随着计算机技术、信息网络技术的飞速发展，智能建筑中越来越多地借助于计算机、控制设备和通讯设备。本文主要研究智能建筑中的综合布线系统设计。
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阐述了智能建筑与综合布线技术的发展、综合布线系统的标准、设计等级;给出了智能建筑中的综合布线系统的6个子系统即工作区子系统、水平区子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、设备间子系统及建筑群子系统的设计流程和设计步骤。
一、概 述
对于建筑物的所有设备：话音交换、数据终端、网络设备、暖通空调、消防系统、保安监控、电力系统和热力系统等进行智能化的管理和控制，达到互通信息、资源共享的目的。其信息种类和信息分布复杂而多变，让各种信息在智能建筑内外实现交换尤为首要。因此,必须建立一套布线系统把不同的控制设备、交换设备、网络设备、计算机设备等相互连接起来。
综合布线系统是智能建筑中布线的一项革命性的技术进步，是信息传输技术在智能建筑中的应用产物，它是智能建筑不可缺少的一个子系统。综合布线系统是目前最主要的有线传输通道。它是智能建筑内信息主要传输网络，可以成为公用电话网、计算机局域网以及多媒体通信网的物理网络和载体，用以实现智能建筑的各种信息传输功能。一般来说，国际信息通信标准是随着科学技术的发展，逐步修订、完善的。综合布线系统也是随着新技术的发展和新产品的问世，逐步完善而趋向成熟。我们在设计智能化建筑物PDS期间，要提出并研究近期和长远的需求是非常必要的。
目前，国际上各综合布线产品都只提出15年质量保证体系，并没有提出多少年投资保证。为了保护建筑物投资者的利益，我们可采取 “总体规划，分布实施，水平布线尽量一步到位”。主干线大多数都设置在建筑物弱电井，更换或扩充比较省事;水平布线是在建筑物的天花板内或管道里，施工费比初始投资的材料费高。如果更换水平布线，要损坏建筑结构，影响整体美观。因此，我们在设计水平布线，尽量选用档次较高的线缆及连接件，缩短布线周期。
二、综合布线系统标准
智能化建筑己逐步发展成为一种产业，如同计算机、建筑一样，也有标准规范[1-2]。
目前综合布线系统标准一般为CECS92:97和美国电子工业协会、美国电信工业协会的EIA /TIA为综合布线系统制定的一系列标准。这些标准主要有下列几种：
1) EIA/TLA—568 民用建筑线缆标准;
2) EIA/TIA—569 民用建筑通信通道和空间标准;
3) EIA/TIA—××× 民用建筑中有关通信接地标准;
4) EIA/TIA—××× 民用建筑通信管理标准。
这些标准支持下列计算机网络标准：
1) IEEE 8023 总线局域网络标准;
2) IEEE 8025环形局域网络标准;
3) FDDI 光纤分布数据接口高速网络标准;
4) CDDI 铜线分布数据接口高速网络标准;
5) ATM 异步传输模式。
我国已于1995年3月由中国工程建筑标准化协会批准了《建筑与建筑群综合布线系统设计规范》，标志着综合布线系统在我国也开始走向正规化、标准化。
三、综合布线系统的设计等级
对于建筑物的综合布线系统，一般分为3种不同的布线系统等级。分别是基本型、增强型和综合型综合布线系统[3]。
1.基本型综合布线系统
基本型综合布线系统方案，是一个经济有效的布线方案。它支持语音或综合型语音/数据产品，并能够全面过渡到数据的异步传输或综合型布线系统。它的基本配置：
(1)每一个工作区有1个信息插座;
(2)每一个工作区有一条水平布线(4对UTP)系统;
(3)完全采用110 A交叉连接硬件——与未来的附加设备兼容;
(4)每个工作区的干线电缆至少有2对双绞线。
它的特性为：
(1)能够支持所有语音和数据传输应用;
(2)支持#p#副标题#e#语音、综合型语音/数据高速传输;
(3)便于维护人员维护、管理;
(4)能够支持众多厂家的产品设备和特殊信息的传输。
2.增强型综合布线系统
增强型综合布线系统不仅支持语音和数据的应用，还支持图像、影像、影视、视频会议等。它具有为增加功能提供发展的余地，并能够利用接线板进行管理，它的基本配置：
(1)每个工作区有2个以上信息插座;
(2)每个信息插座均有水平布线(4对UTP)系统;
(3)具有110 A或110P交叉连接硬件;
(4)每个工作区的电缆至少有3对双绞线。
它的特点为：
(1)每个工作区有2个信息插座，灵活方便、功能齐全;
(2)任何一个插座都可以提供语音和高速数据传输;
(3)便于管理与维护;
(4)能够为众多厂商提供服务环境的布线方案。
3.综合型综合布线系统
综合型布线系统是将双绞线和光缆纳入建筑物布线的系统。它的基本配置：
(1)在建筑、建筑群的干线或水平布线子系统中配置62.5 μm的光缆;
(2)在每个工作区的电缆内配有2对双绞线;
(3)每个工作区的电缆中应有3对双绞线。
它的特点为：
(1)每个工作区有2个以上的信息插座，不仅灵活方便而且功能齐全;
(2)任何一个信息插座都可供语音和高速数据传输;
(3)客户可以利用接线板进行管理;
(4)光缆的管理可以利用光纤连接器。
四、综合布线系统的设计流程
在综合布线系统设计开始时，首先要做好以下几项工作[4-6]：
(1)评估和了解建筑物或建筑群内用户的通信需求;
(2)评估和了解物业管理用户对弱电系统设备布线的要求;
(3)了解弱电系统布线的水平与垂直通道、各设备机房位置等建筑环境;
(4)根据以上分析情况来决定采用适合本建筑物或建筑群的布线系统设计方案和布线介质及相关连接硬件;
(5)完成建筑中各个楼层面的平面布置图和系统图;
(6)根据所设计的布线系统列出主材料清单。
用流程图形式表示综合布线系统设计步骤如图1所示。
4.综合布线系统的结构组成与设计
综合布线系统由六个子系统组成，包括工作区子系统、水平区子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、设备间子系统及建筑群子系统(见图2)。
1.工作区子系统
工作区子系统是一个可以独立设置终端设备的区域。它包括水平配线系统的信息插座、连接信息插座和终端设备的跳线以及适配器。工作区的服务面积一般可按5~10m2估算，工作区内信息点的数量根据相应的设计等级要求设置。工作区的每个信息插座都应该支持电话机、数据终端、计算机及监视器等终端设备[5]。
设计步骤：
(1)确定工作区域大小S(m2)
根据建筑平面图计算使用面积S(m2)。
(2)确定进点构成N个(1，2，3 or 4)
要考虑到综合布线系统的设计等级。设计等级分为基础型和增强型，基础型的每个工作区只有一个信息插座，增强型的每个工作区有2个或2个以上的信息插座。
(3)确定信息插座数量和位置
首先需确定单个工作区的面积大小P，一般来说，可以按每5～10m2设置1个进点即1个工作区，则插座的数量M=S*N/P。
(4)确定插座类型和相应的设备数量
插座分为嵌入式和表面安装式两种。我们可以根据实际情况，采用不同的安装式样来满足不同的需要。通常新建筑物采用嵌入式插座;而现有的建筑物采用表面安装插座。
2.水平区子系统
水平区子系统应由工作区用的信息插座，楼层分配线设备至信息插座的水平电缆、楼层配线设备和跳线等组成。一般情况，水平电缆应采用4对双绞线电缆。在水平子系统有高速率应用的场合，应采用光缆，即光纤到桌面。水平子系统根据整个综合布线系统的要求，应在二级交接间、交接间或设备间的配线设备上进行连接，以构成电话、数据、电视系统和监视系统，并方便地进行管理。水平子系统的电缆长度应小于9#p#副标题#e#0m，在保证链路性能时，水平光缆距离可以适当加长。
设计步骤：
(1)确定配线间的数量和尺寸大小
配线间的数量和尺寸大小可根据表1确定：
(2)配线间的位置
根据建筑平面图确定配线间的位置。
(3)确定水平配线路由及敷设方式
按照施工图来设计子系统走线方案，一般采用地板下管道布线方法。
(4)确定水平电缆的对数、类型
我国基本上采用北美的结构化布线策略,即使用双绞线十光纤的混合布线方式。 双绞线又分为屏蔽线与非屏蔽线两种。
屏蔽系统是为了保证在有干扰环境下系统的传输性能。抗干扰性能包括两个方面,即系统抵御外来电磁干扰的能力和系统本身向外发射电磁干扰的能力,对于后者,欧洲通过了电磁兼容性测试标准EMC规范。实现屏蔽的一般方法是在连接硬件外层包上金属屏蔽层以滤除不必要的电磁波。现已有STP及S-STP两种不同结构的屏蔽线供选择。
屏蔽系统的屏蔽层应该接地。在频率低于1MHz时,一点接地即可。当频率高于1MHz时,EMC认为最好在多个位置接地。通常的做法是在每隔波长十分之一的长度处接地,且接地线的长度应小于波长的十二分之一。如果接地不良(接地电阻过大、拦地电位不均衡等),就会产生电势差,这样,将构成保证屏蔽系统性能的障碍和隐患。
值得注意的是，屏蔽电缆不能决定系统的整体EMC性能。屏蔽系统的整体性取决于系统中最弱的元器伯。如跳接面板、连接器信息口、设备等。因此,若屏蔽线在安装过程中出现裂缝,则构成子屏蔽系统中最危险的环节。对双绞线，在高速率应用场合采用光缆，一般使用多模光缆。
(5)确定电缆长度
根据下面公式计算每个楼层电缆总长度：
C=[0.55(L+S)+6]×n
其中，C为每楼层的电缆总长度;L为最远的信息插座离配线间的距离;S为最近的信息插座离配线间的距离;n为每层楼信息插座数量。
3.管理间子系统
管理间子系统设置在楼层分配线设备的房间内。管理间子系统应由交接间的配线设备，输入/输出设备等组成，也可应用于设备间子系统中。管理间子系统应采用单点管理双交接。交接场的结构取决于工作区、综合布线系统规模和选用的硬件。在管理规模大、复杂、有二级交接间时，才设置双点管理双交接。在管理点，应根据应用环境用标记插入条来标出各个端接点。交接区应有良好的标记系统，如建筑物名称、建筑物位置、区号、起始点和功能等标志。交接间和二级交接间的配线设备应采用色标区别各类用途的配线区。
(l)确定楼层配线架类别;
(2)确定楼层配线架容量;
(3)确定主配线架容量。
4.垂直干线子系统
垂直干线子系统由设备间的配线设备和跳线以及设备间至各楼层分配线间的连接电缆组成。在确定垂直子系统所需要的电缆总对数之前，必须确定电缆中话音和数据信号的共享原则。对于基本型，每个工作区可选定2对;对于增强型，每个工作区可选定3对双绞线;对于综合型，每个工作区可在基本型或增强型的基础上增设光缆系统。如果设备间与计算机机房处于不同的地点，而且需要把语音电缆连至设备间，把数据电缆连至计算机机房，则应在设计中选取不同的干线电缆或干线电缆的不同部分来分别满足不同路由语音和数据的需要。必要时，也可以采用光缆系统予以满足。
设计步骤：
①确定子系统的规模
如果在给定楼层配线间所要服务的信息插座都在75 m范围以内，可利用单干线子系统，超出该范围可采用双干线子系统或采用二极交接间。
②确定垂直干线通道
通常将配线间与垂直通道合用。
③确定楼层干线线缆类型及数量
④确定水平主干电缆路由
⑤确定每个楼层所需干线线缆长度及主干线缆总长
楼层线缆长度：(H+V)×115%+6(m) ，H为横向干线线缆长度，V为垂直干线线缆长度。
5#p#副标题#e#.设备间子系统
设备间是在每一幢大楼的适当地点设置进线设备，进行网络管理以及管理人员值班的场所。设备间子系统由综合布线系统的建筑物进线设备、电话、数据、计算机等各种主机设备及其保安配线设备等组成。设备间内的所有进线终端设备应采用色标区别各类用途的配线区。设备间位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心等内容综合考虑确定。
(1)确定位置
尽量布置在建筑物中间，远离强振源和强噪声源，避开强电磁场的干扰源，远离有害气体源以及腐蚀、易燃、易爆炸物等。
(2)确定使用面积
使用面积的确定有两种方法:
，Sb为设备面积;
S=KA，A为设备间内设备总台数，K为系数，取(4.5~5.5)m2/台;
在这两种方法中取大值，设备间最小使用面积不得小于20m2。
(3)确定建筑结构
设备间高度为：2.5～2.7 m，门为2 m×0.9 m
承重：A级 500kg/m2 B级 300g/m2
6.建筑群子系统
两个以上建筑物的电话、数据、监视系统组成一个建筑群综合布线系统，其连接各建筑物之间的缆线和配线设备，组成建筑群子系统。建筑群子系统应采用地下管道敷设方式，管道内敷设的铜缆或光缆应遵循电话管道和入孔的各项设计规定。此外安装时至少应预留1~2个备用管孔，以供扩充之用。建筑群子系统采用直埋沟内敷设时，如果在同一个沟内埋入了其他的图像、监控电缆，应设立明显的共用标志。
设计步骤：
(1)确定建筑物的线缆入口位置;
(2)确定建筑群干线的类型;
(3)确定建筑群干线的路由及敷设方式;
(4)确定建筑群干线的线缆数量;
(5)确定建筑群主配线架的容量。
五、总 结
综合布线系统的发展和智能建筑的兴起是分不开的，它是智能建筑对布线需求的产物，必将随着智能建筑的发展不断完善自身。智能建筑物是建筑技术和现代高新技术发展的结晶，一方面现代建筑物面积越来越大，功能越来越复杂，是各种高新电子技术的汇合点，另一方面信息技术发展日新月异，设备技术更新快。在智能建筑物的综合布线设计时一定要掌握规范，了解业主的使用要求,熟悉各种设备，并充分考虑未来的发展，只有这样才能设计出合格的智能建筑物的综合布线系统。
参考文献：
[1] GB/T50311-2000.建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范.国家标准.
[2] GB/T50312-2000.建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范.国家标准.
[3] 张宏庆，张彦荣，王改正，等.智能建筑综合布线技术[M].北京：中国建筑出版社2002.
[4] 史国中.综合布线系统设计与实现[D].重庆：重庆大学.
[5] 计宏.论智能建筑综合布线系统[J].陕西建筑，2007，(142)：4-7.
[6] 付玉强.综合布线系统的理论分析与实现[D].锦州：辽宁工学院.
