M教學樓弱電系統設計研究

高培平

（青島理工大學建筑設計研究院 山東青島 266033）

本文為M教學樓弱電系統設計，該教學樓的面積為7961.1m2，一共有五層，教學樓的高度為22.5m，用相對標高的方式，以室外地平面為基準；該教學樓的防火等級為二級；其建筑結構為磚混結構，安全等級為二級。

1 火災自動報警系統方案設計

火災自動報警系統是現代智能建筑的重要組成部分，它能迅速通知火災情況，并通過自動消防設施，將火災撲滅，盡量避免火災的發生以及減少火災造成的傷亡和損失。

1.1 感煙探測器的計算

感煙探測器數量的計算是依據房間的高度、頂棚的坡度，地面的面積的不同，探測器的保護面積和保護半徑不一樣，因而數量不一樣，一個探測區域內需要的探測器數量的計算方法如下：

在公式中，N代表某個探測區域內所需要的探測器數量，單位為“只”，N應該取整數；S代表某個探測區域包括的地面面積，單位為m2；A代表探測器的保護面積，單位為m2；指探測器能有效探測的地面面積，因為建筑物房間的地面一般都是矩形，所以所謂的“有效”探測器的地面面積實際是指探測器能探測到的矩形地面面積；K是安全修正系數，特級保護對象K取0.7～0.8，一級保護對象K取0.8～0.9，二級保護對象K取0.9～1。

1.2 火災探測器與區域報警器的連線方式

火災探測器的連線方式發展非常迅速，從多線到少線再向總線發展，給火災自動報警系統的設計帶來很大方便，其方式有四線、三線、兩線制及四總線、二總線制，而二總線制包括樹枝形接線、環形接線和鏈式接線。每種接線方式如圖1～4所示。

圖1 四總線連接方式

圖2 二總線（樹枝形接線）連接方式

圖3 二總線（環形接線）連接方式

圖4 二總線（鏈式接線）連接方式

對于現代的火災報警系統，火災報警控制器已經是計算機技術、通信技術、數字控制技術的綜合運用，集報警和控制于一體，本設計采用二總線樹枝形接線方式如圖2所示。

2 綜合布線系統

2.1 工作區系統設計

綜合布線的結構示意圖如圖5所示。

圖5 綜合布線系統的基本結構

該系統的設計是通過城市寬帶網絡引至教學樓一層弱電間中的建筑物配線架，建筑物配線架配置有光纖收發器、交換機等。在由建筑物配線架引至各層弱電井中的樓層配線架，因為該教學樓的傳輸距離小于2km，數據點主干電纜既能采用多模光纖傳輸也可以選用対絞電纜，本系統使用多模光纖傳送，語音點主干纜線采用大對數電纜傳輸，然后再由樓層配線架分配至各個工作區，本設計不設置集合點。

2.2 配線子系統設計

據信息點布置完統計之后，五層教學樓的信息點數量如表1所示。

表1 各層信息點數量統計

對于該系統，信息插座、信息插頭使用RJ45連接器，選擇嵌入式安裝插座，且能支持不同的終端設備接入，每個信息插座連接一根4對対絞電纜，信息插座的高度安裝在距離地面30cm處。

本系統就采用5e類100Ω非屏蔽対絞電纜，可以支持100Mbit/s、155Mbit/s和622Mbit/sATM數據傳輸，即可支持語音、數據，又可以傳輸多媒體及視頻會議數據信息等。

配線子系統的語音點的配線方式如圖6所示。

圖6 語音點配線連接方式

配線子系統的數據點的配線方式如圖7所示。

圖7 數據點配線連接方式

3 公共廣播系統

揚聲器主要安裝于下列場合：大堂、走廊、車庫、一般會議室，樓梯間等地方，該教學樓的公共廣播系統大部分都設置在走廊和教室，個別辦公室也設置揚聲器。

3.1 公共廣播系統揚聲器的安裝間距

（1）在大堂、電梯廳、休息室等小型開敞空間可以采用L=（2～2.5）h進行估算；

（2）在公共走道等狹長形空間可以采用L=（3～3.5）h進行估算；

（3）大型會議室、多功能廳、餐廳等大型開敞空間可以采用L=2（h-1.3）tg（φ/2）進行估算。

其中h為揚聲器距離地面的高度，φ為揚聲器與水平線所成的角度，一般垂直安裝為90°。

如該教學樓中一樓的某一過道處的兩個揚聲器如圖8所示。

圖8 一樓的某一過道

因為是過道，根據第二點，安裝高度h=4.5m，則由L=（3～3.5）h可估算的兩個揚聲器直接的距離約為L=3.5X4.5=15.75m，如圖8所示。

3.2 公共廣播系統揚聲器的數量計算

對于揚聲器布置的數量，在房間內可以按0.025～0.05W/㎡的電功率密度確定，也可以按下式計算：

式中：D——揚聲器安裝間距（m）；

H——揚聲器安裝高度（m）。

圖9 教學樓一樓的一個實驗室

該教室的面積為109m2，按0.025～0.05W/m2計算，需109×0.05=5.45W的揚聲器，這個實驗室用的是4.5W的揚聲器，5.45W/4.5W=1.21個，取整數值則需要2個揚聲器，如圖9所示。

4 閉路電視監控系統

閉路電視監控系統是基于計算機網絡和視頻錄像技術的快速發展所誕生的一種高效的安全防范系統，閉路電視監控系統是安防系統中監控能力較好的一個系統，其系統框圖如圖10～11所示。

圖10 組成框圖

圖11 閉路電視監控系統的基本結構

本設計在教學樓一樓的值班室安裝監視器、NVR硬盤錄像機、矩陣主機、視頻監控主機等監控設備，并且通過弱電橋架引至各樓層弱電井，在每層樓的布線都采用弱電橋架加鋼管敷設的方式，全部攝像機的電源都采用POE方式供電，不需要配置額外的電源，通過強大的軟件管理平臺，實現對網絡攝像機的管理和各種控制操作，并且該教學樓的所有視頻信號能手動或者自動切換，由值班室的值班人員進行監視與控制。

5 結論

本文完成的是為某教學樓弱電系統設計，主要是通過線路的敷設，設備布置，設備的供電以及系統結構的設計，來完成五層教學樓火災自動報警系統、綜合布線等的設計。本文對市場和相關行業有所了解并進行相關的調查然后做出相關方案的選擇來實現需求分析和方案選擇。各系統的設計主要解決了方案選擇的問題、各個系統線纜敷設的問題以及各個系統設備安裝布置的問題等，對于教學樓類似的弱點系統設計具有一定的參考價值和實用意義。