建筑电气与智能化专业综合布线系统设计说明.docx
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建筑电气与智能化专业综合布线系统设计说明
安徽建筑大学
毕业设计（设计说明）
院系电子及信息工程学院
专业建筑电气及智能化
班级10建筑电气
（2）班
学生姓名顾超群
学号10205060219
课题六安市某医院建筑电气及智能化设计
——综合布线方案及智能化设计
指导教师张振亚谢陈磊
2014年6月6日
摘要
本文主要论述了某医院大楼的综合布线设计的整个过程。
首先分别介绍了综合布线系统概述、用户需求以及方案选择。
其中根据用户的需求，综合布线系统的方案选择分别从不同的方面进行讨论，并对比和分析了各自的优缺点。
其次详细地介绍了综合布线各子系统的设计原则和方法及设计选择的结论，综合布线系统子系统有：
工作区，设备间，管理间，水平子系统，垂直干线子系统，建筑群子系统。
综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。
它是整个网络系统的灵魂和骨干，主要包括计算机网络、电话通信和有线电视的布线。
它通过延伸到每个区域的信息点，将电话、计算机、服务器、网络设备以及各种楼宇控制及管理设备连接为一个整体，高速传输语音、数据和图像，从而为管理者和使用者提供综合服务。
关键词：
电话；计算机网络；光缆；
Abstract
Thispapermainlydiscussesthewholeprocessofahospitalbuildingintegratewiringdesign.
Firstofallintroducedtheoverviewofintegratedwiringsystem,respectively,theuserneeds,andplanselection.Accordingtotheneedsofusers,Integratedwiringsystemofschemeselection,respectivelydiscussedfromdifferentaspects.Andcomparedandanalyzedtheiradvantagesanddisadvantages.
Secondlyintegratedwiringareintroducedindetailthedesignprinciplesofeachsubsystemandthemethodandtheconclusionofdesignoptions,integratedwiringsystemsubsystemsare:
workspace,equipment,management,thelevelofsubsystems,verticalmainsubsystems,complexsubsystem.
ThePremisesDistributionSystemisamodular,highlyflexiblebuildingorbuildingswithinthetransferofinformationbetweenchannels.Itisentiresystematicsoulofnetworkandbackbone,includescomputernetworkarrangementofwire,telephonecommunication,andthecabletelevisionarrangementofwiremainly.Itburnsbyextendingtoeveryareainformation,theequipmentconnectioncontrollingtelephone,computer,server,networkequipmentandthevariousbuildingworldandadministrationisaoverall,highspeedtransferspronunciation,dataandimage,servestherebyforthedirectorandauserprovidessynthesis.
Keywords:
thephone；Thecomputernetwork；Fiberopticcable.
六安市某医院建筑电气及智能化设计
—综合布线方案及智能化设计
电子及信息工程学院建筑电气及智能化专业2010级2班顾超群
指导老师张振亚谢陈磊
1绪论
1.1工程概况
本设计是六安市某医院外科医技楼智能化设计，该工程系实际工程。
针对本工程的情况本设计包含的内容主要有照明、三网、供配电、消防、安防、机电设备系统控制、给排水、防雷及重复接地等。
由于时代的需求要在建筑方面做到以人为本，环保节能，在设计深度和广度上都具有很好的研究价值。
由于所学专业为建筑电气及智能化，以此为基础选定此题目作为毕业设计。
该课题的设计对象（建筑物）六安市某医院外科医技楼工程，总建筑面积为65317平方米，地上建筑17层，地下1层；该建筑内拟建系统有；供配电、照明、电梯、空调、给排水、电话、消防报警及联动、安全防范、数据网等。
根据医院的将来发展，预通过计算机网络技术、现代通讯技术和自动化控制技术的应用，把外科医技楼建设成为一个智能化程度高、安全和保密防范能力强、办公管理先进、节能降耗、服务功能齐全的现代化医院。
1.2设计原则
根据本综合楼智能化系统工程的特点分析，该智能建筑应具备以下功能：
1.先进性：
采用国际、国内流行的先进技术，适应技术发展需求。
2.成熟性：
以实用为原则，采用成熟的经过工程检验的先进技术。
3.适用性：
注重系统功能的适用性，不片面强调系统功能的多样性，使构建的系统具有高的性价比。
4.开放性：
采用开放的技术标准，能支持任意网络设备和任意厂商产品。
5.标准化：
采用标准化的设计，优先选用标准化产品。
6.可扩展性：
本工程应考虑到未来发展，在设计智能化系统时应充分考虑系统的扩充、升级能力。
7.安全性及可靠性：
基于本楼智能化工程，必须采用严格的、安全的可靠性措施。
保证系统正常运行、信息传递的安全及运行的可靠。
8.投资经济性：
充分考虑到经济性和产品性能价格比的实际问题。
系统和产品在选择高质量名牌产品、成熟产品的同时，在确保性能和功能的基础上，降低投资成本，努力做到技术先进、功能齐全、性能优良、价格合理。
9.易管理、易维护性：
本楼在设计时应充分考虑到管理维护的可视化、层次化及控制的实时性，应真正做到系统所有资源状况一目了然。
能充分保证将设备故障控制在有限范围内，不影响故障设备之外的其余设备和系统，保证整个大厦各系统正常运行。
后期使用的经济性：
系统良好的开放性，开放式的、模块化积木式的结构，能够灵活的增加、减少、移动设备，从而降低运行维护成本，保障使用的经济性。
根据以上定位，本综合楼智能化系统应该是一个对大楼内各子系统综合集成、统一优化管理，对外可实现对全国及世界各地分支机构系统及设备远程监控的、网络化的、开放性很高的集成管理系统。
1.3综合布线设计标准
智能化建筑已逐步发展成为一种产业，如同计算机、建筑一样，也必须有标准规范。
目前，已出台的综合布线系统及其产品、线缆、测试标准主要有：
1．EIA/TIA568商用建筑物电信布线标准；
2．ISO/IEC11801InternationalStandard；
3．EIA/TIATSB67非屏蔽双绞线系统传输性能验收规范；
4．欧洲标准：
EN5016、50168、50169分别为水平配线电缆、跳线和终端连接电缆以及垂直配线电缆；
5．我国已于1995年3月由中国工程建设标准化协会批准了《建筑及建筑群综合布线系统设计规范》，标志着综合布线系统在我国也开始走向正规化、标准化。
1997.9.9.邮电部发布了《中国人民共和国通信行业标准大楼通信综合布线系统》。
1.4设计依据
所以施工和材料，必须符合最新的规范、条例、业务条例、法定职责，以及中国各级政府的特别要求。
智能化系统所涉及的设计标准、规范，产品标准、规范，工程标准、规范，验收标准、规范。
应依据相关工程设计图以及技术说明文件，并应符合国家有关标准、规范及条例，如是国外相应标准应得发包方认可，这些标准包括（但不仅限于）：
1.《综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2007
2.《综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2007
3.《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
4.《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
5.《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002
6.《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92
1.5设计方案
首先根据该医技楼的建筑结构特点，以及相关设计规范，对整个建筑的特点进行合理的分析，从而对大楼的综合布线系统进行初步的设计，综合布线系统主要包括：
工作区，设备间，管理间，水平子系统，干线子系统，建筑群子系统。
具体研究方法如下：
首先根据大楼的结构特点对相关资料进行收集，熟悉综合布线系统方面的规范和规程；按照各个功能要求进行选择和计算，并根据计算进行布置；绘制综合布线平面图、系统图；选择设备的型号和数量。
工作区：
根据需求确定系统设计等级，进而确定工作区的位置、数量和每个工作区信息点的数量以及信息出口方式。
管理间：
主要设计内容包括线缆交接方案及端接标识方案的确定以及配线架的选定。
线缆交接采用单点管理即交换机-配线架-用户。
配线架采用100对线的110A配线架。
水平子系统：
主要是选择水平配线线缆的规格、类型及长度，确定拓扑结构及布线路由。
拓扑采用星型拓扑结构，布线采用吊顶桥架再走线槽方式，线缆采用UTP六类双绞线。
干线子系统：
主要确定干线线缆的类型、数量、长度、拓扑结构和布线路由，拓扑采用星型拓扑结构，线缆采用6芯多模光纤
2工作区子系统的设计
2.1系统概述
在综合布线中，需要独立的设置终端设备的区域称为工作区。
综合布线工作区由终端设备及其连接到水平子系统信息插座的插接线（或软线）以及适配器等组成。
工作区的终端设备可以是电话、计算机网络工作站，也可以是控制仪表、测量传感器、电视机或办公自动化设备。
工作区的设计任务是根据用户需求确定系统设计等级，进而确定工作区的位置、数量和每个工作区信息点的数量以及信息出口方式。
2.2设计方案
1、确定系统的设计等级
根据用户的需求和国家相关规范规定，医院的设计等级为综合配置型。
具体内容如下：
（1）每个工作区有两个或两个以上信息插座；
（2）每个信息插座的水平配线电缆为1条4对双绞电缆；、
（3）每层楼的干线配置：
每48个信息插座用两芯光纤接计算机网络；每个电话配一对干线双绞电缆，并留有适当的备用量。
2、工作区位置及数量
信息点数量的确定：
病房内每个病床设一个数据信息点，每个病房设一个语音信息点。
对于大开间的办公区，单个工作区的面积以10m²计算，也可按用户要求或具体应用环境需要设置。
3、信息插座类型
采用嵌入式（暗装）信息插座。
4、连接件数量
每个信息插座都配置一个墙盒或地盒。
2.3设备选型
本系统铜缆模块采用GigaSPEEDXL系列六类信息模块MGS400BH-262，可支持2.4Gbps的数据网络通讯及多媒体通信，包括155Mbps\622MbpsATM网络应用及话音通信。
这里，语音及数据点采用同种介质布线，可以实现语音、数据点的灵活互换。
该模块有多种不同的颜色以供选择，可以在定购时由用户指定不同的颜色以区分语音点、数据点。
模块化的设计的GigaSPEED信息模块令其特别适合安装在通信标准机柜或信息插座接线盒内，设计特点包括：
1、及固定的GigaSPEED水平线缆配合时，有极好的电气特性。
2、灵巧吻合地连接至M系列插座面板，桌面安装盒及M1000MULTIMAX机柜式配线架上。
3、可选选90度（垂直）或45度（斜角）安装方式，且无需特别斜口面板的专利设计。
4、多种颜色选择，标签有助于快捷、准确及方便地安装。
5、新设计的后侧面盖板可防止脏污，确保连接完全可靠。
6、更宽的分线走道以便端按安装时更灵活，更方便。
2.4计算说明
1．信息点数量计算：
设S为整个布线区域工作区的面积；P为单个工作区的服务面积，N为单个工作区的配置的信息插座数，取值为2。
这样就可以确定整个工程的总信息点数量M了。
估算公式如下：
平面布置图如图2-1所示：
图2-1主任办公室综合布线平面图
M＝S/P×N
以主任办公室为例，根据现行医院综合布线的规范及用户需求，办公室工作区面积取10m²，每个工作区设2个信息点。
房间面积：
22.08m²；
M＝S/P×N=22.08÷10×2＝4（个）
2．信息点数统计，见表2-2：
表2-2综合布线信息点统计表
楼层
语音信息点/个
数据信息点/个
无线网点/
个
合计/个
-1F
2
2
0
4
1F
19
156
0
175
2F
19
120
0
139
3F
12
91
0
103
4F
13
152
0
165
5F
26
142
0
168
6F
9
98
0
107
7F
7
107
8
122
8~17F
8
112
8
128
合计
187
1988
16
2191
工作区子系统的目的是为用户提供一个符合综合业务数字网（ISDN）的标准，并满足高速数据传输的需求。
系统由安装在各住户的国际标准信息插座（RJ45）及终端连线组成，通过插座连接数据终端。
在本次设计中，为了保证计算机网络系统的正常运转，每个信息插座每个信息插口都是一个标准的RJ45六类信息插口，可以支持250MHz的信息传输。
不同型号的计算机和终端可以通过RJ45非屏蔽的标准低烟无卤跳线方便地连接到电脑信息插座上。
电话线用的RJ11-6P插头（电话机一般都配有这种电缆）可以直接插入RJ45插座内。
故系统的可互换性非常好，这样就实现了语音/数据完全可互换，使电话及电脑之间的线路转换十分简单，仅仅只需要在配线架上改变跳线即可，大大方便了今后的实际应用，使结构化布线系统的灵活性得到最完美的体现。
RJ45埋入式信息插座及其旁边电源插座间距应保持20cm的距离，信息插座的低边离地板水平面30cm。
3水平子系统的设计
3.1系统概述
水平子系统是综合布线工程中最大的一个子系统，使用材料最多，工期最长，投资最大，也直接决定每个信息点的稳定性和传输速率。
主要涉及布线距离、布线路径、布线方式、避让强电和材料选择等，对后续水平子系统的施工时非常重要的，也直接影响网络综合布线工程的质量、工期，甚至影响最终工程造价。
3.2设计方案
由于语音和数据均采用了六类四对非屏蔽双绞线UTP，电话线和数据线将可以灵活互换，可以很方便地实现所有的语音点和数据点之间的互换。
该双绞线的传输带宽为不少于250MHz；数据传输速率达到100Mbps以上，最高可达1Gbps。
本方案中语音、数据水平传输介质全部采用6类非屏蔽双绞线，水平走线方式采用不同容量的桥架，通信电缆井内的配线架采用金属线槽敷设到房间外走廊吊顶内，用铁管沿墙暗敷设至工作区各信息点。
按《建筑及建筑群结构化布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000，最大距离水平不超过90米。
依据该市行政服务中心大楼建筑平面图计算，根据设置的弱电井，大楼内信息点到相应层的弱电井内的水平布线长度将不超过90米。
避让强电原则，一般尽量避免水平电缆及36V以上强电电路平行走线，网络布线避让强电布线。
平行走线时，保持大于30cm距离，交叉跨越布线时，用金属管保护网络布线。
图3-1水平子系统图
3.3设备选型
本系统的主干线缆可分为铜缆和光缆两大类型。
铜缆主干主要用于语音信号的传输，本系统的铜缆主干采用三类大对数UTP线缆，型号分别为1010025AGY（25对）及1010100AGY（100对）。
根据招标要求，语音主干配置比例：
主干2对支持1个语音信息点。
本系统数据主干采用光缆12芯万兆多模光纤。
1、采用独特的增强型50μm纤芯系列。
2、独特的DMD参数使传输带宽达到2000MHz\850nm窗口。
3、配以LC光接插件系列完成端到端万兆光纤布线系统。
4、SystimaxLazrSPEED其不但具有10G的传输速度，而且具有良好的向下兼容性，其可兼容传统的10M，100M，1000M光以太网网络应用如10Base-FL，1000Base-FL等应用。
3.4计算说明
每个楼层用线量的计算公式如下：
C=[0.55（F+N）+6]×n（m）
式中：
C——每个楼层的用线量；
F——最远的信息插座离配线间距离；
N——最近的信息插座离配线间距离；
n——为每层楼的信息插座的数量。
以8~17层的信息插座离配线间距离F取90m，最近的信息插座离配线间距离N取4m，n为128以：
C=[0.55（90+4）+6]×128=7385.6m
依此方法依次计算出其他楼层线缆用量，见表5-3：
表5-3线缆用量统计
楼层
线缆用量/m
-1F
164.8
1F
10097.5
2F
8020.3
3F
5943.1
4F
9520.5
5F
9693.6
6F
6173.9
7F
7039.4
8~17F
7385.6
合计
130509.1
估算总订购线缆箱数=线缆总长度/305m
130509.1/305=427.9，故取428箱。
4垂直干线子系统设计
4.1系统概述
在GB—50311国家标准中把垂直子系统称为干线子系统，它是综合布线非常关键的组成部分，它由设备子系统及管理间子系统的引口之间的布线组成，两端分别连接在设备间和楼层管理间的配线架上。
它是建筑物内综合布线的主干线缆，垂直子系统一班使用光缆传输。
垂直子系统必须为星型网络拓扑结构。
由于垂直子系统的光缆或电缆路由比较短，而且跨楼层或跨区域，因此在布线路由中不允许有转接点。
在垂直子系统中为防止语音传输对数据传输的干扰，必须遵守语音电缆和数据电缆分开。
在路由中间或者出口出需要拐弯时，不能直角拐弯布线，必须设计大弧度拐弯，保证线缆的曲率半径和布线方便。
4.2设计方案
垂直干线子系统的设计要点如下：
1.主干线缆一般不超过500m；
2.连接方式：
点对点短接或分支递减连接；
3.主干线缆放在弱电井中。
对于用户需求尚不明确的新建工程，每48个信息插座宜在干线上至少配2芯光纤；
4.网络线及电源线一定分开敷设，若必须置于同一竖井则必须使用不同桥架并彼此相隔300mm以上。
语音和数据主干线缆分开设计。
4.3设备选型
在本次设计中，垂直主干采用三类大对数和室内多模光缆，将分配线管理区（IDF）及主配线管理区（MDF）用星形结构联接起来，作为信息传递的主干道。
数据主干采用12芯室内多模光纤，语音对线缆的要求较低，采用三类大对数作为语音主干。
5管理间子系统设计
5.1系统概述
管理间子系统也成为电信间或者配线间，是专门安装楼层机柜、配线架、交换机和配线设备的楼层管理间。
在综合布线系统中，管理间子系统包括楼层配线间、二级交接间的线缆、配线架及相关接插跳线等。
通过综合布线系统的管理间子系统，可以直接管理整个应用系统的终端设备，从而实现综合布线的灵活性、开放性和扩展性。
5.2设计方案
管理间的设计要点如下：
1.当水平工作面积较大，水平线缆≥75m，或每个楼层信息超过200个时，就需要设置一个二级交接间；
2.对于规模较大的布线系统工程，为提高布线工程维护水平及网络安全，宜采用电子配线设备对信息点或配线设备进行管理；
3.管理间里综合布线的组成部分应给定唯一的标识符；
4.管理子系统水平部分的配线架通常和工作区/水平子系统的数量一一对应；
5.光纤和铜缆应分别采用专门的配线架。
5.3设备选型
1.接入交换机
图2-2Catalyst3550系列智能以太网交换机
如图2-2所示，Catalyst3550系列智能以太网交换机具备如下特性：
24/48个10/100端口和两个基于千兆接口转换器（GBIC）的千兆以太网接口；
分为标准多层软件镜像（SMI）或者增强型多层软件镜像（EMI）。
EMI提供基于硬件的IP单播和多播路由，虚拟LAN（VLAN）间的路由，路由访问控制列表（RACL）和热备用路由器协议（HSRP）；
Catalyst3550-48具备13.6Gbps的交换矩阵及6.8Gbps第二层和第三层最大传输带宽，Catalyst3550-24具备8.8Gbps的交换矩阵4.4Gbps第二层和第三层最大传输带宽；
支持IEEE802.10VLAN；
平均故障间隔时间193,000小时；
2.核心交换机
核心Catalyst6509具体配置如下表：
表2-3Catalyst6509配置表
模块
描述
WS-C6509-1300AC
6509基本配置
WS-C6509-NEB-FAN
风扇
WS-CAC-1300W
1300W电源
WS-CAC-1300W＝
1300W冗余电源
WS-X6K-S2-MSFC2
引擎模块
WS-C6500-SFM
交换矩阵
WS-X6548-RJ-45
48口10/100M模块
WS-X6816-GBIC
16口千兆模块
WS-F6K-DFC=
分布式传送卡
S6SU22ZV-12108E
监控IOS
MEM-DFC-128MB
128M分布式传送卡内存
3.数据水平配线架
数据水平配线架具有高性能和高密度；低成本；有24-，32-，48-口等多种型号产品可供选择；印刷电路板背后有金属盖板将其密封和保护起来；西蒙＂管腿依从性＂的专利技术使得用户可以使用多对打线工具一次端接10根导线，以节省时间；西蒙公司的＂电抗平衡性＂的专利技术保证了极高的传输性能;整个产品设计美观整洁，没有螺钉，模块化插口平整，提供了极高的美感；每个快接式跳线板背后均提供了集成的电缆管理架，保证了电缆的方便进出；自带的方便彩色标识，使用方便。
4.光纤配线架
考虑到每个电信间中光纤的芯数不多，故选用美国西蒙公司1U抽屉式光纤配线架，其体积小，可直接安装在机柜上；并带有光纤管理器，可以存储冗余光纤并满足其对弯曲半径的要求，从而保证了它的传输性能。
6线缆管道的设计
水平桥架采用金属防火桥架,吊顶内敷设。
根据实际情况，水平线可从配线架经水平桥架、预埋穿管走线至各工作区。
配线架及信息插座之间均为点到点端接，任何改变系统的操作（如增减用户，用户地址改变等）都不影响整个系统的工作，为系统线路故障检修提供极大方便。
水平管线是大楼内弱电系统的主动脉。
根据图纸所示，弱电系统各系统水平电缆，从各层弱电竖井（配线间）引出后，先沿走廊吊顶内的主电缆桥架敷设至各个设有信息点、布防点的区域，再由各区域吊顶内的线管或预埋在墙内的不同规格的穿线管，将电缆引到各系统前端设备或信息插座。
水平桥架采用走吊顶的轻型装配式槽形电缆桥架，这种方式适用于大型建筑物，为水平线系统提供机械保护和支持。
装配式槽形电缆桥架是一种闭合式
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