商業建筑弱電與智能化設施的設計與實施

李興剛

【摘 要】由于商業建筑弱電與智能化的設計涉及到多個子系統， 如何確定大型商業建筑弱電與智能化設施的建設內容是業主及設計人員必須面臨的問題，本文某通過對某大型商業建筑項目弱電與智能化的設計與實施為例，對弱電與智能化系統的設計及實施進行了分析及討論。

【關鍵詞】商業建筑；管理需求；弱電與智能化設施設計

【Abstract】As the design of commercial building intelligent system and ELV involves multiple subsystems，how to determine the large commercial building ELV and intelligent facilities construction content is the owners and designers must face the problem，in this paper，Based on a large commercial building project ELV and intelligent design and implementation as an example，for low voltage and the design of the intelligent system are analyzed and discussed.

【Key words】Commercial buildings；Demand management；The design of elv and intelligent facilities

0 引言

隨著我國經濟建設的快速發展，大型商業建筑項目的規模越來越大，實現的功能越來越多，管理要求越來越高。弱電與智能化設施作為商業建筑的有效管理工具，在商業建筑中的作用越來越重要。由于每一個商業建筑的用途、功能定位、運營方式、投資控制、盈利模式、運營及管理要求是不同的，所以每一個商業建筑弱電與智能化設施的建設內容及各個子系統的具體實施方案也是不同的。因此，如何利用現代的通信技術、控制技術、網絡技術、計算機技術、多媒體技術等各種技術手段對大型商業建筑的弱電與智能化設施進行統籌規劃及設計，幫助大型商業建筑管理者實現安全防范、設備管理及運營管理的管理目標是設計人員必須面臨的巨大挑戰。本文以某公司的大型商業建筑項目為例，對各個子系統的建設目的及設計內容進行了分析，希望對相關的設計及管理人員有所幫助。

1 項目概況

該項目位于某省會城市的市中心，周邊為繁華的高檔住宅區和購物中心?？偨ㄖ娣e60714.4m2。（其中地上45350.4m2，地下15364.4m2），地上最高23層，地下3層，建筑總高度99.9m。該大廈采用高層雙塔樓設計，西側塔樓（A座）23層，東側塔樓（B座）17層。雙塔樓之間設置4層裙樓，裙樓東側設置雙塔樓入口門廳，裙樓西側及南側設置商業入口。

裙樓部分層高5米，擬用于商業、餐飲、會議、文化及健身娛樂等多種需求的生活空間；裙樓以上部分的建筑層高為4.2米的塔樓，在功能上定位為高端寫字樓。該商業建筑的經營模式為只租不售；通過商業運營管理公司來進行商業地產運營策劃、招商、運營、管理；未來的目標客戶群為國內外知名大公司，主要從事技術研發、技術服務、電子商務或知名品牌代理等方面的業務。物業服務將由經驗豐富且一流的知名品牌公司進行管理。

2 需求分析

作為一個高端商業地產項目，除了具有一流的建筑品質及高檔裝修外，還必須能夠為未來的客戶提供一個安全、舒適、便利的人性化建筑環境，還必須是一個綠色、低碳、環保的建筑。并通過必要的技術手段，提高建筑物的能源使用效率，降低后期的運營成本，為其商業運營獲得最好的投資回報。因此，為了實現上述目標，在該項目設計之初，設計人員多次與業主及商業運營管理公司溝通與交流，并對該項目功能定位、運營方式、投資控制、建筑物生命周期內的運行費用等各種因素進行仔細分析，確定該項目弱電與智能化設施主要的建設內容為：

以傳遞信息為目的的通信及計算機網絡系統。

對建筑本身及周圍安全狀態進行監測及控制的安全防范系統。

對建筑內建筑設備運行狀態進行監控及管理的建筑設備管理系統。

對建筑內公共區域照明設備進行管理智能照明系統。

為建筑內的商戶及顧客提供服務的運營管理系統。

3 弱電與智能化設施的設計與實施

3.1 通信及計算機網絡系統設計

通信及計算機網絡系統是弱電與智能化系統的基礎和支撐，它為各項信息化應用系統的數據傳輸（包括語音、數據及圖像等）提供了一個綜合數據傳輸平臺。因此，設計之初首先必須對商業建筑的通信與計算機網絡系統進行頂層設計及規劃。

由于大型商業建筑的通信及計算機網絡系統通常包括商用網絡系統及內部網絡兩個部分。因此，商業建筑的通信及計算機網絡布線設計時不僅要考慮為內部局域網的設備用房、光纜及電纜線路的容量，還必須考慮商用通信網絡需要的設備用房及建筑內部光纜及電纜線路的容量。針對本項目，整個商業建筑是用來出租的，建筑內部的語音通訊系統是由運營商提供。因此，內部局域網的設計只需考慮內部各個管理系統業務數據的傳輸需求即可，由于視頻業務的數據量最大，因此整個網絡的設計是按照視頻業務的要求來設計的。內部局域網采用二層設計，即接入層及核心層，網絡結構為星型拓撲結構，支持TCP/IP通信協議及千兆以太網技術?？梢酝ㄟ^VLAN技術，根據業務功能，建成多個邏輯網絡實現功能隔離。

另外，設計考慮在地下室為運營商預留一個OLT接入設備間及從OLT接入設備間至相關樓層弱電間內光纜配線架的光纜敷設，樓層弱電間內光纜配線架至用戶采用皮線光纖敷設至用戶的弱電箱內。

3.2 安全防范系統設計

安全防范系統包括視頻安防監控系統及出入口控制系統等組成。

3.2.1 視頻安防監控系統

視頻安防監控是安全防范和安全管理體系中的一個重要組成部分，是現代管理、監控的重要手段之一，是一種先進的、防范監控能力極強的綜合系統。視頻監控系統由網絡高清彩色攝像機（720P）、云臺、防護套、現場電源箱、視頻承載網絡、硬件解碼器、液晶監視器、網絡硬盤錄像機、視頻管理服務器以及電源設備等組成。通過前端攝像機及其輔助設備（鏡頭、云臺等），把被監視場所的圖像信號傳送到監控中心，通過顯示設備實時顯示出來，使監控中心對被監控場所的情況一目了然。另外，通過視頻信號存儲設備將被監視場所的圖像全部或部分地記錄下來，為日后對某些事件的追溯提供了方便條件及重要依據。

根據該項目的具體情況，設計考慮在該大廈的外圍、地下車庫、電梯前室、電梯內等公共區域共設置147臺不同形式的攝像機。除電梯內為模擬攝像機外（通過編碼器上傳），其它位置全部采用IP高清攝像機（720P）。所有攝像機的視頻信號通過內部計算機網絡傳輸至安防控制中心，經解碼后上墻顯示。在后端設置一臺高性能的網絡存儲設備，通過視頻流直寫的方式，實現高清視頻圖像網絡集中存儲錄像的功能，以滿足突發事件事后追溯的要求。

3.2.2 出入口控制系統

為了控制無關人員隨意進入商業建筑的寫字樓辦公區，保障區域內人員生產及生活的安全，設計專門為寫字樓設置了一套出入口控制系統，所有人員通過刷卡才能進入寫字樓。該系統由門禁服務器、門禁工作站、門禁控制器、讀卡器、擺閘、電磁鎖等組成。

出入口控制系統采用聯網型出入口控制系統，分為兩級網絡控制。一級網絡為前端讀卡單元，包括讀卡器、門磁、電鎖、出門按鈕，讀卡單元的信號送至出入口控制器。二級網絡則由出入口控制器將信息通過以太網傳送到門禁服務器上，通過門禁工作站可對每張卡進行具體的設置，設置的內容包括有效的時間、地區，權限、密碼等信息。另外，該系統在設計時還考慮與火災自動報警系統進行連鎖控制，火警時控制系統自動失效。

3.3 商業運營管理系統設計

商業運營管理系統由信息引導與發布系統及停車場管理系統組成。

3.3.1 信息引導與發布系統

在一層寫字樓入口大廳設置1塊大尺寸的全彩LED顯示屏；實現信息發布、臨時通告、緊急通告、歡迎致辭等高質量的視音頻節目功能。在各主要出入口及各層電梯前式均設置32寸的液晶顯示屏，用于播放通知公告。所有的顯示屏的顯示內容可通過媒體播放器及管理軟件進行分區控制。

信息引導及發布系統由系統軟件、服務器、網絡、播放器、顯示設備組成。系統采用C/S架構，服務器與多媒體播放器之間采用TCP/IP的通訊方式，所有制作完畢后的各種文字、圖片及視頻信息等節目通過計算機網絡下載到媒體播放器進行播放。

3.3.2 停車場管理系統

該大廈地上及地下均設有停車場，共計371個停車位。停車場設有一個出口一個入口，出入口距市政道路的距離大約50米，行程較短。為了避免高峰時段進出車輛的擁堵，提高通行效率，加強收費管理，在該商業建筑綜合體的出口設置停車場管理系統。為了提高通行效率，該采用了視頻識別系統。通過視頻識別車輛，將車輛的車牌作為進出唯一憑證，避免收費漏洞。

繳費采用人工收費與自助繳費的組合方式，在商業裙樓的一層設兩臺人工收費電腦、地下停車場的各個電梯前室設置自助繳費機一臺，共6臺。車輛離場時，先在商場或地下室完成車輛繳費，當車輛行駛離出口時，通過視頻識別后就直接出場，不必停車刷卡繳費而造成的停車場進出口塞車現象，提高通行效率。

3.4 建筑設備管理系統設計

建筑設備管理系統的主要目的是通過對建筑物內各個建筑設備的進行優化控制，在為客戶提供一個舒適、便利的人性化建筑環境，同時實現節約能源和降低運行成本目標。但是由于各個商業建筑的建筑設備配置、組成及能源消耗是不一樣的，因此建筑設備管理系統的配置必須根據建筑設備的具體組成情況來設置。

在商業建筑的所有建筑設備中，暖通系統的能源消耗占到整個建筑物的消耗的60%左右，因此，必須采用建筑設備管理系統對暖通系統進行優化控制。特別該項目的商業裙樓部分采用了空調機組加新風系統的空氣調節方式，如果不進行控制，必然會產生夏天過冷，冬天過熱的情況，即降低了建筑空間的舒適度、還浪費了能源。根據該項目的制冷機組、空調機組及新風機組的配置情況，設計確定了下列控制內容：

1）冷水機組的設備順序啟?？刂啤⒗渌畽C組工作臺數控制、故障轉機、壓差旁通調節閥控制、冷卻塔風機啟動/停止控制、冷凍機的優化運行控制等；

2）熱水循環泵的運行狀態、手/自動狀態、故障報警及啟?？刂?、熱水循環泵的水流狀態監測、板式換熱器一、二次側溫度，一次側閥門調節及閥位反饋；

3）空調機組、新風機組及公共區域風機盤管的開關狀態、故障報警、手/自動狀態及開關控制、回風溫度監測、室外溫度監測 、風機、過濾網壓差監測、送風閥和回風閥開度調節等；

4）送/排煙風機的機運行狀態、手/自動狀態，故障報警、開關控制及平時根據時間制訂時間控制程序進行間歇送排風；

5）生活給排水泵及潛水泵的開關狀態、故障報警、高位水箱及集水井的液位監視。

本項目的樓宇自動控制系統要由1臺管理服務器、1套平臺管理軟件、1個管理工作站、3個網絡控制引擎、19個DDC數字控制器、69個擴展模塊，多個前端傳感器及執行機構等組成。

系統采用兩層網絡結構，管理層建立在以太網絡上，控制層則采用總線技術，兩個層面均可以自由拓樸。管理層以大廈內部的計算機網絡為物理鏈路，通過標準TCP/IP通訊協議高速通訊，主要設備包括服務器、管理工作站、網絡控制引擎等提供高速通訊，系統基于瀏覽器/服務器（Browser/Server）結構。

控制層采用開放的標準化現場總線BACNET /TP，將數字控制器、擴展模塊、傳感器等現場設備連接在一起。

3.5 智能照明控制系統設計

該項目公共區內照明燈具較多，且長期使用，為了能夠節約用電，延長燈具壽命、減少電費支出，降低運營成本，在該項目的設計中考慮了智能照明控制系統。通過該系統實現在不同時間（白天、晚上、非運營期等），不同地點（地下車庫、商業區公共走道、寫字樓大廳及電梯前室）采用不同的控制模式，既減少了維護工作量，方便管理，同時又降低了運營成本。

智能照明系統由系統單元、輸入單元、輸出單元、傳輸系統、管理平臺軟件組成。該系統采用分布式總線結構，所有的元器件通過一條總線連接起來，每個元器件均可以獨立工作又可以通過總控電腦監視及控制。

依據使用功能該將項目的照明控制分為四個區，分別是A座塔樓、B座塔樓、商業裙房及地下車庫，總共控制的照明回路為291個，共設置4個電源供應器、4個支線耦合器、33個4路開關控制模塊、16個12路開關控制模塊、33個吸頂式移動探測器、1個時間及邏輯控制模塊、1臺中控電腦及組態軟件、多個智能開關。

4 結束語

在信息技術得到廣泛應用的今天，弱電與智能化設施不僅是高端商業建筑的重要標志之一，更是一種高效、科學的管理工具。弱電與智能化設施必須緊密結合建筑物的實際應用及管理需求來進行設計。只有這樣才能幫助商業建筑的管理者提高管理水平及工作效率，降低運營成本，提升了商業建筑的品質，為商業建筑投資者獲得最好的投資回報創造了條件。

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[責任編輯：田吉捷]