第六讲 综合布线系统工程总体方案设计
——本讲系统地介绍了智能化建筑和智能化小区的综合布线系统工程总体方案设计，重点说明了网络结构、设备配置、管槽系统以及连接方式等。概述了智能化小区的基本功能和智能化住宅建筑（家居）系统的典型布线方案。
——综合布线系统工程总体方案设计有时又称系统设计，它包含的内容较多，对综合布线系统工程的整体性和系统性具有举足轻重的作用，直接影响着智能化建筑和智能化小区使用功能的高低和服务质量的优劣。综合布线系统工程总体方案设计的主要内容有布线系统组成、总体网络结构、系统技术指标、设备选型配置和与其它系统工程的配合等。这些内容有的己在前几讲中叙述过。下面介绍智能化建筑或智能化小区（亦称智能化社区）的总体方案，其它部分的具体细节也一同叙述。
——一、综合布线系统的组成和网络结构
——1．综合布线系统工程的范围和组成
——综合布线系统工程的范围大小不一，但基本分为单幢建筑和多幢建筑两种，即单幢智能化建筑和由多幢智能化建筑组成的建筑群体，后者又称智能化小区或校园式小区。因此，综合布线系统工程的组成也分为两种。在进行工程总体方案设计时，对工程范围和系统组成应注意以下几点：
——（1）按我国行业标准规定，综合布线系统是由建筑群主干布线。建筑物主干布线和水平布线这三个子系统组成。工作区布线为非长久性线路，不包括在工程设计之内。因此，在一般情况下，单幢智能化建筑的综合布线系统由两个子系统组成；智能化小区的综合布线系统由三个子系统组成。
——（2）综合布线系统不论是由两个或三个子系统组成，各个子系统之间均应按标准要求设置接续设备（如配线架或通信引出端），利用跳线或接插件连接成整体的信息传输通路，且要求使用方便、调度灵活、维修简单和管理科学。在设计中不允许将各个子系统间的线对直接相连。
——（3）建筑群配线架（CD）、建筑物配线架（BD）和楼层配线架（FD）分别属于建筑群主干布线子系统。建筑物主干布线子系统和水平布线子系统，因此，在综合布线系统中，应注意它们之间必须互相匹配、彼此衔接，不应存在矛盾和脱节。例如设备的规格容量。技术性能和装设位置都要求按照布线系统的需要总体考虑，既要便于使用，又要利于维护检修和日常管理。
——2．综合布线系统的网络结构
——综合布线系统*常用的是星型网络拓扑结构。单幢智能化建筑内部的综合布线系统网络结构如图1所示。从图中可以看出网络采用的是两级星型结构。
——由多幢智能化建筑组成的智能化小区，其综合布线系统的建设规模较大，网络结构复杂，除在智能化小区内某幢智能化建筑中设有CD外，其它每幢智能化建筑中还分别设有BD。为了使综合布线系统网络结构具有更高的灵活性和可靠性，且能适应今后多种应用系统的使用要求，可以在两个层次的配线架（如BD或FD）之间用电缆或光缆连接，构成分级（又称多级）有迂回路由的星型网络拓扑结构，如图2所示。
——图中BD之间（BD1与BD2之间的L1，BD2与BD3之间的L2)或FD之间（FD1与FD2之间的l1，FD3与FD4之间的l2）为互相连接的电缆或光缆。这种网络结构较为复杂，增加了缆线长度和工程造价，对维护检修也有些不利。因此，在考虑综合布线系统网络结构时，需经过技术经济比较后来确定。
——在智能化小区的综合布线系统工程设计中，为了保证通信传输**可靠，可以考虑增加冗余度，综合布线系统采取分集连接方法，即分散和集中相结合的连接方式，如图3所示。
——引入智能化小区的通信线路（电缆或光缆）设有两条路由，分别连接到智能化小区内两幢智能化建筑各自的建筑物主干布线子系统，与建筑物配线架相连接，用建筑物主干布线子系统的主干电缆或光缆连接到各自管辖的楼层配线架。根据网络结构和实际需要，可以在建筑物配线架之间（BD1——BD2）或楼层配线架之间（FD1——FD2）采用电缆或光缆互相连接，形成类似网状网的形状。这种网络结构对于防止火灾等灾害或公用通信网线路障碍发生的通信中断事故具有保障作用。但是应看到这种连接方式存在使网络结构变得复杂，配置设备、工程造价和维护费用增加的缺陷。因此，应根据工程实际需要慎重比较后再使用，也可有计划地分期实施。
——二、综合布线系统工程的设备配置
——综合布线系统工程的设备配置是工程设计中的重要内容，它与所在地区的智能化建筑或智能化小区的建设规模和系统组成有关。综合布线系统工程的设备配置主要是指各种配线架、布线子系统、传输媒质和通信引出端（即信息插座）等的配置。下面针对单幢智能化建筑及智能化小区分别来叙述。
——1．单幢智能化建筑
——目前，单幢智能化建筑综合布线系统工程的典型设备配置和子系统连接方式有以下几种：
——（1）单幢的中小型智能化建筑，其附近没有其它房屋建筑，不会发展成为智能化建筑群体。这种情况可以不设建筑群配线架，也不需要建筑群主干布线子系统。在单幢智能化建筑中，需设置两次配线点，即建筑物配线架和楼层配线架，只采用建筑物主干布线子系统和水平布线子系统。这种综合布线系统的网络结构*简单，且使用比较普遍，如图4所示。
——当单幢智能化建筑的楼层面积不大。用户信息点数量不多时，为了简化网络结构和减少接续设备，可以采取每2～5个楼层设置FD，由中间楼层的FD分别与相邻楼层的通信引出端（To）相连的连接方法。但是要求To至FD之间的水平缆线的*大长度不应超过90m，以满足标准规定的传输通道要求。
——（2）单幢大型智能化建筑由于建设规模和建筑面积大，同时建筑性质和功能不同，其建筑外形或层数也不同。因此，在综合布线系统工程设计时，应根据该建筑的分区性质、功能特点、楼层面积大小、目前用户信息点的分布密度和今后发展等因素综合考虑。一般有以下两种设备配置方式，可分别在不同情况下采用。
——①可将整幢智能化建筑看作智能化建筑群体，各个分区（如图5中的A座、B座和C座分区）视作多幢智能化建筑。在智能化建筑的中心位置（如A座分区）设置建筑群配线架，在各个分区的适当位置设置建筑物配线架，A座分区的建筑物配线架BD可与CD合二为一。这时，该智能化建筑中包含有在同一建筑物内设置的建筑群主干布线子系统，此外，还有建筑物主干布线子系统和水平布线子系统，如图5中所示。这种综合布线系统的设备配置较为典型，采用的网络结构也较为复杂。
——②智能化建筑的建设规模和楼层面积较大，但目前用户信息点的分布密度较稀，如果对今后的发展或变化尚难确定时，为了节省本期工程建设投资，可不按建筑群体考虑，采取与单幢中小型智能化建筑相同的综合布线系统方案。为了保证**，可以将智能化建筑划成两个分区，采用两条线路路由，并分别引入智能化建筑中的两个分区，分别设置建筑物配线架和各自管辖的建筑物主干布线子系统，即采用如图3所示的分集连接方法）虽然网络结构显得复杂，线路长度有所增加，但对今后发展扩建是有利的。
——2．多幢智能化建筑组成的智能化小区
——在由多幢智能化建筑组成的智能化小区中，综合布线系统的总体方案和设备配置一般有以下几种：
——（1）单个建筑群配线架方案
——在智能化小区中，*好选择位于建筑群体中心位置的智能化建筑作为各幢建筑物通信线路和对公用通信网连接的*佳汇接点，并在此安装建筑群配线架。建筑群配线架可与该幢建筑的建筑物配线架合设，达到既能减少配线接续设备和通信线路长度，又能降低工程建设费用的目的。各幢智能化建筑中分别装设建筑物配线架和敷设建筑群主干布线子系统的主干线路，并与建筑群配线架相连，如图6所示。单个建筑群配线架方案适用于智能化建筑幢数不多、小区建设范围不大的场合。
——（2）多个建筑群配线架方案
——当智能化小区的工程建设范围较大，且智能化建筑幢数较多而分散时，设置一个建筑群配线架有设备容量过大且过于集中，建筑群主干布线子系统的主干线路长度增加，又不便于维护管理等缺点。为此，可将该小区的房屋建筑根据平面布置适当分成两个或两个以上的区域，形成两个或多个综合布线系统的管辖范围，在各个区域内中心位置的某幢智能化建筑中分别设置建筑群配线架，并分别设有与公用通信网相连的通信线路。此外，各个区域中每幢建筑物的建筑群主干布线子系统的主干电缆或光缆均与所在区域的建筑群配线架相连。为了使智能化小区内的通信灵活和**可靠，在两个建筑群配线架之间，根据网络需要和小区内管线敷设条件，设置电缆或光缆互相连接，形成互相支援的备用线路，如图7所示。
——3．设备配置的几个要点
——从以上几种典型的综合布线系统的总体方案、网络结构及设备配置来看，设备配置时应注意以下要点：
——（1）楼层配线架的配备应根据楼层面积大小、用户信息点数量多少等因素来考虑。一般情况下，每个楼层通常在交接间设置一个楼层配线架。如楼层面积较大（超过1000m2）或用户信息点数量较多时，可适当分区增设楼层配线架，以便缩短水平布线子系统的缆线长度。如某个楼层面积虽然较大，但用户信息点数量不多时，在门厅、地下室或地下车库等场合，可不必单独设置楼层配线架，由邻近的楼层配线架越层布线供给使用，以节省设备数量。但应注意其水平布线*大长度不应超过90m。
——（2）为了简化网络结构和减少配线架设备数量，允许将不同功能的配线架组合在一个配线架上。如图5中，A座分区建筑群配线架和建筑物配线架不是分开设置的，但也可分开设置。在图6中，建筑群配线架和建筑物配线架的功能就组合在一个配线架上。同样，图6中的建筑物配线架和底层的楼层配线架的功能也合二为一，在一个配线架上实现。
——（3）建筑物配线架至每个楼层配线架的建筑物主干布线子系统的主干电缆或光缆，一般采取分别独立供线给各个楼层的方式，在各个楼层之间无连接关系。这样当线路发生障碍时，影响范围较小，容易判断和检修。同时，这样做还可以取消或减少电缆或光缆的接头数量，有利于安装施工。缺点是因分别单独供线，使线路长度和条数增多，工程造价提高，安装敷设和维护的工作量增加。
——（4）综合布线系统总体方案中的主干线路连接方式均采用星型网络拓扑结构，其目的是为了简化布线系统结构和便于维护管理。因此，要求整个布线系统的主干电缆或光缆的交接次数在正常情况下不应超过两次（除前面采用分集连接方式或分级星型网络结构的应急迂回路由等特殊连接方式外）。即从楼层配线架到建筑群配线架之间，只允许经过一次配线架，即建筑物配线架，成为FD-BD-CD的结构形式。这是采用两级主干布线系统（建筑物主干布线子系统和建筑群主干布线子系统）进行布线的情况。如没有建筑群配线架，只有一次交接，成为FD-BD的结构形式和**建筑物主干布线子系统进行布线。在有些智能化建筑中的底层（如地下一、二层或地面上一、二层），因房屋平面布置限制或为减少占用建筑面积，可以不单独设置交接间安装楼层配线架。如与设备间在同一楼层时，可考虑将该楼层配线架与建筑物配线架共同装在设备间内，甚至将FD与BD合二为一，既可减少设备，又便于维护管理。但是采用这一方法时，必须在BD上划分明显的分区连接范围和增加醒目的标志，以示区别和有利于维护。
——三、综合布线系统的管槽系统设计
——管槽系统是综合布线系统缆线敷设和设备安装的必要设施。因此，管槽系统设计在综合布线系统的总体方案设计中是极为重要的内容。虽然具体设计是由智能化建筑设计统一考虑，但管槽的总体系统布局、规格要求等资料，主要根据综合布线系统各种缆线分布和设备装置等总体方案的要求，向建筑设计单位提供，以便在房屋建筑设计中考虑。由于管槽系统设计具有涉及面广（包括建筑和其它管线系统）、技术要求高和工作具体繁琐等特点，所以应加以重视。现仅将管槽系统设计的主要要求和技术要点概述如下。
——1．管槽系统设计的主要要求
——（1）在新建或扩建的智能化建筑中，综合布线系统缆线的敷设和设备安装方式，应采用暗敷管路槽道（包括在桥架上）和设备箱体（底座）或盒体暗装方式，不宜采用明敷管槽和明装箱体方式，以免影响内部环境美观。原有建筑改造成智能化建筑需增设综合布线系统时，可根据工程实际尽量创造条件采用暗敷管槽系统，只有在不得已时，才允许采用明敷管槽系统。
——（2）管槽系统是智能化建筑内的基础管线设施之一，要求与建筑设计和施工同步进行。所以在综合布线系统总体方案决定后，对于管槽系统需要预留管槽的位置和尺寸、洞孔的规格和数量以及其它特殊工艺要求（如防火要求或与其它管线的间距等）。这些资料要及早提供给建筑设计单位，以便在上建设计中一并考虑，使管槽系统能满足综合布线系统缆线敷设和设备安装的需要。
——（3）管槽系统建成后，与房屋建筑成为一个整体，属于长久性设施，因此，它的使用年限应与建筑物的使用年限一致。这说明管槽系统的满足年限应大于综合布线系统缆线的满足年限。这样，管槽系统的规格尺寸和数量要依据建筑物的终期需要从整体和长远来考虑。
——（4）管槽系统是由引入管路、上升管路（包括上升房、电缆竖井和槽道等）、楼层管路（包括槽道和工作区管路）和联络管路等组成。它们的走向、路由、位置、管径和槽道的规格以及与设备间、交接问等的连接，都要从整体和系统的角度来统一考虑。此外，对于引入管路和公用通信网的地下管路的连接，也要做到互相衔接，配合协调，不应产生脱节和矛盾等现象。
——2．管槽系统设计中的技术要点
——暗敷管槽系统设计中必须注意以下几点：
——（1）暗敷管槽系统与建筑物同时建成后，一般不能改变其路由和位置，因此在设计时，应考虑管槽系统具有一定的灵活性。可以采用多条路由和一定的备用管路，以及预留洞孔、线槽的富余度等，以便需要时穿放缆线和安装设备，以适应智能化建筑内信息业务数量和位置的变化。所以在管槽系统的布局中，对于某些段落应考虑增设联络管或备用管，有些房间可适当增设用户信息点数量（预留通信引出端）。
——（2）在智能化建筑中尚有各种其它管线设施，必须充分了解它们的性质、分布、位置、管径和技术要求，以便在管线综合协调时，能够密切配合、互相沟通，妥善解决工程中的问题。
——（3）根据智能化建筑内装设的用户电话交换机。计算机主机的位置，结合引入管路和上升管路（包括上升房、电缆竖井等）的具体位置等因素，**确定暗敷管槽系统的分布方案（包括上升主干、楼层分布、路由、位置和管径等）。当智能化建筑内不装用户电话交换机时，应以建筑物配线架为枢纽，**考虑管槽系统，务必使管槽系统分布合理、路由短捷、便于施工维护，并能满足综合布线系统缆线传送信息的需要。
——（4）在大型智能化建筑中的管槽系统的上升部分是管槽系统的主干线路。因缆线条数多、容量大，且较集中，一般是利用上升管路、电缆竖井或上升房来敷设。由于它们各有其特点和适用场合，在设计时，应根据所在的智能化建筑的具体实际来选用。综合布线系统的水平部分暗敷管路数量*多。分布极广，涉及整幢建筑中各��楼层，所以在管槽系统设计时要细致考虑，注意与建筑设计和施工方面的配合协调，力求及早解决彼此的矛盾和存在的问题。
——四、智能化小区的总体方案设计
——1．智能化小区的基本功能
——智能化小区的建设是一项跨行业、多学科的先进技术系统工程，目前，它才刚刚起步，尚处在不断发展和完善的过程。智能化小区的基本功能主要分为物业管理及**防护。信息网络通信服务与管理和住宅管理智能化三大部分，具体内容见表1。应该注意的是，随着科学技术的迅速发展和人民生活水平的不断提高，表中的基本功能会有所变化。此外，因智能化小区的类型。各地经济状况以及人民生活习惯的不同，表中基本功能的要求也会有所差异。
——目前智能化小区可以分为以下几种：
——（1）住宅智能化小区（有时称居民智能化小区）。它是城市中居民居住生活的聚集地。小区内除基本住宅外，还需有与居住人口规模相适应的公共建筑、辅助建筑以及公共服务设施。如中小学、幼儿园、卫生站、居民活动中心、小百货店或小型超市、商场、储蓄所、邮电局等。这种住宅智能化小区常在旧城市市区改造或城乡结合部出现，有时建在特大或大中城市的卫星城镇。
——（2）商住智能化小区。它是由部分商业区和部分住宅区混合组成的，一般位于城市中繁华街道附近，有一边或多边是城市中的骨干道路，其两侧都是商业和贸易等房屋建筑。小区的其它边界道路或小区内部不是商业区域而有大量城市居民的住宅建筑。这种较为繁华的地区，因土地珍贵、人口稠密，一般也是由城市内；日市区改造所形成。
——（3）校园智能化小区。它通常是由高等院校、科研院所和医疗机构等大型单位中一个或几个单位组成。在小区内除教学、科研和医疗等公共活动需要的大型智能化房屋建筑（如教学楼、科研楼和病房楼）外，还布置有上述单位的大量集体宿舍和居住建筑。此外，还建有配套的公共建筑（如图书馆、体育馆和俱乐部等）。校园智能化小区一般处于城市的边缘区域或安静市区，其用地范围大，尤其是在新建城市和规划新区。
——从上述类型可以看出，由于它们的性质和特点不同，智能化小区所需的基本功能也有区别。为此，在进行智能化小区的总体方案设计时，必须根据小区的平面布置、建筑物性质和信息需要来考虑。
——2．智能化小区的网络结构
——智能化小区综合布线系统的网络结构与智能化建筑基本相同，都采用星型网络拓扑结构。目前在这方面国内产品尚未开发，也无恰当的工程实例。根据国外工程经验，其综合布线系统（有的国家称智能家居布线系统）一般采用如下所述的技术方案，网络结构见图8所示。
——从图8中可以看出有以下特点和要求：
——（1）在智能化小区的建筑群体内选择位置较适中的A楼，将所有设备和设施集中放置于楼内的设备间或设备中心。这些设备和设施主要包括用户电话交换机（PBX）、服务器、卫星接收设备、有线电视（CATV）、交换器和保安系统等。配线架问的位置应尽量与设备间相邻，在房间中将相当于建筑群配线架的设备和建筑物配线架合二为一，以减少设备数量和便于使用维护。
——（2）各楼（B、C、D楼）相当于建筑物配线架的设备均设在第1楼层，以便连接本楼内所有的建筑物主干和外面引入楼内的缆线。在A楼配线架间的设备位置要便于连接A楼内所有的建筑物主干缆线和引到其它楼的缆线以及与公用通信网连接的线路。
——（3）每个住宅楼的每个楼层或特定楼层，应设置相当于楼层配线架的设备，以便连接主干缆线和部分也采用星型网络结构的布线方式。它是以小型家居配线盒为中心，一般位于屋内线路的进线处。该小型家居配线架为盒体结构，密封性能好，由于跳线设施简化，用户可以根据信息需要自行改变信息插座和通信线路的配置，所以很适合普通家庭使用。电视的视频信号经同轴电缆分配到智能化住宅内的各个房间，系统性能稳定，也不需采用适配器。话音和数字信号可采用高性能的五类4对非屏蔽对绞对称电缆，一般可满足当前需要，也能适应今后发展的要与小型家居配线盒相连的线路。
——（4）每个住宅内均装设一个小型家居配线盒，住宅内根据用户信息终端设备的需要，可选用不同款式、规格及技术要求的连接端口接插件（即信息插座），安装方式有明装或暗装，位置可在地面或墙上，其数量多少应根据用户信息需求并结合今后发展来决定。
——（5）智能化住宅建筑内所用的缆线应根据信息传输需要选用五类4对非屏蔽对绞对称电缆、75Ω的同轴电缆及2芯屋内光纤光缆，在屋外的主干线路（即建筑群主干电缆或光缆）可选用三类或五类大对数的电缆或屋外光缆。
——3.智能化小区的屋内家属系统
——智能化小区的屋内家居系统大致情况见图9。
——智能化小区内的智能化住宅建筑（家居）的屋内求。智能化家居系统的信息插座采用2孔、4孔、6孔的模块化结构，设计时可根据信息需要灵活配置。在4孔信息插座的典型应用中，通常是1个同轴电缆模块连接电视，2个RJ－45对绞线模块连接电话和计算机，另外1孔预留给未来的发展使用。这种插座的面板上均有标志盖板，既便于识别，又有防尘作用。
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