大型公共建筑門控安防系統設計初探

■ 朱道明 蔡銳

大型公共建筑的門控安防系統設計具有典型代表意義，幾乎涵蓋了各類工業與民用建筑門控安防系統的各種需求。但這些設計思路的來源都需要先進的設計理論和完善標準體系為基礎。

隨著中國經濟的高速發展，各類工業與民用建筑的建設也進入了迅猛發展時代。相比之下，公共建筑的發展速度顯得尤為顯著。大型公共建筑，特別是一些大型綜合體建筑、超高層建筑和地標性建筑，往往處于城市中心繁華地段或人流量密集的地點，營業時間長，在各類建筑物中種類最多、功能和建筑結構也最為復雜，建筑物既要保證日常營業活動的正常進行，又要確保公私財產安全和人身安全，安防和安全需求最為突出。因此大型公共建筑也成為建筑門控安防技術最主要的研究對象。本文以北京首都機場T3航站樓為例，探討大型公共建筑門控安防系統的設計思路。

北京首都機場T3航站樓工程于2004年3月開始正式實施，于2008年2月試運行。由T3A主樓、T3B、T3C主樓、T3D、T3E國際候機廊和樓前交通系統組成，總建筑面積達98.6萬平米。T3主樓地面五層和地下兩層，一層為行李處理大廳、遠機位候機大廳、國內國際VIP；二層是旅客到達大廳、行李提取大廳、捷運站臺；三層為國內旅客出港大廳；四層為辦票、餐飲大廳；五層為餐飲。T3C（國內區）和T3E（國際區）呈“人”字形對稱，在南北方向上遙相呼應，中間由紅色鋼結構的T3D航站樓相連接。南北向長2900米，寬790米，建筑高度45米。機場旅客年吞吐總量達到8200萬人次，即平均每天有近23萬人在這個龐然大物中來往穿梭。

作為整個安防和安全系統的重要組成部分，門控安防系統的設計面臨巨大挑戰。我們英格索蘭安防技術設計部以美國門控系統設計理論為基礎，以美國國家標準（ANSI）、美國UL標準、中國國家標準、中國建筑行業標準和公安行業標準等相關標準體系為依據，采用以下分項解決方案完成了該項目的門控安防系統設計。

消防疏散

根據建筑物結構，合理設置安全疏散路線和設施，確保建筑內任何位置都有通往室外安全區域的連續通暢的疏散路線。處于疏散路線上的走道門、前室門、樓梯間門、安全出口門和人員密集房間的疏散門均采用逃生推杠裝置，同時保證防火分隔的有效設置和人員的快速疏散，并且選用有電控延時、報警等功能的逃生推杠裝置，有效解決平時財產安全和火警時人身安全的矛盾。

例如，航站樓的旅客候機區內是人員大量聚集的區域。因此，在考慮消防疏散的同時，也需要考慮到安防控制的要求。既要有效解決旅客在候機時突遇緊急情況時的快速疏散，又要防止在正常情況下旅客非法進入機場受控區域、工作區域及內部管理區域。結合美國NFPA 101、UL10C、國標《建筑防火設計規范》和建筑行標JG/T290的要求，對于此類疏散門，我們設計了逃生推杠裝置配合電磁鎖使用的門控方式，有效解決了人員疏散與區域管理的雙重需求。平時只有獲得有效授權的工作人員，才能通過門禁系統開啟電磁鎖進入受控區域。普通旅客是無法進入該區域的。而一旦出現火警等突發情況，與消防控制系統聯動的電磁鎖會自動斷電開啟，旅客只需推壓疏散門上與門等寬的逃生推杠裝置，一個動作即可開門，從而實現快速的大流量的消防疏散。

對于某些高安保區域的消防疏散門，我們采用了有雙向門禁控制功能的電控延時型逃生推杠裝置。這樣，即可實現正常狀態下憑有效授權進出，又可實現非授權狀態下推動裝置后延時一段時間，如5-15秒鐘后，也能自動解鎖出門的功能，同時，裝置可發出本地的或遠程的聲光報警。也可與門禁、消防、視頻監控等系統聯動，實現緊急情況下的立即解鎖，并引導人員緊急疏散的功能。

防火

工程對建筑門控系統的防火要求，不僅是門控產品本身的耐火性能，而且要求門控系統具有完善的防火功能。例如火情警報、隔斷火源、阻止煙霧蔓延等。因此采用合理規范的防火設計方案和通過認證的防火門是防火設計的基本要求。常閉防火門應采用通過美國UL10C標準、國標GB12955和公安行標GA93認證的防火五金件，以達到與防火墻等長的耐火時間要求。同時，采用達到美國ANSI A156.13標準要求的帶逃生功能的防火鎖具，既保證防火門有效關閉，又保證門內人員能迅速安全撤離。而常開防火門，則應使用與消防報警聯動的電磁停門閉門器或電磁門吸，使平時保持常開的防火通道門遇警及時關閉。在重要設備機房的防火門上使用門禁控制的機電一體化鎖，可以實現門外側受門禁控制、門內側隨時出門和斷電時門外側上鎖的功能。

T3航站樓的門的總數量多達6000樘，其中有近一半是防火門，在這些防火門中部分兼有門禁控制的需求。因此，需要嚴格按照相關標準的要求進行門控系統的選型設計。在深化設計方案中，我們同時采用了防火機械鎖和機電一體化鎖實現防火門的常閉需求。除了門鎖以外，鉸鏈、閉門器、順位器等五金件也使用了防火型產品，以確保防火門能夠在高溫環境中始終處于常閉狀態，這樣就可以將不同使用功能的防火門及五金件合理的結合到一起，實現有效的防火和安防需求。

無障礙使用

根據美國ADA殘障人保護法案和ANSI A117.1《易接近和可使用的建筑物和設施》標準的要求，在無障礙通道和殘疾人衛生間使用自動門，實現無障礙通行。在殘疾人衛生間使用帶呼叫系統的衛浴無障礙輔助設施，保證使用者的安全性及使用便利性。而對于衛生間門如不能設置為外開門時，則采用安全型內開門，緊急時可以迅速向外側打開。

除了考慮殘疾人士進出門的便利性之外，還需要解決在衛生間內如何實現上鎖、開啟、緊急呼救、使用指示、應急開啟等問題。因此，需要建立起可與自動門配套使用的一整套體系，如電鎖、內側感應器、內側呼救器、外側占用指示器、外側緊急開啟等設備。

解決進出門的問題后，還需要解決殘疾人士使用衛生設施的便利性。例如在洗手池兩側增加支撐扶手、坐便器增加帶有緊急呼叫功能的扶手等五金件等。

人員流動區域控制

根據美國NFPA101《生命安全規范》的要求，在候機樓的前臺區域和后臺區域交界的門上采用高強度機械鎖和高保安鎖芯或電子門禁系統，從而限制人員的非正常流動。在重點保護區域采用生物識別技術配合視頻監控和報警系統，確保區域安全。

T3航站樓門禁系統采用分布式聯網控制和中心實時監測的設計方案，持卡人憑卡根據權限范圍進入設防區域。而ITC弱電機房、公安分局制證中心、安防管理中心及各相關駐場單位管理中心均需納入門禁系統管理。視頻監控系統主要設備分布范圍除T3C、T3E、GTC、IDC、T3F、T3D外，還包括國航綜合樓3層和8層，公安樓4層、一級調度場、燈光站南站、北站、六號站、進場路、聯絡線等區域。遍及132個設備接入小間，2個匯聚間，1個核心機房，而且數字視頻系統經過08年轉場以來多次改造，系統包括2707臺攝像機，75臺視頻服務器，編碼器395臺，解碼器251臺，視頻工作站128臺，是目前國際上同類系統中最大的數字式視頻監控系統。

內部管理

通過機械總鑰匙系統和電子門禁系統的發卡權限設置等方式，實現內部人員出入控制及各種房間的分類分級管理。這兩套系統可以獨立并行，也可以交叉。

T3航站樓門禁系統分為三級管理體系。第一級是管理中心，分別設置在ITC弱電機房、公安分局制證中心、安防管理中心以及各相關駐場單位管理中心。第二級是門禁控制器，布放于各SCR機房。第三級是讀卡器接口模塊和前端設備。其中包括兩臺門禁服務器，6臺門禁工作站，除消防門58個，紅線門51個之外；由東區管理部管理的門禁系統有908個門禁點位，其中包括主控板132個，R2板779個。根據2009年2月的統計數據，T3航站樓門禁系統授權卡的數量已經達到49580個。

除了采用門禁系統控制的方式外，對于非門禁控制的工作用房，我們設計了總鑰匙管理系統。既可以有效實現按區域、按功能或按管理權限劃分的多種管理方式，也可以對內部各個功能房進行合并歸類，使具有相同特征的功能房納入同一系統，已達到對房間鑰匙進行分類管理的目的。然后再根據管理者的級別權限，對所屬房間鑰匙進行分級管理。

系統可靠性

在VIP區、高管辦公室、財務室、IT機房、中央控制室、高壓配電房等重要場所，我們設計使用了有專利認證的高保安鎖芯，以及高強度機械鎖和逃生推杠裝置，以提高安防系統的可靠性。

T3航站樓中的VIP區、元首樓（國賓樓）區域，除采用門禁系統和外圍周界視頻監控系統外，內部各出入口、管理房及重點區域則使用了獲得美國專利認證和通過UL437標準認證的Schlage牌Everest Primus系列美式高保安可換式鎖芯。同時，在T3主樓旅客區域的重點設備機房也采用了這種高保安鎖芯。其受專利保護的特殊邊齒型鎖芯結構，可以有效的阻止暴力破壞和技術開啟。配套的門鎖，我們設計使用了ANSI A156.13安保和操作雙一級標準的Schlage L9000系列美標插芯鎖。其超高強度的使用壽命和高安保性，可以有效確保內部的財產安全和室內人員一個動作出門快速撤離。

系統耐久性

在主出入口、樓梯間、通道、大辦公室、餐廳、衛生間等高使用頻率的門上，采用高使用壽命和高耐腐蝕性能的門鎖、閉門器等門五金產品。不僅能確保系統的耐久性，還能有效降低以后日常使用中的維護成本。

航站樓內部無論是旅客還是工作人員，在運營期間對于上述位置用門都會有高頻繁的使用率。因此，本設計采用了遠超ANSI A156.13一級標準100萬次使用壽命要求的Schlage L9000系列高強度美式插芯鎖，其第三方檢測達到600萬次使用壽命。閉門器也使用了超過ANSI A156.4一級標準150萬次使用壽命要求的LCN 1461型閉門器。

同時門鎖的耐腐蝕性能達到中性鹽霧測試200小時以上，閉門器的耐腐蝕性能達到中性鹽霧測試100小時以上，是ANSI A156.4標準的四倍。

這些門控五金產品在滿足高使用壽命和高耐腐蝕性能的同時，也滿足了管理方的安全性及多種使用功能的要求。

綠色建筑

在人手經常接觸的門鎖把手、扶手欄桿、衛浴設施等部位，設計采用抑菌材料，避免交叉感染，創造綠色健康的公共空間。

如前文所述，我們設計使用了德國龍霸（Normbau）牌的抗菌型無障礙設施。該產品將MICROBAN抗菌活性成分導入到尼龍的聚合體結構中，使材料從里到外全部具有抑菌作用。其抗菌性能通過了歐洲ISEGA獨立測試認證及 EN 1104標準認證。

而對于不銹鋼材質或其它金屬材質的門控系統產品，則可以采用使用了美國銀離子抗菌涂層技術的產品，實現表面抑菌的作用。

除了使用抑菌材料之外，門控安防系統產品應使用可循環利用材料制成，創造綠色環保的建筑環境，同時還能幫助建筑物獲得綠色建筑認證。

綠色建筑設計有多種解釋，但其最基本內涵都包括：土地和能源的有效利用、節約用水、改善室內空氣質量和節約資源等。其中，采用可循環利用材料是一項重要內容。在美國LEED認證及評分體系中，在材料和資源評分項4.1和4.2中，采用可循環利用材料可以得分。在評分項 4.1中，如果產品中包含10%以上的可循環利用材料（使用過的 + 1/2未使用過的），就可以得1分。在評分項 4.2中，如果產品中包含20%以上的可循環利用材料（使用過的 + 1/2 未使用過的），就可以再得1分。在T3航站樓的門控系統設計中，我們就采用了使用了可循環利用材料的門控產品，每項產品都可以幫助該建筑物獲得2分LEED認證分。

綜上所述，大型公共建筑的門控安防系統設計具有典型代表意義，幾乎涵蓋了各類工業與民用建筑門控安防系統的各種需求。但這些設計思路的來源都需要先進的設計理論和完善標準體系為基礎。美歐發達國家的門控安防系統設計理論和標準體系，以生命為代價，不斷總結一次次的深刻的血的教訓，經過幾十年、上百年的發展和積累，如今已經十分完善。與之相比，我國相關設計理論和標準體系尚有較大差距，主要是在通用性和互聯性方面缺乏統一的標準和規范。因而國內產品在組成整體門控系統實現全面的安防和安全需求時，就顯得捉襟見肘了。因此，如何能快速地建立起完善的與中國建筑業發展需求相適應的門控安防系統標準和規范體系，并得到有效的實施，將是我們門控安防行業亟需解決的一項重要課題。