智能建筑綜合布線系統(tǒng)工程技術(shù)研究

趙少翔

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043）

“互聯(lián)網(wǎng)+”和5G等現(xiàn)代通信新技術(shù)的迅速發(fā)展為智能建筑的開(kāi)發(fā)和使用提供了新思路。弱電工程中的綜合布線系統(tǒng)作為建筑智能化的重中之重，相當(dāng)于建筑物內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)，保證了其數(shù)據(jù)互通、語(yǔ)音互聯(lián)、圖像互享和網(wǎng)控一體化的功能，成為了信息時(shí)代新型建筑的潮流[1-3]。為了保障智能化建筑通信系統(tǒng)的可靠性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性，在綜合布線的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)方面都提出了不同層次的技術(shù)要求。因此，本文通過(guò)對(duì)智能建筑綜合布線系統(tǒng)全生命周期內(nèi)工程技術(shù)要點(diǎn)的深入研究，發(fā)掘工程應(yīng)用中的重難點(diǎn)及薄弱環(huán)節(jié)，這對(duì)提升綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、施工效率以及運(yùn)維經(jīng)濟(jì)性都有著十分重要的借鑒作用。

1 綜合布線系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)分析

綜合布線系統(tǒng)一般采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是一種開(kāi)放式系統(tǒng)布線。其采用模塊化思想，根據(jù)不同模塊的作用，可以將其分為6個(gè)子系統(tǒng)，包括：工作區(qū)子系統(tǒng)、水平干線子系統(tǒng)、管理間子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)和建筑群子系統(tǒng)[4-5]。綜合布線系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

由圖1可知，在智能建筑綜合布線系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)具有良好的靈活性和可拓性，各個(gè)子系統(tǒng)都可以進(jìn)行獨(dú)立的接入與撤出，這不僅為子系統(tǒng)的單獨(dú)設(shè)計(jì)、單獨(dú)施工提供了良好的基礎(chǔ)，也非常便于運(yùn)維過(guò)程中分系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行排查與檢修。綜合布線系統(tǒng)作為建筑物內(nèi)弱電系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維質(zhì)量對(duì)用戶使用體驗(yàn)有著直接的影響，也在一定程度上決定了整個(gè)弱電工程的成敗。

圖1 綜合布線系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖

2 綜合布線系統(tǒng)工程技術(shù)

2.1 綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

建筑物綜合布線系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)流程如圖2所示。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅要求設(shè)計(jì)者擁有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，還需同用戶進(jìn)行充分溝通，以設(shè)計(jì)規(guī)范為基礎(chǔ)，注重細(xì)節(jié)，才能較好地完成設(shè)計(jì)。

圖2 綜合布線系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)流程

（1）水平子系統(tǒng)中，如監(jiān)控視頻的設(shè)計(jì)，常出現(xiàn)綜合布線數(shù)據(jù)電纜和電力線平行敷設(shè)的情況，此時(shí)電力線產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)電纜的正常傳輸產(chǎn)生惡劣影響。兩種電纜間保持一定的距離是減小影響的有效手段。根據(jù)接近狀態(tài)和電力電纜的類別不同，最小接近距離選擇在10～600 mm之間。設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮網(wǎng)絡(luò)線纜與周圍可能產(chǎn)生高電平電磁干擾的設(shè)備保持合理的距離，減少電磁干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)挠绊慬6]。除此之外，接地系統(tǒng)也直接影響綜合布線系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，必須在配線設(shè)備的機(jī)柜內(nèi)設(shè)置接地端子，使之與屏蔽模塊的屏蔽罩連接，經(jīng)過(guò)接地導(dǎo)體連接至建筑物等電位接地體。綜合布線系統(tǒng)接地導(dǎo)體截面積的選擇見(jiàn)表1。

表1 綜合布線系統(tǒng)接地導(dǎo)體選擇

（2）為了保護(hù)線纜，綜合布線中的線纜必須經(jīng)過(guò)金屬線槽或者鍍鋅鋼管敷設(shè)到相應(yīng)的終端。具體分為明裝和暗裝兩種不同的設(shè)計(jì)方式。現(xiàn)代化智能建筑中為了美觀，一般采用暗埋設(shè)計(jì)。在建筑平面圖上進(jìn)行暗埋設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)必須與施工相結(jié)合，為了便于后期施工。暗管的轉(zhuǎn)角彎度需大于90°，且一個(gè)路徑上暗管的轉(zhuǎn)彎角度不得多于2個(gè)，不應(yīng)出現(xiàn)“S彎”，管道超過(guò)20 m長(zhǎng)度時(shí)必須設(shè)置轉(zhuǎn)線盒[7]。

（3）注重弱電系統(tǒng)電纜的選擇和敷設(shè)。智能建筑中包含不同的系統(tǒng)。而系統(tǒng)不同其傳輸特性和應(yīng)用功能也有差別，需要分別使用不同的傳輸線纜。可以根據(jù)建筑物內(nèi)信息點(diǎn)的類型、容量、帶寬和信息傳輸速率選擇線纜[8]。不同的房間按照一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范線纜的選擇，保證各部分線纜按照相應(yīng)的規(guī)則行使不同的功能。除此之外，還應(yīng)充分考慮計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展迅速，設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留一定的技術(shù)儲(chǔ)備，在滿足用戶當(dāng)前需求的基礎(chǔ)上，盡量滿足用戶長(zhǎng)遠(yuǎn)使用目標(biāo)。

2.2 綜合布線系統(tǒng)的施工

綜合布線是弱電系統(tǒng)的基礎(chǔ)，承擔(dān)建筑物內(nèi)、建筑間的電力、網(wǎng)絡(luò)等信息傳輸任務(wù)。由于整個(gè)線路敷設(shè)量比較大，且存在較多交叉作業(yè)面，導(dǎo)致整個(gè)線路的敷設(shè)十分復(fù)雜。結(jié)合設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，合理的施工是實(shí)現(xiàn)綜合布線系統(tǒng)功能的重要環(huán)節(jié)。

（1）施工前，需要仔細(xì)檢查電纜的類型、外觀和通導(dǎo)性能。對(duì)于數(shù)據(jù)線還需在開(kāi)路測(cè)量后做隨工測(cè)試，以避免二次放線。施工人員在完成工程交接和工序交接后，確定建筑結(jié)構(gòu)、裝飾裝修及機(jī)電接口。

（2）施工時(shí)，仔細(xì)閱讀建筑結(jié)構(gòu)、施工合同、施工圖紙等相關(guān)資料，熟悉建筑物整體情況和施工標(biāo)準(zhǔn)。在檢驗(yàn)光纖電纜性能后，遵循先遠(yuǎn)后近的順序進(jìn)行布線工作，盡可能減少交叉作業(yè)、無(wú)效返工等情況，更要避免摔打、生拉硬拽等施工行為，以防線纜損傷失效。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)槽、管的選擇采用如下計(jì)算方法：

其中，n為已知的所要安裝的線纜根數(shù)；70%為布線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許空間；40%～50%為線纜間允許浪費(fèi)空間。

（3）施工后，要對(duì)線路進(jìn)行仔細(xì)測(cè)試，檢驗(yàn)線路的合理性和有效性。檢查線纜是否有死角、打結(jié)處，在水平線槽處，觀察放線是否順直。設(shè)備間和網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜預(yù)留合理長(zhǎng)度的導(dǎo)線鋪設(shè)位置為用戶做長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮。在相應(yīng)線纜的兩側(cè)做標(biāo)記便于后期確認(rèn)線型線號(hào)。

2.3 綜合布線系統(tǒng)的維護(hù)

為了保證綜合布線系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，必須對(duì)系統(tǒng)有計(jì)劃地進(jìn)行維護(hù)。目前，綜合布線系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的維護(hù)分為日常檢修、故障排查和整改升級(jí)3種工作內(nèi)容。

（1）日常檢修對(duì)綜合布線系統(tǒng)是一種常態(tài)化工作，在定期的維護(hù)和檢查中發(fā)現(xiàn)隱在保障綜合布線系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要一步。清理機(jī)柜和線纜上的灰塵，檢查接線端子連接情況可以有效避免接觸不良現(xiàn)象。核對(duì)線纜、面板、配線架和跳線上的標(biāo)簽，對(duì)于字跡模糊和脫落的標(biāo)簽要及時(shí)進(jìn)行更換和補(bǔ)齊。

（2）故障排查是解決綜合布線系統(tǒng)的有效手段。根據(jù)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，線路阻斷是綜合布線最常見(jiàn)的一種故障類型。當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)遵循“先應(yīng)急，后恢復(fù)；先機(jī)房，后用戶；先主干，后分支”的處理原則[9]。結(jié)合故障現(xiàn)象，數(shù)據(jù)端口號(hào)，檢查線路是否完好、端口是否松動(dòng)、信息插座是否正常以及連接期間是否完整。核對(duì)用戶端工作區(qū)數(shù)據(jù)端口和終端連接狀態(tài)，確認(rèn)終端設(shè)備工作的有效性。

（3）隨著設(shè)備的更新、機(jī)房的改建和擴(kuò)建，綜合布線系統(tǒng)在運(yùn)行數(shù)年后可能需要進(jìn)行更換、增減線纜等工作。根據(jù)綜合布線系統(tǒng)整改規(guī)定，完成各項(xiàng)審批流程后遵循先清理廢棄雙絞線、跳線后按需增加新的線纜的作業(yè)原則，控制施工過(guò)程中的粉塵，減少對(duì)機(jī)房設(shè)備的影響。整改完成后，依次對(duì)系統(tǒng)各部分進(jìn)行測(cè)試，保證系統(tǒng)的完好運(yùn)行。

3 綜合布線系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)分析

隨著現(xiàn)代建筑智能化水平的不斷提升，必然導(dǎo)致綜合布線中線纜數(shù)量的增加以及整個(gè)弱電工程配線復(fù)雜度的提升。在未來(lái)綜合布線系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，采用BIM技術(shù)建立完善的網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)設(shè)備和線纜的模型數(shù)據(jù)庫(kù)，讓二維平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成三維立體可視化設(shè)計(jì)成為了必然趨勢(shì)[10]。BIM技術(shù)應(yīng)用流程如圖3所示。

圖3 BIM技術(shù)應(yīng)用綜合布線框圖

在設(shè)計(jì)時(shí)，采用BIM的可視化技術(shù)模擬布線，結(jié)合碰撞實(shí)驗(yàn)和漫游實(shí)驗(yàn)，可以更加合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)，從而大幅提高線纜敷設(shè)和設(shè)備布置的精確度，減少了無(wú)效返工。在施工方面，BIM技術(shù)幫助施工人員從抽象的二維圖紙轉(zhuǎn)向了形象的三維設(shè)計(jì)，施工人員根據(jù)圖紙進(jìn)行三維布線模型“積木式”施工，并實(shí)時(shí)利用云平臺(tái)的存儲(chǔ)功能調(diào)閱圖紙和相關(guān)設(shè)計(jì)資料，大大避免了對(duì)圖紙信息的錯(cuò)誤解析，不僅可以減少設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)配合施工的時(shí)間，還有效提升了施工的效率和準(zhǔn)確度。BIM技術(shù)用于綜合布線工程整體生命周期，其三維可視化的顯著特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)布線工程和項(xiàng)目工程管理的有力支撐。讓故障排查在三維模型設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行，同時(shí)也減輕了運(yùn)維人員的工作負(fù)擔(dān)，是未來(lái)智能建筑發(fā)展的重要方向。

4 結(jié)束語(yǔ)

在信息化潮流的迅猛發(fā)展中，建筑物必然朝著更加智能化的方向發(fā)展。綜合布線系統(tǒng)作為建筑物智能化的重要組成，由于其線路復(fù)雜繁多，線纜敷設(shè)量大，施工工藝要求高，現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)面的特點(diǎn)，也對(duì)設(shè)計(jì)者、施工方和運(yùn)維者都提出了更高層次的要求。在智能建筑綜合布線系統(tǒng)全生命周期中，以工程技術(shù)特點(diǎn)為切入點(diǎn)，通過(guò)對(duì)在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維3個(gè)層次的分析，給出了各階段關(guān)鍵要點(diǎn)，為提升綜合布線系統(tǒng)的智能化水平提供了良好的參考。