建筑弱電智能化工程技術應用研究

李佳佳

上海浦敏科技發展股份有限公司 上海 200060

上海喜馬拉雅辦公樓弱電項目位于上?？偛科謻|新區丹桂路799號張江國創三期。園區內1號樓2號樓為喜馬拉雅辦公樓，3號樓4號樓是擴展辦公樓；3號樓以會議室、直播為主，4號樓以員工辦公為主，兩棟樓均為8層獨棟寫字樓組成。

1 主要技術難點分析

弱電智能化工程設計難點在于各弱電系統整體網絡架構，網絡是智能化系統的物理連接，是實現系統功能的基礎。辦公樓弱電工程項目計算機網絡系統采用星型拓撲結構，網絡采用接入層與核心層的二層物理結構設計，接入層與核心層之間主干采用六類四對非屏蔽雙絞線互聯；用戶端千兆（含AP）到桌面，核心層配置高性能三層交換機、服務器做雙機熱備份、網絡出口配置防火墻。核心多層交換設備是喜馬拉雅上海辦公樓弱電工程項目整個網絡數據交換的核心，該層需要滿足將來信息系統的擴展能力。雙核心設計確保設備冗余，核心交換機采用虛擬化技術將2臺虛擬成1臺，接入設備必須支持3層路由功能并支持PoE功能。核心與接入層設備以千兆以太網技術進行連接。終端用戶必須以1000Mbps以上進行連接，服務器必須以1000Mbps或10000Mbps進行連接。當2條WAN路由線路接入時（主，備份），必須聯接到2個不同的交換機和鏈路負載均衡上。同理，服務器/集群等關鍵設備也要安裝2個網卡提供冗余聯接接到2個不同交換機上，執行快速生成樹協議（802.1w）以減少生成樹算法匯聚時間。在核心和接入層上保證邏輯和物理冗余，完全的邏輯冗余是指每個接入設備必須通過2條完全獨立的六類上行鏈路鏈接到核心設備上。同時，提供局域網管理監控平臺，要能設置成只讀telnet方式接入其他所有設備，實現本地和遠程均能有效接入。

2 弱電智能化關鍵技術與系統應用

2.1 關鍵技術應用

2.1.1 計算機網絡綜合布線技術

弱電系統及建筑智能化集成都是基于計算機網絡及綜合布線技術，并為各系統軟件聯接提供物理通路。智能門禁控制系統、多媒體會議系統、遠程會議系統、LED大屏顯示系統等弱電系統等要與計算機網絡綜合布線系統統籌規劃，按照各系統信息的傳輸要求，做到合理系統架構[1]。

計算機網絡設計基本原則如下：（1）實用性：符合計算機系統的特點同時達成智能建筑的功能要求。（2）可靠性：重要網絡設備“一主一備”，具有故障檢測，旁路故障點和網絡重構能力。（3）安全性：網絡要有防火墻及設置安全措施，如加密、認證等。（4）先進性：盡可能采用新技術和先進設備。（5）模塊化：各子系統方便裝卸，分段管理，網段劃分靈活，集中控制。（6）兼容性：多廠商多硬件的網絡平臺。（7）擴展性：系統可升級可擴展。

綜合布線主要考慮業主目前應用和將來的擴展升級需求，系統要具有通用性和可擴展性性。一般來說，水平配線需考慮系統將來的擴展升級，垂直干線滿足目前系統使用為主。3、4號樓計算機網絡及綜合布線系統設計沿用一期構架。3、4號樓綜合布線涉及到的工作點位，大、中、小會議室系統點位合計有1200個、監控點位52個、門禁涉及到點位49個，合計1301個點位。根據綜合布線點位，對有線網絡及無線網絡進行了設計，確定交換機數量、管理間位置和數量。工位及有線網絡面板點位全部使用6類網線，AP設備全部都是康普非屏蔽6類網線并且每個AP設備都是 “一主一備”雙網線。中心機房設備級聯使用光纖級聯，水平干線系統使用六類網線布線，垂直干線系統采用六類網線級聯。

圖1 網絡級聯拓撲圖

3#樓弱電機房并非每層都有，分別在5F/6F/7F,三個樓層配有弱電機房，合理分配各樓層設備，將各系統網絡布線匯聚同一匯聚機房，方便統一管理和后期維修。

圖2 弱電機房設備機柜

2.1.2 數字網絡監控技術

目前市面上使用最多的是?？岛痛笕A的視頻網絡監控系統，其重要組成包括了監控中心設備、存儲設備、終端顯示設備等，前端采用數字紅外攝像機，利用網絡傳輸，采用TCP/IP通信協議，傳輸至監控中心。網絡硬盤攝像機連接至核心交換機，數字信號高清解碼上墻。前端監控點設備選型依據《GB50348-2018安全防范工程技術規范》，普通紅外半球和一體機在環境比較暗時需要補光，例如地下停車場、道閘系統都需要安裝補光燈；星光攝像機是在低照度情況下也能全彩攝像的槍機，攝像機安裝一般需要同光源方向一致，如果逆著光源，需要采用逆光補償攝像機；對于照度變化范圍大的攝像環境，需采用寬動態攝像機；對于有防爆要求的場所需要攝像機具有防爆功能。

監控系統需要做到全覆蓋，主要通道無死角，而3#樓、4#樓辦公人員較為集中，大樓內出入通道及室內樓梯出入通道較多。對辦公樓人員流動密集處、各出入口、電梯廳等重要區域設置了攝像機點位，一方面保證全覆蓋無死角，另一方面盡量做到不影響員工個人空間自由。

數字監控系統是沿用原監控系統增加攝像機和后端存儲設備，系統拓撲結構圖如下所示：

圖3 數字監控系統拓撲結構

2.1.3 背景音樂系統

背景音樂系統沿用原來一期1號樓、2號樓背景音樂系統軟件，在各樓層公共區域布設吊頂音響，各樓層機房內安裝數字功放并連接前端音響。在電梯廳處墻面安裝設有功放與音響之間物理音量調節面板，用于員工手動調節現場音源音量大小。功放通過網絡接入各樓層交換機，然后經過網絡路由接入原背景音樂系統軟件，遠程播放所需音頻音源，實現新老四棟大樓遠程統一軟件管理且能夠現場手動調節。

2.1.4 智能門禁系統

傳統式門禁系統主要分布于3號樓和4號樓的9個機房進出門，讀卡器為指紋一體讀卡器，和一期喜馬拉雅1號樓、2號樓的傳統門禁系統統一軟件管理（立方）。其余各樓層的消防通道門、母嬰室等出入口均安裝釘釘魔點設備，由釘釘軟件統一管理。

2.1.5 多媒體會議系統

辦公樓共計有49間會議室，其中31個為中會議室，14個為小型會議室。在3#號樓2F/3F/8F三個樓層還有4間大型會議室和培訓室。會議室是喜馬拉雅員工最常用的工作場所，承載著員工信息交流、工作計劃分配、工作階段匯總、總結匯報各類職責等使用需求。多媒體會議系統中主要以投影儀、電視機完成日常會議工作需求，桌面會設置有多功能多媒體面板中，面板內的綜合接口解決日常會議中有線網絡、視頻及設備的供電需求。每間會議室還會配備釘釘明我投屏設備，打通釘釘軟件進行無線投屏功能。每層都有一間會議室安裝羅技會議系統設備，可進行遠程視屏會議，解決異地工作匯報等會議事宜。

3號樓2F為大型會議室可容納約150人左右，此會議室采用正中間為P1.86級別的LED屏幕，2側安裝98寸電視機的復合型視頻方案解決了會議室過寬、左右2側人員無法看清會議視頻的問題。結合后端視頻矩陣，可實現視頻3合一、1+2或者1+1+1獨立播放不同視頻的多元化功能。會議室中間前方設有講臺，講臺處安裝音、視、網絡多功能多媒體面板，滿足所有開會時必須的基本操作。

擴聲話筒選擇“一拖二”無線話筒。由于會議室人員過多，層高較低且還有音響喇叭，所以對無線話筒的要求非常高。反饋抑制器和無線延長天線保證話筒無線信號，每間會議室音、視頻設備取電需要獨立回路并且分開，顯示器LED設備開關設置在會議室內最為恰當，方便維修及檢測。

2.1.6 樓層機房UPS系統

項目中機房配置了UPS系統，每個機房配置3KVA功率的UPS主機，并配備可以持續30分鐘的蓄電池量。機房內UPS市電輸入建議“一主一備”，2路電纜進入機房，設備機柜內PDU一路輸入市電、一路輸入UPS電[2]。

機房UPS系統是整個辦公大樓機房最重要的后勤保障系統。弱電后端控制、核心設備的供電穩定、突發事件導致停電后續航時間等關鍵因素，可直接影響整個辦公樓的整體運作，因此，安全、穩定、持久是這個系統設計的最根本且最核心的理念。

2.1.7 遠程會議系統

遠程會議系統功能主要是將異地或者無法在同一區域的人通過音、視頻傳輸給對方，可實時進行遠程會議。3號樓2F、3F大型會議室使用羅技設備＋森海塞爾設備組合型會議系統。大型會議室和培訓室面積較大且音影設備較多，容易產生音視頻上的相互干擾，導致效果變差；特別是對于收音設備麥克風的現場安裝位置，既要遠離現場音響喇叭保持距離，防止嘯叫，又要能夠清晰收音整個會議室內來自不同區域內的聲音；管線方面也需要獨立走線，管材選用金屬材質屏蔽干擾。

2.2 綜合布線施工技術要點

2.2.1 機架安裝要求

對于機架的安裝，要求水平度和垂直度偏差度≤3mm；機架的零部件不可損壞或脫落，各種標志完整清晰；同時保證機架安裝的牢固性，并按施工圖的防震說明去加固[1]。機架面板安裝，機架正前方至少留有1.5m空間，機架正后方離墻距離應當＞0.8m，為施工創造便利條件。

2.2.2 各類接線模塊安裝

各類模塊設備、標志需完整齊全且安裝就位；模塊安裝牢固，螺絲擰緊，與面板平行安裝。

2.2.3 信息插座安裝

安裝在活動地板或地面上，使用嚴密防水、防塵、盒蓋可開啟的地面專用接線盒；墻面安裝要求距地高度300mm，使用普通接線盒即可。信息插座底座的固定方法宜采用擴張螺釘、射釘等方式，依據圖紙說明或施工條件決定，安裝位置應符合設計要求。

2.2.4 橋架及槽道安裝

橋架及槽道的安裝,應符合施工圖規定的安裝位置，偏差要≤50mm。橋架及槽道水平安裝要平直，水平度偏差≤2mm，垂直安裝應無傾斜，垂直度偏差控制在3mm以內。橋架及槽道支、吊架安裝必須牢固、垂直、間隔均勻，一般間距1.5m-2m設置一處。金屬橋架及槽道每段用配套螺栓固定好，做接地跨接。

2.2.5 線路敷設

水平雙絞線通過天花吊頂經橋架或以地埋管道方式按需分配至各個房間，纜線布放工藝要求如下：纜線的彎曲半徑應符合規定；槽內纜線布放應順直，盡量不交叉，在纜線進出線槽部位、轉彎處應綁扎固定；水平敷設時，在纜線的首、尾、轉彎及每間隔5-10m處進行固定；垂直線槽布放纜線應每間隔1.5m固定在纜線支架上；雙絞電纜、光纜及其它信號電纜應根據纜線的類別、數量、纜徑、纜線芯數分束綁扎，綁扎間距不宜大于1.5m，間距應均勻，不宜綁扎過緊或纜線受到擠壓；對于屏蔽線纜，出于安全保密要求采取獨立的金屬橋架敷設。

3 結束語

綜合考慮預算以及現有建筑的實際情況，為用戶建設一套具有“高可靠性、高安全性、高冗余性”的物理層傳輸網絡，確保網絡層及應用層數據能在今后的5-8年內能在此基礎上暢通運行。建成后，可作為一棟能夠容納近1200余名員工集中辦公、包含多個事業部門、辦公職能兼大、中、小會議室的綜合性辦公大樓。