在安防工程建设、智能化建筑或智能化小区内,均配备有各种公用设施(例如给水、排水、电力、燃气、电视、通信线路和计算机网络等系统)和相应设备(如建筑自动化控制系统),都是附属在房屋建筑或小区内的基础设施,为在建筑物或小区内的使用者服务,起到保证生产活动、居住生活和公共服务等能正常进行的重要作用。作为通信网络技术设施的联系纽带——综合布线系统,与房屋建筑、计算机网络以及其它系统有着密切关系,存在于同一个整体内,既是相辅相成、彼此结合的统一体,也有各自独立的不同性。因此,在工程设计和安装施工时,首先要考虑到智能化建筑综合布线系统的具体要求及其详细实施方案,另外,还必须与房屋建筑和其它设施的设计和施工单位配合协调,采取通盘考虑和妥善处理方式,及时解决问题,以保证达到正常使用的目的和要求。在鉴于此,在智能化建筑综合布线系统具体要求及其实施方案的过程中,必须在规划、设计、施工和使用以及维护等各个环节的管理上加以注意。
1 设备间的工艺要求及具体实施
设备间部分是综合布线系统的关键部分,由于它对外是从公用通信网引入线路,或智能化小区建筑群体间主干布线的交汇点,又是建筑物内的通信线路的连接处。因此,设备间设置的位置极为重要。此外,设备间的工艺要求和内部布线等都需统一研究、全面考虑确定。在设备间部分设计中应注意以下几点:
(1)设备间的位置和面积
设备间的位置和面积是设计中的主要内容,其要点如下:
①设备间的理想位置应处在建筑物内综合布线系统干线网络的中间位置。一般常位于地下室或一、二层,并应尽量靠近建筑物内的引入通信线路处,以便与屋内外各种通信设备和网络接口连接,所以通信线路的引入处和通信设备以及网络接口的间距,一般不宜超过15m.此外,设备间还应邻近电梯间,以便装运笨重设备,同时,要注意电梯内部的面积大小和净空高度以及电梯载重的限制。
设备间一般装有电话、数据、计算机等系统的各种主机设备及其保安配线设备,并有各个系统共用的综合布线系统的进线接续设备,又是网络集中控制维护管理以及管理人员值班的场所。有时在特殊情况下,上述用户电话交换机和计算机的主机设备也可分别设置,但应考虑距离设备间不宜太远,以便综合布线系统的通信网络连接和使用,有利于缩短缆线的长度和保证信息传输质量。
设备间的位置应选择在环境安全、条件良好(如干燥、通风和清洁以及明亮)和便于维护的地方。设备间的上面或附近不应有渗漏水源、存放腐蚀、易燃、易爆物品或有电磁干扰源等事故隐患的场所或设施。
设备间的位置应便于安装接地装置,根据房屋建筑的条件和通信网络的需要,按照接地标准选用切实有效的接地方式进行设计。
②设备间的面积大小应根据智能化建筑的工程建设规模、各种系统的配置、安装设备的数量和网络结构的要求以及今后发展需要等因素综合考虑确定。要求在设备间内应安装所有设备(包括用户电话交换机、计算机主机和进线接续设备等),并应有足够的安装施工和维护检修空间。设备间的面积大小除上述因素外,还应预留适当发展余地,以适应今后一定时期的需要。
(2)设备间的工艺要求
设备间是安装各种设备的专用房间,所装设备均为高新技术产品,对于客观环境的技术要求较高,因此,其内部装修标准和工艺安装要求较高,主要有以下几点:
①设备间内应有良好气温条件,以保证通信设备和维护人员能够正常工作。要求房间内的温度应保持在10℃~27℃之间,相对温度应保持在60%~80%。这里没有将长期或短期的温/湿度工作条件加以区别,上述标准为长期温、湿度工作条件的数据,它是在地板上2m和设备前0.4m处测得的数值。
②设备间应按国家有关的防火标准的规定,安装相应的防火报警等消防系统,设备间的门应使用防火防盗门。房间墙壁不允许采用易燃材料,应有至少能耐火1h的防火墙。从地面或楼板到天花板均应涂刷阻燃漆(即防火涂料),所有缆线穿放的管材和洞孔以及线槽等都应采用防火堵料堵严密封。
③设备间安装程控数字用户电话交换机和计算机主机时,其安装工艺要求应分别按照程控数字用户电话交换机和计算机主机的安装工艺要求的标准进行设计,在同一房间内两者工艺要求如有不同,应以较高的工艺要求为准。
④设备间的室内装修,空调设备的选用和电气照明安装布置等均应满足通信机房的工艺技术要求,上述设施的安装施工应在装设通信设备前进行,以避免对通信设备的损害和施工时互相干扰。
设备间内部装修采用的所有装饰材料(包括吊顶材料等)均应符合《建筑设计防火规范》中的规定,应采用阻燃或非燃材料,且具有防潮、吸音、不起尘和抗静电等技术性能。如采用活动地板时,要求具有抗静电性能,根据以往工程经验其系统电阻应在1×105Ω至1×1010Ω之间。活动地板建成后的地表面应平整稳定、光洁干净、防潮防尘。当智能化建筑的建设规模较大、通信设备数量较多的设备间,可以考虑采用结合空调下送风、架间敷设缆线和地面面层材料应能防静电等要求,设置较高的活动地板的技术方案。
⑤设备间内应防止有害气体侵入(如SO2、H2S、NH3、NO2等),其限值可参见表1中所列。
⑥设备间内应有良好的防尘措施,允许尘埃含量的限值参见表2的规定,并要求灰尘粒子应是不导电的、非铁磁性和非腐蚀性的。
⑦设备间的内部高度必须保证安装设备能顺利进入,其净高(包括吊顶到地板间)不应小于2.55m,且无障碍的空间。设备间的门大小要求保证设备搬运和人员通行顺利畅通,其门的高度必须大于2.1m;门的宽度应大于0.9m,地板的等效均布活动荷载应大于5KN/m2.
⑧设备间内应设有一般照明设备,按照标准规定在水平工作面距地面高度为0.8m处,垂直工作面距地面高度为1.4m处,被照面的最低照度标准应为1501X,设备间内应设有稳定可靠的交流50Hz、220V电源供电设施,必要时(例如重要的智能化建筑)可设置备用电源和不间断电源设备。如设备间内安装计算机时,应根据计算机主机电源的需要,配置电源设备或有关设施,并按其要求设计。
(3)设备间内装设各个系统的设备问题
设备间内如安装各个系统的设备,一般有程控数字用户电话交换机、计算机主机和相应的配线接续设备等,设备的型号、规格数量和技术性能等各不相同,应按其使用特点、目前需要和今后发展等因素综合考虑,再做研究决定。在设备间的设计时,对各种设备在房间内的平面布置,应在各个系统确定配置设备的具体方案后才能够确定。上述各种系统的设备采取合设在设备间内,还是分别各自设置机房,并与设备间利用缆线互相连接的两种技术方案,它们各有利弊,互有优缺点。选择时应根据智能化建筑的工程建设规模、各个系统的设备容量(包括用户信息需求点的数量多少等)、房屋建筑平面布置、实际使用的要求和今后发展可能等诸多因素进行充分研究,经过经济技术比较以及结合该智能化建筑的管理体制来确定。
(4)设备间内缆线的敷设方式
设备间内的电缆和导线的敷设方式,应根据房间内安装设备的平面布置和缆线经过的各种段落等具体情况,分别选用在活动地板下面、沟渠槽道内敷设、穿放在预埋的暗敷管路或槽道中、以及在机架上安放等不同方法。在房屋建筑设计中应根据综合布线系统设计提供的资料和工艺要求进行考虑,以便与建筑设计或施工同步进行,例如预留沟槽和洞孔、预埋暗敷管路或槽道,以及考虑采用活动地板,同时要考虑活动地板装设后的楼层净高是否符合标准规定,要求保证今后综合布线系统的缆线部分施工能顺利进行。设备间内的主干缆线敷设方式,应及早提出工艺要求和主干缆线敷设的具体方案,供土建设计单位在房屋建筑的技术方案中纳入,为综合布线系统的缆线敷设创造有利条件。设备间内缆线各种敷设方式的优缺点和适用场合说明如下所述。
1)活动地板下的敷设方式
特点:缆线在活动地板下面的空间敷设。目前有两种,一是正常活动地板高度为300~500mm;二是简易活动地板高度为60~200mm,一般在建筑建成后装设。
优点:
①缆线敷设或拆除均极为简单方便,能适应线路增减变化,有较高的灵活性,便于维护管理;
②地板下空间大,电缆容量和条数多,不受限制,路由自由并可短捷,节省电缆费用;
③在建筑中采用,可不改变建筑结构。
缺点:
①造价较高(简易式活动地板虽比正常活动地板价格低些,但造价也高于其它敷设方式),在经济上受到限制;
②会减少房屋的净高,有时可能引起某些方面的不便;
③对地板表面材料有一定要求(如耐冲击性、耐火性、抗静电和人员走动时感觉良好等)。
适用场合或段落:正常活动地板和简易活动地板在已建成或新建建筑中均可使用,简易活动地板下面空间较少,在层高不高的楼层尤为适用,可节省净高空间,尤其是已建成的建筑;这两种方式是较为常用的方式,较有普遍的广泛性,一般用于程控数字用户电话交换机机房、计算机主机房及综合布线系统的设备间,且能全房间铺设。
正常活动地板因下面空间较大,除敷设各种缆线外,还可兼作空调的送风通道。但简易活动地板下面空间较小,只能作缆线敷设使用,不能作空调送风通道。
2)地板或墙壁内沟槽敷设方式
特点:缆线在建筑中预先制造的墙壁或地板内沟槽中敷设。墙壁或地板内沟槽的断面尺寸大小,根据缆线终期容量来设计,沟槽上面设置盖板保护。
优点:
①沟槽内部尺寸较大(但受墙壁或地板的建筑要求限制),能容纳缆线条数较多;
②便于施工和维护,也有利于扩建;
③造价较活动地板低。
缺点:
①沟槽设计和施工必须与建筑设计和施工同时进行,在配合协调上较复杂;
②沟槽对建筑结构有所要求,技术较复杂;
③沟槽上有盖板在地板沟槽时,不易平整,会影响人员活动,且不美观和不隐蔽;
④沟槽预先制成,缆线路由不能变动,受到限制,难以适应变化。
适用场合或段落:地板或墙壁内沟槽敷设方式只适用于新建建筑,在已建建筑中较难采用,因不易制成暗敷沟槽;沟槽敷设方式只能在局部段落中使用,不宜在面积较大的房间内全部采用;在今后有可能变化的建筑中不宜使用沟槽敷设方式。
说明:沟槽方式因是在建筑中预先制成,因此,在使用时会受到限制,缆线路由不能自由选择或变动。
3)预埋管路敷设方式
特点:在建筑的墙壁或楼板内预埋管路,管路的管径和根数根据缆线需要来设计。
优点:
①穿放缆线比较容易,维护检修和扩建均有利;
②造价低廉,技术要求不高;
③不会影响房屋建筑结构。
缺点:
①管路容纳缆线的条数少,设备密度较高的场所不宜采用;
②缆线改建或增设有所限制;
③缆线路由受管路限制,不能变动。
适用场合或段落:预埋管路只适用于新建建筑;不宜在已建成的建筑中采用,管路敷设段落必须根据缆线分布方案要求设计。
预埋管路必须在建筑施工中建成,所以在使用中会受到限制,必须精心设计和考虑。
4)机架上桥架(走线架)或槽道的敷设方式
特点:在设备(机架)上或沿墙安装桥架(走线架)或槽道的敷设方式,桥架(走线架)和槽道的尺寸,根据缆线需要设计。
优点:
①不受建筑的设计和施工限制,可以在建成后安装;
②便于施工维护和扩建;
③能适应今后变动的需要。
缺点:
①缆线敷设不隐蔽,不美观(除暗敷外);
②在设备(机架)上或沿墙安装桥架(走线架)或槽道较复杂,增加施工操作程序;
③在机架上安装桥架(走线架)或槽道会增加楼层层高,因此,在层高较低的房屋中不宜使用。
适用场合或段落:在已建(除楼层层高低的建筑外)或新建的建筑中均可使用,这种敷设方式适应性较强,使用场合较多。
说明:在机架上安装桥架(走线架)或槽道时,应结合设备的结构和布置等来考虑。
2 建筑物主干布线子系统
2.1 主干布线的路由多少和位置以及连接方式
(1)主干布线的路由和数量
智能化建筑内的建筑物主干布线子系统设置的数量,主要决定于工程建设规模,所要服务楼层和管辖范围以及用户信息需求点的分布密度等因素。一般有以下几种方案。
①当智能化建筑为塔楼或楼层面积不大,其楼层的总长度和总宽度都不大于60m,且用户信息点较多而相对集中时,应采用单个垂直主干布线子系统。如果其服务和管辖楼层中的用户信息点分布不密集时,可放宽为75m内,宜设置单个垂直主干布线子系统。
②当智能化建筑是由几个不同功能分区组成(例如行政办公、商业贸易和宾馆饭店以及租赁大厦等,它们使用功能的性质不同)混合的房屋建筑联合体,或楼层平面面积极大(如楼层的总长度和总宽度均超过60m,甚至达到75m或更大时),应考虑设置两个或多个垂直主干布线子系统,以获得比较合理的覆盖范围和管辖区域,从而提高服务水平,保证通信传输质量和降低缆线设施的建设费用,且有利于维护检修和日常管理。
(2)主干布线子系统的连接方式
①由多种功能分区组合或楼层平面面积极大的智能化建筑中,一般需设置多个垂直主干布线子系统,对于这些主干布线子系统要求在建筑内应在垂直方向上连续贯通,如因各个楼层分区平面布置或建筑结构布局的限制(如楼层高度不一)或其它因素,影响缆线路由不能垂直上下对齐时,甚至发生某些楼层已被堵封上升路由不能上下连续贯通等情况,应采用相应的预埋暗敷管路相连接;或采取分支电缆将干线接线间和卫星接线间(又称卫星交接间或二级交接间)相互连接成为整体网络。
用暗敷管路相连和用分支电缆相连的主干布线子系统这两种连接的技术方案在一些新建的具有特殊的情况中常被采用,尤其是在已建成的建筑物内因没有上下贯通的具体条件,也常常采用。
②综合布线系统的主干缆线连接方式与过去传统的专业布线的连接方式相似,应根据信息网络结构形式、设备具体配置、用户使用性质和电缆敷设方式以及具体安装条件等因素,分别采用不同的连接方式。在综合布线系统工程中常用的连接方式有点对点端连接(即是独立式或单独式)或分支连接(又称递减式)和混合式连接(即端接和连接电缆相结合)等方式。在一般的综合布线系统中,为了保证信息网络安全可靠,均首先选用点对点端连接方式,但是如经过核算后证明其工程造价过高,而分支连接的建设费用较低时,应改为采用分支连接或采用混合式连接方式。在选用连接方式时,应进行技术经济比较后确定。上述三种连接方式可以单独采用,也可以视实际需要混合使用,现将这三种连接方式简述如下。
1)点对点端连接
点对点端连接简称点对点连接,它是最简单直接相连接的方式,是只用一根电缆独立供应一个楼层,且能满足该楼层的全部用户所需的通信业务需要。这种连接方法的主要优点是采用容量较小,且重量较轻的电缆独立直接供线,发生电缆障碍,不涉及其它楼层,便于判断和测试障碍,有利于维护管理。缺点是电缆条数较多,占用干线通道空间较大,且因各个楼层的电缆容量不同,电缆外径粗细不一,安装固定方法和装设器材也有区别。
2)分支连接
分支连接是主干线路为一根容量很大的电缆,它的容量可以分别供应若干个干线交接间(又称接线间)和卫星接线间,也就是说该电缆可以供应若干个楼层。因此,它通过接续设备分成若干根容量较小的电缆,分别连接到各个楼层的干线接线间和卫星接线间。分支连接方式的主要优点是干线通道内的主干电缆条数减少,工程建设费用降低,缺点是电缆对数过于集中,如电缆发生故障,波及范围较大。由于电缆分支经过接续设备,在判断检测和分隔查修都有一些困难,增加障碍历时和维护费用。
3)混合式连接
混合式连接就是端接与连接电缆相结合混合使用的连接,它是一种在特殊情况下采用的连接方式。它一般在以下情况才会采用。一种是用户要求一个楼层中所有水平缆线都集中端接到该楼层的干线接线间,以便维护管理;另一种是因二级交接间面积太小,无法容纳传输所需的全部端接设备。为此,在干线接线间中增设完整的端接设备。
2.2 主干布线网络结构型式
(1)主干布线网络结构的基本型式和组成
综合布线系统的主干布线网络结构,可以看作是由一系列节点和各个节点之间相连的链路组成几何图形的网络拓扑结构。一系列节点分别是建筑群配线架(CD)、建筑物配线架(BD)、楼层配线架(FD)和通信引出端(TO)等,CD和BD常设在建筑物内的设备间、FD是设在干线交接间、TO是安装在工作区内。在工程建设规模较大的智能化建筑综合布线系统中,其楼层平面面积范围较大,以一个楼层配线架(FD)难以覆盖或有其它原因,这时在FD之后,又增加一个或多个二级交接间(又称卫星交接间或卫星接线间),二级交接间一般是设在与FD的同一楼层内。应该说信息网络拓扑结构的节点级过多,有其网络调度使用的灵活性,但也增加了缆线连接处产生问题的机会。因此,在确定网络结构和节点级数都需要慎重考虑,务必选用最佳方案和优化网络结构。
综合布线系统中的节点有两类,即转接点和访问点。干线交接间的FD、楼层中二级交接间设备和通信引出端(TO)等都属于转接节点,它们在综合布线系统全程传送信息过程中,其任务只是转接或交换传送。设备间设置的主机设备和用户信息终端设备是访问节点,它们分别是信息的源节点和目标节点。
(2)网络拓扑结构的类型和选择
网络拓扑结构的选择常常与智能化建筑的使用性质和信息传送的控制方式有关(因信息网络系统为那一个系统服务有关)。此外,节点的连接方式不同,也会有不同的网络拓扑结构。目前,综合布线系统网络拓扑结构主要有星型、总线型、环型和树状型等多种。它们的结构型式的特点和优缺点有以下几点。
1)综合布线系统星型拓扑结构
特点:
①由1个中心主节点(建筑物配线架BD)向外辐射用独立的链路与各个从节点(楼层配线架FD)连接,组成整个网络结构;
②主节点的设备较为复杂,集中控制方式,各个从节点只负责本节点的通信、信息处理,负担较小,设备简单;
③主节点可与任何一个从节点直接相连,从节点之间的通信必须经中心的主节点转接,才能接通。
优点:
①维护管理方便、容易,因信息处理都经中心主节点,可以集中维护管理;
②调整或拆改及配置灵活,只需在楼层配线架(FD)上改变,操作简单容易,不涉及其它无关的终端设备,适应变化较灵活;
③故障检修容易,极易分段隔离,及时排除故障,在楼层配线架(FD)上进行检修分隔。
缺点:
①网络结构复杂、线路长度多、增加施工和缆线的费用、工程投资和维护费用以及维护工作都多;
②网络依赖中心主节点,安全可靠性差,如中心节点出现故障,将使全系统瘫痪,因此对中心的设备可靠性和冗余度都有很高要求。
适用场合:
①计算机网络,主节点配备功能强的主机,具有信息处理和转接功能,可以连通各个节点之间的传送信息,配备集线器(HUB)、中继器或网桥扩大传送距离范围;
②用户电话交换机通信传输网络,使各个电路能相互通话,并可对外经过线路和有关设备进行通信联系。
2)综合布线系统总线型拓扑结构
特点:
①采用公共主干线路作为传输通路;
②所有楼层配线架(FD)没有独立的传输通路,利用连接硬件直接与主干线路连接;
③任何一个楼层配线架发送出的信号都沿主干线路传播,且被其它楼层配线架接收信号;
④采取分散式控制方式,信息分成组,依次发送各组交替传输,接收处是以识别设备来区别并接收信息。
优点:
①电缆长度短,布线容易,可减少工程投资和维护费用;
②结构简单,安全可靠性好;
③易于扩大增容,如需增加新的节点,仅增加较短的楼层间的布线,接到总线上;
④线路结构简单,容易维护。
缺点:
①故障分隔和诊断困难,检测维护不便,因为它是分散式控制,故障检测需在各个节点进行,延误维修时间;
②由于是公共传输通路,如故障在线路上,将影响整个总线,直接影响所有通信;
③扩建时需重新配置设备,增加缆线和调整终端设备等;
④对楼层配线架的要求较高,需有智能化性能,以便具有介质访问控制性能。
适用场合:
①消防通信系统网络;
②保安通信系统网络。
3)综合布线系统环型拓扑结构
特点:
①各个节点无主从关系;
②各个节点通过本身的有源设备连接到线路上;
③每个节点的有源设备都与两条链路相连,这种链路可以是单环的;
④如为提高传输速率,可采用双环,实现双向通信,即每个节点可以选择最近的距离,沿着不同的环路与对方通信,双环结构需增加设备,控制方式也较复杂;
⑤由于是连接在环型网络,信息以分组形式发送,采用分散式控制方式,以便决定每个节点的设备,在什么时间在环网上传送。
优点:
①电缆长度短,环型与总线型相似,所需电缆长度少,线路长度比星型网络要短得较多;
②适用光纤网传输速率可达100Mbps,光纤延迟小,性能好,技术较为成熟,如FDD1网双环结构。
缺点:
①节点故障会使全系统故障,影响面大,在单环上每一个节点都会造成全系统瘫痪(采用双环,主环有故障时,副环可以构成通路,较安全可靠);
②检测判断障碍困难,需要对每个节点进行检测;
③不易重新配置或调整;
④因是环型拓扑结构影响访问协议,在传送信息时,必须对传输通道是否可以使用进行了解。
适用场合:
①光纤网络;
②FDD1网。
4)综合布线系统树状型拓扑结构
特点:
①基本是星型网络结构的发展和扩充;
②分层网络结构,且有主节点(又称根节点)和各从节点(又称分支节点);
③集中控制方式,又适用于分级控制网络系统;
④各节点按层次连接,不能越层连接,它的形状象倒置的树状,顶端有一个带分支的根节点,每个分支点可延伸接出子分支;
⑤处于最高层次的节点,其安全可靠性要求也最高,因为其设备较多,且较集中,影响面也最大;
⑥当节点发送信息后由主节点(根节点)接收信号,再重新发送到整个布线系统各个节点(包括分支节点)。
优点:
①易于扩展网络,可以延伸很多分支和子分支节点,能适应网络今后不断变化;
②故障容易隔离,某一分支节点发生故障,将其隔断,影响整个系统范围较小;
③其它功能与星型网络相同。
缺点:
①对根节点的依赖性太大,如果发生故障,将影响全系统不能工作,安全可靠性与星型拓扑结构相似;
②网络结构复杂,线路长度多,增加施工和缆线的费用,工程投资和维护费用以及维护工作都有所增加。
适用场合:
①用户电话交换机通信传输网络;
②行业专网用户及集团企业用户通信网络。
关于综合布线系统网络拓扑结构的选择,主要根据综合布线系统传输信息量的多少、安全可靠要求、房屋建筑结构和技术经济合理等因素来决定。在实际工作中,除可单独采用一种结构外,也可将两种或多种网络拓扑结构有机结合,形成混合式拓扑结构,例如楼宇自动化系统常常会采用星型和总线型相结合的网络拓扑结构。
在选择网络拓扑结构时,应注意以下几点:
①安全可靠,检测维修方便。在综合布线系统中常有两类故障,一类是个别节点或链路损坏,这只影响局部,不会影响全局;另一类故障会使全系统无法正常运行,这种故障应力求避免、设法防止产生。从网络拓扑结构上要求有较高的安全可靠性,以保证信息传输网络正常运行。此外,网络拓扑结构必须具备便于检测判断故障和能及时采取容易隔离故障的措施,使影响使用的范围日趋缩小。
②灵活通融、有利增加和拆移:在智能化建筑中各个房间的通信引出端(即信息插座)数量和位置,会发生增加、移动或拆除等变化时,必须容易地重新配置、形成不同的网络拓扑结构,在改变这些结构时,不会影响整个系统工作。
③适应性强,能满足信息发展需要:在综合布线系统各个部分都要有一定的发展余地,例如电缆竖井和交接间均应预留一定的发展空间;各种缆线选用路由稳定安全、短捷平直、容易安装施工和今后扩建增容;采用的传输线路既能满足目前需要,又能适应今后发展或变化,例如采用光缆或超五类电缆等。
此外,从过去的工程实践应用来看,综合布线系统比较理想实用的网络拓扑结构是星形拓扑结构,在工程建设规模极大的网络也可采用树状型拓扑结构。其它网络拓扑结构应根据实际使用的具体条件来选用,尤其在其它系统中必须与它的功能特点和使用要求以及其它客观因素来选用。
3 水平布线子系统
水平布线子系统是综合布线系统的分支部分,它是由工作区用的通信引出端(又称信息插座),楼层配线架(FD),它们之间互相连接的水平布线电缆和终端匹配器及跳线等组成。在这里主要介绍网络拓扑结构和缆线敷设方式等问题。它们虽然各自独立,但又是互相配合,在考虑技术方案时,必须密切结合考虑。
3.1 水平布线子系统的网络拓扑结构
水平布线子系统的网络拓扑结构都为星形布线网络,它是以楼层配线架(FD)为主节点,一般在同一楼层中的每个通信引出端(TO)为从节点,楼层配线架和通信引出端之间采取独立的线路互相连接,形成以FD为中心向外辐射的星形线路网状态。
因此,水平布线子系统的网络拓扑结构的线路长度较短,根据标准规定线路最大长度不得超过90m,有利于保证信息传输质量和降低工程建设投资以及便于维护管理。
3.2 水平布线子系统的缆线敷设方式
由于水平布线子系统的缆线敷设方法较多,而智能化建筑又有新建、扩建、改建和已有等多种情况。但在新建的智能化建筑设计中,已将水平布线子系统缆线所需的暗敷管路或槽道等支承结构考虑在内,因此选择水平布线子系统的缆线路由是受到已建成管路等的限制。这里叙述的缆线各种敷设方法所需的支承结构和其它要求,在新建的智能化建筑时,必须很早向房屋建筑设计单位提供,否则安装敷设缆线时将非常困难和难以实施。
目前,在智能化建筑中水平布线子系统常用的缆线敷设方法除与设备间内常用的几种相同外,还有在天花板吊顶内和地板下敷设两大类型,现分别予以介绍。
(1)天花板吊顶内敷设缆线的方法
在天花板吊顶内敷设缆线的方法有分区法、内部布线法和电缆槽道布线法三种方法,它们在新建或已建成的智能化建筑中都可选用。由于都是在天花板(或特别的吊顶)内,有足够的操作空间,有利于安装施工和日常维护检修以及今后扩建有更换缆线的可能性。但操作空间不宜过大,否则就会增加楼层净空高度和工程建设投资,楼层净空高度不够,将给在房间内装设通信设备带来困难,所以天花板吊顶内的净空应该适宜。此外,在天花板(或吊顶)的适当地方,应设置检查口,该处的天花板(或吊顶盖板)应能随时取掉,成为活动开启的检查口,以便日后维护检修,天花板吊顶内三种安装方法的优缺点如下所述。
1)分区法
敷设方法的特点:将天花板内的空间分成若干个小区域来安装敷设电缆,大容量的电缆由接线间(交接间)用管道穿放敷设或电缆直接在天花板内敷设到每个分区中心。由分区中心分出的缆线经过墙壁或立柱引向房间的各个通信引出端。也可在分区中心设适配器,适配器将大容量电缆(如25对线)分成若干根4对线的小型缆线,再敷设到用户终端设备位置附近的通信引出端。
优点:
①灵活性较大,能适应今后变化;
②经济实用,节省工程造价和施工劳力;
③配线容量较大,有时可作为主干线路使用。
缺点:
①如采用缆线穿放在管道中,将会限制其灵活性,只能根据管道分布来定;
②对综合布线系统有时不太适用,因适配器等在吊顶内使用不便。
2)内部布线法
敷设方法的特点:从接线间(交接间)将电缆直接敷设到用户终端设备附近的通信引出端。
优点:
①灵活性最大,不受其它因素限制;
②经济实用,无需其它设备;
③因缆线独立敷设不在同一电缆内,传输不同信号,所以不发生互相干扰。
缺点:
①要对不同信息系统的通信引出端分别独立供线,按需要确定,缆线条数较多;
②初次工程投资费用较分区法多。
3)电缆槽道布线法(又称托架法)
敷设方法的特点:
电缆槽道是一种敞开式或封闭式的金属托架(又称桥架),它是吊挂或安装在天花板内,它由横梁式电缆槽道和分支槽道组成,结构较为复杂,在分支电缆槽道中引出缆线,经墙壁或立柱引到通信引出端。这种安装方法常用于大型和特殊型智能化建筑的综合布线系统。
优点:
①对缆线有较好的机械保护措施,安全可靠性好;
②扩建和检修较方便。
缺点:
①对缆线的路由有一定限制,灵活性不高;
②安装施工费用较高,且技术上较为复杂;
③有可能增加天花板的荷重。
(2)地板下敷设缆线的方法
在智能化建筑的综合布线系统中,地板下敷设缆线的方法使用较为广泛,尤其是新建或改建的建筑物中更为适宜。由于缆线敷设在地板下面,既不影响内部环境美观,又不需考虑其荷重,维护检修和安装施工均在地面,比在天花板吊顶内敷设缆线方式各方面要好,因其操作空间大、劳动条件好,便于维护检修和安装施工。因此,地板下的敷设缆线方法深受安装施工和维护检修人员的好评,这就是综合布线系统缆线敷设在地板下的方式采用较为普遍的主要原因。目前,在新建或改建的智能化建筑中常常采用的有地板下预埋管路布线法、地面线槽(在地板表面预设线槽)布线法、蜂窝装地板布线法、高架地板布线法和地板下管道布线法等,它们的特点和优缺点如下所述。
1)地板下预埋管路布线法
敷设方法的特点:
地板下预埋管路布线系统是由金属导管和金属走线槽组成。它是强、弱电统一布置的敷设方法,根据通信和电源布线要求,地板的厚度和占用的地板空间等条件,分别采用一层或两层结构。其中一层系统在单层平面上布线导管和馈线导管组成;两层结构是用于两层系统,它是上面为布线导管层,下面为馈线导管层,采取分层敷设结构。
优点:
①机械保护性能好,提高安全可靠性,减少障碍机会;
②美观隐蔽性好;
③灵活方便,有利布线;
④与电源系统同时建成对综合布线系统供电和使用有利。
缺点:
①工程造价较高;
②地板结构复杂,增加地板厚度和重量;
③与房屋建筑设计和施工必须加强配合协调;
④不适用于铺设地毯的场合,因随时要开启地板维护检修。
2)地面线槽布线法
敷设方法的特点:
在楼板表面预设线槽方式是将线槽放在地面的垫层中,同时埋设地面通信引出端(即地面插座),因此地面垫层较厚,一般为7cm以上,线槽有50和70两种,规格即50×25和70×25(宽×厚)mm,为了布线方便还有分线盒或过线盒,均为正方形,四面均可连接线槽,以便连接分路、拐弯等需要。
优点:
①布线极为方便简捷,所以布线距离不限;
②如采取屏蔽措施强、弱电可以同一路由敷设;
③适用于大开间,临时隔断办公的场合,容易适应各种布置和变化,布置灵活方便。
缺点:
①需要设置较厚的垫层,增加楼板荷重;
②垫层的设置使楼板厚度减薄因而容易被吊装件打中,信息点多,地面线槽增多,受损的机会增加;
③地板为高级大理石等材料时,通信引出端难以安装;
④工程造价较高。
3)蜂窝状地板布线法
敷设方法的特点:
蜂窝状地板是由一系列供穿放通信电缆用的组成构件,它一般用于电力电缆和通信电缆交替使用的场合,具有极为灵活的布局,这种地板结构一般采用钢铁或混凝土制成构件,横梁式导管均用作馈线槽,将布线槽中的电缆引接到接线间,在通道上为了便于维护,均盖活动地板。
优点:
①大部分优点与地板下预埋管路布线方法相似;
②因其容量较大,适用于电缆条数多的场合。
缺点:
①大部分缺点与地板下预埋管路布线法相同;
②构件复杂、安装施工难度大。
4)高架地板布线法
敷设方法的特点:高架地板为活动地板,是由许多方块板组成,这种面板搁置在固定房间地板上的铝制或钢制的锁定支架上。活动地板一般是在大钢底板上胶粘多层泡花木板,然后再敷贴耐磨层贴砖或聚乙烯贴砖。任何一块方块地板都能活动,以便今后维护检修或敷设拆除电缆。
优点:
①布线极为灵活,适应性强,不受限制,地板下空间极大;
②容易安装施工,操作空间极大;
③电缆条数多,都能容纳,不受限制;
④美观、隐蔽性好。
缺点:
①初次工程安装费用高;
②房间净高降低;
③地板下为压力通风系统时,需采用实心电缆;
④在活动地板上走动时会发生共鸣效应。
5)地板下管道布线法
敷设方法的特点:在地板下由许多金属管组成,以接线间为始点,向未来的用户终端设备的位置(包括墙壁或立柱处的通信引出端)用金属管辐射敷设,如有足够数量的通信引出端,可以适应相对稳定的用户终端设备的场合(如商场、银行办公楼等)。
优点:
①初期工程安装费用低;
②安全可靠,减少障碍机会;
③美观、隐蔽性好。
缺点:
①灵活性较差;
②穿放更换电缆不便。
上述几种布线方法有时单独使用,有时可根据实际条件混合使用,例如地板下预埋管路方法和地面预设线槽方法相结合;高架地板布线方法与地板下管道布线同时使用。这些应根据客观环境条件进行选用,不应强求一致。
(3)已建成建筑物的缆线敷设方法
在已建成的建筑物(包括改造扩建的原有建筑物)中的综合布线系统缆线的敷设方法,应根据房屋建筑结构体系、房间平面布置和内部装修要求等具体条件选用适宜可行的敷设方式。例如原有房屋建筑结构体系较好,且有可能时(如原楼层净空高度较高),可考虑采用前面所述的各种敷设缆线方法,在走廊等公共部位增设吊顶,在其内部敷设安装槽道,以便敷设缆线。如有困难不能采用暗敷管路或槽道时,可适当采用明敷线槽的方法。如在走廊内不能增设吊顶和敷设管路或槽道时,也可采用地面线槽布线法。上述几种方法的选用,必须从各方面比较其利弊,最后选择最佳方案。此外,常有采用楼板上导管布线法;或利用护壁板(又称踢脚板)以及木墙裙等装饰构件,在其内部敷设管路或把缆线直接敷设;也有采用专制模压管道,类似画镜线装置来敷设缆线。上述几种敷设缆线的方法的特点和优缺点如下所述。
1)楼板上导管布线法
敷设方法的特点:
将金属管道固定在楼板上,缆线穿放在管中,以保护缆线,利用盖板或胶皮将导管遮盖保护;通信引出端一般以墙上安装为主,地板式的通信引出端应设在不影响活动的地位。
优点:
①容易安装迅速方便;
②工程建设投资少;
③适用于通行量不大的区域(如办公室)和不是通道的场合(如沿墙的区域)。
缺点:
①使用场合受到限制,主要通道或活动量大的场合不能使用;
②安全、隐蔽性均差;
③影响内部环境美观。
2)护壁板(踢脚板)以及木墙裙电缆管道布线法
敷设方法的特点:
这种布线方法是沿墙壁在护壁板内(或踢脚板以及木墙裙)敷设金属或塑料管道,这种方法便于电缆导线的连接。通常用在墙壁上装有大量通信引出端的中、小型智能化建筑,电缆管道上盖有活动盖板通信引出端可装在沿管道附近的位置。
优点:
①容易施工和维修;
②灵活性较大,有利于使用;
③适用于用户信息点较密集的办公场所。
缺点:
①因布线通道的空间较小,不能用于缆线条数极多的场合;
②安全、隐蔽性较差。
3)专制模压管道布线法(类似画镜线的槽道)
敷设方法的特点:
专制模压电缆管道是一种金属或塑料模压件,它可以固定在接近天花板与墙壁结合处,一般在房间或过道的墙上,管道连通到接线间。在穿越墙壁时用小套管连接,以便电缆经套管后穿放到另一房间,模压件还可将连接到通信引出端的电缆遮盖保护,又起到美观作用。
优点:
①安装费用较低;
②能起到美观装饰作用,又能保护缆线;并隐蔽安全。
缺点:
①灵活性差,受到限制较多,使用不便;
②要求较高的场合不太适用。
在已建成的原有建筑物中选用或设计新的缆线敷设方法时,必须注意既要满足综合布线系统缆线敷设的需要,又必须考虑到其内部装修要求和客观环境条件,对于重要的大型原有房屋建筑,现在新增智能化的综合布线系统工程,如需敷设缆线及安装其辅助设施时,更要注意不应损害原有建筑的结构强度和内部装饰格局。
(未完待续)