智能建筑综合布线系统工程技术研究

赵少翔

（中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043）

“互联网+”和5G等现代通信新技术的迅速发展为智能建筑的开发和使用提供了新思路。弱电工程中的综合布线系统作为建筑智能化的重中之重，相当于建筑物内的神经系统，保证了其数据互通、语音互联、图像互享和网控一体化的功能，成为了信息时代新型建筑的潮流[1-3]。为了保障智能化建筑通信系统的可靠性、先进性和经济性，在综合布线的设计、施工和维护方面都提出了不同层次的技术要求。因此，本文通过对智能建筑综合布线系统全生命周期内工程技术要点的深入研究，发掘工程应用中的重难点及薄弱环节，这对提升综合布线系统的设计质量、施工效率以及运维经济性都有着十分重要的借鉴作用。

1 综合布线系统整体结构分析

综合布线系统一般采用星型拓扑结构，是一种开放式系统布线。其采用模块化思想，根据不同模块的作用，可以将其分为6个子系统，包括：工作区子系统、水平干线子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、设备间子系统和建筑群子系统[4-5]。综合布线系统整体结构示意图如图1所示。

由图1可知，在智能建筑综合布线系统中，整个系统具有良好的灵活性和可拓性，各个子系统都可以进行独立的接入与撤出，这不仅为子系统的单独设计、单独施工提供了良好的基础，也非常便于运维过程中分系统对故障进行排查与检修。综合布线系统作为建筑物内弱电系统的基础，其设计、施工以及运维质量对用户使用体验有着直接的影响，也在一定程度上决定了整个弱电工程的成败。

图1 综合布线系统整体结构示意图

2 综合布线系统工程技术

2.1 综合布线系统的设计

建筑物综合布线系统整体设计流程如图2所示。在设计的过程中，不仅要求设计者拥有丰富的设计经验，还需同用户进行充分沟通，以设计规范为基础，注重细节，才能较好地完成设计。

图2 综合布线系统整体设计流程

（1）水平子系统中，如监控视频的设计，常出现综合布线数据电缆和电力线平行敷设的情况，此时电力线产生的磁场会对数据电缆的正常传输产生恶劣影响。两种电缆间保持一定的距离是减小影响的有效手段。根据接近状态和电力电缆的类别不同，最小接近距离选择在10～600 mm之间。设计时还必须考虑网络线缆与周围可能产生高电平电磁干扰的设备保持合理的距离，减少电磁干扰对网络信号传输的影响[6]。除此之外，接地系统也直接影响综合布线系统的运行质量，必须在配线设备的机柜内设置接地端子，使之与屏蔽模块的屏蔽罩连接，经过接地导体连接至建筑物等电位接地体。综合布线系统接地导体截面积的选择见表1。

表1 综合布线系统接地导体选择

（2）为了保护线缆，综合布线中的线缆必须经过金属线槽或者镀锌钢管敷设到相应的终端。具体分为明装和暗装两种不同的设计方式。现代化智能建筑中为了美观，一般采用暗埋设计。在建筑平面图上进行暗埋设计时，设计必须与施工相结合，为了便于后期施工。暗管的转角弯度需大于90°，且一个路径上暗管的转弯角度不得多于2个，不应出现“S弯”，管道超过20 m长度时必须设置转线盒[7]。

（3）注重弱电系统电缆的选择和敷设。智能建筑中包含不同的系统。而系统不同其传输特性和应用功能也有差别，需要分别使用不同的传输线缆。可以根据建筑物内信息点的类型、容量、带宽和信息传输速率选择线缆[8]。不同的房间按照一定的技术标准规范线缆的选择，保证各部分线缆按照相应的规则行使不同的功能。除此之外，还应充分考虑计算机技术和通信技术发展迅速，设计时预留一定的技术储备，在满足用户当前需求的基础上，尽量满足用户长远使用目标。

2.2 综合布线系统的施工

综合布线是弱电系统的基础，承担建筑物内、建筑间的电力、网络等信息传输任务。由于整个线路敷设量比较大，且存在较多交叉作业面，导致整个线路的敷设十分复杂。结合设计与现场实际情况，合理的施工是实现综合布线系统功能的重要环节。

（1）施工前，需要仔细检查电缆的类型、外观和通导性能。对于数据线还需在开路测量后做随工测试，以避免二次放线。施工人员在完成工程交接和工序交接后，确定建筑结构、装饰装修及机电接口。

（2）施工时，仔细阅读建筑结构、施工合同、施工图纸等相关资料，熟悉建筑物整体情况和施工标准。在检验光纤电缆性能后，遵循先远后近的顺序进行布线工作，尽可能减少交叉作业、无效返工等情况，更要避免摔打、生拉硬拽等施工行为，以防线缆损伤失效。根据施工经验，针对槽、管的选择采用如下计算方法：

其中，n为已知的所要安装的线缆根数；70%为布线标准规定允许空间；40%～50%为线缆间允许浪费空间。

（3）施工后，要对线路进行仔细测试，检验线路的合理性和有效性。检查线缆是否有死角、打结处，在水平线槽处，观察放线是否顺直。设备间和网络机柜预留合理长度的导线铺设位置为用户做长远考虑。在相应线缆的两侧做标记便于后期确认线型线号。

2.3 综合布线系统的维护

为了保证综合布线系统的稳定、可靠的运行，必须对系统有计划地进行维护。目前，综合布线系统所设计的维护分为日常检修、故障排查和整改升级3种工作内容。

（1）日常检修对综合布线系统是一种常态化工作，在定期的维护和检查中发现隐在保障综合布线系统稳定、安全运行的重要一步。清理机柜和线缆上的灰尘，检查接线端子连接情况可以有效避免接触不良现象。核对线缆、面板、配线架和跳线上的标签，对于字迹模糊和脱落的标签要及时进行更换和补齐。

（2）故障排查是解决综合布线系统的有效手段。根据维护经验，线路阻断是综合布线最常见的一种故障类型。当发现系统故障时，应遵循“先应急，后恢复；先机房，后用户；先主干，后分支”的处理原则[9]。结合故障现象，数据端口号，检查线路是否完好、端口是否松动、信息插座是否正常以及连接期间是否完整。核对用户端工作区数据端口和终端连接状态，确认终端设备工作的有效性。

（3）随着设备的更新、机房的改建和扩建，综合布线系统在运行数年后可能需要进行更换、增减线缆等工作。根据综合布线系统整改规定，完成各项审批流程后遵循先清理废弃双绞线、跳线后按需增加新的线缆的作业原则，控制施工过程中的粉尘，减少对机房设备的影响。整改完成后，依次对系统各部分进行测试，保证系统的完好运行。

3 综合布线系统发展趋势分析

随着现代建筑智能化水平的不断提升，必然导致综合布线中线缆数量的增加以及整个弱电工程配线复杂度的提升。在未来综合布线系统的发展过程中，采用BIM技术建立完善的网络综合布线系统设备和线缆的模型数据库，让二维平面设计转变成三维立体可视化设计成为了必然趋势[10]。BIM技术应用流程如图3所示。

图3 BIM技术应用综合布线框图

在设计时，采用BIM的可视化技术模拟布线，结合碰撞实验和漫游实验，可以更加合理地规划设计，从而大幅提高线缆敷设和设备布置的精确度，减少了无效返工。在施工方面，BIM技术帮助施工人员从抽象的二维图纸转向了形象的三维设计，施工人员根据图纸进行三维布线模型“积木式”施工，并实时利用云平台的存储功能调阅图纸和相关设计资料，大大避免了对图纸信息的错误解析，不仅可以减少设计人员现场配合施工的时间，还有效提升了施工的效率和准确度。BIM技术用于综合布线工程整体生命周期，其三维可视化的显著特点是网络布线工程和项目工程管理的有力支撑。让故障排查在三维模型设计环节进行，同时也减轻了运维人员的工作负担，是未来智能建筑发展的重要方向。

4 结束语

在信息化潮流的迅猛发展中，建筑物必然朝着更加智能化的方向发展。综合布线系统作为建筑物智能化的重要组成，由于其线路复杂繁多，线缆敷设量大，施工工艺要求高，现场交叉作业面的特点，也对设计者、施工方和运维者都提出了更高层次的要求。在智能建筑综合布线系统全生命周期中，以工程技术特点为切入点，通过对在设计、施工和运维3个层次的分析，给出了各阶段关键要点，为提升综合布线系统的智能化水平提供了良好的参考。