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摘要：如今，智能建筑的興起引領了居家生活新潮流。與傳統(tǒng)辦公、商業(yè)和住宅項目相比，智能化住宅建筑因具有系統(tǒng)設計需求多、建設規(guī)模大、系統(tǒng)集成要求高的特點，對弱電系統(tǒng)設計提出了更嚴格、更全面的要求。只有設計出一套強大的弱電系統(tǒng)，才能確保整座智能住宅建筑的使用性能，本文主要針對某工程建筑弱電系統(tǒng)的設計理論、設計思路及要點進行分析總結，從而熟練掌握智能住宅建筑弱電系統(tǒng)的功能和設計要求，以用于指導類似工程設計與施工。

關鍵詞：智能住宅建筑；弱電設計；系統(tǒng)集成

1引言

弱電系統(tǒng)設計是建設單位、施工單位以及弱電系統(tǒng)集成商之間實現(xiàn)連接的紐帶與橋梁，在建筑電氣系統(tǒng)設計中處于十分重要的地位。智能住宅建筑中的弱電系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)工程，需利用數(shù)字網(wǎng)絡和系統(tǒng)集成技術，將獨立的若干個電子系統(tǒng)整合成相互關聯(lián)、相互協(xié)調的綜合網(wǎng)絡系統(tǒng)，便于對弱電系統(tǒng)進行全局控制和管理，以減少營運成本，提高綜合管理能力，實現(xiàn)對建筑的最優(yōu)化控制。

2住宅建筑智能化發(fā)展分析

縱觀國內住宅建筑弱電系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀，基本經(jīng)歷了從模擬時代→數(shù)字時代→系統(tǒng)集成、綠色節(jié)能的智能化時代的轉變。歐洲的發(fā)展方向主要是綠色節(jié)能，將太陽能、風能、地熱能合理有效地應用于住宅建筑中，結合現(xiàn)有技術盡可能減少碳排放，為住宅建筑未來的發(fā)展提供一條綠色環(huán)保之路；美國建筑行業(yè)發(fā)展更側重于系統(tǒng)研發(fā)，比如將無線傳感器網(wǎng)絡技術應用在住宅建筑中，有力推動了弱電系統(tǒng)的技術革新；拉美及非洲地區(qū)的發(fā)展相對落后，主要傾向于模擬系統(tǒng)，從而達到投資少、維護工作量小、系統(tǒng)相對穩(wěn)定的目的。我國雖然在新技術研發(fā)和理論研究方面相對薄弱，但我國建在建項目規(guī)模較大，成為各種新技術的試驗田。目前，對于我國住宅建筑來說，推動項目的智能化、集成化發(fā)展，以及如何更好地讓這些新技術為現(xiàn)代建筑服務成為有待解決的問題。

3智能住宅建筑弱電系統(tǒng)功能與設計要求

3.1智能住宅建筑弱電系統(tǒng)功能。智能住宅建筑弱電系統(tǒng)框架如圖1所示。3.1.1能源計量功能。建筑能源計量系統(tǒng)主要用于采集建筑的電能、用水以及冷凍站的冷凍水消耗等。電能消耗計量一部分通過能耗通訊網(wǎng)關，可將安裝在配電柜和配電箱里的智能電表數(shù)據(jù)同時傳輸給配電監(jiān)控系統(tǒng)和能耗計量系統(tǒng)；樓層配電箱的電能采用脈沖計量表進行監(jiān)測，能耗計量數(shù)據(jù)采集裝置需要采集脈沖表計輸出的脈沖數(shù)，并將其轉換成耗電量，然后通過Modbus/IP網(wǎng)絡協(xié)議傳輸給能耗計量系統(tǒng)。3.1.2數(shù)據(jù)分析功能。弱電系統(tǒng)可以顯示整個電力監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡圖，動態(tài)刷新顯示各主/分支接線圖上的實時運行參數(shù)和設備運行狀態(tài)，并支持遠程控制功能。系統(tǒng)可以為用戶提供多種電能和需量的統(tǒng)計報表，可以按不同時間段進行記錄與統(tǒng)計，并可以按不同費率時段對不同的配線分別進行用電量統(tǒng)計，同時具備按照電力公司賬單結構進行計量和統(tǒng)計的功能。可持續(xù)監(jiān)測整個系統(tǒng)范圍內的電輸出部分，實時監(jiān)視系統(tǒng)閃變、電頻率偏差、諧波含量、擾動、不平衡度、功率因數(shù)等電能質量問題。通過自動或手動觸發(fā)波形捕捉功能，記錄擾動波形開展故障分析和電能質量分析。3.2智能住宅建筑弱電系統(tǒng)設計要求。智能住宅建筑弱電系統(tǒng)的總體目標是：建立在總集成平臺上的集成管理系統(tǒng)，是將各子系統(tǒng)的信息資源匯集到一個系統(tǒng)集成平臺上，通過對全部信息資源進行收集、傳遞、分析和處理，為了使系統(tǒng)達到高效、節(jié)能、協(xié)調、經(jīng)濟的運行狀態(tài)，對整個建筑進行最優(yōu)化的決策和控制。弱電系統(tǒng)綜合了智能住宅建筑的軟硬件，并由智能住宅建筑的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，建立實時和歷史數(shù)據(jù)庫，并做進一步的信息處理、分析、提升和，實現(xiàn)綜合自動化系統(tǒng)的“管控一體化”建設。弱電系統(tǒng)的總體要求是：系統(tǒng)采用C/S和B/S結構，為基于任務的系統(tǒng)架構，可以獲得可靠的人機接口冗余，具有全面開放的通訊連接協(xié)議接口；控制系統(tǒng)由多種類型控制器和現(xiàn)場網(wǎng)絡組成，因此要求使用統(tǒng)一的接口標準和簡化接口類型。總集成平臺有五個基本的任務模塊，分別用來處理：I/O設備的通訊；報警狀態(tài)的監(jiān)測；報表的輸出；趨勢的記錄以及用戶監(jiān)視畫面。

4實例分析住宅建筑弱電系統(tǒng)設計

4.1工程概況。某住宅建筑局部地下1層、地上4層，局部5層，建筑主體高度13m，總建筑面積1.16萬m2；該建筑項目為了實現(xiàn)“零能耗”的目標，多采用被動式設計理念，在使建筑能耗達到合理極限的基礎上，采用智能化系統(tǒng)，通過對樓內所有用能、產(chǎn)能設備的總集成，以達到建筑產(chǎn)能耗能相平衡的目的。4.2弱電系統(tǒng)框架。該項目的智能化弱電系統(tǒng)包括：①綜合布線及網(wǎng)絡系統(tǒng)；②安全防范系統(tǒng)（含視頻監(jiān)控系統(tǒng)，報警及緊急求助系統(tǒng)，電子巡更系統(tǒng)，一卡通系統(tǒng)）；③有線電視系統(tǒng)；④會議系統(tǒng)；⑤建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)；⑥智能照明系統(tǒng)；⑦總集成平臺；⑧“零能耗”展示系統(tǒng)；⑨機房工程。4.3各個子系統(tǒng)設計與功能。4.3.1綜合布線網(wǎng)絡系統(tǒng)。本項目利用建筑的綜合布線系統(tǒng)為依托，建立了完善可靠的計算機網(wǎng)絡，在高性能的計算機網(wǎng)絡上通過在服務器上運行各種節(jié)能軟件管理整棟建筑的各項產(chǎn)、耗能系統(tǒng)，并通過產(chǎn)耗能預測，以達到建筑零能耗的目標。各產(chǎn)、耗能系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線經(jīng)由DDC等采集控制模塊對制冷機、光伏發(fā)電、空調器等各具體設備進行監(jiān)控。本項目綜合布線系統(tǒng)共設置8個弱電設備間，其中1~4層每層2個。水平子系統(tǒng)采用銅纜，管理水平數(shù)據(jù)和語音信息點；語音方面要求采用110式配線架；機柜內應為其他智能化系統(tǒng)設備的安裝預留足夠空間；所有設備機柜采用19英寸標準機柜，機柜應配備有風扇、電源、接地端子及門鎖。4.3.2建筑樓宇自動控制系統(tǒng)。（圖2）本項目的樓宇自控系統(tǒng)采用了先進的“集散型系統(tǒng)”，通過計算機網(wǎng)絡將各層的現(xiàn)場傳感器、控制器、執(zhí)行器以及遠程通信設備進行聯(lián)網(wǎng)，共同實現(xiàn)集中管理、分散控制的綜合監(jiān)控及管理功能。系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)通過中央操作站集中管理、分散控制，該系統(tǒng)可匯集各子系統(tǒng)的信息以及建筑物內外的各種信息，并對各類信息進行綜合處理，同時對建筑物內的各個子系統(tǒng)進行綜合處理。樓宇自控系統(tǒng)設有實時時鐘同步功能，能對中央管理工作站、子系統(tǒng)中央管理工作站、現(xiàn)場運行維護工作站、網(wǎng)絡協(xié)議轉換控制器和現(xiàn)場控制器進行自動校正時間。4.3.3智能照明系統(tǒng)。（圖3）智能照明系統(tǒng)采用KNX/DALI總線控制方式，燈控干線沿著弱電線槽敷設；系統(tǒng)中每個光源作為一個獨立的通訊對象，可以及時將運行狀態(tài)實時反饋到系統(tǒng)中，并發(fā)到弱電機房專用工作站；每個燈具的開斷或調光控制則由相應區(qū)域內的智能模塊直接控制，可實現(xiàn)1~100%的亮度調節(jié)；系統(tǒng)定時功能可以按每天或每周為周期進行設定，從而實現(xiàn)自動化管理各受控區(qū)域，對于特定區(qū)域可實現(xiàn)感應控制；有事件發(fā)生時，智能照明系統(tǒng)可與相應其他系統(tǒng)（如安防系統(tǒng)）聯(lián)動配合，開啟相應區(qū)域的照明；當火災發(fā)生時，通過輸入消防信號干接點，可聯(lián)動開啟相應區(qū)域的照明。智能照明系統(tǒng)的部分設備選型配置如表1所示。4.3.4機房工程。在機房中放置主要的服務器、核心交換設備、各系統(tǒng)工作站、液晶展示屏、互動觸摸屏、消防設備等，為了保證計算機設備運行的安全可靠，延長計算機系統(tǒng)的使用壽命，本工程對機房系統(tǒng)進行了充分設計。

5結語

總而言之，住宅建筑弱電系統(tǒng)的設計需要根據(jù)項目的規(guī)模、等級以及運營要求，合理地在眾多弱電系統(tǒng)中挑選出適合該項目的子系統(tǒng)，同時還要考慮每個弱電子系統(tǒng)的架構形式，兼顧性能和經(jīng)濟的要求。本文的分析進一步強化了相關從業(yè)人員對弱電行業(yè)和弱電設計的認識，要想確保整個行業(yè)有質的進步，需要社會加大投入力度，改善當前弱電設計相對被動的局面。

參考文獻

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作者:喻勇 單位:廣州市弘基市政建筑設計院有限公司