探测器。目前火警系统中应用的火灾探测器种类非常多，现代化工业厂房内常用火灾探测器大致有以下几种，如表1所示：

2.2火灾自动报警系统布线及敷设要求

根据相关规范及以往厂房的设计经验，火灾自动报警系统的供电线路、消防联动控制线路采用耐火铜芯电线电缆，报警总线、消防应急广播和消防专用电话等传输线路采用B1级阻燃电线电缆。火警干线沿耐火线槽敷设，引至火警设备时套钢管埋顶板及埋墙敷设。明敷时钢管须涂防火涂料；暗敷时，管线敷设在不燃烧体的结构层内，保护层厚度不小于30mm。不同电压等级的线缆不应穿入同一根保护管内，当合用同一线槽时，线槽内应有隔板分隔。采用穿管水平敷设时，除报警总线外，不同防火分区的线路不应穿人同一根管内。

火警明敷的管线及金属线槽外均需涂防火涂料，各种线路敷设完毕后，所有穿越楼板和墙的孔洞均需用防火堵料封堵严密；暗敷线槽需要30mm以上保护层。建筑内的电缆井、管道井应在每层楼板处采用不低于楼板耐火极限的不然材料或防火封堵材料封堵。建筑内的电缆井、管道井与房间、走道等相连通的空隙应采用防火封堵材料封堵。穿越防爆房间的墙洞均用非燃性材料严密堵塞，防爆房间线路敷设需按防爆要求施工，配管明敷；所有隔爆设备均采用截面不小于4mm2的绝缘铜线（套钢管敷设）可靠接地，接地电阻≤1欧姆。

3电话、信息网络系统

传统工业厂房多采用模拟电话形式，电话和信息网络系统两个系统分别独立。但随着科技的发展，已有大量现代化工业厂房采用了PON技术管理其网络，可根据工厂使用需求，电话、网络系统独立或合并使用。

3.1电话系统

电话系统应根据工程选址、当地通信运营商提供的资源和用户使用要求设置，宜采用电信局直配方式。当工程选址偏僻或用户有特殊要求时，可设置电话站，并应符合现行国家标准《用户电话交换系统工程设计规范》GB/T 50622的有关规定。电话系统可分为直通电话、内线电话。

厂房内的车间电话插座應根据科研生产使用要求设置不同功能电话插座，但需保证每间用房每种功能电话至少设置1个插座。调度电话系统可根据科研生产调度要求设置。车间和工段可设置对讲系统。

3.2信息网络系统

计算机网络设计应满足科研生产信息化建设的要求。计算机网络宜分为内部局域网、互联网和专用网络。

生产必须的网络信息插座宜根据不同功能设置相应独立的网络信息插座，同样需保证每间用房至少设置1处满足使用功能的信息插座。

根据现代化厂房不同生产性质的网络点位使用需求，可选用不同的信息网络系统交换机，如表2所示：

4安全防范系统

由于现代化工业厂房的设备和产品一般贵重性较高，安全防范系统可按照需求以相对于传统工业厂房更高的标注进行设计。安防系统一般包括视频监控系统、出人口控制系统、入侵报警系统及声音复核等系统。以上系统可共用安防设备网络进行传输。

在厂房的安全防范工程设计过程中，应遵循下列原则：

a.系统的防护等级与被保护对象的风险等级相适应；

b.技防、物防、人防相结合，探测、延迟、反应相协调；

c.满足防护的纵深性均衡性抗易损性要求；

d.满足系统的安全性、电磁兼容性要求；

e.满足系统的可靠性、维修性、与维护保障性要求；

f.满足系统的先进性、兼容性、可扩展性要求；

g.满足系统的经济性、实用性要求。

4.1视频监控系统

1）监控摄像机在厂房不同位置的选择

a.厂房周界摄像机的选择可参考：沿厂房外围，每隔50米左右布置一台室外型200万像素低照度带红外补光灯的宽动态筒型摄像机，低倍数光学变焦，防护等级IP65。

b厂房出入口、走廊摄像机的选择可参考：在出入口、各层过道走廊、电梯楼梯口等布置室内型200万像素半球摄像机，其中过道和走廊每50米左右设置一台。这些地点照度变化较大，摄像机需具有低照度、带红外补光灯、宽动态性能；摄像机的监控位置固定，低倍数光学变焦即可；室内摄像机防水防尘等级IP54。若无吊顶可布置相同参数的筒型摄像机。

c.厂房大厅摄像机的选择可参考：监控常需要监控整个厂房大厅等大空间，布置室内型360度全景摄像机，1600万像素，低照度，高倍数光学变焦，防护等级IP54。

d.厂房某个房间内摄像机的选择可参考：生产监控也常需要监控单体建筑的某个房间。对于单独某个房间的监控，可布置室内型200万像素球型或筒型摄像机，低照度，高倍数光学变焦，防护等级IP54。

2）监控摄像机的供电

摄像机电源可采用监控机房集中供给方式，亦可采用从弱电间半集中供电方式，比较可靠、灵活、方便、便于扩充，与分散就地供电相比，可减少电源变压器的数量（每层的几台摄像机可合用1个电源）。

3）监控摄像机的安装要点

a.室外摄像机应带有防护罩，并应安装在被保护区的内侧；

b.在重要场所使用多台摄像机时，应使一个摄像机在另一个摄像机的视野内；

c.摄像机镜头应顺光源方向对准被摄目标，当只能逆光安装时，应选用具有逆光补偿的摄像机；

d.电梯轿厢内的摄像机宜安装在电梯轿厢门的左或右侧上角；

e.车库区域的摄像机宜覆盖所有的电动充电桩位；

f.摄像机的安装高度，室内应距地面2.5m～5m，室外应距地面3.5m～10m。

4）监控摄像机的存储容量计算：

a.采用FULL D1（720*576）的图像分辨率格式进行存储，2048Kbit/s实时码率，保存30天。

单个摄像机1天存储量：

2048K*3600*24/1024/1024/8=21，09375GB。

b.采用1080P（1920*1080）的图像分辨率格式进行存储，4096Kbit/s实时码率，保存30天。

单个摄像机1天存储量：

4096K*3600*24/1024/1024/8=42.1875GB。

4.2出入口控制系统

对于现代化工业厂房内的重点部位，如财务室、资料室或档案等处，需要设立相应的出人口控制系统技防措施进行严密监管；另外厂房的主要出入口以及重要部门的办公室走廊，作为敏感区域附近主要通道，必须通过出入口控制严密监视人员活动行为，以保证区域范围内的绝对安全系数。

出入口识别装置应与执行机构联锁。控制主机应监视执行机构的状态（开启、关闭、闭锁、解锁）。执行机构控制应满足紧急撤离功能要求。出人口控制系统包括出入口控制器、读卡器、电磁锁及门磁开关、应急开关等设备。

4.3入侵报警系统

1）现代化工业厂房入侵报警系统的设计应符合下列要求

a.无漏報警，少误报警；

b.采用纵深防护；

c.具有防拆功能；

d.系统可以自检；

e.探测无盲区；

f.具有模式鉴别功能；

g.与实体防护系统有机结合；

h.适应当地的物理与环境条件。

2）入侵报警探测器在厂房内不同位置的选择

a.厂房周界防护探测器的选择可参考：机电探测器、红外探测器、震动探测器、电容型探测器、光纤探测器、玻璃破碎探测器等类型；

b.厂房内运动探测器的选择可参考：微波探测器、微波—红外双鉴器、双鉴器、视频移动探测器、超声探测器、声控探测器、被动红外探测器等类型；

c.厂房内接近实物目标探测器的选择可参考：电容型探测器、压力探测器、光纤探测器等类型；

d.厂房内出入口部位探测器的选择可参考：微波探测器、红外探测器、复合探测器、磁开关探测器等。

4.4声音复核系统

在厂房内重点部位以及门厅可设置拾音器，信号上传至安防监控中心，可与视频监控系统共用平台。

5.结束语

随着工业智能化和现代化的提高，厂房内也会涉及考勤、投影、电子会议等其他系统的设计，本文不再逐一列举，设计者可根据业主不同需可按照产品进行相应系统功能的设计。本文主要从火灾自动报警系统、电话和信息网络系统、安全防范系统等方面具体分析了弱电系统的设计要点，综合考虑了各种影响因素，为现代化工业厂房的弱电系统统设计提供参考。