第九章建筑弱电系统

第九章建筑弱电系统(电视/电话/广播/火灾报警)建筑弱电系统涉及许多知识，如电子技术、无线电电子学、天线原理、电磁场理论、通讯技术和电子计算机技术等领域，鉴于本书篇幅及学时所限，我们对上述领域不能做详细深入的讨论，仅就所涉及的一些设备做梗概介绍。建筑弱电系统是应用各种电子设备，将电能转为各种信号，并对信号进行接收、处理、传输和显示，以满足人们对各种信息的需要和保持相互联系的各种系统，通称为弱电系统。本章重点讨论共用电视天线系统、通讯系统，广播系统、火灾报警系统等。现分述如下。第一节共用电视天线系统共用电视天线系统简称CATV（英文缩写）系统。为了提高各用户电视收看质量，又避免在楼顶形成“天线森林”，影响建筑美观，所采用的一种供各用户共同使用的电视天线系统，即有线分配系统。一、系统的组成和功能CATV系统由信号源设备、前端设备和传输分配系统三部分组成。如图9-1。（一）信号源设备包括接收天线和录像机等自办节目制作设备。接收天线将空中电磁波转换成高频感应电势，作为电视机接收的讯信号。图中代表甚高频①（VHF）天线，接收1-12频道的讯号。特高频②（UHF）天线接收13—68频道的信号。FM是调频广播接收天线。SHF是超高频③卫星电视接收天线。图9-1共用电视天线系统的组成图注：①甚高频：波长在1m～10m之间的频段，频率范围：（30～300）MHz，属于米波。②特高频：波长在10cm～1m之间，f=(300～3000)MHz，属于分米波。③超高频：波长在1cm～10cm,f=(3000～30000)MHz,属厘米波。（二）前端设备功能是将天线接收的讯号进行必要的处理，然后送入传输分配系统。前端设备一般由以下几部分组成。1.天线放大器将天线接收的高频讯号放大，以满足电视机对信号源的要求。2.频道转换器进行频道的转换。U/V是特高频转换成甚高频的转换器。S/V是超高频卫星电视频道转换成甚高频的转换器。3.宽频带放大器用于将n个频道的天线接收讯号，用同一个放大器进行放大。若传输多个频道讯号的高频同轴电缆太长，其上讯号衰减较大以致不能满足电视机的接收要求时，在同轴电缆线路上也应装宽频带放大器。4.混合器用于将n个电视讯号合并成一个讯号，以便用一根高频同轴电缆，传输给各电视机。5.分配器将混合器送来的电视讯号，平衡或不平衡地分配到n路干线中，向各个用户输送。6.直流稳压电源将交流电变为直流电，供放大器使用。7.自动关机装置当各套电视节目结束后，自动切断电源，以便于管理、延长设备寿命和节约电能。（三）传输分配系统又称用户系统。用以将前端输出的信号进行传输分配，并以足够强的信号送到每个用户。其组成除放大器外，尚有：1.高频同轴电缆作为讯号传输线路。同一般导线相比，它有良好的屏蔽作用，抗干扰能力强，传输损耗小等优点。2.分支器将分配器输出的干线上的电视讯号，通过分支器送给各用户插座。3.用户插座用户将电视机接入共用电视天线系统的装置。4.300—75匹配电阻用以对反馈线的阻抗进行匹配，通常为75。大型CATV系统包括干线传输系统（简称干线系统，主要用于讯号的远距离传输）和用户分配系统（简称用户系统，主要用于尽可能均匀地把讯号分配给各用户的电视机）。仅服务于一幢楼房的小型CAVT系统中，没有干线系统，只有用户系统。CATV系统具有图像清晰、节目来源多等优点。增加一些前端设备就可形成为闭路电视系统，可同时播送多套节目而互不干扰。若配合电声可进行电声可进行电化教学。若留有接口与计算机中心或数据资料库相连，则可直接调用有关数据，扩大信息来源。若在前端控制室安装监测仪器，就可监视相应设备的运转情况并可进一步发展为图象通讯系统和双向传输系统。二、CATV系统的示例（一）一般小型系统接线方案见9-2（二）高层建筑CATV系统接线方案见图9-3。9-3高层建筑CATV系统接线方案图9-2小型CATV系统接线方案图（三）CATV系统明装见图9-4CATV系统效果明显、使用方便、无需特殊维护。用户接用电视机和平常情况下一样。但应注意防雷。尽管系统有严格的避雷装置，但天线长期暴露于大气中，难免被腐蚀。为确保安全，夏季雷雨时应停止收看，并应取下连接电视机的用户插头。平时应注意对避雷设施的各部分定期进行检查。图9-4CATV系统明装图第二节建筑通讯系统是指在大型宾馆、饭店，以及一个或几个密切联系的单位内部，所设立的以电话站（或称总机室、小交换室）为中心的供内部联系用的电话系统。一、系统的组成由进户线（或配电室）向总机室引专线供电。电话线由总机室引出后，可先集中引至电缆竖井，沿井明敷。经分层接线盒将线引出后，宜采用放射式布线，穿管沿楼板或沿墙暗敷引至各用户终端（电话出线盒）。总引出线可采用HYY型电话电缆，引向各用户终端的分支线可采用RVS型电话线。二、电话站的类型可分为人工和自动电话站两种。人工电话站采用磁石式或共电式交换设备，通话靠人工接续。自动电话站多采用步进制或纵横制交换机，通话的接续靠机器自动进行。三、电话站的建造方式电话站尽量选择在振动小、灰尘少、安静、无腐蚀性气体的场所。根据具体条件，可采用如下建造方式：（一）附建于其它房间内，如建在办公楼一、二层的尽端，或建在工厂的生活间内。这是普遍采用的一种方式。（二）单独建造。适于系统容量较大（800门以上），需面积较大，或者没有合适的房屋可供利用的情况。（三）利用原有房屋改建。应注意根据工艺条件，对房屋的负载能力、耐久程度等进行详细的鉴定。四、电话站的房间组成一般包括：（一）交换机室主要用于安装人工或自动交换机等设备。应和配电室、测量室相邻，以使馈电线和电话电缆最短。（二）配电室主要供安装配电屏、整流器等设备。一般应与交换机室和电池室相邻。（三）测量室供安装总配线架、测量台等设备。电话电缆由电缆进线室引入测量室，然后引入交换机室。（四）电池室供安装蓄电池。因蓄电池极重，故该室多布置在楼的一层。电池室与配电室之间常有大截面馈电线相连，故二室应紧邻。（五）电缆进线室用于将引入的电缆线端（通过电缆接头变成局内电缆），再引至测量室的总配线架。（六）其它房间可能有转接台室、贮酸室、空调室、线务工候工室、办公室和值班休息室等。对于小容量的电话站，因为设备较少，可将一些房间合并或省去辅助房间，这对于日常维护和节省建筑面积都是有利的。1000门以下的电话站所需建筑面积，一般为60—240m2。电话站中各种房间的面积，由设备的型式、数量和平面布置情况决定。自动电话站各房间面积可参阅表9-1。自动电话站房间面积参考表（m2）表9-1制式容量（门）房间名称总面积（m2）交换机室测量室配电室转接台室蓄电池室线工室库房修理办公休息纵横制20015201012—12128140025251016121612116600402510301620201618004520201030162525191步进制20025161012121212103300~40035161025122512135500~60045251025162525171700~9005520201030164025216第三节建筑广播系统是在大型建筑物内部，为满足紧急通知（如指挥消防疏散等）、统一报告（如广播新闻、安排工作）和插放音乐等需要而设置的广播系统。一、系统的组成广播系统一般由播音室、线路和放音设备三部分组成。播音室中一般设置收音、拾音、录音、话筒、扩音机和功率放大机等设备。有供电线路引入播音室，向放大设备供电。广播信号线路在建筑内可明敷或暗敷。放音设备可以是安装在走廊、餐厅等公共场所的扬声器，也可以是分布在客房内由多功能床头柜控制的收音机。二、系统的类型一般分为三类（一）集中播放、分路广播系统用同一台扩音机，作单讯道多路同时广播相同的内容。这是传统的系统，如图9-5所示。图9-5集中播放、放分路广播系统这种系统不能满足在建筑物内，不同场所同时播放不同内容的要求，使用不便、音响质量差、可靠性低、耗电多、是一种落后的系统。（二）利用CATV系统传输的高频调制式广播系统在CATV系统的前端室，将音频信号调制成射频信号，经同轴电缆送至用户多功能床头控制柜。经频道解调器解调后被收音机接收，如图9-6所示。这种系统技术先进，传输线路少，施工方便。但技术复杂、维护困难、音质较差、而且不能解决公共场所广播及紧急广播等技术问题（仍需采用音频传输系统），故有待改进。图9-6CATV—高频调制式广播系统（三）多讯多路集散控制广播系统应用集散控制理论研制出的先进广播系统。该类系统可以在十二个区域同时播放八到十二种不同的内容，满足各不相同的需要。图9-7集散控制广播系统现已形成DK-1型集散控制自动广播系统。该系统可广泛应用于大型旅馆、饭店、工厂、学校、机场、车站、体育馆、俱乐部等各类公共建筑中。该系统若应用于剧院，可在前、后中排，天棚，墙面，休息厅等处，同时播放出不同的音调和音响。若应用于学校，可在生活区、办公楼、不同教室，同时播放不同内容。若应用于火车站建筑物中，可在某一候车室通知检票，某一站台通知接车，在一些地方广播旅行常识，而在另一些地方广播找人等等。这是一种具有很大发展前途的广播系统，该系统的框图见图9-7。第四节火灾报警系统火灾报警系统是一种用来保护人们生命和财产安全的技术设施。设置火灾自动报警系统的目的，是能够早期发现和通报火灾，以便及时采取有效措施控制和扑灭火灾，防止和减少火灾造成的损失，保护人们的生命和财产的安全。火灾自动报警系统是现代消防自动化的主要内容，是借助当代电子工程和计算机技术发展起来的一门新兴科学。火灾自动报警系统的组成是：一般由火灾探测器、火灾报警控制器（含区域火灾报警控制器、集中报警控制器）及其系统（含区域报警系统、集中报警系统）等组成，也可根据工程要求，将上述系统与灭火设施及通讯装置联动，形成控制中心报警系统。一、火灾探测器建筑物内的火灾的发展过程可分为初起期、成长期、最盛期和衰减期四个阶段。随着火灾初起产生的烟（称阴燃），发展下去产生的光（可见光和红外线、也有紫外线等不见光），最后产生高温。因此，可通过探测烟、光、温三个参数作为判定火灾发生的依据。火灾探测器是应用量最大、应用面最广、最基本的触发器件。火灾探测器能对火灾参数（如烟、光、温）产生响应，并自动发出报警信号的器件。根据响应火灾参数的不同，火灾探测器主要分为感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感光火灾探测器等三种类型，见表9-2。火灾探测器分类表表9-2几种火灾控测器的外形图此图9-8所示。图9-8几种火灾探测器外形图火灾探测器应布置在火灾参数最容易到达的地方（如餐厅、厨房、客厅、走廊、房间、过道等处），使空间任一点发生火灾，能都使火灾参数在最短时间内到达探测器。布置火灾探测器时还应考虑到既便于值班人员进行检查、维护，又使一般人员不易随便接触（如房间的顶棚）；既考虑安装和布线的要求，又顾及建筑上的美观性。二、火灾报警控制器火灾报警控制报器是一种具有对火灾探测器供电，接收、显示和传输火灾报警等信号，并能对消防设备发出控制指令的自动报警装置。它可单独作火灾自动报警用，也可与消防灭火系统联动，组成自动报警联动控制系统。火灾报警控制器按其用途不同，可分为区域火灾报警控制器和集中火灾报警控制器。（一）区域火灾报警控制器区域火灾报警控制器是直接接收火灾探测器（或中继器）发来的报警信号的多路火灾报警控制器，其接线如图9-9所示。区域火灾报警控制器接收火灾探测器发来的电信号，然后以声、光及数字方式显示出火灾发生的区域或房间号码，并把火灾信号传递给集中火灾报警控制器。区域火灾报警控制器内设有控制各种消防设备的输出电接点，可以与其它消防设施联动以便达到自动报警和灭火的功能。区域火灾报警控制器设有镉镍蓄电池组，为火灾探测器和报警控制器提供需要的直流电源，平时由充电设备向电池组充电。图9-9火灾探测器与区域火灾报警控制器接线示意图9-10集中火灾报警控制器功能框图（二）集中火灾报警控制器集中火灾报警控制器的原理与区域火灾报警制器基本相同。它能接收区域火灾探测器发来的火灾报警信号，用声、光及数字形式显示出火灾发生的