探讨弱电系统的设计

pengjiangui

1　概述
　　
　　从某种意义上说，设计是工程的成败之本，是一项非常重要而充满挑战性的工作，一个优秀的弱电设计更是如此。然而，目前国内的弱电设计工作现状还不容乐观，究其原因，我认为主要是：

(1)弱电系统的子系统多，所牵涉的高新技术多，现有的理论体系，规范不很完善，有些焦点问题还未形成定论，目前成功的、值得借鉴推广的工程建设经验寥寥，这些是造成目前弱电设计难度大的客观原因。

(2)优秀设计人员的匮乏及其广大设计者的素质亟待提高则是人为原因。现在的一些弱电设计者往往是闭门造车，严重脱离实际和用户需要，一味地追求高标准、高档次，设计千篇一律，毫无特色与新意，这些设计造成许多弱电工程“先天不足”。弱电的高科技性与复杂性需要设计者(特别是总设计师)有高素质，他至少具有广博的计算机、通信、电气、水、暖等多方面的专业知识，还需要有丰富的设计经验与技巧和对新技术敏锐的前瞻能力。

(3)与其它土建、水暖专业不同，弱电设计在实际工程中很容易受其它专业、单位人员的制约这是专业性质所决定的。如：往往在工程后期设计才能全面展开，造成设计时间紧张，来不及深思熟虑；工程实施中招投标行为不规范，系统产品随意变更，造成许多设计工作的浪费；施工图与装修严重脱节，用户要求的不恰当、不明确，使设计人员做了很多的无用功；用户功能随时变更，更给设计带来很多的不便。

(4)人们(包括许多业主，政府主管部门、一些甲级设计院、大型的施工单位、监理单位、工程公司)对整个弱电设计存在误区，对设计的程序、过程、内容不很明了，在整个设计“接力棒”中，设计者间的水平存在差异，设计分工还不合理。
综上分析，要使弱电设计面貌有个质的改善，除了需要全行业加大投入，积极促进弱电专业的理论深入研究、通过各种途径(特别是高校行动起来)积极培养出高素质设计人才这两项需长期努力外，另一个很重要的、成效较快的办法就是改变观念，理顺整个建设工作程序，加强宣传与规范，使人们对弱电设计的程序、过程、内容由混沌走向明了，并充分保证设计人员素质的一致性，就能改观弱电设计的被动局面，如同“没有规矩，不成方圆”，只有让大家都了解并都遵守规矩程序，才能使设计走向规范化。
那么，一个典型、完整的弱电设计应包括哪些步骤与内容呢?我想至少应包括规划设计、总体设计、详细(工程施工)设计以及修改与扩充设计四大部分，并且弱电设计工作应贯穿工程的全过程。
2　规划设计
为了使设计更加合理，就必须做好设计前的准备工作，规划设计就是这样一个很重要但又很容易被人轻视的工作，它包括：用户需求分析、提出规划(初步)设计方案和可行性研究三步。
用户需求分析：设计者应首先通过与业主口头交谈、讨论和分析研究收集用户对弱电系统所提出的设想、要求和问题，限定弱电系统所达到的目标。在此基础上，设计者整理用户的需求，对业主的要求明确化、定量化，形成科学的、严格的、可操作的具体目标，即：从功能、性能、实施和费用等方面结合现有的产品和各类相关技术确定系统目标。
规划(初步)设计：在确定系统目标基础上，设计者应围绕用户需求和建筑物的功能，从宏观角度对弱电系统的总体规模和性能指标、各个子系统的规模和性能指标、所选用的技术和如何实现等进行叙述和论证，使用户系统有一个总体概念和了解，对今后的实施和经费做到中心有数，同时它也是系统分析阶段的文档资料。规划设计方案一般包括：目标系统的总体概貌、目标系统的总体结构、各子系统的描述。其中各子系统的描述包括：系统目标、系统功能指标、系统运行环境、系统网络结构、系统布线结构、系统实施计划、系统经费概算。规划设计方案要注意以图文并茂的形式和通俗易懂的语言，将设计意图充分表达出来，以供有关决策和技术人员作为论证和评价的基础。
可行性研究：在规划设计方案出台后，则要进行可行性研究，即主要对该弱电系统建设的必要性、技术的先进性、经济的合理性作出明确的判断，只有在调查判断过程中，确认建设该系统符合上述三条时，才可进行下一步设计。
2.1　建设的必要性
许多弱电子系统具有很高的优越性，但必须注意并非一切情况都可选择该系统，应当根据使用部门的实际情况，在十分必要的场合安装此系统。总之通过调查，初步确定不同的技术方案，然后再通过方案对比证明安装此弱电系统具有明显优点时，才可实行，而对于一些可以用其它装置或方法进行的场合，就不要安装该子系统。
2.2　经济的合理性
经济的合理性包括两个含义，一是设备的选型和工程的投资费用合理；二是系统建设的投入产出合理。即：建设该子系统，从经济效益上应当是合算的，也就是说系统本身的折旧费和维修费的总和应当小于使用这种系统在提高生产(工作)效率、提高产品(工作)质量、保证安全等方面所取得的经济效益。当然，这里所谈的效益是指系统本身直接创造的效益和间接创造的效益之总和。总之安装系统要进行科学的计算和分析，确定其具备经济的合理性时再行实施。
2.3　技术的先进性
对于系统的设备选型、组合方式等设计内容要注意技术先进性。所谓技术的先进性是指一种设计方案既能满足用户的要求，又能达到国家规定的技术指标，而且还具有目前比较先进的水平，起码不能选用目前已经淘汰的产品，但是也不应该盲目追求先进，尤其选择进口设备或引进全套系统时，要考虑我国的国情，要考虑用户单位的技术水平，将来国内的设备维修能力和配件来源等情况，以防系统投入使用后的维修工作困难。
3　总体设计
从总体设计开始，设计人员将根据用户需求书和规划设计方案，考虑实际的技术条件、经济条件及社会条件，确定系统的实施方案。如果说，在上一阶段，设计人员的主要任务是调查研究、了解情况的话，那么，从这个阶段开始的主要任务是在各种技术手段和实施方法中权衡利弊，进行精心设计，尽可能提高系统的可靠性、实用性和可扩充性。这是一个从目标系统到具体实现的逐步细化的设计过程，可分为两个前后衔接又相对独立的阶段：总体设计和详细设计。
总体设计是对目标系统的统筹和设计，是对初步设计的修改、补充和深化，它包括：系统功能设计、集成设计、逻辑设计、应用设计、协调设计、流程设计、环境设计等。

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4　详细(工程施工)设计

工程施工设计中最重要的是系统施工图设计，它是系统技术设计和施工平面图设计的总称，通常在系统初步设计和工程实施方案设计后即可进行施工图设计。

工程施工图设计首先是将系统初步设计和施工方案中较原则的软、硬件配置，系统功能要求作细致全面的技术分析和工程参数计算，取得确切的技术数据后，再绘制在施工平面图纸上。特别是集成系统更需要对其有关子系统在各专业方面的安装工艺、接口界面等提出详细的要求和相应的文字说明。对于土建施工中要求预留孔洞、预埋件、线槽和桥架的敷设也需在施工图中有明确的位置、尺寸、走向等，对于系统所需监控和管理的各类定型机电设备产品的施工安装图绘制也应采用《国家标准通用图集》以便节约工时和加快施工进度。

工程施工图设计的深度应满足以下几点要求：

(1)土建施工所需预留孔洞、预埋件和线槽、桥架的定位、尺寸以及走向的工艺与敷设要求。

(2)作好弱电设备机房和弱电井的电源和接地预留，接地可采用联合接地，电阻不应大于1Ω；采用弱电单独接地时，接地电阻不应大于4Ω。

(3)相对不变层(如设备层)、层面部分区间、大楼接入网的管道预埋。

(4)中央监控室、各类弱电机房的位置大小、平面布置要求。

(5)系统现场控制器(DDC)、监控点(IP／OP)的定位及安装要求。

(6)系统配线规格和布线要求。

(7)系统设备线路端接的编号和方式。

系统工程施工图纸一般包括：图纸目录、施工总体说明、各弱电子系统系统图、系统管线平面图、弱电井、机房的布置详图、系统配线与端接图。施工图纸设计主要以上述图纸为主，如果图纸上表示不清楚的，可在总体说明或相应图纸中辅以文字说明，文字说明是对施工图纸的补充。由于弱电系统是采用集中统一的一体化综合设计，因此我们在进行施工平面图设计时就有可能在一套施工平面图纸上反映各子系统(除火灾报警系统按规范需另行独立设计以外)的工程预埋线管和线槽桥架的安装配线的敷设和布线方式，以及相应的设备定位。

5　修改、扩充完善设计

修改设计：在弱电系统施工安装后，经过系统、分系统联试并对系统的功能、指标测试，如果发现功能、性能指标不达标或不完善的地方，只有通过修改设计才能满足系统的应用需求。

扩充完善设计：建筑的弱电工程从立项到设计、施工、安装、调试、评估及验收大约要2～3年的时间，这样一个长的生成周期，由于技术的发展变化和人们对系统认识的不断深化，系统验收时会提出系统存在许多不完善的地方，需要扩充设计。扩充设计的内容完全取决用户的需求，扩充设计工作做好了，往往会起到锦上添花的作用。

从系统的规划设计到系统扩充设计的完成，整个建筑智能化系统工程完成了一个设计周期。在这个设计周期中，设计部门与人员通常不会是一成不变的。国内目前能够承担弱电设计部门主要有：一部分甲级设计院和系统集成商，我国的甲级设计院从80年代以来，在竞争浪潮中，不断改变过去靠皇粮和沿用苏制设计体系的老路，受商品经济与欧美设计施工体系的冲击，改革正在加速进行之中，跟上了大建设大发展的步伐，但大多数设计院在掌握与应用世界最新技术、经营管理水平、设计人员的工程经验等方面明显存在缺憾。而系统集成商是国际上80年代兴起的一种服务商，他并不直接从事硬件和软件的生产和开发，而是活跃在用户和制造商之间，根据需求设计系统建设方案，选择不同厂家进行组合，以自己的技术和经验为用户建设一个适用的系统，并承担对用户的培训和进行跟踪服务。涉及到众多的高技术及其产业的弱电设计，欲想让设计院“包打天下”是不可能的。从设计的步骤、内容和设计院与系统集成商能力与工作方向来看，规划设计和总体设计由有实力的甲级设计院来进行，详细设计和系统修改扩充设计由系统集成商来做，是一个比较合理的分工搭配。即：设计院的主要职责是完成总体方案与系统设计，并解决好与其它专业设备及其管线间的施工配合。系统集成商在设计院的指导下进行详细、修改、扩充完善设计。

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