
一、常用建筑弱电系统概览
1) 电话通信系统
实现话音通信功能,采用星型拓扑,传输介质为多条非屏蔽双绞线,频率处于音频范围。
2) 计算机局域网系统
作为办公自动化和数据传输的底层网络,通常采用星型拓扑,使用五类及以上非屏蔽双绞线,主要传输数字信号,速率可达数十至百兆比特每秒以上。
3) 音乐与广播系统
在场所内部署扬声器,通过多路总线结构传输定压音频信号,驱动现场扬声器;传输线通常为铜芯绝缘导线。
4) 有线电视信号分配系统
以树型布线将有线电视信号分配至各用户点,采用分支器/分配器进行分配,减少信号失真与衰减,使用75Ω射频同轴电缆传输多路射频信号。
5) 视频监控系统
现场布置摄像机、防盗探测器等,对重点区域进行监控与异常报警;视频信号多以视频同轴电缆传输,控制信号多采用总线结构的铜芯绝缘缆线。
6) 消防报警系统
包括火灾报警与消防联动、消防广播、火警对讲等部分。火灾报警通过探测器与手动报警装置等实现监测并按预设程序联动设备,信号多为多路总线结构,重要设备的联动信号有时采用星型结构并使用铜芯缆线;消防广播在火情发生时通过广播系统指挥现场人员疏散;火警对讲用于指挥现场灭火。
7) 出入口控制系统/一卡通
通过门锁、读卡器等设备对门禁进行监控与管理,拓扑与传输介质因厂商而异。
8) 停车场收费管理系统
在出入口埋设感应线圈感知车辆,通过控制器实现收费与栏杆控制,布线及传输介质因产品而异。
9) 楼宇自控系统
通过与现场控制器相连的检测与执行元件,对空调、给排水、照明、供配电、电梯等设备及环境参数进行监控、调度与管理。当前国际上没有统一标准,不同厂商的通信协议、现场总线与控制总线拓扑各不相同。常见的有 LonWorks 与 BACnet 等技术,BACnet 已成为楼宇自控领域广泛接受的标准之一,且兼容以太网等传输协议,LonWorks 的优势在于支持多种拓扑与多种传输介质的混合使用,便于后期改建与扩展。此外,随着应用的拓展,电视会议、屏幕显示、扩声、巡更、楼宇对讲、三表自动抄表等系统也会在不同场景中配置。
二、系统集成要点yy易游
在实际设计与实施中,需要从网络集成、功能集成和软件界面集成三个层面来统筹各弱电系统的协同运行。
1) 网络集成
目标是在一个统一布线平台上实现多系统协同,以便网络管理更加集中、现场布置更加灵活。电话与局域网在拓扑与信息点布置方面有共性,可以将两者的布线合并为一个综合布线系统(PDS),提高灵活性与资源利用率。但就其他系统而言,受拓扑结构、信号传输介质和功率要求等限制,短期内尚难全部纳入同一平台,需要在技术与经济性之间做折中,未来随着数字处理与通信技术的发展,综合布线的覆盖范围将逐步扩大。
2) 功能集成
- 功能合并:将重复或相似的功能合并,避免设备冗余与重复投入。例如,音乐/广播系统与消防广播系统可在法规范围内进行整合设计,但必须符合相关设计规范。
- 功能互补:各子系统在日常独立运行的基础上,遇到特殊事件时实现协同响应,提高整体处置能力。典型联动包括:
- 消防报警触发广播系统切换到消防紧急广播;
- 消防报警时切换安保监控画面并聚焦火情区域;
- 确认火警时,出入口控制系统开启相关通道以便人员疏散;
- 火警底层或地下时,车库系统开放出入口以便人员与车辆疏散,相关摄像机进入工作状态;
- 通过语音通信系统向消防局及相关管理部门发送警报与信息。
- 现代化集成的核心在于选择通用、成熟且广为行业认可的通信协议,如 BACnet(ANSI/ASHRAE 135-1995)和 LonWorks,前者与以太网等协议兼容性好,后者支持多拓扑与多介质混合传输,便于工程实施与运维。基于 BACnet 的楼宇自控系统在控制总线层级上可实现与 OA/办公自动化系统的较易集成,同时其对双绞线和星型拓扑的友好性有助于利用综合分布式布线系统(PDS)。
3) 软件界面集成
在确定集成模式与通信协议、完成硬件连接后,需开发统一的人机交互界面与应用软件,将各子系统的逻辑关系和控制权限整合到一个可操作的平台上,以实现集中管理与监控。
三、应用范围与定位
系统集成是一项技术性强、需跨领域协同的工程。实现良好集成不仅要求弱电专业工程师熟悉各系统的功能、参数、施工与调试,还需理解建筑给排水、供配电、空调、照明、电梯等相关专业的工作原理与接口。随着信息、计算、通信等技术的发展,弱电系统的应用边界不断扩展,标准化与互操作性成为提升智能化水平的关键因素。不同建筑的需求差异导致所需弱电系统组合存在显著差异,需据实际功能与安全要求进行定制化设计。
四、建设中常见的问题与挑战
1) 行业特点
子系统众多、涉及自控、通信、计算机、电子、传感、机械等多领域,理论与标准尚未完全定型,施工与设计容易受制于其他专业;招投标、设计变更及图装协调常常出现脱节,用户需求频繁变更增加设计与施工难度。
2) 技术标准
地方性设计标准逐步出台,但全国范围内的统一规范尚未形成。设计等级、设备选型、验收标准等尚需统一与落地,影响工程质量与互操作性。
3) 建设导向
业主与设计单位对弱电设计的理解与目标存在偏差,设计阶段可能因信息不对称导致方案不尽合理;设备与系统的宣传过度或不切实际,投资决策常受情绪化影响。
4) 资质与市场准入
部分企业在无足够资质情况下承揽项目,质量与安全存在隐患;证书与实际能力不匹配,市场监管与准入机制需完善。
5) 市场竞争与国际产品
国内市场长期受外资设计单位与集成商主导,国内智能建筑设计与实施的本地化能力亟需提升;国外产品虽然多样,但标准、开放性和与国内法规的匹配程度参差不齐,市场准入监管需加强。
6) 设计人才短缺
具备跨学科综合能力、经验丰富且具备前瞻性设计思维的人才稀缺;部分设计师缺乏系统性整合能力,难以实现多系统的统一管理与联动,设备环境适配与后续升级也存在难题。
五、建筑智能化的分类与定位
智能化系统涵盖建筑设备监控、安全防范、通讯网络、信息网络、火灾自动报警及联动等子系统,目的在于集中监控、控制与管理。家庭层面的数据采集、控制和通讯网络通常被称为智能化线路,即弱电线路,承担家庭信息化与自动化控制的基础功能。综合来看,弱电技术是智能建筑不可或缺的组成部分,其应用广度与深度直接决定了建筑的智能化水平与运行效益。