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第20章 综合布线系统设计(2)

⑥方便维护和管理。综合布线系统应采用星状/树状结构,用层次管理原则,同一级结点之间应避免线缆直接连通。建成的网络布线系统应能根据实际需求而变化,进行各种组合和灵活配置,方便地改变网络应用环境,所有的网络形态都可以借助于跳线完成。比如,语音系统和数据系统的方便切换;星状网络结构改变为总线状网络结构。

⑦经济合理。在满足上述原则的基础上,力求线路简洁,距离最短,尽可能降低成本,使有限的投资发挥最大的效用。

4.2.2 设计步骤

综合布线系统设计一般要经过以下7个步骤:

①分析用户需求;

②获取建筑物平面图;

③系统结构设计;

④布线路由设计;

⑤可行性论证;

⑥绘制综合布线施工图;

⑦编制综合布线材料清单。

4.3 工作区子系统设计

在综合布线系统中,工作区是指办公室、写字间、工作间、机房等需用电话、计算机等终端设施的区域。工作区由终端设备及其连接到水平子系统信息插座的跳接线、适配器等组成。工作区的服务面积约为5~10m2,对网管中心、总调度室等有人值守的场所,工作区服务面积与办公室类似,对于设备机房,按电信大楼的经验,工作区服务面积约为20~30m2,在设计时应根据用户需求和不同的应用场合进行设置。

一般来讲,工作区的电话、计算机等终端设备可用跳接线直接与工作区的信息插座相连接。但当信息插座与终端连接电缆不匹配时(插头和插座不匹配,线缆阻抗不匹配)。需要选择适当的适配器或平衡/非平衡转换器进行转换,才能连接到信息插座上。信息插座是属于水平子系统的连接件,由于它位于工作区,所以在工作区来讨论它的设计要求,工作区对信息插座、跳接线和适配器(根据需要选用)都有具体的要求。

1.适配器

工作区选用的适配器应符合下列要求。

①在设备连接器处采用不同信息插座的连接器时,可以用专用接插电缆或适配器。

②当在单一信息插座上进行两项服务时,应用“Y”型适配器。

③在水平子系统中选用的电缆类别(介质)不同于设备所需的电缆类别(介质)时,应采用适配器。

④在连接使用不同信号的数模转换或数据速率转换等相应的装置时,应采用适配器。

⑤为了网络的兼容性,可采用协议转换适配器。

⑥根据工作区内不同的应用终端设备(如ISDN 终端),可配备相应的终端适配器。

2.信息插座

工作区信息插座的安装应符合下列要求。

①根据楼层平面计算每层楼的布线面积,确定信息插座安装位置。

安装在地面上的信息插座应采用防水和抗压的接线盒。

安装在墙面或柱子上的信息插座底部离地面的高度宜为300mm。

②根据设计等级,估算信息插座数量。

基本型设计,每10m2 一个信息插座。

增强型或综合型设计,每10m2 两个信息插座。

③信息模块订购。

应根据应用系统的具体情况,选定信息模块的类型和确定信息插座的数量。在综合布线工程应用中,以双绞线为传输介质的综合布线系统,语音和数据都采用相同的RJ-45信息模块。

信息模块的需求量一般为:m=n+n×3%其中,m表示信息模块的总需求量;

n 表示信息点的总量;

n×3%表示富余量。

3.跳接软线要求

跳接软线应符合下列要求。

①工作区连接信息插座和计算机间的跳接软线应小于5m。

②跳接软线可订购也可现场压接。对于数据通信来说,一条链路需要两条跳线,一条从配线架跳接到交换设备,一条从信息插座连到计算机。

③现场压接跳线时,RJ45头的需求量一般用下述方式计算:

m=n×4+n×4×15%其中,m表示RJ45的总需求量;

n 表示信息点的总量;

n×4×15%表示留有的富余量。

4.用电配置要求

综合布线工程中对工作区子系统设计时,同时要考虑终端设备的用电需求。每1个工作区至少应配置1个220V 交流电源插座,工作区的电源插座应选用带保护接地的单相电源插座,保护地线与零线应严格分开。信息插座(RJ-45)与其旁边电源插座应保持20cm的距离。

4.4 水平子系统设计

水平子系统由楼层配线架、至信息插座的线缆和工作区用的信息插座等组成。它的布线路由遍及整个建筑物,是综合布线系统中工程量最大、最难施工的一个子系统。水平子系统的设计涉及水平布线系统的网络拓扑结构、布线路由、管槽设计、线缆类型选择、设备配置等内容,它们既相对独立又密切相关,在设计中要考虑相互间的配合。

4.4.1 网络拓扑结构

水平布线子系统通常采用星状网络拓扑结构,它以楼层配线架FD 为主结点,各工作区信息插座为分结点,两者之间采用独立的线路相互连接,形成以FD为中心向工作区信息插座辐射的星状网络。通常用双绞线敷设水平布线系统,此时水平布线子系统的最大长度为90m。这种结构的线路长度较短,工程造价低,维护方便,保障了通信质量。

4.4.2 技术规范

为向建筑物中人们提供舒适的工作与生活环境,建筑物除需安装综合布线系统外、还有供电系统、供水系统、供暖系统、煤气系统、电气设备等,这些系统都对综合布线系统的通信产生严重的影响,为了保障通信质量,对布线系统与其他系统的间距要求作出了具体的规定。

4.4.3 管槽布线路由设计

管槽系统是综合布线系统的基础设施之一,对于新建建筑物,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、洞孔的规格和数量及其他特殊工艺要求(如防火要求或与其他管线的间距等)。这些资料要及早提供给建筑设计单位,以便在建筑设计中一并考虑,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。

管槽系统建成后,与房屋建筑成为一个整体,属于永久性设施,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。

管槽系统是由引入管路、电缆竖井和槽道、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、管径和槽道的规格及与设备间、交接间等的连接,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。

对于原有建筑改造成智能建筑而增设综合布线系统的管槽系统设计,应仔细了解建筑物的结构,而设计出合理的垂直和水平的管槽系统。

由于水平布线路由遍及整座建筑物,因此水平布线路由是影响综合布线工程美观程度的关键。水平布线路由有明敷设和暗敷设两种,通常暗敷设是沿楼层的地板、楼顶吊顶和墙体内预埋管槽布线,明敷设沿墙面和无吊顶走廊布线。新建的智能化建筑中,应采用暗敷设方式,对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。

水平布线就是将线缆从楼层配线间连接到工作区的信息插座上。综合布线工程施工的对象有新建建筑、扩建(包括改建)建筑和已建建筑等多种情况;有不同用途的办公楼、写字楼、教学楼、住宅楼、学生宿舍等;有钢筋混凝土结构、砖混结构等不同的建筑结构。因此,设计水平布线子系统的路由时要根据建筑物的使用用途和结构特点,从布线规范、便于施工、路由最短、工程造价、隐蔽、美观和扩充方便等几个方面考虑。在设计中,往往会存在一些矛盾,考虑了布线规范却影响了建筑物的美观,考虑了路由长短却增加了施工难度,所以,设计水平子系统必须折中考虑,对于结构复杂的建筑物一般都设计多套路由方案,通过对比分析,选取一个较佳的水平布线方案。

1.暗敷设布线方式

暗敷设通常沿楼层的地板、楼顶吊顶、墙体内预埋管布线。这种方式适合于建筑物设计与建设时已考虑综合布线系统的场合。

1)天花板吊顶内敷设线缆方式

在天花板吊顶内敷设线缆的方式,适合于新建建筑和有天花板吊顶的已建建筑的综合布线工程。有分区法、内部布线法和电缆槽道布线法3种。这3种方法都要求有一定的操作空间,以利于施工和维护;但操作空间也不宜过大,否则将增加楼层高度和工程造价。此外,在天花板(或吊顶)的适当地方应设置检查口,以便日后维护检修。

(1)分区法

将天花板内的空间分成若干个小区,敷设大容量电缆。从楼层配线间利用管道穿放或直接敷设到每个分区中心,由小区的分区中心分出缆线经过墙壁或立柱引向信息插座,也可在中心设置适配器,将大容量电缆分成若干根小电缆再到信息插座。这种方法配线容量大、经济实用,工程造价低,灵活性强,能适应今后变化,但线缆在穿管敷设时会受到限制,施工不太方便。

(2)内部布线法

从楼层配线间将电缆直接敷设到信息插座,灵活性最大,不受其他因素限制,经济实用,不用其他设施,且电缆独立敷设传输信号不会互相干扰,但需要的线缆条数较多,初次投资较分区法大。

(3)电缆槽道法

这是使用最多的天花板吊顶敷设线缆方式。线槽可选用金属线槽,也可采用阻燃高强度PVC槽,通常安装在吊顶内或悬挂在天花板上,用在大型建筑物或布线比较复杂而需要有额外支持物的场合,用横梁式线槽将线缆引向所要布线的区域。

线槽的容量可按照线槽的外径来确定,即线槽的横截面积为线缆截面积之和的3倍。在设计、安装线槽时应多方考虑,尽量将线槽放在走廊的吊顶内,并且去各房间的支管应适当集中至检修孔附近,便于维护。由于楼层内总是走廊最后吊顶,所以集中布线施工只要赶在走廊吊顶前即可,不仅减少了布线工时,还利于已穿线缆的保护,不影响房内装修,一般走廊处于中间位置,布线的平均距离最短,节约线缆费用。但电缆槽道法对缆线路由有一定限制,灵活性较差,安装施工费用较高,技术较复杂,有可能使天花板增加荷重。

2)地板下敷设缆线的方式

地板下敷设缆线的方法在智能化建筑中使用较为广泛,尤其是新建和扩建的房屋建筑更为适宜。由于缆线敷设在地板下面,既不影响美观,又不需考虑其荷重,施工安装和维护检修均较方便。加上操作空间大,劳动条件好,所以深受施工和维护人员欢迎。地板下的布线方式主要有地面线槽布线法、蜂窝状地板布线法、高架地板布线法3种,直接埋管方式也属于地板下敷设缆线的方式,可根据客观环境条件予以选用。上述几种方法可以单独使用,也可混合使用。

(1)直接埋管方式

直接埋管方式和新建建筑物同时设计施工。这种方式由一系列密封在现浇混凝土里的金属布线管道组成。这些金属管道从配线间向信息插座的位置辐射。根据通信和电源布线要求、地板厚度和占用的地板空间等条件,这种直接埋管布线方式可能要采用厚壁镀锌管或薄型电线管。

这种方式在较早以前老式建筑的布线路由设计中使用普遍。当时主要是电话线缆,数据通信电缆较少,且各楼层工作区的语音点较少,一条管道可以穿多个工作区的电缆,出线盒既作信息出口又作过线盒,整个设计简单明了,安装、维护都比较方便,工程造价也低。对比较大的楼层可分为几个区域,每个区域设置一个小配线箱,先由楼层管理间直埋管径较大(如Φ40mm)的钢管穿大对数电缆到各分区的小配线箱,然后再直埋管径较细(如Φ20mm)的管子将电话线引到工作区的电话插座。因此,在老式建筑中使用直接埋管方式,不仅设计、安装、维护非常方便,而且工程造价较低。

现代建筑物越来越大,综合布线系统包括了语音、数据、图像等更多通信系统,各楼层的工作区越来越多,工作区的信息点也越来越多,布线系统越接近楼层管理间,线道越多,线管通常是埋在走廊的垫层中形成排管,进入管理间,采用直接埋管方式存在以下问题。

①排管埋设在地面垫层中,不可能在走廊垫层中放过线盒,而排管至少有两个弯管处,为了能够拉线,排管的长度不能大于30m,这限制了水平布线的距离。

②由于排管的数量较多,埋在地面垫层中,这就要求有较厚的垫层。

③变更不容易。垫层做完,如再要增加信息点,就不能走垫层,只能走吊顶,工程量较大。

④对工艺要求高。钢管的截口不能有毛刺,否则就会在拉线时划破双绞电缆的绝缘层;管子接口处需焊接,否则打垫层时如果有缝隙,就会渗入水泥浆,造成堵塞,给穿线施工带来很大的麻烦,延误工期。

⑤直接埋管方式是将各工作区细支管经汇线盒汇总后,集中穿进粗管进入楼层管理间,大楼层可能也进行二、三级汇总才能到达楼层管理间,这个汇线盒对于房间的装修有一定的影响。由于建筑工程的其他许多管线也走地面垫层,容易与电源管线及其他管线交叉,增加了施工难度。

(2)地面线槽布线法地面线槽方式就是由配线间出来的线缆走地面线槽到地面出线盒或由分线盒出来的支管到墙上的信息出口。由于地面出线盒或分线盒不依赖墙或柱体直接走地面垫层,因此这种方式适用于大开间或需要打隔断的场合。

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