民用建筑中的弱電系統及其集成
隨著社會的發展、科技的進步,很多新興應用技術及新型建筑材料被廣泛地應用在民用建筑中。通過試用,使得當今建筑形式及其功能性諸方面發生了深刻的變化。作為現代建筑的一個重要組成部分,智能化管理及人性化服務,比以往任何時候都更為人們所關注。而弱電系統在其中所扮演的角色便顯得至關重要。下面是筆者參與一些體育場(館)、影劇院、公建和民用建筑設計工作后得出的體會,與大家共同探討。
1系統集成
實踐證明在整棟智能大廈的信息化中,集成技術占有極其重要的位置。它實際上監管著大廈的全部機電設備、物業管理和信息服務,需要系統提供大量關于設備方面的數據。這些實時的或歷史的數據,是大廈維護、管理決策和自動計費等所需的,沒有這些資料,智能建筑的自動化物業管理根本無從談起。由此可見,大廈的智能化是建立在弱電系統信息集成的基礎之上。所以系統集成應以信息集成為目標,實現其弱電核心技術是針對其信息的集成。
主要特征是:建立一個完整、統一的以網絡為基礎的監控管理平臺,提供一整套系統軟件,能采集和取用弱電各分系統的所有實時數據并在集成網絡系統上發布,可實現對系統信息、資源和管理服務的共享,具有一致、簡易和方便的個人業務操作界面,能滿足眾多用戶的不同作業需求。
對以上觀點分析后得出初步結論,弱電系統信息集成可以幫助實現以下目標:可以降低系統運行維護成本;更充分地利用各個子系統的信息資源;有利于提高建筑物的管理效率、使用質量以及提高建筑物的節能水平。
2系統集成注意事項
1.1弱電系統組成
簡要介紹以下幾個分系統。
1.建筑設備監控
監控系統,采用直接數字控制技術,對建筑物內的生活供水、排水、熱水系統及設備、制冷和空調設備進行監視及節能控制。對智能化變配電監控系統及照明控制系統進行監測;建筑設備監控系統由管理層、監控層及現場層組成,提供各種完善的開放技術,實現各個層次的最佳運行。通過Web化的窗口,可以控制管理整個建筑物內的設備監控管理、節約能源、環境監測及物業管理等,達到管理系統和控制系統的一體化。
(1)管理層由計算機及打印機組成,采用實時圖形監控操作軟件,是BAS的人-機界面,既可通過顯示或打印各種信息來觀察當前或以前的系統及其所監控各種機電設備的運行狀況及數據,又可通過鍵盤或鼠標的操作來改變各種機電設備的運行,從而達到特定的監控要求。
(2)自動監控層是BAS通訊網絡的重要裝置,也是整個系統的心臟。它一方面通過以太網與操作站及其他網絡控制器聯系,另一方面通過現場總線網絡與分布在各處的直接數字控制器通信。在網絡控制器中存放著系統所有信息,它具有多種控制功能,如機電設備運行時間和事件統計、電力負荷削峰限載計算、聯動控制和機組群控等復雜的高性能控制功能,對整個系統進行著有條不紊的監控。同時,控制器又是將各個分系統接入BAS進行設施集成的重要接口。
(3)現場控制器構成系統的第三級,其主要功能是接收安裝于各類機電設備上的各種傳感器、檢測器發出的數據,按其內部預先設置的參數和編制的控制程序來進行相應的運算(如PID、最大值、延時等)并對各類機電設備進行控制,同時隨時根據操作站經由網絡控制器發出的各種指令來調整參數(起動有關程序)以改變或起動相應設備的監控。
(4)系統的三級控制采用分散控制、集中管理的結構,即使網絡的某一部分控制(線路)受到損壞,也只有這一部分癱瘓,不會影響到整個系統的運行。同時,現場控制器采用工業級器件并具有獨立運行功能,即使操作站(網絡)發生問題不能工作時,控制器仍然能按內部預先設置的參數和編制的控制程序繼續運行。
采用三級控制結構,使每一層的結構都相對簡單,降低了維修的復雜程度,同時一級網絡為10M以太網,二級網絡為9600bpsRS-485總線,減少了系統網絡之間、尤其是現場環境引入的干擾的可能性;樓宇自動化管理分系統監控所有機電設備,如冷熱源機組、空調機組、新風機組、變風量末端裝置、給排水、送排風、變配電、照明和電梯等設備。
2.程控交換機
數字程控電話交換機系統可提供足夠的話路容量以保證大樓內所有用戶的使用,并為將來的擴容留有余量。它可通過簡單配置提供接口來實現ISDN功能,并可通過選配X..25接口分組交換(選配其他接口)實現諸如數據通信的功能。通過軟件設置,可實現在系統內建立專用虛擬網。系統具有縮位撥號、呼叫特種業務、電話會議、遇忙回叫、通話保密、電子信箱和語音信箱等多種功能。系統還可日常自動檢測、診斷、定位及主機嚴重故障時自動切換到備用機。
3.結構化綜合布線
該系統是整棟大樓的"神經系統",提高語音通信、傳真等圖像資料、電視會議等視頻信號及數據通信等的聯網。系統由6個獨立的子系統組成,即工作區、水平、管理、垂直主干、設備間和建筑群子系統。
(1)工作區子系統是終端設備連接到信息插座之間的設備組成,包括信息插座、插座盒、連接軟線、適配器等,將各類數據線和語音線引至樓層的各個點位。
(2)水平子系統是將干線子系統線路延伸到用戶工作區。該系統是布置在同一樓層上的,一端接在信息插座上,另一端接在樓層配線架上,主要采用非屏蔽雙絞線。需要寬帶傳輸時,可采用"光纖到桌面"方案。
(3)管理子系統是干線和水平子系統的橋梁,同時又可為同樓層組網提供條件,主要包括雙絞線跳線架、跳線,當終端設備位置(局網的結構)變化時,有時只需改變跳線方式即可,不必重新布線。
(4)垂直主干子系統主要用于連接大樓主設備間至各樓層管理間,采用大對數雙絞線或光纜,兩端分別連接在設備間和管理間的跳線架上;設備間子系統由設備間中的雙絞線(光纜)、連接跳線架及相關支撐硬件、防雷電保護裝置等構成。
(5)建筑群子系統用于多建筑環境,是將多個建筑物的數據通信信號連接一體的布線系統,采用架空安裝或地下管道(直埋)敷設的電纜和光纜以及防止浪涌電壓的電氣保護裝置。結構化綜合系統將語音信號、數據信號與圖像信號的配線經過統一的規范和設計,采用相同的傳輸介質、信息插座、適配器等,把性質不同的信號綜合到一套標準的布線系統中,表現為兼容性、開放性、靈活性、可靠性和先進性。
4.衛星接收及有線電視
該系統是現在普遍設置的基本方式。
它是利用衛星來直接轉發電視信號的系統,其作用相當于一個空間轉發站,是解決電視覆蓋率問題和高質量傳輸電視圖像信號的最好方法。有線電視(共用天線)系統采用一組優質天線,以有線方式將電視信號分送到系統各用戶,具有雙向通信、可視電話、圖文傳輸功能,并可與家用計算機終端聯網。
5.安保監控
該系統由閉路電視監視、出入口控制和巡更和防盜報警系統組成。
(1)其控制主機具有強大的控制、操作功能,不但能矩陣切換圖像,而且能發出多種報警信息實現報警聯動功能。系統配置長時間錄像機,將所有信號分時予以錄像,用以事后事故查詢。
(2)出入口控制系統為開放型集散式系統,通過對大樓管理監控中心、計算機中心、財務部門和設備間等重要區域實行通道控制,進行嚴密的保安管理,從而實現強大、完整的出入控制與管理。系統通過通訊線路與各智能出入控制器及電梯控制器相連,可控制持卡人進出的時間限制及區域限制,分布式智能是出入口控制系統結構的特點,無論發生了任何通訊問題,各出入控制器仍然可以實施區域控制、時間控制。
(3)電子巡更系統即在各樓層的兩側樓梯等巡邏檢查線路和值班室等地設置電子巡更點,巡邏人員在按線路檢查時,在每一個點按一次巡更按鈕或刷一下卡,系統就實時記錄按鈕/刷卡動作時間,從而如實地記載巡邏現狀,為加強安全值守管理提供翔實數據。當巡邏人員過早、過晚(不按次序巡邏、沒有巡邏某一巡更站),系統主機就立即發出報警信號,從而使控制中心的警衛人員可根據情況采取相應措施。
(4)防盜報警系統在大樓的首層、地下層各出入口和樓層內重要場所設置防盜報警探測器及手動報警按鈕,當有不法者非法闖入防范區域時,探測器立即將報警信號傳送到監控中心。防盜報警系統實現報警聯動功能,當發出報警信號時,閉路電視監控系統會啟動相應攝像機攝像,安保中心的主監視畫面也同步跟蹤該攝像信號;樓宇自控系統會打開非法闖入者所在通道的照明,并關閉通道門,將非法闖入者圍困在該區域,從而有效地保障人員和財產的安全。
6.一卡通管理
就是以IC卡技術為核心,以計算機和通信技術為手段,將各項設施連接成為一個有機的整體,用戶通過一張IC卡便可完成通常的資金結算和某些控制操作,如用卡開啟房門、就餐、考勤、巡更管理、購物、娛樂、會議、停車,辦公和收費服務等各項活動。而不必攜帶多把鑰匙開門,去各個對應部門交費等繁雜的操作。系統可根據需要對各部門進行監控管理和決策,各局部系統和終端可自動將收集到的信息整理歸納,以供系統查詢、匯總、統計、管理和決策。通過IC卡可互相溝通,既滿足各個職能管理的獨立性,又保證智能弱電系統集成整體管理的一致性。該系統常見的系統包括:門禁、考勤和停車場管理系統子系統
7.停車場管理
該系統以計算機網絡為核心,配備現代化停車場的各種裝置如發票/驗票機、自動柵欄機、車輛感應線圈和收費機等,系統可采用全自動(半自動)管理兩大模式動作。車輛感應線圈檢測到有車輛進入就自動啟動發票/驗票機,若用戶卡與系統存儲的訊息相同,則啟動柵欄機開啟欄桿,讓車輛進入車庫,同時系統自動記錄用戶卡號及進場資料。車輛出場時原理同上。系統管理主機可實現如下功能--對車庫的占位情況記數并予以控制、記錄所有運行情況及統計、管理長期用戶的數據庫。
8.消防自動報警
該系統采用智能型煙霧感應探頭和溫度感應探頭,能夠智能地感應煙霧與熱量,給出相應的模擬量值,通過先進的算法,能使系統區分真實報警和誤報干擾。系統的顯示屏上可圖形化顯示火警的確切地點及報警性質。消防報警確認后,系統可自動發出相應的消防緊急廣播及消防聯動控制,為人員的安全疏散和正確有效地撲滅火災奠定了基礎。消防自動報警分系統一般包括控制主機、緊急廣播控制單元、消防電話控制單元、彩色圖形顯示裝置、區域顯示/控制屏及智能型煙霧、溫度探頭、智能型監視、控制模塊等。當人們發覺有火警就觸發報警器,相應的報警信號就會傳至消防中心。
(1)水噴淋系統是在大樓每一層水消防總管上設置水流開關,當樓層內某一個水噴淋頭因溫度過高而動作放水時,水流開關動作,經與其相接的監視模塊將信號傳至消防中心。滅火系統:當系統收到破玻璃手動報警器的報警信號并確認后,系統啟動消火栓供水泵。
(2)防排煙系統是當系統確認發生火災后,立即開啟大樓的排煙風機,并開啟著火層及其上、下層的排煙閥,將著火層及其上、下層的煙排出。正壓送風系統:當系統確認發生火災后,立即開啟大樓的正壓送風機,并開啟著火層及其上、下層的送風閥,使樓梯通道加壓,防止煙氣侵入,保證人員疏散逃生時的空氣安全。
(3)火災事故廣播系統是當系統確認發生火災后,系統就自動切斷背景音樂廣播,并接通著火層及其上、下層的揚聲器進行火災事故廣播以指導人員疏散。
(4)電梯迫降系統是當系統確認發生火災后,系統就立即迫降所有電梯至首層,并自動切斷客梯、貨梯的電源,僅保留消防電梯供消防人員使用。
(5)卷簾門控制是當防火通道上的卷簾門兩邊的煙感探頭報警時,系統會控制卷簾門下降到離地面1.5M處,讓人員可以疏散,當卷簾門兩邊的溫感探頭報警時,則系統控制卷簾門下降到地面以完成防火區的分隔。
(6)其他聯動控制是當系統確認發生火災后,系統會自動鳴響著火層及其上、下層的警鈴/閃燈,提醒人們注意及時疏散,系統會自動切斷著火層及其上、下層的非消防電源。
(7)公共廣播及緊急廣播分系統,主要在大樓內的商場、商務中心、大堂、餐廳、公共走道等部分使用,可提供調頻、調幅廣播節目、雙卡放音信號、激光唱機信號及話筒信號,通過混音器可任選上述任何一路音源,經過音量控制電路將音量調整至合適水平,再經區域選擇器輸出至給定的區域廣播。當有消防報警信號時,系統會自動關閉公共廣播,并自動將著火層及其上、下層切換至緊急廣播,必要時,亦可手動用機附話筒進行人工指揮。除了公共廣播會切換至緊急廣播外,在大樓的設備層、停車場等處設置緊急廣播揚聲器,平時不工作,只有在火災時才進行消防緊急廣播。
9.后備電源
不間斷電源是所有網絡不間斷運行的重要組成部分,也是智能弱電系統不間斷運行的總要保障。考慮到網絡信息與數據的安全性,選用UPS不間斷電源來保護信息與數據的安全是科學的決策。
10.防雷接地
隨著科學技術的發展和計算機網絡的普及,微電子和網絡通訊設備日益增多,雷電的危害性愈來愈突出。
智能大廈內將安裝各類自動化辦公設備和通信設備,如服務器、網絡設備、監控主機、廣播系統等設備,為保證設備的正常工作和防止雷擊造成的危害,在建設新大樓的同時應考慮弱電防雷接地
1.2各個子系統的特殊性
在進行系統集成時我們不得不把這些因素考慮進去,這樣才能針對不同的工程作出既能充分地發揮系統集成優勢,同時又不違背相關職能管理部門對于特殊子系統的管理規定,做到量體裁衣拿出一個合理、可行的系統集成方案。下面具體分析一下幾個特殊的子系統:
1.消防自動報警分系統
該系統的特點是系統的設計審查、施工管理及竣工驗收歸口于各地的消防機關管理。對于該子系統國家公安部消防局有特殊的規定,在系統集成時我們就應該充分的考慮到這些因素。例如:該系統應有獨立的對外信息輸出出口可以直接與當地的消防部門聯網;該系統本身的控制設備應該具有最高的管理控制權限;該系統與建筑物內弱電集成系統關系應該是只為系統集成提供相應的數據信息,當弱電集成管理系統出線故障時,該子系統可獨立自主的完成本系統的所有相關功能。
2.建筑設備監控系統中的供配電設備監視系統
之所以將供配電設備監視系統從建筑設備監控系統中單獨拿出來做以說明,主要是考慮到該子系統的管理特性。建筑物的電力由建筑物所在地供電局提供,對于不同的建筑物,各地電力部門有著自己的管理辦法及規定。由于城市電網的復雜性及差異性,所以各個建筑物的供電方案不可能完全一致,所以這就造成了每一幢建筑物都有著自己不同的供電方式及供配電方案,在進行弱電系統集成時一定要注意這些差異,與當地供電部門做好方案的申報及協調工作,不要想當然的按照習慣的做法進行系統的設計施工,以免為將來建筑物的供電造成不必要的麻煩。
與該系統情況類似的還有建筑設備監控系統中的三表遠傳系統在這些系統的系統集成設計中也應做好與相關的政府職能管理部門(供電局、自來水公司、燃氣公司)的協調溝通工作,在方案階段就要做到切實可行,不要與相關的國家管理規定文件相抵觸。
只有注意到以上這些特殊系統的個性問題我們才能做好一個智能化建筑物的弱電設計,及系統集成工作。
2結合工程實例分析比較弱電系統集成
2.1以BAS為中心的弱電系統集成有一定的局限性
現代建筑物的弱電系統一般包含有十多個分系統,如何統籌考慮和優化設計這些系統,是多年以來建筑業主、設計院,工程承包商一直在探索的重要課題。弱電系統集成是解決這一問題的好辦法;傳統上,弱電系統集成經常選擇以樓宇自控系統為中心的的做法,采用BAS專門的通訊控制器和它方生產的產品以串行通訊的方式連接起來,使系統間傳遞數據。這是將它方產品納入樓宇自控系統的一種集成方式;然而從信息集成的需要來看,以BAS為中心的弱電系統集成有一定的局限性。作為一種介于上層網絡和各弱電分系統之間的集成系統,我們需要考察它向上的開放性能和向下的包容能力。
(1)首先所有各種BAS軟件都設計為自成系統。雖然BAS本身也是以通訊網絡構成,卻是一個相對封閉的體系,缺少向外的開放能力。有的BAS提供了一定的數據交換接口,例如提供DDE功能或API接口函數。但是這些數據接口并不支持網絡操作系統,而且對于一般用戶來說使用這種數據交換能力,因為需要專門的軟件編程,也是非常地不方便。大部分BAS在網絡環境下和其它應用程序交換數據的能力十分有限,當弱電系統通過BAS中心和上級集成系統交換數據時,會產生瓶徑效應而不能獲得預期的結果。
(2)其次,一般的BAS系統可連接的它方弱電產品是受限制的,在它的可連接產品表上羅列的機電產品種類不過數十種,僅占全部可選機電產品種類的一小部分,這樣就極大程度上約束了對其它子系統產品的選擇,在系統產品的選擇和優化方面選擇范圍很小,缺少靈活性和自由度,即其向下的包容性很差。
(3)再就是,一個重要問題是目前一般BAS的中央監控系統并不具有網絡環境下的信息集成管理功能,不能面向網絡提供透明的數據源,沒有提供開放的數據庫接口,也不能向客戶提供分布式多用戶的網絡工作環境。由于不是設計在網絡操作系統下運行,這種相對獨立的監控軟件包,如想直接利用其它系統資源十分困難,而遠程操作管理也是很難實現。
(4)而且,目前的BAS系統向用戶提供的工作站運行的就是系統軟件本身,由于體系結構的原因,它不可能向更眾多的用戶提供個人工作界面,這就大大限制了它的適用范圍。另外,BAS廠商提供的監控軟件產品的特性,無論是個人操作界面,還是圖形表達方式,都比較固定呆板,用戶自己能“定制”的內容很少或者根本沒有。它不允許你有“額外”的需求。對用戶來說,廠家給你什么,你就必需接受,廠家沒有給你的,你就別想擁有。總體來說這樣的監控軟件對信息的處理和集成管理能力很差,已不能適應信息化時代的需要。然而,當網絡操作系統下的新一代集成軟件誕生以后,就使這一切有了根本的改進。
2.2區域網-子系統集成方案
新一代先進的弱電集成系統,這是一套專為智能建筑的弱電系統集成設計、向用戶提供統一的實時監控,數據采集和管理的網絡軟件:PSCADA系統。又稱其為“區域網-子系統集成方案”。這套分布式面向對象的網絡軟件,基于WindowsNT操作系統,采用以太網結構,TCP/IP協議;運用構件對象模型(COM)、軟件構件重用和智能代理(Agent)技術,是一個典型的分布式客戶機/服務器網絡平臺。
2.3信息集成的最好方式是采用區域網-子系統集成
(1)隨著計算機網絡技術的發展和成熟,網絡系統集成已被廣泛應用于各行各業,成為企業信息化的必然選擇。這一點同樣適合于要走信息化道路的智能建筑。我們提出智能建筑信息集成的最好方式是采用區域網-子系統集成。
綜上所述,作為甲級智能樓宇,以信息集成為目標的現代化建筑,弱電系統集成宜采用區域網-子系統集成的方案。
1系統集成
實踐證明在整棟智能大廈的信息化中,集成技術占有極其重要的位置。它實際上監管著大廈的全部機電設備、物業管理和信息服務,需要系統提供大量關于設備方面的數據。這些實時的或歷史的數據,是大廈維護、管理決策和自動計費等所需的,沒有這些資料,智能建筑的自動化物業管理根本無從談起。由此可見,大廈的智能化是建立在弱電系統信息集成的基礎之上。所以系統集成應以信息集成為目標,實現其弱電核心技術是針對其信息的集成。
主要特征是:建立一個完整、統一的以網絡為基礎的監控管理平臺,提供一整套系統軟件,能采集和取用弱電各分系統的所有實時數據并在集成網絡系統上發布,可實現對系統信息、資源和管理服務的共享,具有一致、簡易和方便的個人業務操作界面,能滿足眾多用戶的不同作業需求。
對以上觀點分析后得出初步結論,弱電系統信息集成可以幫助實現以下目標:可以降低系統運行維護成本;更充分地利用各個子系統的信息資源;有利于提高建筑物的管理效率、使用質量以及提高建筑物的節能水平。
2系統集成注意事項
1.1弱電系統組成
簡要介紹以下幾個分系統。
1.建筑設備監控
監控系統,采用直接數字控制技術,對建筑物內的生活供水、排水、熱水系統及設備、制冷和空調設備進行監視及節能控制。對智能化變配電監控系統及照明控制系統進行監測;建筑設備監控系統由管理層、監控層及現場層組成,提供各種完善的開放技術,實現各個層次的最佳運行。通過Web化的窗口,可以控制管理整個建筑物內的設備監控管理、節約能源、環境監測及物業管理等,達到管理系統和控制系統的一體化。
(1)管理層由計算機及打印機組成,采用實時圖形監控操作軟件,是BAS的人-機界面,既可通過顯示或打印各種信息來觀察當前或以前的系統及其所監控各種機電設備的運行狀況及數據,又可通過鍵盤或鼠標的操作來改變各種機電設備的運行,從而達到特定的監控要求。
(2)自動監控層是BAS通訊網絡的重要裝置,也是整個系統的心臟。它一方面通過以太網與操作站及其他網絡控制器聯系,另一方面通過現場總線網絡與分布在各處的直接數字控制器通信。在網絡控制器中存放著系統所有信息,它具有多種控制功能,如機電設備運行時間和事件統計、電力負荷削峰限載計算、聯動控制和機組群控等復雜的高性能控制功能,對整個系統進行著有條不紊的監控。同時,控制器又是將各個分系統接入BAS進行設施集成的重要接口。
(3)現場控制器構成系統的第三級,其主要功能是接收安裝于各類機電設備上的各種傳感器、檢測器發出的數據,按其內部預先設置的參數和編制的控制程序來進行相應的運算(如PID、最大值、延時等)并對各類機電設備進行控制,同時隨時根據操作站經由網絡控制器發出的各種指令來調整參數(起動有關程序)以改變或起動相應設備的監控。
(4)系統的三級控制采用分散控制、集中管理的結構,即使網絡的某一部分控制(線路)受到損壞,也只有這一部分癱瘓,不會影響到整個系統的運行。同時,現場控制器采用工業級器件并具有獨立運行功能,即使操作站(網絡)發生問題不能工作時,控制器仍然能按內部預先設置的參數和編制的控制程序繼續運行。
采用三級控制結構,使每一層的結構都相對簡單,降低了維修的復雜程度,同時一級網絡為10M以太網,二級網絡為9600bpsRS-485總線,減少了系統網絡之間、尤其是現場環境引入的干擾的可能性;樓宇自動化管理分系統監控所有機電設備,如冷熱源機組、空調機組、新風機組、變風量末端裝置、給排水、送排風、變配電、照明和電梯等設備。
2.程控交換機
數字程控電話交換機系統可提供足夠的話路容量以保證大樓內所有用戶的使用,并為將來的擴容留有余量。它可通過簡單配置提供接口來實現ISDN功能,并可通過選配X..25接口分組交換(選配其他接口)實現諸如數據通信的功能。通過軟件設置,可實現在系統內建立專用虛擬網。系統具有縮位撥號、呼叫特種業務、電話會議、遇忙回叫、通話保密、電子信箱和語音信箱等多種功能。系統還可日常自動檢測、診斷、定位及主機嚴重故障時自動切換到備用機。
3.結構化綜合布線
該系統是整棟大樓的"神經系統",提高語音通信、傳真等圖像資料、電視會議等視頻信號及數據通信等的聯網。系統由6個獨立的子系統組成,即工作區、水平、管理、垂直主干、設備間和建筑群子系統。
(1)工作區子系統是終端設備連接到信息插座之間的設備組成,包括信息插座、插座盒、連接軟線、適配器等,將各類數據線和語音線引至樓層的各個點位。
(2)水平子系統是將干線子系統線路延伸到用戶工作區。該系統是布置在同一樓層上的,一端接在信息插座上,另一端接在樓層配線架上,主要采用非屏蔽雙絞線。需要寬帶傳輸時,可采用"光纖到桌面"方案。
(3)管理子系統是干線和水平子系統的橋梁,同時又可為同樓層組網提供條件,主要包括雙絞線跳線架、跳線,當終端設備位置(局網的結構)變化時,有時只需改變跳線方式即可,不必重新布線。
(4)垂直主干子系統主要用于連接大樓主設備間至各樓層管理間,采用大對數雙絞線或光纜,兩端分別連接在設備間和管理間的跳線架上;設備間子系統由設備間中的雙絞線(光纜)、連接跳線架及相關支撐硬件、防雷電保護裝置等構成。
(5)建筑群子系統用于多建筑環境,是將多個建筑物的數據通信信號連接一體的布線系統,采用架空安裝或地下管道(直埋)敷設的電纜和光纜以及防止浪涌電壓的電氣保護裝置。結構化綜合系統將語音信號、數據信號與圖像信號的配線經過統一的規范和設計,采用相同的傳輸介質、信息插座、適配器等,把性質不同的信號綜合到一套標準的布線系統中,表現為兼容性、開放性、靈活性、可靠性和先進性。
4.衛星接收及有線電視
該系統是現在普遍設置的基本方式。
它是利用衛星來直接轉發電視信號的系統,其作用相當于一個空間轉發站,是解決電視覆蓋率問題和高質量傳輸電視圖像信號的最好方法。有線電視(共用天線)系統采用一組優質天線,以有線方式將電視信號分送到系統各用戶,具有雙向通信、可視電話、圖文傳輸功能,并可與家用計算機終端聯網。
5.安保監控
該系統由閉路電視監視、出入口控制和巡更和防盜報警系統組成。
(1)其控制主機具有強大的控制、操作功能,不但能矩陣切換圖像,而且能發出多種報警信息實現報警聯動功能。系統配置長時間錄像機,將所有信號分時予以錄像,用以事后事故查詢。
(2)出入口控制系統為開放型集散式系統,通過對大樓管理監控中心、計算機中心、財務部門和設備間等重要區域實行通道控制,進行嚴密的保安管理,從而實現強大、完整的出入控制與管理。系統通過通訊線路與各智能出入控制器及電梯控制器相連,可控制持卡人進出的時間限制及區域限制,分布式智能是出入口控制系統結構的特點,無論發生了任何通訊問題,各出入控制器仍然可以實施區域控制、時間控制。
(3)電子巡更系統即在各樓層的兩側樓梯等巡邏檢查線路和值班室等地設置電子巡更點,巡邏人員在按線路檢查時,在每一個點按一次巡更按鈕或刷一下卡,系統就實時記錄按鈕/刷卡動作時間,從而如實地記載巡邏現狀,為加強安全值守管理提供翔實數據。當巡邏人員過早、過晚(不按次序巡邏、沒有巡邏某一巡更站),系統主機就立即發出報警信號,從而使控制中心的警衛人員可根據情況采取相應措施。
(4)防盜報警系統在大樓的首層、地下層各出入口和樓層內重要場所設置防盜報警探測器及手動報警按鈕,當有不法者非法闖入防范區域時,探測器立即將報警信號傳送到監控中心。防盜報警系統實現報警聯動功能,當發出報警信號時,閉路電視監控系統會啟動相應攝像機攝像,安保中心的主監視畫面也同步跟蹤該攝像信號;樓宇自控系統會打開非法闖入者所在通道的照明,并關閉通道門,將非法闖入者圍困在該區域,從而有效地保障人員和財產的安全。
6.一卡通管理
就是以IC卡技術為核心,以計算機和通信技術為手段,將各項設施連接成為一個有機的整體,用戶通過一張IC卡便可完成通常的資金結算和某些控制操作,如用卡開啟房門、就餐、考勤、巡更管理、購物、娛樂、會議、停車,辦公和收費服務等各項活動。而不必攜帶多把鑰匙開門,去各個對應部門交費等繁雜的操作。系統可根據需要對各部門進行監控管理和決策,各局部系統和終端可自動將收集到的信息整理歸納,以供系統查詢、匯總、統計、管理和決策。通過IC卡可互相溝通,既滿足各個職能管理的獨立性,又保證智能弱電系統集成整體管理的一致性。該系統常見的系統包括:門禁、考勤和停車場管理系統子系統
7.停車場管理
該系統以計算機網絡為核心,配備現代化停車場的各種裝置如發票/驗票機、自動柵欄機、車輛感應線圈和收費機等,系統可采用全自動(半自動)管理兩大模式動作。車輛感應線圈檢測到有車輛進入就自動啟動發票/驗票機,若用戶卡與系統存儲的訊息相同,則啟動柵欄機開啟欄桿,讓車輛進入車庫,同時系統自動記錄用戶卡號及進場資料。車輛出場時原理同上。系統管理主機可實現如下功能--對車庫的占位情況記數并予以控制、記錄所有運行情況及統計、管理長期用戶的數據庫。
8.消防自動報警
該系統采用智能型煙霧感應探頭和溫度感應探頭,能夠智能地感應煙霧與熱量,給出相應的模擬量值,通過先進的算法,能使系統區分真實報警和誤報干擾。系統的顯示屏上可圖形化顯示火警的確切地點及報警性質。消防報警確認后,系統可自動發出相應的消防緊急廣播及消防聯動控制,為人員的安全疏散和正確有效地撲滅火災奠定了基礎。消防自動報警分系統一般包括控制主機、緊急廣播控制單元、消防電話控制單元、彩色圖形顯示裝置、區域顯示/控制屏及智能型煙霧、溫度探頭、智能型監視、控制模塊等。當人們發覺有火警就觸發報警器,相應的報警信號就會傳至消防中心。
(1)水噴淋系統是在大樓每一層水消防總管上設置水流開關,當樓層內某一個水噴淋頭因溫度過高而動作放水時,水流開關動作,經與其相接的監視模塊將信號傳至消防中心。滅火系統:當系統收到破玻璃手動報警器的報警信號并確認后,系統啟動消火栓供水泵。
(2)防排煙系統是當系統確認發生火災后,立即開啟大樓的排煙風機,并開啟著火層及其上、下層的排煙閥,將著火層及其上、下層的煙排出。正壓送風系統:當系統確認發生火災后,立即開啟大樓的正壓送風機,并開啟著火層及其上、下層的送風閥,使樓梯通道加壓,防止煙氣侵入,保證人員疏散逃生時的空氣安全。
(3)火災事故廣播系統是當系統確認發生火災后,系統就自動切斷背景音樂廣播,并接通著火層及其上、下層的揚聲器進行火災事故廣播以指導人員疏散。
(4)電梯迫降系統是當系統確認發生火災后,系統就立即迫降所有電梯至首層,并自動切斷客梯、貨梯的電源,僅保留消防電梯供消防人員使用。
(5)卷簾門控制是當防火通道上的卷簾門兩邊的煙感探頭報警時,系統會控制卷簾門下降到離地面1.5M處,讓人員可以疏散,當卷簾門兩邊的溫感探頭報警時,則系統控制卷簾門下降到地面以完成防火區的分隔。
(6)其他聯動控制是當系統確認發生火災后,系統會自動鳴響著火層及其上、下層的警鈴/閃燈,提醒人們注意及時疏散,系統會自動切斷著火層及其上、下層的非消防電源。
(7)公共廣播及緊急廣播分系統,主要在大樓內的商場、商務中心、大堂、餐廳、公共走道等部分使用,可提供調頻、調幅廣播節目、雙卡放音信號、激光唱機信號及話筒信號,通過混音器可任選上述任何一路音源,經過音量控制電路將音量調整至合適水平,再經區域選擇器輸出至給定的區域廣播。當有消防報警信號時,系統會自動關閉公共廣播,并自動將著火層及其上、下層切換至緊急廣播,必要時,亦可手動用機附話筒進行人工指揮。除了公共廣播會切換至緊急廣播外,在大樓的設備層、停車場等處設置緊急廣播揚聲器,平時不工作,只有在火災時才進行消防緊急廣播。
9.后備電源
不間斷電源是所有網絡不間斷運行的重要組成部分,也是智能弱電系統不間斷運行的總要保障。考慮到網絡信息與數據的安全性,選用UPS不間斷電源來保護信息與數據的安全是科學的決策。
10.防雷接地
隨著科學技術的發展和計算機網絡的普及,微電子和網絡通訊設備日益增多,雷電的危害性愈來愈突出。
智能大廈內將安裝各類自動化辦公設備和通信設備,如服務器、網絡設備、監控主機、廣播系統等設備,為保證設備的正常工作和防止雷擊造成的危害,在建設新大樓的同時應考慮弱電防雷接地
1.2各個子系統的特殊性
在進行系統集成時我們不得不把這些因素考慮進去,這樣才能針對不同的工程作出既能充分地發揮系統集成優勢,同時又不違背相關職能管理部門對于特殊子系統的管理規定,做到量體裁衣拿出一個合理、可行的系統集成方案。下面具體分析一下幾個特殊的子系統:
1.消防自動報警分系統
該系統的特點是系統的設計審查、施工管理及竣工驗收歸口于各地的消防機關管理。對于該子系統國家公安部消防局有特殊的規定,在系統集成時我們就應該充分的考慮到這些因素。例如:該系統應有獨立的對外信息輸出出口可以直接與當地的消防部門聯網;該系統本身的控制設備應該具有最高的管理控制權限;該系統與建筑物內弱電集成系統關系應該是只為系統集成提供相應的數據信息,當弱電集成管理系統出線故障時,該子系統可獨立自主的完成本系統的所有相關功能。
2.建筑設備監控系統中的供配電設備監視系統
之所以將供配電設備監視系統從建筑設備監控系統中單獨拿出來做以說明,主要是考慮到該子系統的管理特性。建筑物的電力由建筑物所在地供電局提供,對于不同的建筑物,各地電力部門有著自己的管理辦法及規定。由于城市電網的復雜性及差異性,所以各個建筑物的供電方案不可能完全一致,所以這就造成了每一幢建筑物都有著自己不同的供電方式及供配電方案,在進行弱電系統集成時一定要注意這些差異,與當地供電部門做好方案的申報及協調工作,不要想當然的按照習慣的做法進行系統的設計施工,以免為將來建筑物的供電造成不必要的麻煩。
與該系統情況類似的還有建筑設備監控系統中的三表遠傳系統在這些系統的系統集成設計中也應做好與相關的政府職能管理部門(供電局、自來水公司、燃氣公司)的協調溝通工作,在方案階段就要做到切實可行,不要與相關的國家管理規定文件相抵觸。
只有注意到以上這些特殊系統的個性問題我們才能做好一個智能化建筑物的弱電設計,及系統集成工作。
2結合工程實例分析比較弱電系統集成
2.1以BAS為中心的弱電系統集成有一定的局限性
現代建筑物的弱電系統一般包含有十多個分系統,如何統籌考慮和優化設計這些系統,是多年以來建筑業主、設計院,工程承包商一直在探索的重要課題。弱電系統集成是解決這一問題的好辦法;傳統上,弱電系統集成經常選擇以樓宇自控系統為中心的的做法,采用BAS專門的通訊控制器和它方生產的產品以串行通訊的方式連接起來,使系統間傳遞數據。這是將它方產品納入樓宇自控系統的一種集成方式;然而從信息集成的需要來看,以BAS為中心的弱電系統集成有一定的局限性。作為一種介于上層網絡和各弱電分系統之間的集成系統,我們需要考察它向上的開放性能和向下的包容能力。
(1)首先所有各種BAS軟件都設計為自成系統。雖然BAS本身也是以通訊網絡構成,卻是一個相對封閉的體系,缺少向外的開放能力。有的BAS提供了一定的數據交換接口,例如提供DDE功能或API接口函數。但是這些數據接口并不支持網絡操作系統,而且對于一般用戶來說使用這種數據交換能力,因為需要專門的軟件編程,也是非常地不方便。大部分BAS在網絡環境下和其它應用程序交換數據的能力十分有限,當弱電系統通過BAS中心和上級集成系統交換數據時,會產生瓶徑效應而不能獲得預期的結果。
(2)其次,一般的BAS系統可連接的它方弱電產品是受限制的,在它的可連接產品表上羅列的機電產品種類不過數十種,僅占全部可選機電產品種類的一小部分,這樣就極大程度上約束了對其它子系統產品的選擇,在系統產品的選擇和優化方面選擇范圍很小,缺少靈活性和自由度,即其向下的包容性很差。
(3)再就是,一個重要問題是目前一般BAS的中央監控系統并不具有網絡環境下的信息集成管理功能,不能面向網絡提供透明的數據源,沒有提供開放的數據庫接口,也不能向客戶提供分布式多用戶的網絡工作環境。由于不是設計在網絡操作系統下運行,這種相對獨立的監控軟件包,如想直接利用其它系統資源十分困難,而遠程操作管理也是很難實現。
(4)而且,目前的BAS系統向用戶提供的工作站運行的就是系統軟件本身,由于體系結構的原因,它不可能向更眾多的用戶提供個人工作界面,這就大大限制了它的適用范圍。另外,BAS廠商提供的監控軟件產品的特性,無論是個人操作界面,還是圖形表達方式,都比較固定呆板,用戶自己能“定制”的內容很少或者根本沒有。它不允許你有“額外”的需求。對用戶來說,廠家給你什么,你就必需接受,廠家沒有給你的,你就別想擁有。總體來說這樣的監控軟件對信息的處理和集成管理能力很差,已不能適應信息化時代的需要。然而,當網絡操作系統下的新一代集成軟件誕生以后,就使這一切有了根本的改進。
2.2區域網-子系統集成方案
新一代先進的弱電集成系統,這是一套專為智能建筑的弱電系統集成設計、向用戶提供統一的實時監控,數據采集和管理的網絡軟件:PSCADA系統。又稱其為“區域網-子系統集成方案”。這套分布式面向對象的網絡軟件,基于WindowsNT操作系統,采用以太網結構,TCP/IP協議;運用構件對象模型(COM)、軟件構件重用和智能代理(Agent)技術,是一個典型的分布式客戶機/服務器網絡平臺。
2.3信息集成的最好方式是采用區域網-子系統集成
(1)隨著計算機網絡技術的發展和成熟,網絡系統集成已被廣泛應用于各行各業,成為企業信息化的必然選擇。這一點同樣適合于要走信息化道路的智能建筑。我們提出智能建筑信息集成的最好方式是采用區域網-子系統集成。
綜上所述,作為甲級智能樓宇,以信息集成為目標的現代化建筑,弱電系統集成宜采用區域網-子系統集成的方案。
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