摘要：本文作者通過(guò)介紹智能建筑行業(yè)在我國(guó)發(fā)展的迅速趨勢(shì)及意義,針對(duì)智能建筑綜合布線系統(tǒng)工程中造成的電磁干擾環(huán)境污染問(wèn)題及防護(hù)措施進(jìn)行分析,與同行業(yè)者進(jìn)行技術(shù)上的交流。
關(guān)鍵詞：智能建筑，綜合布線系統(tǒng)，環(huán)境污染，電磁干擾，噪聲，材料
1前言
隨著全球計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)于住宅的要求越來(lái)越高。自然對(duì)信息的需求也是越來(lái)越強(qiáng)烈。這就導(dǎo)致具有樓宇管理自動(dòng)化、通信自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化等功能的智能建筑在我國(guó)蓬勃興起。智能建筑通過(guò)計(jì)算機(jī)、信息通信、自動(dòng)控制等多種技術(shù)對(duì)建筑物內(nèi)的電力、空調(diào)、照明、防火防盜等進(jìn)行綜合控制，具有綜合管理自動(dòng)化、遠(yuǎn)程通、辦公自動(dòng)化三種主要功能。在進(jìn)行智能化建筑中，建筑的綜合布線對(duì)于智能建筑各項(xiàng)功能的正常運(yùn)行有著重要的影響，綜合布線系統(tǒng)正是智能建筑內(nèi)部各系統(tǒng)之間、內(nèi)部系統(tǒng)與外界進(jìn)行信息交換的硬件基礎(chǔ)。樓宇綜合布線系統(tǒng)是現(xiàn)代化大樓內(nèi)部的“信息高速公路”，是信息高速公路在現(xiàn)代大樓內(nèi)的延伸。因此加強(qiáng)綜合布線對(duì)于智能建筑有著重要的意義。
然而,綠色環(huán)保型產(chǎn)品是所有行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，我國(guó)智能建筑綜合布線行業(yè)也不例外。當(dāng)前，世界范圍內(nèi)尤其是發(fā)展中國(guó)家環(huán)境污染嚴(yán)重，綠色無(wú)公害產(chǎn)品成為人們呼吁的對(duì)象。我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，在建國(guó)60年里，經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了巨大成就，但走的是一條粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路，給資源、環(huán)境造成了嚴(yán)重的損失。大量的事實(shí)證明：如果不改變過(guò)去的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，我國(guó)高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)難以持久。因此，近年來(lái)，一些有識(shí)之士大力呼吁綠色發(fā)展，倡導(dǎo)綠色GDP，黨的十七大也把建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)作為今后經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)戰(zhàn)略指導(dǎo)方針。
2電磁干擾對(duì)布線系統(tǒng)存在的危害性及對(duì)其防護(hù)的重要性
綜合布線工程與綠色環(huán)保相關(guān)，會(huì)造成電磁干擾，噪聲和材料等環(huán)境污染。信息時(shí)代的高速發(fā)展,各種高頻的通信設(shè)施不斷出現(xiàn),相互之間的電磁輻射和電磁干擾影響也日趨嚴(yán)重;如:熒光燈、氬燈、電子啟動(dòng)器或交感性設(shè)備,電梯、變壓器、無(wú)線電發(fā)射設(shè)備、開(kāi)關(guān)電源、電磁感應(yīng)爐,雷達(dá)設(shè)備和500伏電壓以下的電力線路和電力設(shè)備等。其中危害最大的莫過(guò)于電磁干擾和電磁輻射。電磁干擾是電子系統(tǒng)輻射的寄生電能,這里的電子系統(tǒng)也包括電纜。這種寄生電能可能在附近的其他電纜或系統(tǒng)上影響綜合布線系統(tǒng)的正常工作,降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?增加誤碼率,使圖像扭曲變形、控制信號(hào)誤處理等;電磁輻射則涉及綜合布線系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下信息被無(wú)關(guān)人員竊取的安全問(wèn)題,或者造成電磁污染。電纜即是電纜干擾的主要發(fā)生器,也是主要接收器。作為發(fā)生器,它向空間輻射電磁噪聲場(chǎng);電纜也能敏感地接收從其它鄰近干擾源所發(fā)射的相同噪聲。
電磁干擾的環(huán)保問(wèn)題,世界衛(wèi)生組織已經(jīng)把電磁干擾列為繼污水、廢氣之后的第三大公害，計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、移動(dòng)電話、微波爐和打印機(jī)等導(dǎo)致的電磁輻射對(duì)胎兒產(chǎn)生著極為有害的影響。
在國(guó)外,已把電磁影響看作一種環(huán)境污染,成立專門的機(jī)構(gòu)對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行管理,制定電磁輻射限值標(biāo)準(zhǔn),加以控制。
為了抑制電纜的電磁干擾，必須采取保護(hù)措施。目前國(guó)際上對(duì)設(shè)備發(fā)射電磁噪聲,及其抵御電磁干擾都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了最高輻射容限。我國(guó)現(xiàn)行的《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50311-2000,結(jié)合國(guó)內(nèi)情況,參考EN55024信息技術(shù)設(shè)備的抗干擾標(biāo)準(zhǔn),IEC801-2-4和EN50082-X等相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)部分,制定了適合我國(guó)國(guó)情的抗電磁干擾的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)大量的實(shí)際運(yùn)行和實(shí)驗(yàn),證明電磁干擾對(duì)布線系統(tǒng)的危害性和對(duì)其防護(hù)的重要性。
3加強(qiáng)對(duì)電磁干擾的保護(hù)
對(duì)電磁干擾的保護(hù),應(yīng)該從以下兩個(gè)方面給予重視和加強(qiáng):
(1)加強(qiáng)布線系統(tǒng)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)及材料的抗干擾性
歐洲98/336/EEC條例中要求設(shè)備不能發(fā)射電磁噪聲影響其他設(shè)備的正常工作;設(shè)備必須能夠抵御電磁干擾,保證其正常功能不被破壞。這對(duì)可能產(chǎn)生電磁干擾的產(chǎn)品及可能受電磁干擾影響的產(chǎn)品都提出了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn);使有關(guān)產(chǎn)品的制造應(yīng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。
在計(jì)算機(jī)設(shè)備、通信、電子等設(shè)備的產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)上應(yīng)該采用金屬材料制成的箱、盒、柜、架、使其成為法位第蘢形式,加上接地端子、作好良好的接地。這在某種程度上使設(shè)備加強(qiáng)了抗干擾和防輻射的能力。
在綜合布線系統(tǒng)纜線材料及性能的選擇上應(yīng)根據(jù)用戶要求,并結(jié)合建筑物的周圍環(huán)境狀況進(jìn)行考慮,一般宜以抗干擾能力和傳輸性能為主,經(jīng)濟(jì)因素次之。目前常用的各種纜線和配線設(shè)備的抗干擾能力參考如下：
UTP電纜(無(wú)屏蔽層)40dB
FTP電纜(縱包鋁箔)85dB
SFT電纜(縱包鋁箔,加銅編織網(wǎng))90dB
STP電纜(第對(duì)芯線和電纜線包鋁箔、加銅編織網(wǎng))98dB
配線設(shè)備插入后惡化≤30dB
在綜合布線系統(tǒng)的鏈路中通常采用雙絞線纜線,雙絞線具有吸收和發(fā)射電磁場(chǎng)的能力。測(cè)試顯示,如果雙絞線的絞距同電磁波的波長(zhǎng)相比很小,我們可以認(rèn)為電磁場(chǎng)在第一個(gè)絞節(jié)內(nèi)產(chǎn)生的電流與二個(gè)絞節(jié)內(nèi)產(chǎn)生的電流相同,這樣,電磁場(chǎng)對(duì)雙絞線中產(chǎn)生的影響可以抵消;而另一方面,電纜中的電流產(chǎn)生電磁場(chǎng),按照電磁感應(yīng)的原理,我們可以確定電磁場(chǎng)的方向。第一個(gè)絞節(jié)內(nèi)的電纜產(chǎn)生的電磁場(chǎng)與第二個(gè)鉸節(jié)內(nèi)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小相等、方向相反、相加為零。但是,這種情況只有在理想的平衡電纜中才能發(fā)生。實(shí)際上理想的平衡電纜是不存在的。首先,彎曲會(huì)造成鉸節(jié)的松散；另一方面,電纜附近的任何金屬物體都會(huì)形成與雙絞線的電容耦合,使相鄰絞節(jié)內(nèi)的電磁場(chǎng)方向不再完全相反。如果上述情況發(fā)生，電纜就會(huì)發(fā)射電磁波。
因此,當(dāng)周圍環(huán)境的干擾強(qiáng)度或綜合布線系統(tǒng)的噪聲電平高于《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中CB/T50311-2000中規(guī)定,干擾源信號(hào)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)頻率大于或等于30MHZ時(shí),應(yīng)根據(jù)其超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的量級(jí)大小，分別選用FTP、SFTP、STP等不同的屏蔽纜線系統(tǒng)和屏蔽配線設(shè)備。由于纜線的屏蔽層通常用一定厚度的金屬箔包裹制成，它具有以下三個(gè)方面的因素：
1.1反射損耗。首先,一部分電磁干擾被屏蔽層的外層反射;一部分射入屏蔽層的電磁干擾被屏蔽的內(nèi)層反射。
1.2吸收損耗。另一部分射入屏蔽層的電磁干擾由于傳播損耗而被吸收。
1.3趨附效應(yīng)。最后一部分電磁干擾會(huì)由于趨附效應(yīng)沿屏蔽層的外層傳導(dǎo)。
因此,對(duì)纜線和配線設(shè)備采用屏蔽系統(tǒng),可以增強(qiáng)抗干擾、防輻射的能力。
對(duì)屏蔽系統(tǒng)而言,單單有了一層金屬屏蔽層是不夠的,更重要的還要有正確、良好的接地系統(tǒng)。并且每一個(gè)部位的配線柜都應(yīng)采用適當(dāng)截面的導(dǎo)線單獨(dú)布線至接地體;單獨(dú)設(shè)置接地體時(shí),接地電阻值不應(yīng)大于4Ω;采用聯(lián)合接地體時(shí),接地電阻值不應(yīng)大于1Ω;綜合布線系統(tǒng)的所有屏蔽應(yīng)保持連續(xù)性,且宜兩端接地,若存在兩個(gè)接地體,其接地電位差不應(yīng)大于1Vr.M.S(有效值)。
(2)注意設(shè)備、傳輸線路與不同干擾源間距離的影響
綜合布線系統(tǒng)除采用屏蔽做好接地,以提高自身的抗干擾、防輻射力外,還需盡可能地遠(yuǎn)離干擾源,以減少其對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響，提高設(shè)備、系統(tǒng)的可靠性;使綜合布線系統(tǒng)在智能建筑中真正成為標(biāo)準(zhǔn)、靈活無(wú)誤的布線系統(tǒng)。
下面做兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：
2.1采UTP網(wǎng)絡(luò),用對(duì)講機(jī)對(duì)傳輸纜線加以干擾,據(jù)纜線0.5米開(kāi)關(guān)對(duì)講機(jī),1分鐘的文件要1分45秒才完成,且屏蔽出現(xiàn)扭曲,但結(jié)果正常。采用FTP網(wǎng)絡(luò),做同樣的試驗(yàn)纜線不受干擾,1分鐘完成文件,圖像不扭曲。當(dāng)采用utp纜線,對(duì)講機(jī)離開(kāi)2米以外使,無(wú)干擾。
2.2采用UTP纜線與電力線平行,離開(kāi)0.2米時(shí)誤碼率要小得多,當(dāng)離開(kāi)1米以上時(shí)誤碼率就極少了。
從上面的試驗(yàn)結(jié)果可以看出,傳輸纜線根據(jù)干擾源不同的距離,其傳輸信號(hào)的失真度亦將不同。因此,在施工安裝中要重視布線系統(tǒng)與不同干擾源間距的影響,嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì)、施工,做好電氣性能測(cè)試、存檔,加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)。
保護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)。智能建筑就是為了給人們提供一個(gè)更舒適、更高效的工作和生活環(huán)境，所以在綜合布線工程中思考綠色環(huán)保也是非常具有實(shí)際意義的。就我國(guó)整個(gè)綜合布線行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，綠色環(huán)保將是一種潮流，大力推廣符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的綠色環(huán)保型布線產(chǎn)品，是提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。