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智能实验室强弱电系统工程与建设(二)

实验室强弱电系统工程与建设
一、实验室强电系统
     实验建筑内部有各种类型的实验室及仪器设备,供电系统除了维持实验室特定的环境用电外,还要满足现有及未来增加的各种仪器的特殊用电要求,对于离心机、层析冷柜、低温冰箱带压缩机之类的仪器,它们的电机启动所需要的电流往往是工作电流的很多倍,在启动瞬间往往会影响该线路的电压波动,如果接在该线路上所用的大功率仪器较多,就会引起仪器工作不正常;微电子仪器如微生物电测试仪、分光光度计、计算机等对电源质量的要求比较高,大功率仪器的频繁启动会产生脉冲电压,而这些脉冲电压很容易损坏元件或引起读数波动、数据丢失等故陣。所以,对实验建筑供电系统的设计,除了必须预留足够的富余电量以满足未来发展的需要外,还必须提供不间断的稳压电源。基于实验室的与众不同,实验建筑的供电系统从电源、线路、 照明、安全等方方面面都有其独特性。实验建筑的用电量通常是现有用电量的2倍。

1.实验室电源


不间断的实验室稳压电源是保证仪器稳定运行的重要部分。为了避免市电的供电电压不稳定或突然停电而影响实验室的运行,通常加装备用电源及稳压器,最常用于实验室的有UPS电源,分为两类,一类是普通的UPS,只起到不间断供电作用,但不能稳压;另一类是在线式UPS电源,既能不间断供电又能稳压。可根据实际情况和仪器要求选择不同的电源。

2.实验室供电线路

(1)为了使这些大功率仪器工作时互不干扰,一-般给大功率仪器单独设一条线路,微电子仪器与大功率用电器不能共接同一条线路;
(2)对于需要不间断供电的精密仪器,应配稳压的UPS电源;对于培养室、生物安全实验室、动物饲养室等需要不间断供电的实验室,必须采用双保险专用电源。
(3)每一实验室内设三相交流电及单项交流电,在靠近门口设置设一个总电源控制开关,方便从走廊引线、控制检修及开启或切断室内电源。对于实验停止后仍须运行的设备,应连在专用供电电源的线路上,避免因切断实验室的总电源而影响工作。
(4)实验台设置一定数量的三相及单相电源插座,电源插座回路设有漏电保护电器,插座设置应远离水盆和煤气。
(5)潮湿、有腐蚀性气体蒸汽、火灾危险和爆炸危险等场所,应选用具有相应的防护性能的配电设备。
(6)化学实验室因有腐蚀性气体,配电导线采用铜芯。物理实验室可以采用铝芯导线。
(7)实验室的接地系统可保证人身安全以及仪器的正常运转。一般接地种类有安全保护接地防静电接地、直流接地、防雷接地等。
(8)在同一科学实验建筑(室)内设有两种及以上不同电压或频率的电源供电时,宜分别设置配电保护装置并有明显区分或标志。当由同一配电保护装置供电时,应有良好的隔离。不同电压或频率的线路应分别单独敷设,不得在同一管内敷设。同一设备或实验流水线设备的电力线路和无防干扰要求的控制回路允许同一管内敷设。
(9)高层或线路较多的多层科学实验建筑,垂直线路宜采用管道井敷设。强、弱电管线宜分别设置管道井。当在同一管道并内敷设时,应敷设在管道井内两侧。

二、实验楼(室)智能化羽电系统
实验楼(室)智能化弱电系统的总体功能主要可以从以下几个方面来体现:保证实验大楼(实验室)内的所有机电设备的正常运行;为实验大楼(实验室)内人员提供人身、财产安全保障;为实验大楼(实验室)内部用户提供舒适,便捷的工作、生活环境;提供实验大楼(实验室)内适宜的空气温度、相对湿度和空气洁净度等环境参数指标;保障水、电、冷、热等能源供应;提供优美的背景音乐和信息显示满足实验大楼(实验室)内部各部门之间和与外部互通信息,实现信息资源共享的需要;实验大楼(实验室)内使用者能及时了解实验大楼(实验室)内部信息,能及时得到物业服务:为实验大楼(实验室)内管理者提供物业管理手段;延长设备使用寿命,节省能源,节省人员,提高设备利用率。

1,系统组成


由楼宇自动控制系统、火灾自动报警和应急广播系统综合布线系统、综合保安管理防范系统、有线电视系统、手机寻呼系统、会议系统组成。

2.系统需求分析

(1)建设项目工程总体建设目标及功能需求分析
使用上要满足各种实验楼(室)的要求,还要达到现代化设计标准,消防、安防、管理一体化。
(2)实验楼(室)智能化弱电系统建设目标及在行业应用中的共性和个性需求分析
外形看建筑,内部看智能。一个建筑物的档次和水平主要体现在建筑物的智能化建设程度的高低上。建筑物智能化建设的程度高,就会为实验楼(室)当今和未来的发展奠定良好的基础,从长远考虑,把实验楼(室)智能化弱电系统将会给业主带来可观的经济效益。
智能化弱电系统的建设要跟上目前世界先进技术的发展潮流,采用智能化系统将为大楼的管理者提供高自动化水平的、先进的运行手段,并为使用者提供安全、便捷和舒适宜人的工作环境。

3.系统设计

(1)设计思想和原则。
实验楼或实验室智能弱电系统的设计按使用特点,以工程设计图纸为参考依据,并遵循以下原则:先进性独创性、超前性、实用性、可实施性、经济性。
(2)系统总体方案设计

1)系统工程概念。


实验楼(室)智能化弱电系统设计是一项系统工程。不仅是简单的智能产品技术的堆砌,还涉及与相关专业的配合和各学科之间的交叉协助;不仅是某个产品厂商的单个子系统的设计,还涉及系统的整体集成管理。因此,实验楼(室)智能化弱电系统设计必须
运用系统工程的理论和方法,防止系统或单一产品厂家的单一设计,保证系统整体水平协调一致。

2)设计先行。


实验楼(室)智能化弱电系统建设是现代化智能建筑设计的核心,对于建筑环境、空间及各专业工种均有相关的要求。不能再用传统的方法,土建设计完成后,再考虑智能化系统,要么返工,要么凑合建设一个不伦不类的系统。应当在筹划建设方案时就明确实验楼
(室)智能化弱电系统的总体要求,在开始进行建筑初步工艺性设计的时候就开始设计智能化系统的工程目标和基本系统架构,以此指导以后的建筑设计和设备的设置选择,达到建筑本体与智能化系统要求的一致性。
3)与土建本体设计一体优化。
实验楼(室)智能化弱电系统设计应与士建本体设计一体进行实施方案的可行性研究和优化。实验楼(室)智能化弱电系统设计除了要有好的方案外,还要结合建筑物实际,要实用、可行;要与土建本体的设计一起研究、推敲和配合,优化成可实施方
案,确保系统的实用性和真正开通。不能单纯追求盲目上系统、上控制产品设备,而脱离建筑本体实际,出现高档设备、系统,低档用途使用现象。因此,实验楼(室)智能化弱电系统设计应由与建筑土建本体设计-体的系统集成商统~设计, 才能确保与土建本体设计的协调、配合、同步优化,最终真正设计构筑一个实用,可行的智能化系统。
4)发展与稳定相协调。
实验楼(室)智能化弱电系统设计要采用先进技术,具有超前性和发展性,但同时作为一个工程建设又要求其具有成熟性和稳定性。这是科学技术的不断发展和工程设备的相对稳定之间的矛盾。因此,实验楼(室)智能化弱电系统设计要充分考虑定的超前性,要留有发展余地。同时,工程又不是科研,要尽量采用成熟技术,保持工程技术水平室阶梯式上升。实验楼(室)智能化弱电系统优化设计的一个重 要内容就是处理好发展与稳定的协调关系。
5)系统综合集成管理。
实验楼(室)智能化弱电系统核心是系统集成。系统集成是一个广义上的综合概念,不可简单地理解为集中的单一系统。系统集成是一种管理理念和方法,是一种设计思想。弱电系统集成的是一个综合集成,它包括集成的设计思路、集成的网络平台和集
成的施工管理,最终使智能大厦弱电系统功能实现综合集成管理的目标。

4.系统各子系统概述


(1) 楼宇自动控制系统。
实验楼(室)内设置了许多高科技、精密的实验设备,而且这些设备有可能被分别放置在不同的楼层,位置都很分散,并具有不同的功能,楼宇自控系统利用先进的计算机技术将这些分散的实验设备进行集中的实时监控,进行统一的管理,保障实验设备的正常运行。
楼宇自控系统使管理者在中央控制室内就可实现对大楼内所有实验设备的监控和相应的各种现代化管理。
楼宇自控系统最大的特点是使整个系统的运行高效节能、大量节省人力物力、延长实验设备使用寿命、有效加强管理减少设备故障、保障实验设备与人身安全。
(2)火灾自动报警和应急广播系统。
它保证着实验楼(室)内工作人员的生命安全,保证着整个实验楼(室)内的安全,但是又不能因探测器的误报引起人员的慌乱,所以在实验室、会议室、教师办公室等重要场所设烟温复合探测器,考虑在首层的北大厅和网络中心设置吹空气灭火装置,在个别重要的实验室设置气体灭火装置。火灾自动报警和消防联动控制系统,对全楼的火灾信号与消防进行监视和控制。
(3)综合布线系统。
计算机网络系统是智能化大楼的神经中枢,是内部与外界联系的桥梁。综合布线系统是计算机网络系统的基础。实验楼(室)综合布线系统的设计范围包括电话系统和计算机网络系统两部分。电话分为市话和内部电话,网络分为内部局域网和外网。采用
专用数字线路方式链接至Intermet网。在楼内建立具有1000M速率主干的高速计算机局域网。因大楼信息量大并考虑到将来的发展,千线系统使用光纤,由于有保密要求和传输速率的要求部分端口光纤到桌面。
(4)综合保安管理系统。
综合保安管理系统包括闭路监视系统、防盗报警系统和门禁系统。各系统及其联动构成大厦的多方位立体化综合保安防护体系,保证实验楼(室)内实验设备、人员的安全。
由于重要科研、实验人员与普通办公共用一个停车场,为确保安全,防止停车场内的混乱、塞车,并公正地进行停车费用的结算,防止重要设备的丢失,对大楼的出人口进行出人控制管理,设置车库管理和一卡通系统,车库管理系统也会成为实验楼(室)业主的收人来源之一。
(5)电视系统。有线电视系统利用有线电视信号线路为实验楼(室)提供电视信号。
(6)手机寻呼机系统。设置手机寻呼机系统可以保证在实验楼(室)的地下室、楼梯间等部位接收到手机和寻呼机的信号。

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