某实验室的弱电系统设计分析

某实验室的弱电系统设计分析

单四佳

中国中元国际工程有限公司北京100089

摘要：本文对某化工材料科技创新平台项目的弱电设计进行分析，主要从信息设施系统、公共安全系统及建筑设备管理系统几个方面给出了具体弱电设计方案。

关键词：弱电；信息；公共安全；建筑设备管理

引言：本工程为某大学化工实验室项目。本次设计总建筑面积为16845m2，其中地上建筑面积为14085m2，地下建筑面积为2760m2。建筑地上五层（局部四层），地下一层，为多层公共建筑。本建筑属于科学实验建筑，主要功能为各类实验室及其辅助用房，包括电镜中心、核磁中心、能谱中心、衍射中心、光谱中心、质谱中心、通用实验室等内容。本工程的弱点设计主要包括信息设施系统、公共安全系统及建筑设备管理系统。

1信息设施系统

1.1综合布线系统

本系统采用先进的结构化布线设计理念进行设计，很方便的达到校区的信息化和办公自动化。该系统支持电话和多种计算机数据通讯系统，可传输语音、数据和图像信息，能与外部通信网络相连接，提供各种网络通信服务。布线形式采用光缆和大对数铜缆混合组网。本工程综合布线系统主要包含如下子系统：

（1）工作区子系统：办公室按8~10m2为一个工作区，每个工作区设置一个数据点，每间办公室设置一个语音点；对于实验室区域，每间通用实验室设置1个语音点，3个数据点；对于有大型仪器的实验室，每间实验室设置1个语音点，每台大型仪器设置1个数据点；其它房间等根据需求设置信息插座。数据及语音均采用标准的6类RJ45信息插座。本工程设置无线网络接入点，实现区域内的无线全覆盖，以便实验设备及工作人员的数据上传和管理；无线网络接入点采用POE模式供电。

（2）配线子系统：每个数据或语音点到楼层配线架的线缆均为6类4对铜芯非屏蔽双绞线（4UTPCat.6），配线长度不大于90m。

（3）干线子系统：本工程数据干线采用多模光缆，语音干线采用3类大对数铜芯电缆，线缆通过线槽敷设。干线光缆按每台以太网交换机设置1个主干端口和1个备份端口；3类大对数铜缆用于语音通信，垂直干线铜芯电缆按一个语音点一对双绞线设置，并按10%左右冗余预留。

（4）管理系统：所有分配线架安装在楼层弱电竖井19”机柜内，语音及数据水平管理配线架均采用RJ45配线架。对工作区、设备间、进线间的配线设备、缆线、信息插座模块等按一定的模式进行标识和记录，便于完成线路的连接通信，线路定位与移位的管理。

1.2广播系统

本工程根据其使用功能，仅设置消防广播。火灾时受火灾信号控制相关楼层自动播放紧急广播。扬声器功率为3~5W，设备用房等无吊顶处采用5W壁挂式扬声器；其他部位采用3W吸顶式扬声器。广播扬声器应使用阻燃材料，或具有阻燃后罩结构，满足消防要求。广播线缆穿钢管暗敷在非燃烧结构层内，保护层厚度不小于3cm，所有明敷的金属线槽及必须明敷的钢管应做防火处理。

1.3信息引导及发布系统

在本工程入口大厅、休息厅、电梯厅等场所设置室内液晶显示屏，可以显示文字、图像等信息及电视和录像信号，用于发布信息及相关内容。

1.4电梯五方对讲系统

电梯五方对讲主机与电梯控制盘集中设置在消防\安防控制室。在电梯底坑、轿厢内、轿厢顶、电梯机房内分别设置通话器，实现与五方对讲主机及相互间的呼叫对讲。该部分系统由电梯厂家配套提供。

2公共安全系统

2.1火灾自动报警及消防联动控制系统

（1）火灾自动报警系统：本工程火灾自动报警系统按集中报警系统设计，火灾自动报警系统采用两总线制系统设计，报警回路采用树形结构。在办公室、实验室、仪器室、会议室、公共区等处设置感烟探测器。在每个防火分区设置有手动火灾报警按钮，从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手动火灾报警按钮的距离不大于30m，手动火灾报警按钮主要安装在各楼层的公共走道、大厅、主要公共活动场所及出入口。每个报警区域内均匀设置火灾警报器，火灾光警报器设置在每个楼层的楼梯口、消防电梯前室、建筑内部拐角等处的明显部位，且不与安全出口指示标志灯具设置在同一面墙上。在每个楼层的楼梯口、消防电梯前室、建筑内部拐角等处的明显部位设置火灾声光报警器。在走道、大厅、设备机房等场所设置扬声器，从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的直线距离不大于25m，走道末端距最近的扬声器距离不大于12.5m。消防控制室设置消防专用电话总机。消防控制室设置可直接接警的外线电话。

（2）消防联动控制：消防控制室内设置联动控制台，其控制方式分为自动、手动控制、手动硬拉线直接控制。通过联动控制台，可实现对消火栓系统、自动喷水系统、防排烟系统、防火卷帘门、门禁、气体灭火、火灾应急照明、非消防电源切断等的监视及控制。

（3）电梯系统的联动控制：消防联动控制器具有发出联动控制信号强制所有电梯停于首层功能。电梯运行信息和停于首层的反馈信号，应传给消防控制室显示。

（4）火灾警报及消防广播系统联动控制：火灾确认后启动建筑内所有火灾声光警报器及消防广播。

（5）消防应急照明及疏散指示系统联动控制：火灾确认后，由发生火灾的报警区域开始，顺序启动全楼疏散通道的消防应急照明及疏散指示系统，系统全部投入应急状态时间不大于5S。

2.2安全技术防范系统

（1）视频安防监控系统：本工程采用公共区域监控全覆盖并兼顾重点区域的设置原则。主要出入口大厅、走廊等公共区域均设置监控点。在出入口、电梯前室、走廊等区域设置半球彩色摄像机；室外设置室外球型摄像机（带红外功能）。电梯轿厢内的摄像机采用模拟经编码器接入楼层交换机方式。所有摄像机均采用高清CMOS芯片网络摄像机，分辨率统一为1080P，并采用双码流技术产品。本工程摄像机全部采用集中POE供电。

（2）出入口控制系统：本工程出入口控制系统由门禁单元（读卡器、电磁门锁、出门按钮）、网络设备、门禁控制器、出入口控制系统服务器等组成；出入口控制系统服务器设在安防控制室。在实验室、功能分区等重点部位设置门禁单元。系统在紧急情况下，如消防报警发生时，自动或强制开启疏散通道相关受控门的功能，门禁控制器具备消防时控制的强切接口，以便人员及时疏散，确保人身安全。若有人非法进入这些房间，出入口控制系统可自动报警，通知到安保中心，保护公共财产的安全。

（3）电子巡查系统：本工程采取离线巡查系统。巡查主机设在二标段安防控制室。在每层楼梯间等处设置巡查信息点，巡逻人员装备电子巡查器，按规定的路线进行巡查并予以记录。

3建筑设备管理系统

3.1建筑设备监控系统

本系统是采用计算机控制和网络技术，对本工程的机电设备，如：空调机组、各种风机、水泵等的运行状态进行实时自动监测和节能控制。该系统主要包括中央操作站、网络控制器、直接数字控制器（DDC）、现场传感器及执行器等设备，建筑设备监控系统操作站设置在消防/安防控制室。

3.2建筑能效监管系统

本工程设置建筑能效监管系统，本系统采用TCP/IP以太网+RS485总线系统架构。以太网网关控制器设在竖井内，通过双绞线与上层交换机连接，通过485总线与现场表具连接，主机服务器位于二标段控制室内。通过对电表，水表，气表，热表等进行数据采集并利用主机所带系统软件进行分析。实现对总能源消耗情况、科室单元能源消耗情况的记录和分析，以便独立核算或调整能源使用管理，制定最优运营方案。

结语：实验室建筑弱电系统的设计需要根据项目的规模、等级以及工艺需求等，合理的在众多弱电系统中挑选出合适该项目的子系统，同时还要考虑每个弱电子系统的构架形式，兼顾性能和经济的要求。

参考文献

[1]《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013

[2]《建筑设计防火规范》（2018年版）GB50016-2014

[3]《智能建筑设计标准》GB50314-2015

[4]《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2016

[5]《建筑设备监控系统工程技术规范》JGJ/T334-2014