工程设计简要概述.docx

第一章 工程设计概述
1.1应用单位：
兰州市第八十四中学
1.2设计单位：
甘肃广誉智能电子系统工程有限公司
1.3设计依据
Ø 设计涉及的计量单位均采用国际单位SI制。
Ø 设计所涉及的所有设备和材料，除专门规定外，均依照下列标准规范进行设计、制造、检验和试验。
国际电工委员会 IEC
国际标准协会 ISO
中华人民共和国国家标准 GB
美国国家标准学会 ANSI
电气及电子工程师协会 IEEE
Ø 根据业主的投标文件要求及设计图纸；
Ø 中华人民共和国国家行业标准：
1.4设计标准和规范
l GBJ45-82《高层民用建筑设计防火规范》
l JGJ/16-92《民用建筑电气设计规范》
l GBJ16-37《建筑设计防火规范》
l JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
l GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
l GB/T50311–2000《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》
l GB/T50312–2000《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》
l CECS 72:97《建筑与建筑群综合布线工程设计规范﹝修订本﹞》
l YD/T 926.1–97《大楼通信综合布线系统》
l GB/J50116-98《火灾自动报警系统设计规范》
l GB/J50161-92《火灾自动报警系统施工及验收规范》
l GB/T50174-93《电子计算机房设计规范》
l GB-4026-83《电器接线端子的识别和用字母、数字符号标志接线端子的通则》
l GB-50169-92《电气安装工程接地装置施工及验收规范》
l GB-50254-96《电气安装工程低压电器施工及验收规范》
l GB-50258-96《电气安装工程1kV以下配线工程施工及验收规范》
l GB/T15381-94《会议系统电及音频性能要求》
l GA/T74-94《国家公共安全行业标准﹝图形符号规范﹞》
l SJ/T10444-93《电声学术语》
l GB12060-89《声系统设备一般8术语解释和计算方法》
l GB10240-88《电声产品声音质量主观评价用节目源编辑制作规范﹝检测验收用节目源﹞
l GB6278-86《模拟莭目信号》﹝检测验收用节目源﹞
l GB/T15135-94《广播及类似用途声系统设备亘连用连接器的应用》
l GB/12060-89《声系统设备一般术语解释和计算方法》
l GB/T14197-93《声系统设备亘连用连接器的应用》
l GB/T14947-94《声系统设备亘连的优选配接值》
l ANSI/EIA/TIA-569《电信走道和空间的商用建筑标准》
l ANSI/EIA/TIA-606《商用建筑物电信设备的管理标准》
l GT/T 50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
l ISO11801《建筑通用布线标准》
l GBJ42-81《中国工业企业通信设计规范》
l 其它现行的国家和行业一级语言与音乐标准及规范
1.5建设目标
本设计方案涉及的内容是多媒体报告厅演示系统和智能中央控制音频，视频会议系统。满足重要会议的召开，多功能厅的学术报告，技术培训，以及在会议过程中的发言等功能，包括整个会议对整个会议过程的实时录像，整个会议过程的采集，以及会议跟踪，指定发言、投影显示等功能的实现。运用智能中央控制系统，对整个会议过程的环境灯光的控制，主音量的控制以及视频会议中的信号切换。
1.6现代多功能报告厅系统功能
随着信息技术的不断发展。一个多功能报告厅系统除了要满足传统简单的会议要求外，还应具有高雅格调和优美音质、清晰图像演示，并且可以根据要求发言讨论功能以及会议视频系统。它由投影幕显示、多媒体音视频信号源、音响、切换和中央集成控制几大部分组成。选取具备先进功能的DVD和录像机以及实物和图文传送器通过投影幕投影机还原其图像，为了更高效、实时地指挥需要配备一套中央集成控制设备，控制室内所有影音设备、信号切换、灯光、屏幕升降、音量调节等等功能，大大提高工作效率和简化复杂的操作，能适合所有人士使用而不需要具备专业知识。
现代信息处理技术的飞速发展，会议室现代化的建议要求也越来越高，因此，会议室已从一个单纯的以听、闻、为主的交流场所，逐渐演变成为一个具有多种功能的综合性的信息资源交流场所，幻灯机、投影机、摄录放像器材、扩声器材等各类电子设备大量进入会议场所，使会议系统的配置越来越专业，功能也越来越强大。因此，目前的会议系统可以称之为多媒体会议系统，而对于这方面的设计，也已产生了非常大的变化。
现代型会议室的具体需求
    多媒体报告厅最基本的用途需求主要如下：
    ●  满足会议、讨论等方面的需要；
    ●  满足演讲、讲座、培训、学术交流等方面的需要。
    ●  根据具体使用要求的不同，满足其他一些诸如同声传译、远程电视会议、DVD碟片式的环绕声电影播放、卡啦OK演唱,节目演出等等方面的需要。
    以上基本涵盖了目前现代型多媒体报告厅的用途及使用功能需要，虽然这些要求看似简单，但由于目前计算机多媒体技术和数字通讯技术的飞速发展，信息量越来越大，处理信息的手段也越来越先进，各种针对不同需求的电子设备越来越细化，需要操作的设备也越来越多，因此，如果满足上述功能要求，则多媒体会议系统至少要提供如下操作功能：
    ●  具备良好的现场拾音、扩(放)音、录音功能，简而言之是说得清楚、听得明白、记得牢固；
    ●  具有良好的现场摄像、放像、录像功能，能播放多种记录载体之上的视频信号；
    ●  具有计算机多媒体信息播放、存储功能；
    ●  具有使系统操作简单化的集中控制功能等等。
    除此之外，根据其他一些具体用途的不同，多媒体会议系统还需要提供诸如同声传译(至少应配备同声传译扩展接口)操作、远程电视会议(至少应配备远程电视会议接口)操作、环绕声解码及扩音操作以及会议发言的混响效果及混音操作等。
1.7多功能报告厅室中所采用的主要系统分类
目前的多功能报告厅室按照系统分类主要分为以下几个子系统：
1.7.1 视频显示和视频采集系统：
采用多种显示模式的多媒体信号投影显示系统，将DVD,摄像机采集的信号高清显示到投影幕布等显示系统。采用为投影显示单元提供多组的信号切换以及矩阵切换的信号切换系统,采用专业的视频采集系统,对整个与会过程进行图像,声音等信息进行采集.
1.7.2 智能中央控制系统：
使用简单的控制界面如：触摸屏，对整个系统采用统一规划,对报告厅的所有设备,环境灯光设备进行智能的控制.
1.7.3 音响系统：
提供会场的音频放大输出，提供音视频信号的音源等功能。
1.7.4 数字会议讨论发言系统：
主要采用手拉手样式的多功能报告厅讨论发言系统。为会场提供现场的语言拾音功能以及摄像跟踪功能。
第二章 用户需求分析以及设计方案
2.1 场地环境需求分析以及设计方案：
2.1.1某多功能报告厅的设计需求分析
在一个可以容纳500多人的多功能报告厅室功能主要是能够实现现代化的重要会议、教学、培训、学术讨论。考虑到会议的实际功能建议使用投影系统显示输出设备,通过矩阵切换可以分别显示会议台的各个电脑以及视频信号，包括显示电脑演讲PPT文档信号,DVD播放等VGA,视频信号。会议桌设置10台发言单元话筒,采用手拉手的连接方式，可以实现会议发言讨论、表决模式功能。主席单元可有优先的发言权，可以切断列席单元的发言。具有优先一切列席的功能。通过专业会议系统软件编程可以在触摸屏上指定列席位置的发言，包括开启话筒和开启, 在进行演讲演示和学术报告的时候，主席台发言人可以任意的指定，列席参加会议的人员，提出问题。会议桌正前方天花板相对应的位置安装1台高速摄像机，用于对发言人员进行发言自动摄像跟踪。
对于整个会议室的环境控制，包括室内灯光调节，音量调节，设备电源开关，矩阵切换，窗帘开关控制等。都要求实现智能化的控制，在现场灯光要求更加严格。在会议模式下环境控制，当会议开始的时候，会自动开启暖色的灯光，环境窗帘会自动关闭，各种显示设备会自动显示会议的全景图像，处在准备会议的状态。环境的控制还包括对背景音乐的播放控制，在会议开始的时候可以自动的探测到人员进入的时候，背景音乐开始播放。一个完整的智能会议室，不仅要有智能的环境控制还要有完整的信号切换功能来实现.
设计在报告厅的主席位置和列席安装智能信号插座模块,方便参加会议的人员演示PPT文档，或者在学术报告会的时候，报告人员将自己笔记本电脑的文档接入插口, 通过高端智能信号切换器，配合中央控制处理器，直接显示在投影设备和其它显示设备上，方便与会人员培训和听取学术报告。实现会议过程的记录，会议结果的存储等功能。在列席位置可以通过投影显示输出设备，来对观察整个会场的显示信号。
设计在会议室的主席位置和列席安装智能信号插座模块,方便参加会议的人员演示PPT文档，或者在学术报告会的时候，
报告厅的扩声，是报告厅中的另一个重要的系统，结合报告厅的场地情况对其扩声系统做了一下考虑。扩声系统设计上要满足观众席处要有适合的响度、均匀度、清晰度和丰满度，不得出现回声、颤动回声和声聚焦等影响音质的缺陷。在设计上我们充分考虑到系统的兼容性，需要一套系统满足各种会议扩声要求的扩声标准，同时操控还能做到简单适用。在扬声系统这块，必须充分考虑到所选扬声器的灵敏度、频响、指向特性和功率放大器的配接等主要技术参数，通过对计算机声场的设计，对选定扬声器的： 声场、声线分布；扬声器的指向特性、扬声器之间的干涉效应；各安装位置上扬声器的水平角度、垂直角度和旋转角度；扬声器的输入功率分配；各扬声器之间的声线交叉覆盖情况等多方面仔细的分析。
1. 多媒体报告厅系统连接图：

2. 多媒体报告厅数字会议系统连接图：

2.2多媒体报告厅各个子系统
2.2.1 视频显示和视频信号采集系统
将计算机信号、各类视频信号(如实物展示台、DVD、录像机、闭路电视、远程电视电话会议等)清晰地在显示系统上显示。
投影显示系统设置于会场，是多媒体报告厅的重要组成部分，是多种媒体显示的输出终端。该系统包括显示设备、主控切换设备、信号源接口设备。所有多媒体通过集中控制设备进行控制，可以对摄像机信号、电视会议信号、计算机多媒体信息(图像、声音)、有线电视信号、影碟机信号、录像机信号等进行集中控制，以实现信息多路输入、多路输出的功能。多媒体显示系统信号以视频信号传输为主，个别RGB信号传输为辅，以保证图像的质量。
多功能报告厅，主要用于会议讨论,学术报告学习，对于显示系统的要求要比较高，要求能高清晰的显示演讲学习内容，信号切换的不同选择和不同信号在显示系统上的显示情况。同时对于显示的视频信号能清晰。通过高带宽的信号切换矩阵来配合对不同信号的选择和切换作用。
配置两台等离子显示器，作为辅助显示设备，依靠等离子显示器的高亮度、高对比度解决电视会议摄像时主席区高亮度与显示区低亮度的矛盾。
通过配置ITAV高带宽的混合矩阵对信号源进行完善的处理，包括转接、分配、切换、倍频、分割等等，达到信号资源共享的目的，使显示系统能轻易地获取任意一个或多个所需的信号，满足各种不同功能的需要。它是整个多媒体展示系统灵活性、安全性的有力保证。
各种视频信号、音频信号和计算机信号通过混合矩阵进行共享连接，可以分别显示投影幕及其他显示终端上。
视频信号采集系统,是通过摄像机,硬盘录像机等视频采集设备,对整个报告厅的学术交流报告过程进行实时的采集和储存,包括学术或者培训过程中的声音,图像进行处理和后期制作成重要资料或者文档进行保存.
2.2.2  数字会议系统
为使每个与会者可以清楚地听到其他代表的发言并清楚地记录下会议过程，也可让会议主持人控制每一位代表的发言话筒，建议在会议室设立一套电子会议系统。
功能概述:
在多功能报告厅室，采用手拉手的连接方式，可以实现普通的会议发言模式，主席单元可有优先的发言权，可以切断列席单元的发言。具有优先一切列席的功能。通过专业会议系统软件编程可以在触摸屏上指定列席位置的发言，包括开启话筒和开启。通过与专业的扩声系统相连接,保真声音的柔和，清晰,而且，不会产生消叫。在进行演讲演示和学术报告的时候，主席台发言人可以任意的指定，列席参加会议的人员，提出问题。
根据使用需求本设计方案中采用ITAV的专业智能会议系统，配合专业会议系统主机TL6200和专业会议发言系统主席/列席发言系统TL6201/TL6202,系统主机最多可连接108台会议单元，添加扩展模块最多可连接4086台会议单元。满足对整个会议发言系统的功能，包括简单的扩声，会议指定人数的发言，会议过程发言人权利的限制等功能。整个会议发言系统的主要功能特性如下：
会议发言模式管理：可以选择不同的模式发言，有普通模式和先进先出模式，发言人数限制功能：最多同时打开话筒数量，1/2/4/6可选，主席单元不受限制
先进先出功能：设定可以同时打开的发言单元数量，后打开的发言单元会自动取代之前最早打开的发言单元
指定发言模式：会议主席或管理员指定发言人时，直接通过管理软件界面打开其相应的发言单元（主席单元不受控制）
发言单元管理：任意单元的开关,查询发言单元动作信息。
发言单元具有内置1W8欧扬声器并设音量调节电位器及外接耳机插孔，具有录音输出功能 ，单元由系统主机供电麦克风，具有发言单键与指示灯,可自由控制发言状态具有自动关机功能：在静音45秒后，话筒可自动关机。电容式咪芯，咪管采用可绕式设计，并配可更换式防风罩,话筒杆具有加长型可供选择。鹅颈式的发言麦杆，可以调节不同角度，满足不同身高人员发言习惯。
会议发言模式管理：
发言人数限制功能：最多同时打开话筒数量，1/2/4/6可选，主席单元不受限制
先进先出功能：设定可以同时打开的发言单元数量，后打开的发言单元会自动取代之前最早打开的发言单元
指定发言模式：会议主席或管理员指定发言人时，直接通过管理软件界面打开其相应的发言单元（主席单元不受控制）
发言单元管理：任意单元的开关,查询发言单元动作信息。
2.2.3 多功能报告厅音响系统
主要提供多功能报告厅的会议扩声,娱乐、演出时的音响效果需要。考虑与会议扩声系统集成、设备共享,将各种音源信号(如：话筒、DVD、录音机、录像机、闭路电视等)按国家厅堂扩声标准均匀、清晰地传送到会议室每个角落。
在任何一种有音频的场所其扩声是最为重要的。多功能扩声系统设计上要满足观众席处要有适合的响度、均匀度、清晰度和丰满度，不得出现回声、颤动回声和声聚焦等影响音质的缺陷。在设计上我们充分考虑到系统的兼容性，需要一套系统满足各种会议扩声要求的扩声标准，同时操控还能做到简单适用。
①设计方法
针对各厅堂扩声系统声学特性，采用计算机辅助设计软件EASE4.0（Eletro Acoustic Simulator for Engineers）对各厅堂的声学特性指标进行辅助设计和计算，能够让各厅堂声学特性指标更加准确。
②设计过程
声学设计规范中要求观众区的音质主要是语言清晰、可懂度高，其次是丰满度，各厅堂内各处要有合适的响度和均匀度，观众区的任何位置不得出现回声和声聚焦等声学缺陷，并无来自观众厅内设备、外界环境噪声的干扰，这些指标形成室内音质设计的综合效果。
根据以上要求并仔细审阅了图纸，对厅内建筑数据：建造体型形状（关系到声学缺陷的产生，反射声的分布）；场地体积（确定混响时间）；座位数和他们的排列。
做了以上的充分了解后，结合建筑体型和建筑声学特点，从满足使用功能角度出发，才能精心设计出一套能够符合功能要求、满足声学特性指标要求的扩声系统方案。
首先，我们在计算机上建立了与厅堂观众区实体相同的实体模型，依据声学特性指标要求，将建筑声学的有关特性与电声作为“一体”进行综合设计考虑。充分考虑直达声和混响声的扩散与叠加及声学比，尽量增大50ms以前的声能密度，提供有效混响时间的声能量，减弱声反馈、提高清晰度。
随着科技的进步技术的发展，特别是数字技术在音频领域中得以应用，使得声信号的记录、传输和重放的音质有了很大的改善，但是决定音质的好坏不仅与设备有关，还与声学环境和入耳的听觉特性有关。在同样设备的条件下后者显得更为重要。所以扩声系统最终音质的效果是电声与建声综合设计效果的体现，扩声系统设计首先要研究指定空间的声场，这一点非常重要。只有对要设计的场地进行深入的了解、并进行仔细的研究后，进而对场馆进行建声设计、处理和电声系统设计，并使二者完美结合，才能给出准确的“设计”，并获得最佳的音响效果。
我们依据以往的工程经验，厅内的声学设计应包括建筑声学和扩声两方面的内容。前者主要是控制混响时间和音质缺陷；后者则要确保有足够大的声压级、均匀的声场分布，以及在不同的使用功能时所要求的声学效果，两者是相辅相成的，只有相互密切配合，才有可能用最低的投资而获得最好的音质效果。
·混响时间的确定
一般来讲，混响时间短可提高语言的清晰度，混响时间长可提高声音的丰满度，我们认为，应首先保证语言清晰度为主要目的，同时兼顾音乐使用要求。所以在进行扩声系统之前必须以特定的混响时间为基础，只有在特定的混响时间条件下对场地的声学特性指标的设计才是科学的、准确的，这也是我们电声设计考虑的重点。
扬声器系统选型与布局是整个扩声系统设计的重要一环，因为声学特性指标中的几项重要指标和最终音质效果都直接与此有关。我们在扬声器选型时，必须充分考虑到所选扬声器的灵敏度、频响、指向特性和功率放大器的配接等主要技术参数，通过对计算机声场的设计，对选定扬声器的： 声场、声线分布；扬声器的指向特性、扬声器之间的干涉效应；各安装位置上扬声器的水平角度、垂直角度和旋转角度；扬声器的输入功率分配；各扬声器之间的声线交叉覆盖情况等多方面仔细的分析。
扬声器的重量应符合吊挂点承载的要求;
在任何情况下，扬声器的布置应该保证所有听众接受到均匀的声能即有良好的声场均匀度；
扩声应该得到自然的印象（保持声像一致性）。
本系统在设计上要做到语言清晰、无失真、声压余量充分、声场分布均匀、无声反馈啸叫才能够满足用户的使用要求。根据国家标准，文艺演出的扩声系统在声压级上的要求是比较高的，所以我们要有一套可行的、科学的、便利的操作系统，更好的整合系统，使之互补，最终能够满足各种不同的使用需求。但是很多时候的建声条件都不是那么理想，往往建筑声学上的缺陷，我们只能通过电声的方式予以被动补偿，因此扩声设备的质量必需是高质量的。
四、灯光电气设备柜设置
1．结构
电气设备的机柜和机架都采用经过防绣处理的金属和钢板性制作，必要时用钢板或型钢的柜架加强。电气设备柜有防尘和防潮措施。除通风处和电缆进出口外，所有机柜和机架都全部封闭。每个机柜的深度能保证适当的设备和接线的空间。每一特定组的各机柜深度、高度和颜色都相同。
2．通风
所有电气元件或装置都能在所用外罩内和规定的环境下连续运行。机柜设有适当的自然通过。以散去设备产生的热量，通过口采用细网或泡沫隔栅保护，以防杂物进入。外壳应加压密封且进风需过漏。
3．电缆进出线
电缆孔在工厂按所需位置预留；并设有可拆卸板以便在现场最后加工。电缆进出线处考虑电缆的外经、敷设方式和足够的弯曲半径，并有电缆固定装置。
4．机柜门及检修面板
门和面板设计有足够的刚性，门和面板可拆卸检修，面板装有防尘密封条。所有外壳和面板都在彻底清除油脂和锈迹后涂烘干漆。
5．标识
设备柜内的部件标志也应为永久性标志，不得使用临时粘贴标志或钢笔识别印记。铭牌与标志的尺寸足够大，在正常光线下2米的距离能看清楚铭牌与标志的文件。
6．资料袋
每个机柜外壳主门内侧挂一个资料袋，用于装入本电气设备柜的各个电气元件或装置样本、接线、维修和维护等资料或图纸。