智能建筑的弱电工程——谈上海万豪大酒店弱电系统设计

智能建筑的弱电工程 谈上海万豪大酒店弱电系统设计摘 要 文章从智能建筑弱电工程的系统组成、衡量标准出发，结合上海万豪大酒店具体项目，从智能建筑的公共广播，共用天线电视，无线寻呼，电话通讯，火灾报警，安保监控以及结构化布线几方面的系统设计进行了阐述。关键词 智能建筑弱电工程 公共广播 电视 寻呼 电话 火灾报警 监控 结构化布线 电源接地衡量城市建筑的现代化标准，建筑的设计形态和智能化是两个主要方面。智能建筑的弱电系统主要由以下各系统组成：(1)通信网络系统；(2)办公自动化系统；(3)建筑设备监控系统；(4)火灾自动报警及联动控制系统；(5)公共安全防范系统；(6)结构化布线系统；(7)弱电电源及接地系统。智能建筑弱电工程设计的出发点，应以建筑为平台，配置各功能系统，为人们提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境空间，以适应当前现代建筑的需要。从具体设计上，应从智能建筑的实际性质出发，充分考虑业主和使用者的各种功能要求，使设计能在总体结构上尽量现代化，技术上先进实用，经济上合理，同时需考虑智能建筑各系统的可兼容性和扩展性。上海万豪大酒店，坐落于上海虹桥新区，是集宾馆、展厅、办公为一体的五星级酒店。其占地面积 2.2 万多平方米，建筑面积 4 万多平方米。酒店高 8 层，地下2 层。整个酒店分 A、B、C 段三个部分，其 AB 段为酒店大堂、客房层部分，C 段为展厅及办公楼部分。以下，就上海万豪大酒店弱电工程的部分系统：通信网络系统中的公共广播传呼系统、共用天线电视系统、内部无线寻呼系统、电话通信系统；火灾自动报警及联动控制系统；公共安全防范系统中的闭路电视监视系统、防盗报警系统以及车库管理系统；结构化布线系统以及弱电电源与接地系统谈谈其设计。1 公共广播传呼系统酒店广播传呼系统分 2 类，一是面向公共区(如大堂展厅，酒店前台服务区域等)的公共系统，平时进行背景音乐广播，火灾或紧急情况时可被切换为紧急广播，二是面向办公会议区域及车库区域的广播系统(在一些特殊区域和大宴会厅等则要单独设置专业广播设备)。公共广播传呼系统构成见图 1。公共广播传呼系统设计主要考虑以下几个因素：即系统方式(一般选定压式)，划分广播分区，按扬声器特性确定扬声器与功放器，紧急广播的切换功能，广播线路与楼梯方式等。万豪大酒店广播系统划为 4 个逻辑分区(即酒店、展厅、车库和办公楼)，其中对应于紧急广播为 19 个子分区，对应于内部呼叫为 19 个子分区，确定扬声器与功放器的原则是必须考虑扬声器的广播效果并根据其功率确定功放器，万豪大酒店在酒店前台服务区域及办公楼部位选用造型好、频响及声压指标高的 6W 吸顶扬声器，在车库选用 10W 号角扬声器，在展厅选用 20W 声控。公共广播传呼系统应具有 2 个主要功能，即平时的背景音乐或普通广播以及紧急广播。紧急广播总控制器有最高逻辑优先权。万豪大酒店紧急广播总控制器当有消防控制触发信号抵达时，通过启动各分区的逻辑控制模块将相应的负载回路切换成对应的紧急广播回路。在平时，无消防信号时，各分区独立操作，将相应回路切换成普通广播回路，而当无普通广播控制信号时，则处于背景音乐或客房音响状态。2 共用无线电视系统 CATV 和卫星接收系统智能建筑的共用无线电视系统是适应人们使用功能要求的一部分，系统不仅用于接收广播电视，还能传送自行播送的节目及调频广播。系统组成见图 2。作为智能建筑的 CATV 系统设计，对系统保证用户电平，解决弱场强收视问题，保证图像的传输质量以及节目来源均应予以充分考虑。系统的前端设备 CATV 的主要部分，其对信号处理的质量好坏直接影响整个系统的质量，因此前端系统输出应具有较高的质量来满足分配系统所需电平。 万豪大酒店前端设备采用放大混合式，其传输系统采用分配分支方式，以适应酒店用户终端数量多且分布不规则的特点。酒店系统的传输带宽为(5860MHz)共可传输 40 套电视节目，传输系统复盖 530 个电视用户终端。卫星接收系统的选址地安装及调试是一个重要部分，经接收、解调、调制后的卫星信号混合入共用无线电视系统前端部分，经传输分配系统送至各用户终端。万豪大酒店采用了套板状卫星电视接收天线，分别用于接收不同电视卫星的电视信号共 10 套。万豪大酒店设置了 VOD 视频点播服务系统，其功能是作为酒店前台进行节目控制及信号服务，作为后台管理可进行信息记录、查询收费、节目增改及信息服务。3 内部无线寻呼系统智能建筑的信号管理部分，使用先进寻呼系统是非常重要的。万豪大酒店无线寻呼系统设计采用微蜂窝寻呼技术。微蜂窝寻呼系统是利用蜂窝小区技术来实现定场强的专用寻呼网络，它是一种单向通信系统，供建筑内部使用。系统由无线寻呼控制中心、微蜂窝发射单元，数据传输线路和寻呼接收机组成。系统框图见图 3。寻呼控制中心设在酒店地下层，其与酒店的程控电话交换机连接，实现交换机分机寻呼或人工键盘寻呼。寻呼信号通过线路送至各楼层蜂窝发射单元再向外发射，使处在场强复盖范围内的接收机收到寻呼信号。对于智能建筑的寻呼系统设计，一般会遇到二个问题。一是内部信号对建筑外信号的干扰，二是建筑内的寻呼“盲区”。采用无线微蜂窝，使其场强覆盖控制在1050m 范围内，利用小区组网技术，在酒店的三维立体空间上构成限定空间场强的寻呼系统，另外，设计还可通过微蜂窝的布置组成任意形态的无线通信系统，通过对发射单元功率的调节(10100mW)均可使无线场强分布在所限定的酒店空间范围内，这与“单点式”无线寻呼系统的功率大，不宜调节，发射距离远，易对外界产生干扰的特点有很大区别。在智能建筑内，由于建筑物材料(钢筋混凝土结构)固有的屏蔽作用，使得寻呼信号电平在穿透损耗后无法接通形成“盲区”或信号微弱形成“弱区”(应增加发射单元、调整发射单元位置以达到所需场强)。4 电话通信系统万豪大酒店电话通信系统由交换设备、传输系统、终端设备组成。酒店采用1200 门程控交换机设备，话务台功能较强。数字式程控交换机可以根据酒店不同需要实现众多服务的功能如系统功能、话务功能和用户分机功能，另外还具有选择功能(包括无线寻呼即通过交换机与寻呼主机连接实现寻呼功能以及酒店管理如登记结帐、话务计费、状态输入、打印帐单、读卡功能等)。酒店的电话机房设在地下层，包括传输设备室、交换机房及话务室。酒店的电话线路配线方式采用单独式，其特点是故障范围小，检修、扩建改造简单，在各楼层电话布线采用放射式。酒店电话线路采用 3 类 4 对双绞线，电话终端采用 RJ11 插口，这样不仅通话质量高，又能满足用户拨号上网的需要。在各楼层电话分线箱的选择上，应尽量留有余量，以备将来扩展。5 火灾报警及联动控制系统万豪大酒店的智能消防控制系统，是一套完整的防火安全，报警系统。其又分为 4 个子系统：火灾探测系统、中央控制系统、火灾报警系统、灭火联动系统。见图 4。中央控制系统设在酒店一层的消防中心，由 3 套智能消防控制盘组成。每套智能消防控制盘拥有 10 个监控回路，每个回路可带 99 个智能探头和 99 个监控模块。3 套控制盘实际控制 28 个回路共 2700 多探测点以及模块(包括办公楼)。消防智能控制系统通过中央处理单元对整个系统所有模块进行通讯监控，并反馈显示其故障情况，在其可编程存贮器中存有“事发控制程序”，一旦系统检测到火警信号后，能自动执行该程序，并通过火灾报警系统通知酒店内所有人员。系统对报警信号具有确认作用，系统可根据酒店内不同场合，将烟感探头灵敏度设定为昼夜灵敏度转换模式。作为消防控制系统的眼睛，火灾探测器分布酒店各个受保护部位。在酒店的前台服务区域及客房层均设置带址式感烟探头；在后台管理区域设感烟探头；在厨房、车库等设置感温探头；在煤气表房设置气体探测器。通过可编址智能探头，手动报警以及控制模块组成一套可靠的火灾探测系统。酒店的火灾报警系统由区域报警显示盘、警铃、声光报警器及控制模块组成。酒店的灭火联动系统包括：(1)对设在各层的喷淋系统水管的水流指示及压力开关器的监视和启动喷淋泵及稳压泵。(2)消火栓直接启动消防泵。(3)对防火卷帘门，排烟风机及加压风机的监控。(4)对空调系统的监控等系统控制。6 闭路电视监视系统采用现代科技日益完善的公共安全管理设施，向酒店提供舒适和安全保障是设计的出发点。万豪大酒店闭路电视监视系统由摄像机探测装置，图像传输与控制设备，图象处理与显示设备 3 部分组成，见图 5。7 防盗报警系统对酒店的贵重物品库房，财务记帐室等重要场所采用红外或微波技术信号探测器进行定向保护，对酒店一些大门设置门磁报警保护。以上报警信号以有线形式传送到安保中心。这是酒店技防的一个重要技术措施。8 车辆进出口管理系统 在现代建筑中，对车库的综合管理越来越重要。酒店的地下 2 层为车库，其地下车库综合管理系统包括 IC 卡读卡机、电动栏杆、车辆控制器、动态电脑显示器等。9 结构化布线系统作为智能建筑的基础，结构化布线是一种具有全新概念的布线系统，用以服务建筑物中所有通信和计算机设备，满足现在和将来的布线要求。设计应以智能建筑的现时和计划需求为依据。在万豪大酒店，设计未将电话通讯归入结构化布线，这是因为作为酒店，语音与数据两种终端的分界很明显，且位置不易变更。另外，从技术经济上考虑，3 类线带宽 16MHz，可传输 10Mbps 及其以下低速数据，作为语言传输是廉价而效果很好的媒介。万豪大酒店的结构化布线是计算机管理系统的结构化布线。酒店的计算机管理系统分为行政局域网系统和收银系统(POS)。万豪酒店前台与后台共有终端信息点500 多个，行政局域网的信息终端分布在地下层办公区域和一至三层的酒店后台行政管理区域，收银系统的信息终端分布在酒店一至三层的前台服务区域。酒店结构化布线分为 4 个子系统部分：9.1 工作区子系统部分通过各楼层的配线箱至楼层的各信息终端。其由 5 类 4 对双绞线及 RJ45 终端插口组成。此部分具有抗干扰，可靠与灵活性好的特点。 9.2 干线子系统部分采用多模光缆连接酒店电脑机房与各层的配线箱(即总配线架与各层分配线架连接)。多模光缆传输速度可达 500Mbps 以上，有足够带宽，可为今后布线系统发展留有足够余地。9.3 管理子系统部分由各层的配线箱组成。酒店的前台服务、后台管理区域面积大，信息终端数量多分布广，总电脑机房设在一层。考虑到各楼层配线箱信息终端的最大距离不超过100m，因此在各楼的前台服务及后台管理区域均设置配线箱(箱内安装光缆双绞线适配器、集线器、双绞线跳线架等)9.4 设备间子系统由设在电脑机房的设备及主干线等组成。 10 弱电电源与接地系统智能建筑的弱电电源系统必须是可靠稳定和无干扰的。其中，计算机及外部设备、消防火灾报警设备以及通讯设备属一级用电设备负荷，采用双电源末端自切供电。对终端计算机设备配置单独 UPS 装置。万豪大酒店的弱电工程中，火灾自动报警系统、计算机行政局域网和收银系统的电源均采用双电源末端自切供电。双电源切换柜的电源来自酒店变配电间的 2 台变压器低压回路及 1 台柴油发电机供给。酒店弱电工程的各个系统，都设有独立的电源配电箱控制。弱电系统的接地是弱电系统的一个重要环节。为减少干扰和保护设备，弱电接地系统必须单独接地，万豪大酒店的弱电接地中各个弱电系统接地均采用大于 25mm2 以上的铜芯导线与室外接地桩连接。11 结束语智能建筑弱电工程涉及面广，技术性强，设计中要有全面的观点。随着现代社会高新技术的发展，对智能建筑的弱电工程及计算机控制通信和设备自动化管理技术要求也日益提高，这就要求不断掌握新技术，不断完善设计。创造投资合理，环境舒适的智能建筑的建设是迫切需要的。