CN116075995A - 用于智能建筑的结构化布线 - Google Patents
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Abstract
本发明指出了一种用于生活环境的创新配线架构,其满足由“智能建筑物”的快速普及所确定的需要,“智能建筑物”即期望被称为“智能对象”的电气设备的显著存在的建筑物。这种创新的配线架构可以在所有现有建筑物中实现,而不需要创建空间来容纳缆线管道或从建造的观点来看不需要其他侵入性干预;它还保证了AC和DC模式两者中的数据和电力分配,基本上在任何地方,因此支持“智能对象”的安装和灵活定位;并且实现了所有这些,同时还保证了高于或等于当前法规对本主题所要求的安全要求。这种配线架构提供了一个或多个“导体环”的铺设,每个导体环包括多个平行的导体缆线;并且可接入以并行地对多个电气设备供电,所述多个电气设备可以位于任何点。此外,这些“导体环”与数据传输线相关联,适于支持与所述电气设备的数据交换,并且包括至少一个“接触电极卡”,即允许灵活地重新配置这种“导电环”中的触点的卡。在优选的应用形式中,所述“导体环”由“带状缆线”制成,即,扁平且薄的缆线,其可以铺设在墙上而无需挖掘特殊的迹线,并且它们可以通过安装用于引出触点的适当的盒而可接入,所述盒被设计成以最大的灵活性安装在这种“带状缆线”上和从其上拆卸。
Description
技术领域
本发明的应用领域是建筑物的结构化布线,即,从1990年代末开始开发的并且在建筑工程领域中变得越来越重要的那些设计方法(在许多情况下与特定装备的使用相关联);该主题产生了如此多,除了特定的大学级别的课程之外,还产生了由全世界的主要监管机构产生的相当大量的标准和技术建议。
特别地,在本说明书中教导的本发明指出了与当前时间的需求同步的结构化布线架构,其在复杂性和性质方面不再与仅四年或五年前的需求相当;实际上,当前时间的这些需求在立法和已知技术中,甚至是在最新的立法和已知技术中,并不总是找得到足够的答案。
现有技术
在二十世纪的90年代,当优化建筑物布线的问题开始出现时,这基本上涉及通常用于办公和商业的建筑物,因为工作活动的不断增加的计算机化需要在每个工作站处连接计算机和电话。此外,存在于同一建筑物中或甚至遍及地理网络的越来越多的设备、服务器和打印机必须潜在地可从这些工作站访问。
布线问题基本上与两个主要需求相关联:
a)实现有序系统,以便使它们的管理和可维护性更容易,即使在工作站的数量增加时;
b)实现具有内在灵活性的系统,使得可以通过以很大的自由度改变接入点的布置和数量来重新配置建筑物的数据网络。
从这些第一个问题可以看出,问题本质上涉及电信网络,其中区分了电话分配和数据分配。在最初建立的重要决策中,存在对同轴缆线(甚至在标准层面上)的逐渐放弃,这可能是因为它们太庞大,但以前它们也广泛用于数据传输。同轴缆线如今仅用于电视视频信号的分发。然而,后者并不广泛地分布在整个建筑物中,并且这种局限一直持续到现在。
灵活性的问题也通过关注于房屋的结构和建筑特性来解决,使得用作工作环境的大量建筑物建造有浮动地板或假天花板;在许多情况下,缆线在可见的缆线固定器结构上通过。
供电网络不是特别感觉到的问题,因此结构化布线理论没有系统地面临供电问题。事实上,普遍的问题是,管理用于电信信号的庞大且日益增长的数量的缆线,并且具有用于通信缆线的通道的相当大的空间,添加可能在专用柔性管道内适当地分离的电线实际上不是问题。
在此基础上,建筑物的结构化布线基本上产生了使得可以创建具有相对有序架构的数据网络的方法。定义了网络拓扑的一些分层层次,例如,对于分层层次,我们说到了可以在其中创建总线架构或环形架构的水平布线,以及互连各种水平布线的垂直布线,直到谈到”校园配线“(但是,在这种情况下,统一的行话并不那么普遍),其被设计成互连单独建筑物的布线,但是其位于有限区域内。
技术监管机构为任何类型环境中使用的缆线、连接器和各种网络装备制定了相当多的标准。除了技术性能之外,这些标准还将其注意力放在安全方面,因此在许多情况下,这些标准已经成为要强制遵守的实际规则,并且它们被包括在关于安全的框架条例中。
尽管供电网络也经历了公平的技术发展,尤其是在安全方面(别忘记电气系统是火灾的最常见原因之一),但是这在旧的架构的基础上继续发展,能够具有足够的管道来容纳相当数量的电缆。从理论的观点来看,电源的分配不是严格地关注”建筑物的结构化配线“的主题,即使由于“建筑物的结构化配线”需要存在用于配线的通过和布置的大空间的简单原因而从其获得了很大的益处。
因此,迄今为止,我们见证了用于建筑物内部的配电网络的激增,其特征在于铺设越来越多的缆线,直到在特定情况下变得异常。在住宅环境(通常不受经典的“结构化布线”影响)中也观察到(非常一致的电气配线的)这种现象,特别是当建筑物被设计成支持许多家庭自动化服务的安装时。
然而,即使在存在大型配电网络的情况下,架构也基本上是二十世纪90年代的架构;正是由于这个原因,必要的配线数量特别高,并且没有被优化。
目前,在建筑物内传送电视信号的同轴缆线到达几个点:如果需要在建筑物内分发电视信号,则将其引入到专用装备(例如编码设备)中,并在数据网络中传送。
这是普遍的情况,即,即使需求已经发生了很大的变化,特别是在最近几年,这在现有技术中直到今天仍然是普遍的。
第一个改变涉及在生活环境中也对结构化布线的日益明显的需求。如前所述,随着与生活环境混杂地执行的远程工作的逐渐增加,对工作的组织也注定会发生深远的变化。然而,不需要获得一个或多个工作站,这代表了从工厂工程的观点来看的最重要的改变,尤其是因为已经利用根据IEEE 802.11族的标准的无线覆盖克服了将计算机连接到因特网的数据网络的问题(至少对于当今在本地网络中需要的业务量)。类似地,电话也广泛地通过无线电来分发。
真正的新问题涉及所谓的“智能对象”的连接,除了需要经常安装在不容易预测的点之外,它们需要电力,通常很少或非常少,但是在任何情况下,它们必须被馈电。
“智能对象”(下面你将更好地明白“智能对象”所表示的含义)以及被供电通常也必须连接到数据网络。在大多数情况下,它们不需要特别有能力的连接,它们通常交换几个比特,然而,由于它们可以执行对于家庭的正确功能必要的任务,所以建议它们不依赖于无线电通信,无线电通信甚至可以容易地被外部干扰,以非常简单的方式导致一方遭受破坏行为,或者更糟。
另一个涉及生活环境的大区别和关键性的因素是由缆线通过的问题给出的;这是由于在未来情况下安装灵活性的要求越来越恶化的事实而促进的。
家庭生活的新方式、生活舒适度的质的飞跃的寻找以及能量效率的重要性将是家庭现代化的有力驱动因素。
虽然一方面“智能对象”将不断地增加它们的数量,必须被安装和定位在难以用先验设计预见的点中,但是另一方面房屋的结构和环境的结构通常将不能够保证使用在用于建筑物的“结构化布线”的经典方法中使用的方法的安装的必要灵活性。
事实上,在受这种现代化波关注的大多数建筑物中,没有(并且甚至将不能获得)浮动地板或假天花板,因此不能获得用于必要缆线的所有空间。此外,美学上的限制将导致缆线保持结构或暴露的缆线管道的非常微不足道的使用。
最终,新的情况使得在越来越多的环境中需要新的布线;而由于上述原因,将不可能使用已知的结构化布线方法。此外,新的布线的特征在于还在关键优先级的顺序方面的颠倒:如果在过去,通信布线是关键的,并且充当定义建筑物的“结构化布线”的方法的飞轮,而电力布线是最次要的问题;在新的情况下,电力布线看起来是最关键的。
目前观察到的现象非常有说服力:在新的家庭和建筑物装修中,铺设数公里的电缆,以试图创建适合于满足新的家庭的需要的系统,但是就电信配线而言,在几个地方仅布置几个接入点,作为适合于无线地接入电信网络的设备。
这种措施不能是长期解决方案。事实上,即使在配电极度发达的情况下,也缺乏保证“智能对象”的灵活定位的基本要求。此外,从长远观点来看,目前广泛用于确保所有需要无线连接的设备之间的连接性的无线连接不能被假定为确保对所有装备的充分接入的唯一解决方案。
例如,考虑通过LED照明技术使照明舒适度的管理成为可能,其中我们从基于几个“光点”的照明转向由大量小光源发射的分散照明,当仅更换一些家具时,所述小光源必须是可移动的,并且必须能够根据通过特殊传感器可获得的信息而被调节和控制。
当前的布线方法不足以支持未来的情况,然而,改变已经在进行中并且迫切需要成功。这种正在进行的改变一方面导致当前布线架构的低效率和成本,另一方面,然而,其受到将所有的技术引入到适合并且便于引入技术的家庭中的不可能性的阻碍。
减慢对新情况的支持的基础设施关键性也仅在机构级被部分地理解,使得升级网络基础设施(电信和电力两者)的大型项目在全球范围内被启动,并且鼓励建筑物的现代化,认识到这种现代化在快速变化的系统经济的角度上的重要性。然而,布线架构尚未被充分地定义,为新的实际标准的可能确认留下了相当大的空间,只要这些标准与当前网络兼容:也就是说,它们不能引起与“智能对象”链接的市场的技术分割。
应当注意,在本说明书的上下文中,经常参考关于家庭、考虑住宅部分的未来场景,然而,所阐述的概念涉及以最一般的方式意图的所有“生活环境”:即,在所有意义上由人们居住的环境。因此,还包括专用于工作活动的环境(办公室、执行空间等...)和用于一般公共使用的环境(从展览区域到商店等...):毕竟,这不是处理关于建筑物的实际使用的演变的分析的正确地方。
因此,在下文中,将使用术语“智能建筑物”,其在当前的普通行话中被很好地理解,以指代其操作被大量“智能对象”强烈地支持的所有建筑物。
必须强调的另一观察涉及网络的重新配置的灵活性。
传统的结构化布线非常关注于提供重新配置通信网络的可能性,提供了位于要配线的环境的适当点中的所谓“接线板(pacth panel)”的存在。换句话说,在结构化布线中,几乎总是存在容易触及的点,在该点处,通过修改物理端口对之间的连接,通过使用非常短的缆线(厘米量级),可以以很大的灵活性来分解网络,可以创建永久或半永久专用连接,以激活或去激活连接,等等…。
在电气方面,没有设想真正的“接线板”,然而,越来越多地以来自开关或来自用于电气负载的连接点的所有缆线到达特殊的“接线盒”中的方式来设计系统。这样,通过与这些“接线盒”相对应地进行干预,可以对电气系统的配置进行一些改变。此外,当前的电气系统不能忽略电气板(electrical panel)的存在,该电气板也可以具有中等的复杂性,并且其表示可以根据通常固定和预先确定的分区来分割配电网络的点。必须指出,这种设计实践虽然对于维护也非常有用,但是绝对不足以支持在如上所概述的“智能建筑”的情况下出现的重新配置需要:在几个“接线盒”和每个单个负载点或每个单个开关之间提供直接电连接是不可想象的。
特别地,即使在中等技术复杂性的简单公寓的电气系统中,现今已经建造的“接线盒”的数量以及它们的“填充”已经达到接近不可管理的程度;也就是说,可用来重新配置电气系统的干预,即使在非常有限的程度上,也显得麻烦且低效。
如已经提到的,用于“智能建筑”的确认和扩散的使能技术已经是可用的,至少在很大程度上是可用的;并且也开始面临“智能对象”的安装问题。例如,坚持于由提出本结构化布线解决方案的那些人已经设想的解决方案,已经提交的一些专利申请被报告。
IT102016000068632-“Modular LED lighting device”和IT102018000006340-“LED lighting device”是提供用于特别舒适的漫射照明的创新解决方案的解决方案,其可以根据在“智能建筑物”的上下文中变得可能的新标准来设计。
IT102018000009039-“Optical fiber cabling and installation methodthereof”和IT102019000020717“Wall mounted box for electrical systems andinstallation method thereof”是解决在不建议在要配线的环境的墙壁上介入侵入性动作的情况下用于通信和电源两者的配线问题的解决方案。
另一方面,IT102020000006904-“Air sanitation system”提出了一种要安装在室内环境中以改善空气质量的装置,该装置可以完全被认为是“智能对象”。
当然,就电信布线而言,建筑物的结构化布线和安装配电系统的当前实践两者由于上述许多原因而代表了不足以支持将来的情况的技术,将来的情况很可能将看到所谓的“智能建筑物”的逐渐普及。或许,这种当前实践的实际持续性以及相关配线技术的实际持续性在减慢能够用于这种情况并且已经潜在可用的其它技术的扩散方面具有不可忽略的重要性。
发明内容
因此,本发明的一般目的是指出一种满足由“智能建筑物”的出现所确定的需要的创新的生活环境配线架构。特别地,所述创新的配线架构必须保证以下性能:
√它必须适用于所有现有建筑物,而不需要创建空间来容纳缆线管道;
√它必须基本上到处保证AC和DC模式中的数据和电力分配;
√它必须允许“智能对象”(以及一般负载)的安装和灵活定位,
而从建造的角度来看没有太侵入性的干预;
√它必须保证安全要求高于或等于相关现行法规所设想的安全要求。
此外,所述创新的配线架构必须允许创建从要连接的装备的角度来看可以表现为传统网络的系统,即,必须支持所有类型的“智能对象”的安装,而不对可以安装的装备施加特定的技术约束;以便不在“智能对象”市场上引入过多的技术分割。
特别地,这种创新的配线架构将允许定义一种方法,用于设计和实现足够通用的电气系统和本地电信网络,以便能够支持所谓的“智能建筑物”的任何可能的未来发展。
同样重要的是,这些发展可以通过最小化对建筑物干预的需要来支持,并且它们可以应用于任何类型的建筑物,保护现有建筑物遗产。
因此,本发明必须提供一些旨在限制安装的实际困难的权宜之计:由于必须干预极其多变的建筑物而可能出现的困难,其中,与墙类型有关的特定特性不是必需的,因此,不建议提供“接线盒”的定位,像当前流行的那些一样多且庞大,同时保持网络的高可重新配置性:必须比现今广泛使用的系统的可重新配置性高得多的可重新配置性。
本发明的目的是通过采用一种电力分配网络架构来实现的,其中,存在至少一个“导电环”;并且所述“导电环”的特征在于以下事实:
√它包括多条平行的导电缆线;
√它是可接入的,以向并联的多个电气设备提供电力,并且所述电气设备可被定位在所述“导电环”的任何点处;
√它与数据传输线相关联,数据传输线适于支持与所述电气设备的数据交换。
此外,所述至少一个“导电环”包括至少一个“接触电极板”
√所述“接触电极板”在其周边上具有至少三个“接触电极组”,
以及
√至少两个“接触电极组”包括数量至少等于包括在所述“导电环”中的平行导电缆线的数量的电极,并且所述两个“接触电极组”被设计成各自与所述平行导电缆线的端部连接,以便闭合所述“导电环”,并且
√所述“接触电极板”是平坦且薄的,还由具有电绝缘性质的支撑件形成,在所述支撑件上,存在导电材料的迹线。
因此,所述“接触电极板”具有至少一个“接触电极组”,该“接触电极组”不与构成“导电环”的平行导体缆线的端部连接,所述“接触电极板”插在“导电环”上。因此,该至少一个“接触电极组”可用于与属于所考虑的“接触电极板”的其它导电缆线进行接触;通常,这些其它的导电缆线用于将所述“导电环”连接到电气系统的其它部分。
在优选的实施形式中,为了使这些“接触电极板”适于重新配置与到达所述“接触电极板”的缆线的接触,在其上的适当位置处存在穿过迹线的孔;这些孔被设计成插入“接触引脚”,其允许你改变各个迹线之间的接触,从而因此改变连接到各个“接触电极”的导电缆线之间的电耦接。
特别地,在电气系统中存在多个“导电环”的典型场景中,存在于一般“接触电极板”中的各种“接触电极组”可以耦接到不同的“导电环”,因此,从拓扑的观点来看,这些“导电环”在所述“接触电极板”处相交,从而例如通过使用所述“接触引脚”适当地配置电耦接。
或者,存在于包括在第一“导电环”中的一般“接触电极板”中的一个或多个“接触电极组”被耦接到形成分路的导体,以连接不与所述第一“导电环”相交的第二“导电环”,或者连接使得这些接触可用于负载的盒。
在其它实施形式中,所述“接触引脚”也可以用于将一些电子组件连接到所述“接触电极板”,这些电子组件允许接触配置的自动化,而不必物理地移动所述“接触引脚”。
可以观察到,所述“接触电极板”(其可以存在于每个“导电环中”,甚至数量大于一个)的存在如何在复杂电气系统的配置和分段方面赋予相当大的灵活性,从而减少了提供大量缆线必须朝向其集中的接线盒和复杂配电盘的需要。
此外,观察到一般电气系统如何可以是相当复杂的:它可以由许多“导电环”组成,并且这些“导电环”可以由不同数量和类型的平行导体缆线组成,这取决于“导电环”是分配交流电压还是分配直流电压、分配单相电压还是分配三相电压、或者分配不同电压的组合。
然而,应当注意,在住宅类型的应用中,由四个平行导体缆线组成的环显得特别令人感兴趣,其中两个缆线承载AC电压,而两个缆线承载DC电压方式。事实上,除了目前仍然广泛使用的AC方式负载(例如家用电器)之外,还存在越来越多的DC供电负载(例如,大多数“智能对象”)。
本发明的主要优点在于,上面突出的架构特征对于限定允许满足本发明构思的所有目的的配电网络的架构是必要的。
此外,基于本质上纯粹是架构性的所述基本特性,可以指示也具有技术性质的另外的特性,其以更完整的方式限定根据本发明的教导的电源分配网络的架构。在这些附加特性中,以下是特别重要的:
√使用所谓的“带状缆线”,下面将更详细地描述;
√使用称为“触点引出盒”的特定组件,也将在下面更详细地描述,并且也在IT102019000020717(“Wall mounted box forelectrical systems and installationmethod thereof”-D.DeFecondo-2019年11月)中描述;
最后,立即观察到,使用所述“接触电极板”还具有进一步的实际优点,因为当导体环没有容纳在管道中,而是“带状缆线”时,它们便于导体环的铺设,允许容易地重新对准铺设在不是完全平坦的、或不是正方形的、或在其取向上以某种方式不精确的墙上的平行导体。
附图说明
本发明还具有进一步的优点,这些优点从以下参考实际实施例的示例的描述、从形成本说明书的整体部分的所附权利要求以及从附图将变得更加明显,其中,实际实施例示出了进一步的细节,在附图中:
图1a示意性地示出了根据现有技术的包括两个电导体的“带状缆线”的两个正交视图;
图1b示意性地示出了适于在本发明中应用的类型的另一“带状缆线”的一部分,该带状缆线包括四个电导体和专用于数据传输的缆线;
图2示出了本发明的安装的示例;
图3示出了根据本发明的“接触电极板”。
具体实施方式
如所预期的,本发明的优选实施方式从使用已知的但不是非常广泛的用于制造缆线的技术中获益很多:这些是所谓的“带状缆线(ribbon cable)”。这些缆线呈现为扁平且薄的带,其可以铺设在两片石膏板之间,或者在板(panel)下,该板又被使得粘附到任何类型的下层墙,或者甚至在砖石墙的表面上,然后用薄石膏层、或者特殊的平滑化合物、或者用于修饰墙的其它材料覆盖。
因此,在描述本发明之前,简要描述如何制造这些新概念的所谓“带状缆线”是有用的。
所述“带状缆线”在内部包括一定数量的导电材料(通常为铜)条。这些导电条可以并排布置而不彼此电接触,并且在两个面上覆盖有绝缘护套,该绝缘护套除了使导体绝缘之外还使导体保持间隔开且平行。
根据需要或用途,“带状缆线”可以被制成包括可变数量的导电条;以便存在包括两个、三个或任何数量的导体的“带状缆线”(或甚至用于数据、视频等的光纤缆线)。通常,绝缘护套在其外表面上制成粘性的,以便于它们沿着期望的线路径铺设。这些“带状缆线”不需要管道,它们被附接(由于粘性面)到墙或板上,然后通常用放置在墙本身上的附加的饰板覆盖。
观察到,可以获得厚度小于一毫米,通常为0.25至0.35mm的这种“带状缆线”;事实上,在任何情况下,当与限定建筑领域的典型精度的度量相比时,这些厚度几乎是可忽略的厚度。
在石膏板墙的情况下,典型的安装方法设想将这些“带状缆线”定位在石膏板的两个耦接片材之间;事实上,为了使壁具有一致性,经常使用双板材,并且所谓的“带状缆线”完美地适于插入在两个耦接的板之间。
通常,很明显,无论何时环境的内壁在外部用任何材料的板(panel)(或板材(slab))进行修饰,该板(或板材)被制成粘附到下面的墙面,铺设在该表面修饰板下面是非常方便的。“带状缆线”,因此产生特别高效的电气配线,并且实际上没有显著的体积。
应当注意,这些配线不需要任何类型的管道或导管,因此,它们是极其安全的,特别是从火的传播和它们产生的烟雾的角度来看。换句话说,使用这种类型的配线在防火安全方面具有许多优点,并且允许在没有薄弱部件(例如,为传统系统的配线准备的导管)的情况下形成防火和/或防烟墙。在这方面,注意到“带状缆线”技术已经被测试了耐热性(即,耐火性),并且具有优异的性能:在850℃下超过两小时的连续耐热性,以及在达到983℃的温度下的破坏性试验中的73分钟的耐热性。
此外,从声音的角度和从热的角度来看,在墙内没有导管一般地改进了墙的所有隔绝特性。
图1a仅为了描述的目的,以其最简单的形式呈现了一段“带状缆线”的两个正交视图,并且还不足以完全实现本发明。
数字120表示作为整体的“带状缆线”。在俯视图(左视图)中,可以理解存在用数字122表示的两个导电条。图1a中表示的“带状缆线”120非常简单,因为它仅包含两个导电条122,这对于这种类型缆线的第一次描述是足够的。如图中的带状缆线那样的具有两个导体的“带状缆线”120适于承载AC和DC两者的电势差;具有三个导体的“带状缆线”允许还承载中性线;然后,可以产生具有四个导体的“带状缆线”以承载三相电源,或者同时承载AC线路和DC线路。通常,可以提出具有更多数量的导体的“带状缆线”,以便适应在设计阶段中设想的任何电源架构(例如,通过分配AC和DC两者,可能在不同的电压下)。
导电条122由以标号121指示的保护套保持平行、间隔开并且绝缘。
在截面图中(在图1a的右侧),可以理解两个导电条122是如何平坦和薄的,以及它们是如何被包含在保护套121内的。数字129表示“条”120的厚度。所述厚度129代表这些类型缆线的最感兴趣的尺寸数据。事实上,可以制造具有优良的导电特性和优良的绝缘的“带状缆线”120,同时保持一毫米量级甚至更低的厚度。正是这个尺寸非常细微,允许创建非侵入式电气系统,非常适合于支持未来的情况,其特征在于需要为建筑物内的非常大量的点供电。
图1b示出了一段不同构造的“带状缆线”。即使在图1b中,“带状缆线”作为整体用数字120表示,正如套总是用数字121表示,并且导电条用数字122表示。与图1a所示的类型相比,它具有更多数量的导体,在该示例中为四个,以及四根另外的线,例如光纤,用数字123表示,并且适合于传输通信信号,通常这些线是用于数据传输的线路。
尽管更宽,因为它包括更多的内部导体,但是图1b中呈现的“带状缆线”基本上保持与图1中所示的简单缆线相同的厚度。
除了不需要在墙上挖槽来铺设管道的明显优点以及在安全方面的优异性能之外,用“带状缆线”制成的配电系统还具有另一不容置疑的优点,其在于电力触点的容易引出性。事实上,缆线实际上在表面上,因此容易触及它以进行电耦接。
在IT102019000020717("Wall mounted box for electrical systems andinstallation method thereof"-D.De Fecondo-2019年11月)中说明了一个非常重要的例子,该例子涉及从“带状缆线”中容易地引出电触点,该带状缆线可应用于覆盖有石膏板面板或其它适于制造覆层(或修饰)板的材料的墙。IT102019000020717中指出的“触点引出盒”特别适用于根据本发明的配线,因为它们适于以很大的灵活性安装和定位在铺设“带状缆线”的墙上。从设计的观点来看,在更一般的意义上,这些“触点引出盒”用于具有“总线”架构的新概念电气系统的环境中,其中,遍及建筑物地布置承载电压的一个或多个电源线(原则上DC和AC两者),几乎到处转向,并且负载在任何点处连接到这些火线而不在接触点处中断它们,使得在墙的外部可以使用电源接口,并且因此对于负载来说电源接口是可接入的。
IT102019000020717中指出的这些“触点引出盒”的特征在于如下事实:当安装时,它们部分地凹入在墙中,在所述电力线的要引出外部出现的触点的部分上方,并且仅凹入与表面修饰板的厚度相对应的厚度,它们还配备有至少一个电极,该电极以这样的方式定位,即,当安装所述“触点引出盒”时,该电极被压在所述“带状缆线”上,以便与电源线的导体电接触。
图2表示房间的角落,用数字200表示,其示出了根据本发明的建筑物中的配电网络。前三位数字组成数字120的数字示出了铺设在房间200的墙上的“带状缆线”的一些片段。数字1201表示一段上环,该上环由两个平行的“导电条”构成,并且必须设想该上环覆盖房间200的靠近天花板的整个周边。数字1202表示一段下环,其必须被设想为覆盖房间200的整个周边,但是处于较低的高度。所述下环1202由四个平行的“导电条”构成。图2所示的配线示例允许说明本发明的可能实现形式。由四个导体组成的下环1202可以使用一对导体分配AC电源,并且使用另一对导体分配DC电源。
前三位数字组成数字140的数字表示两个“接触电极板”。标号1402表示包括在下环1202中的“接触电极板”。在所述“接触电极板”1402中,除了闭合下导电环1202所需的“接触电极组”之外,还存在允许与另外两条缆线电连接的两个其它“接触电极组”。由两个“导电条”组成并用数字1204表示的向上配线,以及也由两个“导电条”组成并用数字1203表示的向下配线。
通过适当地配置到“接触电极板”1402的内部触点,可以连接向上配线1204,使得它将连续的电力传送到上环1201。并且,再次由于“接触电极板”1402的内部可配置性,可以连接向下取向的配线1203,使得其将AC电力传送到用数字1302表示的“触点引出盒”。
继续遵循图2中例示的配置,我们看到配线1204将“接触电极板”1402(包括在下“导电环”1202中)与“接触电极板”1401(包括在上“导电环”1201中)连接。通过适当地配置“接触电极板”1401的内部触点,可以确保上“导电环”1201在接近天花板的高度处沿着房间200的周边分配DC电力。由于DC电力的这种分配,因此可以使用如图2的示例中用标号1301指示的“触点引出盒”那样的“触点引出盒”在周边的任何点处引出电触点。所述“触点引出盒”1301可以用于为LED光点或环境传感器或更一般地“智能对象”供电。
图2的示例虽然将其自身限制为示出了存在于一般房间200的角落中的配线,但是示出了如何能够通过铺设多个由“带状缆线”制成的“导体环”来制作用于电力供应的分配的配线,一些“接触电极板”和连接不同“导体环”的缆线位于其上。通常,对应于所述“接触电极板”,可以分离出配线,该配线除了连接其它“导电环”之外,还可以到达所述“导电环”之外的需要电力的点。
这种类型的配线的极大灵活性是由以下事实给出的,即,用于为负载供电的触点可以借助于适当的“触点引出盒”在“导电环”的任何点处被引出,其可以位于所述“导电环”的任何点处。此外,如果电源必须在并非恰好在“导电环”上方的位置,由于“带状缆线”的安装特别容易,所以非常简单的是设置从最近的“接触电极板”分支的短配线,如图2中例示的情况,其中配线1203从“接触电极板”1402分支。为了完整性起见,注意,在最近的“接触电极板”需要过长的分支配线的情况下,分支配线也可以源自为此目的而定位的“触点引出盒”。
与实际情况相比,图2的表示明显非常简化,并且其是仅出于例示根据本发明的教导执行的电气配线的效率和灵活性的目的而提出的。虽然在图中未示出,但是对于有效地支持关于“智能建筑物”的发展的未来情形是必要的是,有可能利用适当的数据信号到达所有可能的电负载以及“接触电极卡”。
数据分发的需要,特别是用于将命令传输到“智能对象”(或“接触电极板”)的需要,源自于根据本发明的配线不提供电源线上的开关的插入的事实,所述电源线必须总是在它们的所有点处都是带电的,以便在必要时总是且处处保证电源。因此,必须借助于直接作用于负载的命令来确定“智能对象”的接通和断开,或者更一般地,“智能对象”的调整/配置。然后,这种明显的限制(即,不可能使用线路中断)实际上很容易克服,因为可以并且非常容易以许多方式向所有负载传送适当的命令,其中至少三种方式在下面被报告。
1)可以使用无线电信号。已经存在基于简单、可靠并且还经济的技术而被精确地设计和构思以支持IoT(物联网)场景的各种标准。
2)由于这些是控制信号,因此它们需要极低的比特率,因此对于数据传输不需要特别的性能要求:因此,也可以使用电网的导体(这是本发明的主要目的)来传输这种数据。通常,实际上,存在关于电力供应配线的数据传输技术的巨大提供和关于该主题的大量文献。所谓的PLC(电力线通信)技术是绝对成熟和可靠的技术,如此的多,因此这种传输模式根本不构成技术问题,除了存在太大量的标准的事实之外,因此最终的兼容性问题可能在选择用于“智能建筑物”中的各种设备时产生一些困难。
3)存在“带状缆线”,其与导体缆线一起还包括专用于数据的缆线,因此,也通过专用缆线上的数据连接到达被供电的所有东西。这种解决方案似乎是最有趣并且一般地最正确的,因为除了最安全之外,它还可以保证能够管理日益高级的应用(甚至到目前为止还不可想象的)的非常高的比特率。
如从上面已经说明的内容可理解的那样,“接触电极板”构成了在根据本发明教导的系统的构造中特别重要的元件。
图3示出了所述“接触电极板”的实施方式的形式,其中可以理解薄的尺寸、因此安装的容易性和很大的使用通用性。
在图3的实施例中,所述“接触电极板”整体上用数字140表示,并且具有用数字141表示的绝缘材料的支撑件,在该支撑件的两个面上放置有导电迹线。通常,然后用绝缘保护薄层覆盖铺设在所述绝缘材料的支撑件的两个面上的迹线。在图3中,我们看不到在不在视野中的面上的迹线,这必须想象为基本上类似于图中可见的那些迹线。
这些导电迹线(其中一条在图3中用数字142表示)具有如下构造,即,当所述“接触电极板”140放置在“带状缆线”末端处的墙上时,使这些导电迹线易于通过与“带状缆线”的“导电条”接触而被连接。在所述“接触电极板”140上还有用数字143表示的“内部接触件的配置孔”,其穿过所述“接触电极板”并定位在板的各点中,以便还与两条导电迹线交叉,这两条导电迹线各自放置在所述“接触电极板”的不同面上。所述“内部接触件的配置孔”以这样的方式布置,即,可插入适合于与两条交叉迹线中的一条或与两条交叉迹线电接触的特殊引脚。然后通过将这些引脚连接在一起,可以在不同迹线142之间进行特定的接触。
所述“内部接触件的配置孔”也可以用于将电子组件连接到迹线;这些组件可以被适当地编程以动态地配置这种“接触电极板”140,从而获得其架构极其灵活并且甚至可远程配置的网络,而不需要对这些插头的定位的物理干预:这些电子组件中的一个在图3中用数字144表示。
应当注意,图3所示实施例中的“接触电极板”140仅是实施形式的一个例子,其具有薄的优点,因此与根据本发明的配线的非侵入安装原理一致。因此,我们不关注迹线142的拓扑,也不关注“内部接触件的配置孔”143的定位,因为存在无数的变型,其适于与可以被安装以产生根据本发明的系统的种类繁多的“带状缆线”耦接。
总结评述
确定的是,与现有技术提出的传统解决方案相比,根据本发明教导的智能建筑物的结构化布线架构在支持针对未来生活环境可预见的发展场景方面看起来非常有效,未来生活环境越来越关注舒适、空气质量、安全、能量效率,并且通常关注建筑物的“智能”管理。
因此,一般地,本发明在保持所要求保护的权利的同时,适于多种变化。事实上,它可以在不同的规模上进行开发,并且可以开发到对具有不同预期用途的环境进行配线。
此外,本发明本身可以部分地实现,并且可以修改各种所述元件的相互位置;此外,每个元件可以以不同的材料、形状或尺寸开发,并且许多所描述的细节可以由技术上等同的元件替代。
特别地,对特定缆线的使用不构成本发明的必要部分,即使到目前为止,使用所谓的“带状缆线”似乎是最适合根据本发明的配线的实现的解决方案。然而,本发明的一个非次要优点在于,在已经存在传统配线的环境中,其也可以逐渐地被实现,传统配线可以继续使用;产生混合配线,然而,混合配线仍然实现了表征本发明的基本概念。
此外,如果将来材料行业要使比优选实施方式中提到的那些更有利的导电材料的新技术可用,以便更高效地实施本发明,则可以在不改变创造性和启发本发明本身的原理的情况下进行进一步的改进。
本发明的其它可能的变型可以与一般电子技术的发展(其朝着更大的小型化和朝着更低的功率要求发展)相联系,使得根据本发明的教导的智能建筑物的结构化布线架构可以例如包括传感器的集成,所述传感器适于根据日益优化的顺序来调节组成它的各种子系统的操作。此外,除了仅仅电源的分配之外,不同复杂性的组件可以被集成并且能够执行其他功能。
因此,尤其是在这种发展场景的情景中,本发明有助于结合和支持能够改进所述系统的性能的进一步的开发和改进工作。因此,本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下进行许多进一步的改进,因为本发明的范围是由本说明书和构成本说明书的组成部分的所附权利要求书得到的;或者,如果所述发展未包括在本说明书中,则它们可以是与本发明相关联的或依赖于本发明的进一步专利申请的主题。
Claims (5)
1.一种用于在建筑物中分配电力的网络,其包括至少一个“导电环”;并且所述“导电环”:
a.包括多条平行的导电缆线;
b.所述“导电环”是可接入的,以向并联连接的多个电气设备提供电力,并且所述电气设备被允许定位在所述“导电环”的任何点处;
此外,所述至少一个“导电环”的特征在于:
c.所述平行的导电缆线被包括在至少一条“带状缆线”(120)中,所述带状缆线至少部分地由多个并排放置的导电条(122)构成,呈扁平薄带的形状,
d.其与数据传输线相关联,数据传输线适于支持与所述电气设备的数据交换,
e.其包括至少一个“接触电极板”(140),以及
f.所述“接触电极板”(140)在其周边上具有至少三个“接触电极组”,以及
g.所述“接触电极组”中的至少两个包括数量至少等于包括在所述“导电环”中的平行导电缆线的数量的电极,并且所述两个“接触电极组”被设计成各自与所述平行导电缆线的端部连接,以便闭合所述“导电环”,并且
h.所述“接触电极板”(140)是平坦且薄的,还由具有电绝缘性质的支撑件(141)形成,在所述支撑件上,在所述“接触电极板”(140)的两侧存在导电材料的迹线(142),使得在所述“接触电极板”(140)的相对侧上的任何一对所述导电材料的迹线不直接电接触。
2.根据权利要求1所述的用于在建筑物中分配电力的网络,其中所述至少一个“导电环”与至少一个“触点引出盒”相关联,所述至少一个“触点引出盒”适合于在不中断所述至少一个“导电环”的电连续性的情况下被安装和拆卸。
3.根据权利要求1所述的用于在建筑物中分配电力的网络,其中,在所述“接触电极板”(140)上存在被布置成插入接触插头的“内部接触件的配置孔”(143),接触插头在所述“接触电极板”(140)的其中两条导电材料迹线(142)穿过的区域中穿过所述“接触电极板”(140),并且所述接触插头适于与两条交叉迹线中的一条迹线或与两条交叉迹线电接触。
4.根据权利要求1所述的用于在建筑物中分配电力的网络,其中在点“c.”中提及的所述数据传输线也利用通过供电网络的导体的数据传输技术来实现。
5.根据权利要求1所述的用于在建筑物中分配电力的网络,其中在点“c.”中提及的所述数据传输线也利用专用于数据传输的缆线来实现,所述缆线的侧面是所述导电条(122),所述导电条被包括在所述至少一条“带状缆线”(120)中。
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