第1章--弱电工程基本知识(共26页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第1章 弱电工程基本知识弱电是实现信号传播、进行信息交换的电能。而弱电系统则是完成建筑物内部及内部与外部间信息传递与交换的系统,被广泛应用于建筑、楼宇、小区、社区、广场、校园等建筑智能化系统工程之中。作为实现弱电系统建设的工程技术,弱电工程是一项较为复杂的、由多种技术(包括电子技术、传成技术、计算机技术等)集成的系统工程。 作为从事弱电工程监理的专业工程师,应该系统掌握有关弱电、弱电系统、弱电工程及其应用的相关基本知识,本章重点讨论的内容包括:l 弱电工程概述;l 弱电工程应用;l 弱电工程分类;l 弱电工程实施;l 弱电工程验收。 1.1 弱电工程概述 1.1.1弱
2、电工程概念在工程技术领域中,通常被分为强电和弱电两部分。我们把建筑物的电力、照明用的电能称为强电,强电系统可以把电能引入建筑物,经过用电设备转换成机械能、热能和光能等;而把传播信号、进行信息交换的电能称为弱电,弱电系统则完成建筑物内部和内部与外部间的信息传递与交换。强电和弱电两者既有联系,又有区别,它们的特点如下:n 强电的处理对象是能源,其特点是电压高、电流大、频率低、主要考虑的问题是减少损耗、提高效率;n 弱电处理的对象主要是信息,即信息的传送与控制,其特点是电压低、电流小、功率小、频率高,主要考虑的问题是信息传送的效果问题,例如:信息传送的保真度、速度、广度和可靠性等。信息是现代建筑不可
3、缺少的内容,因此以处理信息为主的建筑弱电设计是建筑电气设计的重要组成部分。与强电相比,弱电技术的另一个重要特点就是建筑弱电是一门综合性的技术,它涉及的学科十分广泛,并朝着综合化、智能化的方向发展。由于弱电系统的引入,使建筑物的服务功能大大扩展,增加了建筑物与外界的信息交换能力。弱电系统被广泛应用于建筑、楼宇、小区、社区、广场、校园等建筑智能化工程当中。1.1.2智能建筑智能建筑(IB)的概念,在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德 (Hartford)市建成。智能建筑是信息时代的必然产物,建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C技
4、术(即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)。将4C技术综合应用于建筑物之中,在建筑物内建立一个计算机综合网络,使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。智能建筑应当是:“通过对建筑物的4个基本要素,即结构、系统、服务和管理,以及它们之间的内在联系,以最优化的设计, 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人,财产的管理者和拥有者等意识到, 他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”建筑智能化的目的是:应用现代4C技术构成
5、智能建筑结构与系统,结合现代化的服务与管理方式给人们提供一个安全、 舒适的生活、学习与工作环境空间。建筑智能化结构是由三大系统组成:楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)、通信自动化系统(CAS)。诸多的机电设备之间有着内在的相互联系,于是就需要完善的自动化管理。建立机电设备管理系统,达到对机电设备进行综合管理、 调度、监视、操作和控制。楼宇自控系统由建筑设备运行管理的监控、火灾报警与消防联动控制、电梯运行管制、公共安全技术防范等部分组成。办公自动化是智能建筑的重要组成部分之一,实现办公自动化就是要利用先进的技术和设备来提高办公效率和办公质 量,改善办公条件,减轻劳动强度,实现管理
6、和决策的科学化,防止或减少人为的差错和失误。办公自动化是多层次的技术、设备和系统的综合。一个完整的办公自动化系统应包括信息的生成与输入、信息的 加工与处理、信息的存储与检索、信息的复制、信息的传输与交流以及信息安全管理等功能。智能建筑的信息通信系统是保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础,同时与外部通信网(如电话公网、数据网、计算 机网、卫星以及广电网)相连,与世界各地互通信息。智能建筑中的通信系统目前主要由两大系统组成:程控数字用户交换机和有线电视网(CATV )。前者是由电信系统方面发展 而来的,后者是广电系统方面发展至今的。今后随着4C技术发展将有可能使智能建筑的通信自动化系统统一。1.
7、1.3智能小区智能化小区是随着计算机技术、通信技术、自动化控制技术和影像显示技术的进步和相互渗透而逐渐发展起来的。她通过综合考虑小区的四个基本要素即结构、系统、服务和管理以及它们之间的内在联系,来提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境空间,帮助住户实现其包括开支、舒适、便利、安全等各方面的整体优化。其本质是通过综合配置小区内各功能子系统,以通讯网络为基础,实现各种资源共享,从而为业主提供一个最优环境,以适应现代社会快速发展的需要。智能化小区必须能全面实现对小区内各种不同设备、通讯系统、管理自动化系统等的综合集成管理和控制,实现现有及未来应用于小区内的各子系统的集成。随着社会的发展智能化小区将
8、是一个大的发展方向,现在的房地产开发公司大体上都朝这个方向发展,但根据各个公司的经济实力小区所上的智能化系统又各自不同,任何一个房产公司都可以根据自己的需求和经济实力选择不同的智能化系统。智能小区主要包括以下几个系统,可以根据用户需要可以分期、分系统的逐步建立、逐渐完善:1. 综合信息传输网2. 楼宇对讲系统3. 住宅智能中心4. 智能化控制中心5. 小区周界防护系统6. 闭路电视监控系统7. 车辆出入口管理系统8. 小区保安巡更系统9. 物业管理计算机局域网10. 触摸屏查询系统11. 物业信息发布系统12. 背景音乐系统13. 照明自动控制系统1.1.4智能校园智能校园是通过信息化手段,实
9、现对各种资源的有效集成、整合和优化,实现资源的有效配置和充分利用,实现教育和校务管理过程的优化、协调,实现数字化学习、数字化教学、数字化科研和数字化管理,提高各项工作效率、效果和效益,实现教育的信息化和现代化。智能校园主要包括弱电和教学两大子系统(1)弱电子系统l 通讯系统l 有线电视系统l 公共广播系统l 厅堂扩声系统l 校园IC一卡通系统l 电子显示屏系统l 公共触摸屏系统l 校园安防监控系统l 结构化综合布线系统(2)教学子系统l 交互式多媒体教学系统l 双向闭路电视系统l 教师备课系统l 教学评估系统l 财务管理系统l 图书管理系统l 语音系统l 微格教室l 电子阅览室l 课件制作室l
10、 演播室l 教学资源库l 课件/视频点播系统l 校内网吧管理系统 1.2 弱电工程分类 建筑弱电工程是一个较为复杂、由多种技术集成的系统工程,它的应用领域包括广播音响系统、电视监控系统、防盗报警系统、出入口控制系统、 对讲系统和电子巡更系统、电话通信系统、火灾自动报警与消防联动控制系统、有线电视和卫生接收系统、视频会议系统、综合布线系统、防雷与接地系统、计算机网络系统等。总体上可分为以下几大类:l 通信系统;l 火灾自动报警与消防联动控制系统;l 电视和卫星接收系统;l 广播音响系统;l 安全防范系统。1.2.1通信系统通信系统包括电话通信系统、计算机网络系统、全球定位系统、综合布线系统等。
11、1、电话通信系统电话通信系统是各类建筑必然配置的主要系统。电话通信设施的种类很多。按传输媒介分为有线传输和无线传输。从建筑弱电工程出发,主要采用布线传输方式。有线传输按传输信息工作方式又分为模拟传输和数字传记输两种。模拟传输将信息转换成电流模拟量进行传输,例如:普通电话就是采用模拟语言信息传输。数字传输则是将信息按数字编码(PCM)方式转换成数字信号进行传输,程控电话交换就是采用数字传输各种信息。电话通信系统主要由电话交换设备、传输系统和用户终端设备组成。建筑弱电工程中的通信系统安装施工主要是按规定在楼外预埋地下通信配线管道,敷设配线电缆,并在楼内预留电话交接间、暗管和暗管配线系统。通信设备安
12、装内容主要有:电话交接间、交接箱、壁龛(嵌式电缆交接箱、分线箱及过路箱)、分线盒和电话出线盒。分线箱可以明装在竖井内,也可以暗装在井外墙上。2、计算机网络系统计算机网络就是指利用通信线路将具有独立功能的计算机连接起来而形成的合,计算机之间使用相同的通信规则,借助通信线路来交换信息,共享软件、硬件和数据等资源。网络中计算机在交换信息的过程中共同遵循的通信规则就是网络协议。网络协议对于保证网络中计算机有条不紊的工作是非常重要的。组建计算机网络的目的是为了计算机之间的资源共享。因此,网络能提供资源的多少决定了一个网络的存在价值。计算机网络的规模有大有小,大的可以覆盖全球,小的可以仅由两台或几台微机构
13、成。通常,网络规模越大,包含的计算机越多,之所提供的网络资源就越丰富,其价值也就越高。计算机网络主要由通信线路、路由器、主机与信息资源等部分组成。通信线路:通信线路产计算机网络的基础设施,它负责将计算机网络中的早稻由器与主机连接起来。计算机网络中的通信线路可以分为两类:有线通信线路和无线通信信息。通常使用“带宽”与“传输速成率”等术语来描述通信线路的数据传输能力。传输速率指的是每秒钟可以传输的比特数,它的单位为比特/秒(bps)常用以下方法来表示:1Kbs=103bps1Mbps=106bps1Gbps=109bps1Pbps=1012bps1Tbps=1015bps通信线路的最大传输速率与它
14、的带宽成正比。通信线路的带宽越宽,它的传输速率也就越高。路由器:路由器是计算机网络中的重要设备之一,它负责将计算机网络中的各个局城网或广域网连接起来。当数据从一个网络传输到路由器时,更需要根据数据所要到达的目的地,通过路径选择算法为数据选择一条最佳的输出路径。如果选择的输出路径比较挤,则路由器将负责管理数据传输的等待队列。数据从源主机出发后,往往需要经过多个路由器的转发,经过多个网络才能到达目的主机。主机:主机是计算机网络中不可缺少的成员,它是信息资源与服务的载体。主机可以分为两类:服务器也客户机。服务器是信息资源与服务的提供者,它一般是性能比较高、存储容量比较大的计算机。服务器根据它所提供的
15、功能不同,可以分为文件服务器、数据 服务器、WWW服务器、FTP服务器、E-mabl服务器或域名服务器等。客户机是信息资源与服务的使用者,它可以是普通的微机或便携机。服务器使用专用的服务器软件向用户提供信息资源与服务,而用户使用各类计算机网络客户端软件来访问信息资源或服务。 信息资源:信息资源是用户最关心的问题,它会影响到计算机网络是否爱到欢迎。计算机网络的发展方向是如何更好地组织信息资源,并使用户快捷地获得信息。计算机网络中存在着很多类型的信息资源,例如:文本 、图像、声音与视频等多种信息类型,并涉及到社会生活的各个方面。通过计算机网络,可以查找科技资料,获得商业信息,参与联机游戏 或收看网
16、上直播等。3、综合布线系统建筑物综合布线系统(pds)是计算机和通信技术、社会信息化和经济国际化的需要,也是办公自动化进一步发展的结果。综合布线系统是跨学科、跨行业的系统工程,作为一种信息产业,它包含以下几个方面:撑握自动化系统(BA);通信自动化系统(CA);办公自动化系统(OA);计算机网络系统(CN)。综合布线系统可划分为六个子系统,它们是:工作区子系统:工作区子系统是由RJ45跳线信息插座与所连接的设备组成。它所使用的连接器具有国际ISDN标准的8位接口,它能接收低压信号以及高速数据网络信息和数码声频信号。水平干线布线子系统:该子系统是整个布线系统的最重部分,它是从工作区的信息插座开始
17、到管理间子系统的配线架。管理间子系统:管理间子系统由交连、互连和I/0组成。它是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备,其主要设备是配线架、集线器、机框和电源。垂直干线子系统:垂直干线子系统提供建筑物的干线电缆,负责连接管理间子系统设备间子系统,通常使用光缆或选用大对数的非屏蔽双绞线。楼宇子系统:楼宇子系统是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置,通常由光缆和相应设备组成。设备间布线子系统:设备间子系统由电缆、连接器和相关支撑硬件组成。它把各种公共系统设备的多种不同设备互连起来,其中包括邮递部门的光缆、同轴电缆和程控交换机等。1.2.2 火灾自动报警与消防联动控制系统火灾自动
18、报警系统设备有多种产品,其产品性能、布线线控制方式也各不相同。它的联动控制关系简繁各异,联动控制的目标(设备)有些属强电驱动设备,要注意强、弱电接口关系。探测器无论是开关量还是模拟量类型,或者是复合型探测器类型,只要是点型火灾探测器,大多通过接线盒进行安装,在天花板下暗配管安装方式居多。单线报警无联动控制方式不多,仅适用于小系统,N+1多线制火灾自动报警系统国内还有生产,取而代之的是总线制报警方式。总线制分为二、三、四线制,二线制为佳,应用普通。对于小规模建筑物,常用总线制报警、多线制可编程控制方式。对于较大规模建筑可采用区域集中两级报警、总线控制方式;目前还常用楼层显示器取代区域报警器方式。
19、国内自动报警设备可分为区域报警控制器和集中报警控制器;国内外部分产品仅有通用报警控制器系列,采用主机、从机报警方式,以通信总线连接成网,组网灵活性大,规模从小型到大型皆可。按照产品的不同,通信线可连成主干型或环型。报警总线与控制总线一般分开布线,还可以将各路报警与控制合用总线,节省线材,安装维修方便,此时宜采用环形连接方式则可靠性较高。无论是何种控制总线方式,联动控制至少有六组直接配线控制,例如:消防泵与防排烟机等重要设备必须由消防控制中心直接联动输出控制。手动报警器按钮是火灾自运报警系统必要的部件,是人工报警和确认火情的重要方式。按规范要求设置,其安装与一般输入/输出模块相同。消防控制中心要
20、设置紧急广播系统,该系统可以是消防专用的广播系统,也可以利用背景音乐的普通广播系统,由消防控制强切换至紧急广播,通过控制模块实现。控制模块与传输模块种类很多,因所连接的设备各异。控制模块输出触点电压有24V与日俱增220V之分。这些模块一般都安装在现场有关设备附近。1.2.3 广播音响系统广播音响系统根据使用功能可以归纳为三种类型:一是公共广播系统;二是厅堂扩声系统;三是会议系统。1、公共广播系统:公共广播系统属有线广播系统,包括背景音乐和紧急广播功能。公共广播系统的报务区域广、距离长,为了减小传输线路引起的损耗,系统的输出功馈送方式采用高压传输方式,由于传输电流小,故对传输线要求不高,例如旅
21、馆客户的服务性广播线路宜采用铜芯多芯电缆或铜芯塑料绞合线;其他广播线路宜采用铜芯塑料绞合线;各种节目线应采用屏蔽线;火灾紧急广播应采用阻燃型铜芯电线和电缆或耐火型铜芯电线和电缆。公共广播系统可分为面向公众区的和面向宾馆客户的两类系统。面向公众区的公共广播系统主要用于语言广播,这种系统平时进行背景音乐广播,出现紧急情况时,可切换成紧急广播。面向宾馆客房的广播音响系统包括收音机的调幅和调频,在紧急情况下,客房广播自动中断。2、厅堂扩声系统:厅堂扩声系统一般采用定阻抗输出方式,传输线要求截面积粗的多股线,一般为塑料绝缘双芯多股铜芯导线;同声传译扩声系统一般采用塑料绝缘三芯多股铜芯导线;这二种扩声系统
22、的传输导线都要穿钢管敷设或线槽敷设,不得将线缆与照明、电力线同槽敷设;若不能同槽,也要以中间隔离板分开。厅堂扩声系统使用专业音响设备,并要求有大功率的扬声器系统和功放,它的用途主要有面向体育馆、剧场、为代表的厅堂扩声系统;面向歌舞厅、宴会厅、卡拉OK厅的音响系统。3、会议系统:会议系统包括会议讨论系统、表决系统和同声传译系统。这类系统也设置由公共广播提供的背景音乐和紧急广播两用的系统。对于屏蔽电缆电线与设备、插头连接时应注意屏蔽层的连接,连接时应采用焊接,严禁采用扭接和绕接。对于非屏蔽电缆电线在箱、盒内的连接,可使这种线路两端应插接接线端子上,用接线端子排上的螺拴加以固定,压接应牢固可靠,并对
23、每根导线两端进行编号。厅堂、同声传译扩声控制室的扩音设备应设保护接地和工作接地。同声传译系统使用的屏蔽线的屏蔽层应接地,整个系统应构成一点式接地方式,以免产生干扰。1.2.4 电缆电视和卫星接收系统电缆电视和卫星接收系统的应用和推广,解决了城市高层建筑或电视信号覆盖区外的边远地区因电视信号反射和屏蔽严重影响电视信号的接收问题。有线电视网可分为大、中、小型,中小型通常采用电缆传输方式,而大型有线电视网已从电缆向光缆干线与电缆网络相结合的形式过度。电缆电视系统的分配方式,一种是适用于共有天线电视系统的串接单元分配方式;另一种是供付费收看的有线电视适用的分配分支方式。若采用串接单元方式安装时,一种配
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