弱电系统工程布线电缆桥架设计
智能建筑的弱电系统,通常有多个信息监控和通信设施诸如BA--楼宇自动化、OA---办公自动化、CA----通信自动化等相应的系统组成, 以BA为例,除了建筑物本身的供电、给排水、空调、电梯和停车场等设施配置必要的信息监控外,还有SA---安保自动化、FA---消防自动化等若干个子系统. 这些系统包括不同类别的电缆和导线, 其中有些是属于有源缆线(电源电压一般为DC12/24/48V和AC220V), 有些则是无源电(光)缆线如：数据电缆、视频同轴电缆等。因此,在布线方式和路由选择的排列进行设计时，应该加以区别，不仅应符合规范的要求，还要考虑布线的安全性、可扩性、经济性、整洁、便于维修等要求。电缆桥架作为承载各种电缆敷设的载体,同样应遵循上述原则加以实施。
由于建筑物内多种管线平行交叉,空间有限, 特别是大型写字楼、金融商厦、酒店、场馆等建筑,信息点密集,缆线敷设除了采用楼板沟槽和墙内埋管方式外,在竖井和屋内天棚吊顶内广泛采用电缆桥架,提供不同走向的布线,弱电系统的各种缆线分类布放在桥架内,其最佳路由选择和安装方式要根据走向的要求,并结合建筑结构和空调、电气等管线协商的位置加以确定,无源缆线不能与有源电缆并排铺设, 如受条件所限铺放同一桥架内,其间必须采用金属隔板分设,引出的缆线尽量避免平面交叉。
桥架穿越楼板,墙体或伸缩缝时,应该在建筑图上标出予留相应的空洞和位置,避免因遗漏等到施工时临时钻孔伤及土建结构。为了防止电磁辐射的干扰(EMC)，在桥架的设计中，应考虑桥架的封闭性。
一、布线桥架结构
电缆桥架分为槽式、托盘式和梯架式等结构。一般由支架、托臂和安装附件等组成。选型时应注意桥架的所有零部件是否符合系列化、通用化、标准化的成套要求。建筑物内桥架可以独立架设, 也可以附设在各种建(构)筑物和管廊支架上,应体现结构简单,造型美观、配置灵活和维修方便等特点,全部零件均需进行镀锌处理。安装在建筑物外露天的桥架,如果是在邻近海边或属于腐蚀区,则材质必须具有防腐、耐潮气、附着力好, 耐冲击、强度高的物性特点。
为了减轻重量还可以采用铝合金电缆和玻璃钢桥架,其外形尺寸、荷载特性均与钢质桥架基本相近,由于铝、钢比重不同(A1=2.7,Fe=7.86) 按重量计算,铝钢之比约为1：3,根据两种材质的市场价折算,铝合金桥架的造价费用较之同类镀锌钢桥价要高出1.5~2.0倍,铝合金桥架具有美观, 重量轻、安装方便等优点。
二、桥架荷载及荷载特性
1、电缆桥架的荷载
电缆桥架的荷载分为荷载、动荷载和附加荷载。 静荷载是指敷设在电缆桥架内的电缆种类、根数、每根的外径重量/单位长度,按电缆敷设的不同路由分别列表统计。 动荷载是指电缆桥架安装和维护过程中施工维修人员的重量。对于轻型电缆桥架,一般不考虑动荷载, 即不允许在桥架上站人, 如果需要考虑站人, 则应将跨距适当缩小。附加荷载仅在室外是指冰雪、风和电磁力所形成的荷载,它与安装场所的地区自然气象条件和带电体的性质有关,设计中应根据各种条件加以计算。
2、选用桥架的步骤
(1)确定桥架宽度、层数、支撑点的型式和间距、以及电缆在各层桥架上的分布。
(2)计算每层电缆的均布荷载(kN/ m2),初步确定桥架的型号、规格。
(3)按最大的电缆总均布荷载值来验算桥架强度。验算式如下：
Q使用=q1+q2
式中：q1 --电缆的均布荷载(各层的均布荷载中取最大值)(kN/ m2)，均布荷载是托盘、梯架或电缆槽的荷载；
q2--考虑电缆敷设或检修时,人的重量等效的均布荷载(kN/ m2),q2值的计算，人的重量一般按p=90kg计。
表示集中荷载和均布荷载的弯距如图2
按最大弯距相等的条件折算：
令pι/4=q2ι2/8则q2=2p/ι
∵P=90kg
∴q2=180/ι
式中：P--1人的荷载(kg)
ι--1个支撑点间距(若支点间距不等时取最大值)(m)
q2--1 人的等效均布荷载(kg/m)
根据上述初步确定的桥架型号、规格及支点间距,查阅生产厂家的样本资料,反复核查间距和桥架型号,直至满足负荷要求为止。
(4)挠度
挠度值如何取定,目前尚无明确的规定,在重负区显然应考虑减小绕度,这意味着钢材的用量会相应增加。因此, 计算时只要充分利用钢材的最大允许应力,并保证有足够的安全系数,一般最大挠度与跨距(支撑点间距)之比取1/250~1/150为宜。
三、桥架的胀缩问题
由于环境温度变化,钢质电缆桥架会出现热胀冷缩的现象。室外桥架受温度影响较大例如环境最高温度为40℃,最低温度为-20℃,则电缆桥架的最大收缩量按下式求得：
Δt=11.2 ×10-6×60deg(度)×1000mm
由此得出结论：
温差为60℃时 ,Δι =0.672mm/m
温差为50℃时, Δι =0.560mm/m
温差为40℃时, Δι =0.448mm/m
工程设计中直线段电缆桥架应考虑伸缩接头,伸缩接头的间距建议按以下取定：
当温差为40℃时为50m;
当温差为50℃时为40m;
当温差为60℃时为40m;
四、接地
根据规范的有关规定,镀锌电缆桥架进行良好的接地。
(1)镀锌电缆桥架直接板每个固定螺栓接触电阻应小于0.005Ω,此时电缆桥架可作为接地干线(喷粉电缆桥架不宜作接地干线),每个电缆桥架的电阻值可按下式计算：
r=P.L/S
式中：P=15×10Ω-6/cm(20℃)；
L=长度按100mm计算；
S=截面积cm2。
(2)梯架于托盘的单位电阻值见表2。
表2 梯架于托盘的单位电阻值
(3)电缆槽的单位电阻值见表3
(4)当电缆桥架安装连接程整体后,每根梯边(或每个电缆槽)的电阻为：
R＝L(r＋1/3r＇)
式中：
R--梯边，即(电缆槽)全长总电阻(mΩ)；
r--梯边单位长度电阻(mΩ/m)
r＇--直接板固定螺栓接触电阻。
五、桥架设计及安装要求
1、电缆桥架作为布线工程的一个配套项目,目前尚无专门的规范指导,各生产厂家的规格程式缺乏通用性, 因此,设计选型过程应根据弱电不同系统缆线的类型、数量,合理选定适用的桥架。
(1)确定方向：根据建筑平面布置图,结合空调管线和电气管线等设置情况、方便维修以及电缆路由的疏密来确定电缆桥架的最佳路由。在室内,尽可能沿建筑物的墙、柱、梁及楼板架设,如允许利用综合管廊架设时, 则应在管道一侧或上方平行架设,并考虑引下线和分支线尽量避免交叉,如无其它管架借用,则需自设立(支)柱。
(2)荷载计算：计算电缆桥架主干线纵断面上单位长度的电缆重量。
(3)确定桥架的宽度：根据布放电缆条数、电缆直径及电缆的间距来确定电缆桥架的型号、规格, 托臂的长度,支柱的长度、间距,桥架的宽度和层数。
(4)确定安装方式：根据场所的设置条件确定桥架的固定方式,选择悬吊式、直立式、侧壁式或是混合式,连接件和紧固件一般是配套供应的,此外,根据桥架结构选折相应的盖板。
(5)绘出电缆桥架平、剖面图,局部部位还应绘出空间图,开列材料表。
2、如与电力电缆桥架合用时,应将电力电缆和弱电电缆各直一侧,中间采用隔板分隔。
3、弱电电缆与其它低电压电缆合用桥架时,应严格执行选择具有外屏蔽层的弱电系统的弱电电缆,避免相互间的干扰。
4、其它安装要求
(1) 电缆桥架由室外进入建筑物内时,桥架向外的坡度不得小于1/100。
(2) 电缆桥架与 |
