住宅監(jiān)控設(shè)計(jì)需要注意的問題

南 陽

(大同市二院建筑設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,山西 大同 037000)

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)于住宅監(jiān)控系統(tǒng)來說，系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)的傳輸及布線方式、設(shè)備機(jī)柜的預(yù)留等都有了新的要求。以某小區(qū)內(nèi)一棟住宅樓(該樓建筑面積大約為11 000 m2，建筑高度約49 m，地下2層，地上15層，2個(gè)單元，每單元兩部電梯，地下2層每單元有車庫直通本樓的出入口，屋頂設(shè)有消防水箱間)為例，根據(jù)現(xiàn)在應(yīng)用較廣的產(chǎn)品其數(shù)據(jù)傳輸方式、數(shù)據(jù)量的大小等，討論此樓的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的管線、設(shè)備等的預(yù)留問題。

1 應(yīng)用較廣的視頻監(jiān)控產(chǎn)品的特點(diǎn)

1.1 前端攝像機(jī)

目前應(yīng)用于住宅樓內(nèi)主流的前端攝像機(jī)參數(shù)：分辨率一般為960 P或1 080 P；視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)為H.264或H.265；星光級(jí)筒型攝像機(jī)或半球攝像機(jī)功率大約為7 W。以H.264標(biāo)準(zhǔn)為例，130 W像素、960 P的攝像機(jī)碼流大約為4 M，200 W像素、1 080 P的攝像機(jī)碼流大約為8 M；H.265標(biāo)準(zhǔn)的攝像頭碼流減半即可。

安裝部位：根據(jù)JGJ 242—2011住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范(以下簡稱JGJ 242)第14.3.4第二款的規(guī)定，住宅建筑的主要出入口、主要通道、電梯轎廂、地下停車庫、周界及重要部位宜安裝攝像機(jī)。

1.2 監(jiān)控設(shè)備箱

根據(jù)JGJ 242第15.3的有關(guān)規(guī)定，多層住宅弱電系統(tǒng)宜集中設(shè)置在弱電間內(nèi)；高層住宅弱電系統(tǒng)設(shè)備的安裝位置應(yīng)由設(shè)計(jì)人員確定，由于大多數(shù)建筑電氣豎井大小有限，安防設(shè)備箱所能放置的空間有限，故一般設(shè)置在住宅樓弱電間內(nèi)；當(dāng)樓層較高、單元數(shù)較多、每單元攝像頭點(diǎn)位較多時(shí)，設(shè)置在每單元電氣豎井內(nèi)。監(jiān)控設(shè)備箱的大小應(yīng)根據(jù)箱內(nèi)元器件的數(shù)量及布局、線纜通道等確定(箱內(nèi)部件有光纖盒、光纖收發(fā)器、交換機(jī)、強(qiáng)電電源排插等)。

應(yīng)根據(jù)每棟樓或每單元所帶監(jiān)控?cái)z像頭的數(shù)量及其視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)、分辨率等參數(shù)確定使用百兆或者千兆交換機(jī)。一般來說，交換機(jī)的實(shí)際帶寬為理論值的60%，因此，H.265標(biāo)準(zhǔn)、碼流2 M的攝像機(jī)，用百兆交換機(jī)，大約可以接100×60%/2=30臺(tái)，用千兆交換機(jī)，可以接300臺(tái)；單臺(tái)碼流4 M的攝像機(jī)，用百兆交換機(jī)，可以接15臺(tái)；用千兆交換機(jī)，可以接150臺(tái)。

1.3 攝像機(jī)供電方式

高層住宅的弱電系統(tǒng)供電應(yīng)符合國家現(xiàn)行規(guī)范，除此之外，住宅內(nèi)弱電間均配套有UPS電源。前端攝像頭有多種供電方式：獨(dú)立供電、集中供電、SPOE供電及標(biāo)準(zhǔn)POE供電。相應(yīng)的，交換機(jī)須對(duì)應(yīng)選取是否為POE交換機(jī)。

1)獨(dú)立供電：利用就近220 V電源接電線至攝像頭附近，接12 V電源適配器為攝像頭供電。開關(guān)攝像頭時(shí)須對(duì)每一個(gè)攝像頭進(jìn)行操作，管理不方便；且每個(gè)攝像頭附近均需設(shè)置220 V電源，增加了布線施工等的成本。

2)集中供電：利用安防控制室、弱電間等處專設(shè)的集中電源(一般配套UPS)接12 V電源至攝像頭。直流低壓供電線損壓降大，傳輸過程中抗干擾能力差，電源線也須單獨(dú)布管穿線，增加了成本。

3)SPOE供電：利用網(wǎng)線不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目臻e芯線為攝像機(jī)供電。SPOE供電無供電檢測功能，當(dāng)網(wǎng)線中的供電二芯線短路或絕緣損壞時(shí)，容易造成端口損壞或起火燒毀。

4)標(biāo)準(zhǔn)POE供電：采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，利用網(wǎng)線傳輸數(shù)據(jù)及給攝像機(jī)供電。布線靈活，無需復(fù)雜電源布線。攝像頭無需接電源線，簡潔方便；降低布線成本，省去供電設(shè)備的建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用；節(jié)省安裝人工費(fèi)用和安裝時(shí)間。其缺點(diǎn)為：交換機(jī)成本較高；功率不夠大，對(duì)于球機(jī)等大功率前端設(shè)備而言，輸出功率達(dá)不到要求；當(dāng)POE交換機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致此交換機(jī)所帶的所有攝像頭發(fā)生故障。

住宅建筑當(dāng)采用POE供電方式時(shí)，最好采用線芯截面較粗、線芯導(dǎo)體電阻較小、質(zhì)量較好的網(wǎng)線，為電源傳輸創(chuàng)造良好的條件。

1.4 數(shù)據(jù)傳輸

由安防控制室光纖配線架引出多芯單模光纜至單體住宅樓內(nèi)監(jiān)控交換機(jī)。光纜的芯數(shù)應(yīng)依據(jù)住宅樓內(nèi)弱電系統(tǒng)的種類確定，應(yīng)適當(dāng)多預(yù)留幾根芯數(shù)，作為備用和將來新增的弱電系統(tǒng)做預(yù)留。

由監(jiān)控交換機(jī)至攝像頭的信號(hào)線路：距離不超過100 m的，采用五類或超五類雙絞線，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)網(wǎng)線的質(zhì)量確定，一般控制在90 m以內(nèi)；距離超長的，從監(jiān)控交換機(jī)引出的網(wǎng)線先通過光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)換成光纖信號(hào)，通過光纖傳輸，然后再通過光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過網(wǎng)絡(luò)雙絞線連接攝像頭。由于用網(wǎng)線連接攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，設(shè)備比較節(jié)省，線纜也較為便宜，故一般監(jiān)控交換機(jī)所連接的攝像頭距離不要超過90 m，個(gè)別距離超長的采用光纖連接。

交換機(jī)至電梯轎廂監(jiān)控?cái)z像頭的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用較多的有兩種方案，下面簡要說明。

1)利用電梯隨行視頻監(jiān)控電纜：電梯有線方案線路長度大大增加，一般由弱電間監(jiān)控設(shè)備箱內(nèi)交換機(jī)通過電氣豎井內(nèi)綜合布線橋架敷設(shè)光纖或網(wǎng)絡(luò)雙絞線(視線纜長度而定)至電梯機(jī)房或井道中部，再連接至電梯隨行監(jiān)控電纜，電梯隨行監(jiān)控電纜一般由電梯廠家提供。缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)線纜長度增加；電梯井道須采用專用隨行纜；隨著電梯的不斷運(yùn)行，會(huì)造成隨行電纜磨損，增加了維護(hù)難度及維修成本。優(yōu)點(diǎn)：監(jiān)控隨行纜與其他隨行纜敷設(shè)時(shí)留有一定的間隔后，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。

2)利用無線網(wǎng)橋：前端將無線網(wǎng)橋發(fā)射端固定于電梯轎廂頂部，電梯內(nèi)攝像頭的監(jiān)控信號(hào)通過無線網(wǎng)線傳到發(fā)射端網(wǎng)橋，在電梯井道頂部安裝接收端無線網(wǎng)橋，接收端無線網(wǎng)橋和弱電間交換機(jī)之間通過UTP-5E雙絞線完成數(shù)據(jù)通訊。此種方式安裝簡單；井道內(nèi)無需監(jiān)控隨行電纜，維護(hù)簡單且維護(hù)成本低；穩(wěn)定性較好、傳輸距離遠(yuǎn)；擴(kuò)展性強(qiáng)，不易故障。缺點(diǎn)是設(shè)備增多(無線網(wǎng)橋)；成本增加；同時(shí)由于現(xiàn)在住戶普遍安裝的無線路由器，使得信號(hào)容易造成干擾，可通過設(shè)置無線網(wǎng)橋的頻段解決。

2 監(jiān)控系統(tǒng)在本住宅樓的實(shí)際應(yīng)用

1)選用單臺(tái)200 W像素、1 080 P攝像機(jī)，視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)為H.265的星光級(jí)攝像機(jī)。本樓的攝像機(jī)安裝部位：每單元為地下2層車庫至本樓的出入口、1層門廳各1個(gè)，每個(gè)電梯轎廂和電梯機(jī)房1個(gè)，屋頂水箱間1個(gè)。在有吊頂處選擇半球攝像機(jī)，無吊頂處選擇筒型攝像機(jī)，電梯轎廂內(nèi)選擇轎廂專用半球攝像機(jī)。合計(jì)共為13個(gè)攝像頭。單臺(tái)攝像機(jī)功率按7 W算，合計(jì)為91 W。

2)單臺(tái)攝像機(jī)碼流大約為4 M，按13個(gè)攝像頭算，共計(jì)碼流為52 M。本建筑體量較小、線路傳輸距離相對(duì)較近，為節(jié)省施工及材料成本，選用標(biāo)準(zhǔn)POE供電方式。同時(shí)考慮到將來增設(shè)攝像頭的可能，因此選用一臺(tái)24口千兆POE交換機(jī)；整機(jī)功耗420 W；千兆下聯(lián)端口均支持802.3af/at標(biāo)準(zhǔn)PoE供電,單口最大輸出30 W，整機(jī)最大POE輸出390 W，滿足所帶攝像機(jī)的功率要求。

3)監(jiān)控設(shè)備箱設(shè)置于地下1層弱電間內(nèi)。箱體尺寸600 mm(寬)×500 mm(高)×600 mm(厚)，距地1.3 m明裝。電源由弱電間弱電專用電源箱引來，至監(jiān)控設(shè)備箱采用WDZ-BYJ-3×2.5-SC25電源線路，前端斷路器63/1P10A。

4)安防控制室至弱電間的數(shù)據(jù)線路采用多芯單模光纜(監(jiān)控、可視對(duì)講、安防等共用)。由交換機(jī)至地下2層、1層門廳、屋頂水箱間的選擇UTP-5E雙絞線(POE供電)進(jìn)行供電及數(shù)據(jù)傳輸。電梯轎廂監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸采用無線網(wǎng)橋模式；轎廂上的無線網(wǎng)橋(發(fā)射端)及攝像機(jī)的供電由轎廂專用電源箱內(nèi)獲取，電梯機(jī)房內(nèi)無線網(wǎng)橋(接收端)的供電采用POE方式。

5)穿線管敷設(shè)：由監(jiān)控設(shè)備箱至各攝像機(jī)的線路，在地下1層由綜合布線橋架敷設(shè)，然后沿每單元電氣豎井的豎向綜合布線橋架敷設(shè)。地下2層車庫至本樓的出入口、一層門廳的線路沿電氣豎井至攝像頭位置暗敷一根SC25鋼管敷設(shè)；至屋頂電梯機(jī)房、水箱間、轎廂監(jiān)控的線路從電氣豎井出線后，可沿綜合布線橋架或穿SC25鋼管敷設(shè)。所有暗敷管線可多預(yù)埋一根以適應(yīng)不同產(chǎn)品、供電方式對(duì)于線路敷設(shè)的要求。

3 結(jié)語

在設(shè)計(jì)階段要做到與工程特點(diǎn)、規(guī)模、物業(yè)管理水平、小區(qū)整體檔次相適應(yīng)，并應(yīng)做到能適應(yīng)多種視頻監(jiān)控產(chǎn)品的選擇和施工。由于在工程設(shè)計(jì)階段，一般尚未確定產(chǎn)品廠家，沒有其相關(guān)的參數(shù)，故需要了解當(dāng)前應(yīng)用較廣的視頻監(jiān)控產(chǎn)品?？梢愿鼫?zhǔn)確的根據(jù)監(jiān)控設(shè)備箱、交換機(jī)等的參數(shù)確定弱電間、電氣豎井的大小并提資給建筑專業(yè)；可以更準(zhǔn)確的預(yù)留攝像機(jī)的位置并做好相關(guān)穿線管預(yù)埋、橋架的尺寸及敷設(shè)方式，減少預(yù)留管、施工等成本。