建筑弱电系统技术中的专业交叉分析

王冬鸿

摘 要：建筑弱电系统是建筑电气工程的重要组成部分，弱电系统为建筑物内部用户提供了舒适的生活环境及能够高效工作的工作环境，弱电技术涉及到的学科、邻域很多，它是较为复杂的系统工程，建筑弱电系统的应用要进行周密规划、设计、施工和管理。本文就建筑弱电系统涉及的邻域、设计与施工等方面的问题及专业交叉方面的内容做出分析，结合规范及国内外先进经验就建筑弱电系统的设计注意事项与安装施工中的问题进行论述，对于建筑弱电设计和施工人员具有借鉴和指导意义。

关键词：建筑弱电系统；系统集成；设计与施工；专业交叉分析

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

建筑弱电系统以建筑物作为平台，优化组合了各类智能化子系统，赋予建筑兼具服务、安全保障、信息交互、舒适、高效等功能，可以为用户提供一个舒适的生活环境及更加具有现代化功能的工作环境。

建筑弱电系统工程涉及的专业领域，包括建筑技术、机械电子技术、通信技术、自动化控制技术及网络技术等，各个不同专业领域的技术交叉性强，各邻域之间既有联系，又各自独立，因此，弱电系统工程在设计以及施工阶段，处理好这些关系就显得非常重要。

弱电设备大多与数据和信息通信、传感器信号采集、控制系统、软件控制、网络技术密切相关，因此主要考虑测控信息传输的效果，如测控信息传送的速率、可靠性、通信及网络、信号的采集及对执行器的控制、对测控信息进行智能化处理等，控制又涉及较多的软件编程等。

1 弱电技术的应用邻域和子系统

弱电系统被广泛应用于各类现代建筑楼宇、小区、社区、校园、平安城市建设等工程当中。一幢现代化的楼宇中一定是装备了许多弱电子系统：科技或办公楼宇，楼宇内部的通信及计算机网络系统较为齐全，功能强大；宾馆、饭店类楼宇内装备的空气调节系统设备较为齐全，投资很大。不同功能和用途的楼宇，装备的弱电子系统的侧重点各有不同。有时，为了降低建筑物的电能消耗，需要通过利用建筑设备监控系统对空调机组、送排风系统、制冷站、热交换站和热锅炉及给排水系统进行自动化或智能化的控制，以达到节能降耗的目的。

1.1 弱电子系统

建筑弱电系统包括的子系统很多，主要子系统有：楼宇自控系统、安全防范系统、火灾自动报警与消防联动控制系统、给排水与空调控制系统、网络通讯系统等若干子系统组成，构成这些子系统的硬件设施要与楼宇平台软件之间相互融合并能协调高效地运行，就要考虑不同子系统之间的协调、互通信和互操作问题，以及系统集成问题。

1.2 系统集成

由于子系统较多，因此要通过系统集成技术来实现不同子系统的协调运行及各子系统的互联互通，系统集成技术是建筑弱电系统的重要技术，但系统集成是一种将若干个子系统进行互联并纳入统一监控平台的综合性技术，最后形成一个以平台软件及若干物理接口（主要是通信接口）存在的系统，严格意义上讲，还是一个物理系统，如楼控系统中使用较为广泛的IBMS系统集成软件。所以这样理解系统集成：既是一个综合性的技术，同时又是一个实际的物理子系统。

建筑弱电系统包括的若干个子系统，其内容及技术具有很强的独立性，但在一定程度上也具有关联性，很多子系统之间还有很紧密的关联运行关系，在进行系统集成时，通过标准的通信接口，实现不同子系统之间信息的交互。

建筑弱电系统的系统集成原理如图1所示。

如上所述，由于建筑弱电系统、建筑弱电技术及建筑弱电工程包括的内容非常丰富，并较复杂。

例如：现代建筑内的网络通信系统。网络通讯系统包括的子系统较多：有线网络系统：包括局域网、城域网、互联网、接入网、各种制式的无线网络、对建筑物的设备进行监控的测控网络、移动无线网络、卫星通信网络、无线局域网、蓝牙网络、无线传感器网络、无线室内分布系统、视频会议系统等。另外还有在建筑中有很好发展前景的物联网技术。

其中测控网络的内容较复杂，测控网络包括：传统的测控总线，如RS-232、RS-485；数十种现场总线测控网络；工业以太网和实时以太网，以及还有新出现的部分测控网络等。

移动无线网络包括2G的GSM、2.5G的GPRS和CDMA 1x，以及3种制式的3G系统（欧洲的WCDMA、美国的CDMA2000和中国开发的TD-SCDMA）。

2 弱电系统设计注意事项

2.1 弱电集成综合管线设计和监控点及器件位置的关系

弱电系统中包括大量的信息点及数据信息采集源，信息点包括：计算机网络的信息点（RJ-45口）、电话通信网络中的语音信息点（RJ-11口）；数据信息采集源包括各类传感器，如建筑设备监控系统中的温度传感器、湿度传感器、压差开关、风速传感器、二氧化碳传感器、压力传感器、变送器、流量传感器、液位开关，火灾报警及联动控制系统中的感温探测器、感烟探测器、感光探测器（火焰探测器）、气体探测器、具有双鉴功能的复合探测器、各类防盗探测器，如红外主动和被动探测器、玻璃破碎探测器、广播扬声器、采集视频场景的摄像头。另外还有大量的执行器，如模拟开关及控制装置、数字开关及控制装置，这些信息点和数据信息采集源分布在楼宇的各个不同位置，完全取决于：用户需求、系统功能、大楼平面布置、设备的安装位置。当各个弱电子系统、设备和控制装置的位置确定后，这些信息点和数据信息采集源的位置也随之而定。

要对楼宇内部进行系统布线综合设计，对弱电系统进行综合管线设计，采取优化的设计方案并实施，有利于施工与管理，节省管线材料。

2.2 在弱電系统设计过程中要考虑的部分问题

在弱电系统设计过程中要始终关注和考虑系统整体和各个子系统之间的配合协调关系，具体要考虑以下一些问题。

（1）采用简洁的监控及管理平台。采用简捷的监控及管理平台，采用统一的操作界面都会为用户带来极大地方便，并提高效能。endprint

（2）设计人员充分了解设备及材料性能，使用的效果，绝不能使用效果不好的材料和设备，同时要考虑系统设备、线缆的安装工艺及对安装尺寸的要求，设计安装的尺寸不能过大，也不能过小。

3 弱电系统施工过程的主要环节

做好弱电系统施工图的会审对于早期发现、改正和减少施工图中的差错，保证较高的工程质量关系极大。其中，弱电系统设计单位与工程安装承包商之间的技术交底要明确以下几点：第一点是明确所承担施工任务的特点、技术质量要求、系统的划分、施工工艺、施工要点和注意事项等，协调计划、组织工程的实施；

第二点是对工程中的具体技术要求、安全措施、工作程序、配备的安装工具等作详细地说明，做到责任明确，各负其责；

施工中采用新技术、新工艺，使用的新设备、新材料，预埋部件的位置及结构等，技术交底要有完整和准确的文字记录及签字。

3.1 电信设备接地规定

（1）直流电源的金属外壳、电信设备的机架、机壳、通信电缆的金属保护套和屏蔽层都要有良好的接地。

（2）交流配电屏、稳流器屏等供电设备的外露电部分；直流配电屏的外露导电部分要有良好的接地。

（3）交流直流两用电信设备的机架、机框内与村架、机框不绝缘的供电整流盘的外露导电部分要有良好的接地。

（4）设备机房、楼层弱电间、楼层配线间的接地应采用局部等电位连接。接地极当采用联合接地体时，接地电阻不应大于1Ω；如果采用单独接地体时，接地电阻不应大于4Ω。

（5）由于TN-C-S接地系统和TN-S接地系统，都有中性线N和保护接地线PE，设备外壳接在不带电的PE线上，既安全，设备又没有电磁干扰。尽管中性线N带电，可能引起接地电位发生波动，但由于保护接地PE线、中性线N、直流接地线采用同一点接地，这一点的地电位始终相同，这就是弱电系统所需要的基准工作电位。因此，有区域变电所供电的楼宇弱电系统采用TN-C-S系统；对于有自设变压器的楼宇内的弱电系统采用TN-S系统。

3.2 弱电设备接地

（1）不同接地情况下的接地电阻值。数字电子设备工作必须有一个参考逻辑状态0电平点，这个点就是逻辑接地；在设备的金属外壳采用接地防止电磁干扰是屏蔽接地。弱电设备的信号接地、逻辑接地、功率接地、屏蔽接地和保护接地合用一个接地极，其接地电阻不大于4Ω；当弱电设备的接地与工频交流接地、防雷接地合用一个接地极时，其接地电阻须小于1Ω。

（2）弱电设备接地应和防雷接地分开，两者相互距离在20m以上。

（3）弱电设备接地和防雷接地采用共同接地装置时，为了避免雷击时遭受反击和保证设备安全，应采用埋地铠装电缆供电。

（4）在弱电设备只要采用了屏蔽，就必须将金属屏蔽外壳实现良好的接地，否则屏蔽效果会很差。弱电系统中所有的电缆屏蔽层必须接地。

4 结语

建筑弱电工程是一项比较复杂的工程，在设计、施工、运行维护及管理等方面，还存在许多不规范的做法，从业者水平参差不齐，影响了建筑弱电系统功能的正常发挥，本文仅从系统集成、设计、施工中需要考虑的问题提出看法，希望对从事建筑弱电工作的人员有借鉴作用。

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