智能建筑的弱電系統(tǒng),通常有多個(gè)信息監(jiān)控和通信設(shè)施諸如BA(樓宇自動(dòng)化)、OA(辦公自動(dòng)化)、CA(通信自動(dòng)化)等相應(yīng)的系統(tǒng)組成,
以BA為例,除了建筑物本身的供電、供排水、空調(diào)、電梯和停車場等設(shè)施配置必要的信息監(jiān)控外,還有SA(安保自動(dòng)化)、FA(消防自動(dòng)化)等若干個(gè)子系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成或部分系統(tǒng)集成。根據(jù)建筑主體的功能需求來確定其等級(jí)和內(nèi)容,這些系統(tǒng)包括不******別的電纜和導(dǎo)線,其中有些是屬于有源纜線(電源電壓一般為DC12/24/48V和AC220V),
有些則是無源電(光)纜線(如數(shù)據(jù)電纜、視頻同軸電纜等),因此,在布線方式和路由選擇的排列進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該加以區(qū)別,不但應(yīng)該符合規(guī)范的要求,還要考慮布線的安全性、可擴(kuò)性、經(jīng)濟(jì)性和美觀,便于維修,電纜橋架作為承載各種電纜敷設(shè)的載體,從屬于布線的需要,同樣應(yīng)遵循上述原則加以實(shí)施。由于建筑物內(nèi)多種管線平行交叉,空間有限,
特別是大型寫字樓、金融商廈、酒店、場館等建筑,信息點(diǎn)密集,纜線敷設(shè)除了采用樓板溝槽和墻內(nèi)埋管方式外,在豎井和屋內(nèi)天棚吊頂內(nèi)廣泛采用電纜橋架,提供不同走向的布線,弱電系統(tǒng)的各種纜線分類布放在橋架內(nèi),其***佳路由選擇和安裝方式要根據(jù)走向的要求,并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)和空調(diào)、電氣等管線協(xié)商的位置加以確定,無源纜線不能與有源電纜并排鋪設(shè), 受條件所限鋪放同一橋架內(nèi),其間須***采用金屬隔板分設(shè),引出的纜線盡量避免平面交叉,橋架穿越樓板,墻體或伸縮縫時(shí),應(yīng)該在建筑圖上標(biāo)出予留相應(yīng)的空洞和位置,避免因遺漏等到施工時(shí)臨時(shí)鉆空,可能傷及土建結(jié)構(gòu)。為了防止電磁輻射的干擾(EMC)，在橋架的設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮橋架的封閉性。
一、橋架結(jié)構(gòu)
電纜橋架分為槽式、托盤式和梯架式等結(jié)構(gòu),由支架、托臂和安裝附件等組成。(參見圖1所示),選型時(shí)應(yīng)注意橋架的所有零部件是否符合系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的成套要求。建筑物內(nèi)橋架可以獨(dú)立假設(shè), 也可以附設(shè)在各種建(構(gòu))筑物和管廊支架上,應(yīng)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單,造型美觀、配置靈活和維修方便等特點(diǎn),全部零件均需進(jìn)行鍍鋅處理,安裝在建筑物外露天的橋架,如果是在鄰近海邊或?qū)儆诟g區(qū),則材質(zhì)須***具有防腐、耐潮氣、附著力好, 耐沖擊強(qiáng)度高的物性特點(diǎn)。
為了減輕重量還可以采用鋁合金電纜和玻璃鋼橋架,其外形尺寸， 荷載特性均與鋼質(zhì)橋架基本相近,由于鋁、鋼比重不同(A1=2.7,Fe=7.86， 按重量計(jì)算,鋁鋼之比約為1：3,根據(jù)兩種材質(zhì)的市場價(jià)折算,鋁合金橋架的造價(jià)費(fèi)用較之******鍍鋅鋼橋價(jià)要高出2.0倍,鋁合金橋架具有美觀,重量輕、安裝方便等優(yōu)點(diǎn), 近年來, 鋁合金橋架已在有的工程中加以應(yīng)用。
二、橋架荷載及荷載特性
1、電纜橋架的荷載
電纜橋架的荷載分為荷載、動(dòng)荷載和附加荷載。
靜荷載是指敷設(shè)在電纜橋架內(nèi)的電纜種類、根數(shù)、每根的外徑重量/單位長度,按電纜敷設(shè)的不同路由分別列表統(tǒng)計(jì)。
動(dòng)荷載是指電纜橋架安裝和維護(hù)過程中施工維修人員的重量。對(duì)于輕型電纜橋架,一般不考慮動(dòng)荷載,即不允許在橋架上站(行)人,如果需要考慮站人,則應(yīng)將跨距適當(dāng)縮小。附加荷載僅在室外是指冰雪、風(fēng)和電磁力所形成的荷載,它與安裝場所的地區(qū)自然氣象條件和帶電體的性質(zhì)有關(guān),設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)各種條件加以計(jì)算。
2、選用橋架的步驟
(1)確定橋架寬度、層數(shù)、支撐點(diǎn)的型式和間距、以及電纜在各層橋架上的分布。
(2)計(jì)算每層電纜的均布荷載(kN/ m2),初步確定橋架的型號(hào)、規(guī)格。
(3)按***大的電纜總均布荷載值來驗(yàn)算橋架強(qiáng)度。驗(yàn)算式如下：
Q使用=q1+q2
式中：q1 --電纜的均布荷載（各層的均布荷載中取***大值）（kN/
m2），均布荷載是托盤、梯架或電纜槽的荷載；
q2--考慮電纜敷設(shè)或檢修時(shí),人的重量等效的均布荷載（kN/
m2）,q2值的計(jì)算，人的重量一般按p=90kg計(jì)。
表示集中荷載和均布荷載的彎距如圖2
按***大彎距相等的條件折算：
令pι/4=q2ι2/8則q2=2p/ι
∵P=90kg
∴q2=180/ι
式中：P--1人的荷載(kg)
ι--1個(gè)支撐點(diǎn)間距(若支點(diǎn)間距不等時(shí)取***大值)(m)
q2--1 人的等效均布荷載(kg/m)
根據(jù)上述初步確定的橋架型號(hào)、規(guī)格及支點(diǎn)間距,查閱生產(chǎn)廠家的樣本資料,反復(fù)核查間距和橋架型號(hào),直至滿足負(fù)荷要求為止。
(4)撓度
撓度值如何取定,目前尚無明確的規(guī)定,在重負(fù)區(qū)顯然應(yīng)考慮減小繞度,這意味著鋼材的用量會(huì)相應(yīng)增加,因此,計(jì)算時(shí)只要充分利用鋼材的***大允許應(yīng)力,并保證有足夠的安全系數(shù),一般***大撓度與跨距(支撐點(diǎn)間距)之比取1/250~1/150為宜。
三、橋架的脹縮問題
由于環(huán)境溫度變化,鋼質(zhì)電纜橋架會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。室外橋架受溫度影響較大例如環(huán)境***高溫度為40℃,***低溫度為-20℃,則電纜橋架的***大收縮量按下式求得：
Δt=11.2 ×10-6×60deg(度)×1000mm
由此得出結(jié)論：
溫差為60℃時(shí) ,Δι =0.672mm/m
溫差為50℃時(shí), Δι =0.560mm/m
溫差為40℃時(shí), Δι =0.448mm/m
工程設(shè)計(jì)中直線段電纜橋架應(yīng)考慮伸縮接頭,伸縮接頭的間距建議按以下取定：
當(dāng)溫差為40℃時(shí)為50m;
當(dāng)溫差為50℃時(shí)為40m;
當(dāng)溫差為60℃時(shí)為40m;
四、接地
根據(jù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,鍍鋅電纜橋架進(jìn)行良好的接地。
(1)鍍鋅電纜橋架直接板每個(gè)固定螺栓接觸電阻
應(yīng)小于0.005Ω,此時(shí)電纜橋架可作為接地干線(噴粉電纜橋架不宜作接地干線),每個(gè)電纜橋架的電阻值可按下式計(jì)算：
r=P.L/S
式中：P=15×10Ω-6/cm(20℃)；
L=長度按100mm計(jì)算；
S=截面積cm2。
(2)梯架于托盤的單位電阻值見表2。
表2 梯架于托盤的單位電阻值
(3)電纜槽的單位電阻值見表3
(4)當(dāng)電纜橋架安裝連接程整體后,每根梯邊(或每個(gè)電纜槽)的電阻為：
R＝L(r＋1/3r’)
式中：
R--梯邊，即（電纜槽）全長總電阻（mΩ）；
r--梯邊單位長度電阻（mΩ/m）
r’--直接板固定螺栓接觸電阻。
五、橋架設(shè)計(jì)及安裝要求
1、電纜橋架作為布線工程的一個(gè)配套項(xiàng)目,目前尚無專門的規(guī)范指導(dǎo),個(gè)生產(chǎn)廠家的規(guī)格程式缺乏通用性,因此,設(shè)計(jì)選型過程應(yīng)根據(jù)弱電各個(gè)系統(tǒng)纜顯得類型、數(shù)量,合理選定適用的橋架。
(1)確定方向：根據(jù)建筑平面布置圖,結(jié)合空調(diào)管線和電氣管線等設(shè)置情況、方便維修,以及電纜路由的疏密來確定電纜橋架的***佳路由。在室內(nèi),盡可能沿建筑物的墻、柱、梁及樓板架設(shè),如許利用綜合管廊架設(shè)時(shí),則應(yīng)在管道一側(cè)或上方平行架設(shè),并考慮引下線和分支線盡量避免交叉,如無其它管架借用,則需自設(shè)立(支)柱。
(2)荷載計(jì)算：計(jì)算電纜橋架主干線縱斷面上單位長度的電纜重量。
(3)確定橋架的寬度：根據(jù)布放電纜條數(shù)、電纜直徑及電纜的間距來確定電纜橋架的型號(hào)、規(guī)格,托臂的長度,支柱的長度、間距,橋架的寬度和層數(shù)。
(4)確定安裝方式：根據(jù)場所的設(shè)置條件確定橋架的固定方式,選擇懸吊式、直立式、側(cè)壁式或是混合式,連接件和緊固件一般是配套供應(yīng)的,此外,根據(jù)橋架結(jié)構(gòu)選折相應(yīng)的蓋板。
(5)繪出電纜橋架平、剖面圖,局部部位還應(yīng)繪出空間圖,開列材料表。
2、如與電力電纜橋架合用時(shí),應(yīng)將電力電纜和弱電電纜各直一側(cè),中間采用隔板分隔。
3、弱電電纜與其它低電壓電纜合用橋架時(shí),應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行選擇具有外屏蔽層的弱電系統(tǒng)的弱電電纜,避免相互間的干擾。
4、其它安裝
(1)電纜橋架由室外進(jìn)入建筑物內(nèi)時(shí),橋架向外的坡度不得小于1/100。
(2)電纜橋架與用電設(shè)備交越時(shí),其間的凈距不小于0.5m。
(3)兩組電纜橋架在同一高度平行敷設(shè)時(shí),其間凈距不小于0.6m。
(4)在平行圖上繪出橋架的路由,要注明橋架起點(diǎn)、終點(diǎn)、拐彎點(diǎn)、分支點(diǎn)及升降點(diǎn)的坐標(biāo)或定位尺寸、標(biāo)高,如能繪 制橋架敷設(shè)軸側(cè)圖,則對(duì)材料統(tǒng)計(jì)將更準(zhǔn)確。
直線段：注明全長、橋架層數(shù)、標(biāo)高、型號(hào)及規(guī)格。
拐彎點(diǎn)和分支點(diǎn):注明所用轉(zhuǎn)彎接板的型號(hào)及規(guī)格。
升降段：注明標(biāo)高變化,也可用局部大樣圖或剖面圖表示。
（5）橋架支撐點(diǎn),如立柱、托臂或非標(biāo)準(zhǔn)支、構(gòu)架的間距、安裝方式、型號(hào)規(guī)格、標(biāo)高,可同意在平面上列表說明,也可分段標(biāo)出用不同的剖面圖、單線圖或大樣圖表示。
(6)電纜引下點(diǎn)位置及引下方式,一般而言,大批電纜引下可用垂直彎接板和垂直引上架,少量電纜引下可用導(dǎo)板或引管注明引下方式即可。
(7)電纜橋架宜高出地面2.2米以上,橋架頂部距頂棚或其它障礙物不應(yīng)小于0.3米,橋架寬度不宜小于0.1米,橋架內(nèi)橫斷面的填充率不應(yīng)超過50%。
(8)電纜橋架內(nèi)纜線垂直敷設(shè)時(shí),在纜線的上端和每間隔1.5米處應(yīng)固定在橋架的支架上,水平敷設(shè)時(shí),在纜線的首、尾、轉(zhuǎn)彎及每間隔3~5米處進(jìn)行固定。
（9）在吊頂內(nèi)設(shè)置時(shí),槽蓋開啟面應(yīng)保持80 (毫米的垂直凈空,線槽截面利用率不應(yīng)超過 50%。
(10)布放在線槽的纜線可以不綁扎,槽內(nèi)纜線應(yīng)順直,槽內(nèi)纜線應(yīng)順直,盡量不交叉,纜線不應(yīng)溢出線槽,在纜線進(jìn)出線槽部位,轉(zhuǎn)彎處應(yīng)綁扎固定。垂直線槽布放纜線應(yīng)每間隔1.5米固定在纜線支架上
(11)在水平、垂直橋架和垂直線槽中敷設(shè)線時(shí),應(yīng)對(duì)纜線進(jìn)行綁扎。4對(duì)線電纜以24根為束,25對(duì)或以上主干線電纜、光纜及其它信號(hào)電纜應(yīng)根據(jù)纜線的類型、纜徑、纜線芯數(shù)分束綁扎。綁扎間距不宜大于1.5米,扣間距應(yīng)均勻,松緊適度。
(12)橋架水平敷設(shè)時(shí),支撐間距一般為1.5-3m,垂直敷設(shè)時(shí)固定在建筑物構(gòu)體上的間距宜小于2m。
(13)金屬線槽敷設(shè)時(shí),在下列情況下設(shè)直至架或吊架：線槽接頭處；間距3m；離開線槽兩端口0.5m處；轉(zhuǎn)彎處。
5、材料統(tǒng)計(jì)
(1)橋架：分別統(tǒng)計(jì)出各種型號(hào)規(guī)格橋架的全長,除一該橋架的標(biāo)準(zhǔn)長度,得出橋架的數(shù)量外,再增加1％－2％的余量。
(2)立柱：如采用統(tǒng)一規(guī)格的立柱,可用橋架全長除以平均立柱間距,得出立柱數(shù),再增加2％～4％余量。如立柱規(guī)格不一,則需分別統(tǒng)計(jì)。
(3)托臂：橋架全長除以托臂平均間距,再增加1％～2％余量,極為總需量。
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