智能建筑的弱電工程——談上海萬豪大酒店弱電系統設計

關鍵詞　智能建筑弱電工程　公共廣播　電視　尋呼　電話　火災報警　監控　結構化布線　電源接地 

　　衡量城市建筑的現代化標準，建筑的設計形態和智能化是兩個主要方面。智能建筑的弱電系統主要由以下各系統組成：
　　(1)通信網絡系統；(2)辦公自動化系統；(3)建筑設備監控系統；(4)火災自動報警及聯動控制系統；(5)公共安全防范系統；(6)結構化布線系統；(7)弱電電源及接地系統。
　　智能建筑弱電工程設計的出發點，應以建筑為平臺，配置各功能系統，為人們提供一個投資合理、高效、舒適、便利的環境空間，以適應當前現代建筑的需要。從具體設計上，應從智能建筑的實際性質出發，充分考慮業主和使用者的各種功能要求，使設計能在總體結構上盡量現代化，技術上先進實用，經濟上合理，同時需考慮智能建筑各系統的可兼容性和擴展性。
　　上海萬豪大酒店，坐落于上海虹橋新區，是集賓館、展廳、辦公為一體的五星級酒店。其占地面積2.2萬多平方米，建筑面積4萬多{TodayHot}平方米。酒店高8層，地下2層。整個酒店分A、B、C段三個部分，其AB段為酒店大堂、客房層部分，C段為展廳及辦公樓部分。
　　以下，就上海萬豪大酒店弱電工程的部分系統：通信網絡系統中的公共廣播傳呼系統、共用天線電視系統、內部無線尋呼系統、電話通信系統；火災自動報警及聯動控制系統；公共安全防范系統中的閉路電視監視系統、防盜報警系統以及車庫管理系統；結構化布線系統以及弱電電源與接地系統談談其設計。
　　1　公共廣播傳呼系統
　　酒店廣播傳呼系統分2類，一是面向公共區(如大堂展廳，酒店前臺服務區域等)的公共系統，平時進行背景音樂廣播，火災或緊急情況時可被切換為緊急廣播，二是面向辦公會議區域及車庫區域的廣播系統(在一些特殊區域和大宴會廳等則要單獨設置專業廣播設備)。
　　公共廣播傳呼系統構成見圖1。
　　公共廣播傳呼系統設計主要考慮以下幾個因素：即系統方式(一般選定壓式)，劃分廣播分區，按揚聲器特性確定揚聲器與功放器，緊急廣播的切換功能，廣播線路與樓梯方式等。
　　萬豪大酒店廣播系統劃為4個邏輯分區(即酒店、展廳、車庫和辦公樓)，其中對應于緊急廣播為19個子分區，對應于內部呼叫為19個子分區，確定揚聲器與功放器的原則是必須考慮揚聲器的廣播效果并根據其功率確定功放器，萬豪大酒店在酒店前臺服務區域及辦公樓部位選用造型好、頻響及聲壓指標高的6W吸頂揚聲器，在車庫選用10W號角揚聲器，在展廳選用20W聲控。
　　公共廣播傳呼系統應具有2個主要功能，即平時的背景音樂或普通廣播以及緊急廣播。緊急廣播總控制器有最高邏輯優先權。萬豪大酒店緊急廣播總控制器當有消防控制觸發信號抵達時，通過啟動各分區的邏輯控制模塊將相應的負載回路切換成對應的緊急廣播回路。在平時，無消防信號時，各分區獨立操作，將相應回路切換成普通廣播回路，而當無普通廣播控制信號時，則處于背景音樂或客房音響狀態。 
　　2　共用無線電視系統CATV和衛星接收系統
　　智能建筑的共用無線電視系統是適應人們使用功能要求的一部分，系統不僅用于接收廣播電視，還能傳送自行播送的節目及調頻廣播。系統組成見圖2。
　　作為智能建筑的CATV系統設計，對系統保證用戶電平，解決弱場強收視問題，保證圖像的傳輸質量以及節目來源均應予以充分考慮。系統的前端設備CATV的主要部分，其對信號處理的質量好壞直接影響整個系統的質量，因此前端系統輸出應具有較高的質量來滿足分配系統所需電平。 
　　萬豪大酒店前端設備采用放大－混合式，其傳輸系統采{HotTag}用分配－分支方式，以適應酒店用戶終端數量多且分布不規則的特點。酒店系統的傳輸帶寬為(5～860MHz)共可傳輸40套電視節目，傳輸系統復蓋530個電視用戶終端。
　　衛星接收系統的選址地安裝及調試是一個重要部分，經接收、解調、調制后的衛星信號混合入共用無線電視系統前端部分，經傳輸分配系統送至各用戶終端。萬豪大酒店采用了套板狀衛星電視接收天線，分別用于接收不同電視衛星的電視信號共10套。
　　萬豪大酒店設置了VOD視頻點播服務系統，其功能是作為酒店前臺進行節目控制及信號服務，作為后臺管理可進行信息記錄、查詢收費、節目增改及信息服務。
　　3　內部無線尋呼系統
　　智能建筑的信號管理部分，使用先進尋呼系統是非常重要的。萬豪大酒店無線尋呼系統設計采用微蜂窩尋呼技術。微蜂窩尋呼系統是利用蜂窩小區技術來實現定場強的專用尋呼網絡，它是一種單向通信系統，供建筑內部使用。系統由無線尋呼控制中心、微蜂窩發射單元，數據傳輸線路和尋呼接收機組成。系統框圖見圖3。
　　尋呼控制中心設在酒店地下層，其與酒店的程控電話交換機連接，實現交換機分機尋呼或人工鍵盤尋呼。尋呼信號通過線路送至各樓層蜂窩發射單元再向外發射，使處在場強復蓋范圍內的接收機收到尋呼信號。
　　對于智能建筑的尋呼系統設計，一般會遇到二個問題。一是內部信號對建筑外信號的干擾，二是建筑內的尋呼“盲區”。采用無線微蜂窩，使其場強覆蓋控制在10～50m范圍內，利用小區組網技術，在酒店的三維立體空間上構成限定空間場強的尋呼系統，另外，設計還可通過微蜂窩的布置組成任意形態的無線通信系統，通過對發射單元功率的調節(10～100mW)均可使無線場強分布在所限定的酒店空間范圍內，這與“單點式”無線尋呼系統的功率大，不宜調節，發射距離遠，易對外界產生干擾的特點有很大區別。
　　在智能建筑內，由于建筑物材料(鋼筋混凝土結構)固有的屏蔽作用，使得尋呼信號電平在穿透損耗后無法接通形成“盲區”或信號微弱形成“弱區”(應增加發射單元、調整發射單元位置以達到所需場強)。
　　4　電話通信系統
　　萬豪大酒店電話通信系統由交換設備、傳輸系統、終端設備組成。酒店采用1200門程控交換機設備，話務臺功能較強。數字式程控交換機可以根據酒店不同需要實現眾多服務的功能如系統功能、話務功能和用戶分機功能，另外還具有選擇功能(包括無線尋呼即通過交換機與尋呼主機連接實現尋呼功能以及酒店管理如登記結帳、話務計費、狀態輸入、打印帳單、讀卡功能等)。
　　酒店的電話機房設在地下層，包括傳輸設備室、交換機房及話務室。
　　酒店的電話線路配線方式采用單獨式，其特點是故障范圍小，檢修、擴建改造簡單，在各樓層電話布線采用放射式。酒店電話線路采用3類4對雙絞線，電話終端采用RJ11插口，這樣不僅通話質量高，又能滿足用戶撥號上網的需要。
　　在各樓層電話分線箱的選擇上，應盡量留有余量，以備將來擴展。
　　5　火災報警及聯動控制系統
　　萬豪大酒店的智能消防控制系統，是一套完整的防火安全，報警系統。其又分為4個子系統：火災探測系統、中央控制系統、火災報警系統、滅火聯動系統。見圖4。
　　中央控制系統設在酒店一層的消防中心，由3套智能消防控制盤組成。每套智能消防控制盤擁有10個監控回路，每個回路可帶99個智能探頭和99個監控模塊。3套控制盤實際控制28個回路共2700多探測點以及模塊(包括辦公樓)。消防智能控制系統通過中央處理單元對整個系統所有模塊進行通訊監控，并反饋顯示其故障情況，在其可編程存貯器中存有“事發控制程序”，一旦系統檢測到火警信號后，能自動執行該程序，并通過火災報警系統通知酒店內所有人員。系統對報警信號具有確認作用，系統可根據酒店內不同場合，將煙感探頭靈敏度設定為晝／夜靈敏度轉換模式。
　　作為消防控制系統的眼睛，火災探測器分布酒店各個受保護部位。在酒店的前臺服務區域及客房層均設置帶址式感煙探頭；在后臺管理區域設感煙探頭；在廚房、車庫等設置感溫探頭；在煤氣表房設置氣體探測器。通過可編址智能探頭，手動報警以及控制模塊組成一套可靠的火災探測系統。
　　酒店的火災報警系統由區域報警顯示盤、警鈴、聲光報警器及控制模塊組成。酒店的滅火聯動系統包括：(1)對設在各層的噴淋系統水管的水流指示及壓力開關器的監視和啟動噴淋泵及穩壓泵。(2)消火栓直接啟動消防泵。(3)對防火卷簾門，排煙風機及加壓風機的監控。(4)對空調系統的監控等系統控制。
　　6　閉路電視監視系統
　　采用現代科技日益完善的公共安全管理設施，向酒店提供舒適和安全保障是設計的出發點。
　　萬豪大酒店閉路電視監視系統由攝像機探測裝置，圖像傳輸與控制設備，圖象處理與顯示設備3部分組成，見圖5。
　　7　防盜報警系統
　　對酒店的貴重物品庫房，財務記帳室等重要場所采用紅外或微波技術信號探測器進行定向保護，對酒店一些大門設置門磁報警保護。以上報警信號以有線形式傳送到安保中心。這是酒店技防的一個重要技術措施。
　　8　車輛進出口管理系統 
　　在現代建筑中，對車庫的綜合管理越來越重要。酒店的地下2層為車庫，其地下車庫綜合管理系統包括IC卡讀卡機、電動欄桿、車輛控制器、動態電腦顯示器等。
　　9　結構化布線系統
　　作為智能建筑的基礎，結構化布線是一種具有全新概念的布線系統，用以服務建筑物中所有通信和計算機設備，滿足現在和將來的布線要求。
　　設計應以智能建筑的現時和計劃需求為依據。在萬豪大酒店，設計未將電話通訊歸入結構化布線，這是因為作為酒店，語音與數據兩種終端的分界很明顯，且位置不易變更。另外，從技術經濟上考慮，3類線帶寬16MHz，可傳輸10Mbps及其以下低速數據，作為語言傳輸是廉價而效果很好的媒介。
　　萬豪大酒店的結構化布線是計算機管理系統的結構化布線。酒店的計算機管理系統分為行政局域網系統和收銀系統(POS)。萬豪酒店前臺與后臺共有終端信息點500多個，行政局域網的信息終端分布在地下層辦公區域和一至三層的酒店后臺行政管理區域，收銀系統的信息終端分布在酒店一至三層的前臺服務區域。
　　酒店結構化布線分為4個子系統部分：
　　9.1　工作區子系統部分
　　通過各樓層的配線箱至樓層的各信息終端。其由5類4對雙絞線及RJ45終端插口組成。此部分具有抗干擾，可靠與靈活性好的特點。 
　　9.2　干線子系統部分
　　采用多模光纜連接酒店電腦機房與各層的配線箱(即總配線架與各層分配線架連接)。多模光纜傳輸速度可達500Mbps以上，有足夠帶寬，可為今后布線系統發展留有足夠余地。
　　9.3　管理子系統部分
　　由各層的配線箱組成。酒店的前臺服務、后臺管理區域面積大，信息終端數量多分布廣，總電腦機房設在一層。考慮到各樓層配線箱信息終端的最大距離不超過100m，因此在各樓的前臺服務及后臺管理區域均設置配線箱(箱內安裝光纜／雙絞線適配器、集線器、雙絞線跳線架等)
　　9.4　設備間子系統
　　由設在電腦機房的設備及主干線等組成。 
　　10　弱電電源與接地系統
　　智能建筑的弱電電源系統必須是可靠穩定和無干擾的。其中，計算機及外部設備、消防火災報警設備以及通訊設備屬一級用電設備負荷，采用雙電源末端自切供電。對終端計算機設備配置單獨UPS裝置。
　　萬豪大酒店的弱電工程中，火災自動報警系統、計算機行政局域網和收銀系統的電源均采用雙電源末端自切供電。雙電源切換柜的電源來自酒店變配電間的2臺變壓器低壓回路及1臺柴油發電機供給。
　　酒店弱電工程的各個系統，都設有獨立的電源配電箱控制。
　　弱電系統的接地是弱電系統的一個重要環節。
　　為減少干擾和保護設備，弱電接地系統必須單獨接地，萬豪大酒店的弱電接地中各個弱電系統接地均采用大于25mm2以上的銅芯導線與室外接地樁連接。
　　11　結束語
　　智能建筑弱電工程涉及面廣，技術性強，設計中要有全面的觀點。
　　隨著現代社會高新技術的發展，對智能建筑的弱電工程及計算機控制通信和設備自動化管理技術要求也日益提高，這就要求不斷掌握新技術，不斷完善設計。
　　創造投資合理，環境舒適的智能建筑的建設是迫切需要的。