超高層建筑智能化系統(tǒng)總體設計的思考

黃 海， 桂小渝

(1.中國航空規(guī)劃設計研究總院有限公司，北京 100120；2.空軍研究院工程設計研究所，北京 100068)

0 引言

超高層建筑智能化系統(tǒng)工程是提升建筑應用與管理效率的重要一環(huán)，其信息化、安防、消防等系統(tǒng)的建設涉及到建設方各職能部門業(yè)務需求、管理模式等內(nèi)容，需要進行總體設計以達到較高的綜合水平。而隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G等新一代信息技術在建筑中的應用，建筑弱電智能化系統(tǒng)的設計者往往注重新技術的應用實現(xiàn)，忽視總體設計。這樣一來，后續(xù)的建設和使用不可避免地出現(xiàn)問題。

本文以一個實際項目為案例，給出超高層建筑智能化系統(tǒng)總體設計思路。該案例為淮南金融廣場A座超高層金融辦公項目，建筑高度119.8m，地上30層，地下3層，總建筑面積50 170.82m2，建筑基底面積2 725.12 m2，地下建筑(與其他建筑合用)面積96 316 m2。

1 需求分析

1.1 建筑平面功能分析

建筑地下三層～地下一層為消防監(jiān)控中心、設備機房區(qū)、地下車庫；一、二層為銀行、辦公用房；三層為檔案室、資料室；四層為餐廳；五層為會議區(qū)；六層為IDC數(shù)據(jù)中心、建筑設備控制中心、辦公室；七層～三十層為辦公用房；十一層、二十一層為避難層。

1.2 功能區(qū)域分類

功能區(qū)域的分類是總體需求分析的重要工作，根據(jù)建設方不同的部門要求確定布點原則、實現(xiàn)功能；便于在整體上控制工程建設投資與后續(xù)管理。

(1)本項目的主要功能區(qū)域

1)業(yè)務辦公區(qū)域：銀行業(yè)務區(qū)域、專業(yè)辦公區(qū)域、領導層辦公區(qū)域。

2)商務會議區(qū)域：商務中心區(qū)域、會議室區(qū)域、 報告廳區(qū)域。

3)公共配套服務區(qū)域、商業(yè)零售區(qū)域、餐廳區(qū)域、建筑前廳區(qū)域。

4)檔案室資料區(qū)域：檔案室、資料室。

5)地下室區(qū)域：地下車庫區(qū)域、人防區(qū)域。

6)室外區(qū)域：室外道路區(qū)域、室外公共設施(如巴士站)區(qū)域。

7)管理中心區(qū)域：IDC數(shù)據(jù)機房及管理區(qū)域、建筑設備控制中心、安保控制機房、消防控制中心、電視機房等。

8)通訊網(wǎng)絡管理區(qū)域：通訊網(wǎng)絡中心、無線覆蓋機房、避難層匯聚機房等。

(2)各區(qū)域智能化系統(tǒng)分布

智能化各個系統(tǒng)應按照區(qū)域類型，進行技術應用分析、點位部署，體現(xiàn)設計功能，具體分析參見表1。

功能區(qū)域與系統(tǒng)設置表 表1

2 智能化系統(tǒng)整體建設思路

為完整地在本項目中體現(xiàn)整體智能化工程建設內(nèi)容及層次關系，總體建設原則按以下方面進行。

(1)安全防范系統(tǒng)、樓宇設備自動化控制系統(tǒng)、CATV 系統(tǒng)、消防報警自動化系統(tǒng)、背景音樂及緊急廣播系統(tǒng)、機房工程系統(tǒng)是本建筑智能化工程基礎，建設要一步到位。

(2)建設基于開放式結構的綜合布線通信傳輸媒體，支持樓內(nèi)所有的通信子系統(tǒng)。構建樓內(nèi)網(wǎng)絡交換系統(tǒng)提供安全的數(shù)據(jù)和媒體傳輸平臺。采用先進可靠的分布式集群技術統(tǒng)一管理存儲空間。同時，考慮建設冗余容錯配置，避免系統(tǒng)的單點故障。針對網(wǎng)絡承載應用分類，采用相關的軟件技術在使用過程中提高整個系統(tǒng)的安全可靠性。

(3)建設互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC),主要職能包括優(yōu)化運營效率、提升管理水平、降低金融風險等信息應用。

建設建筑設備控制中心(BCC)，主要職能包括建筑機電設施與智能化系統(tǒng)的運維保障(供電保障、機電設備保障、消防保障、安全保障等)，管理中心將資源合理調配，集中管理、分部控制，使管理更有序高效。

(4)加強后勤管理服務，通過卡證管理系統(tǒng)提供全面的人員服務功能，通過信息發(fā)布、會議視聽等系統(tǒng)提升建筑服務體驗。

3 智能化系統(tǒng)總體組成及構架

按照建設思路，本項目設置基礎弱電平臺、綜合安防平臺、綜合服務平臺、綜合管理平臺四大平臺，共計21個子系統(tǒng)，系統(tǒng)組成圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成圖

3.1 三層基礎

由圖1可以了解到，在本項目中建設了基礎物理層、鏈路層、網(wǎng)絡層。其中，基礎物理層包含2個子系統(tǒng)：綜合管網(wǎng)系統(tǒng)、 機房工程系統(tǒng)。基礎鏈路層包含1個子系統(tǒng)：結構化綜合布線系統(tǒng)。基礎網(wǎng)絡層包含3個子系統(tǒng)：運營商無線通訊覆蓋、語音通訊系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。

3.2 三個平臺

(1)綜合安防平臺

包含5個子系統(tǒng)：視頻安防系統(tǒng)、防入侵報警系統(tǒng)、離線或在線式電子巡更系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、卡證管理系統(tǒng)，目的是保證本建筑內(nèi)外部通信以及信息業(yè)務應用。

(2)綜合服務平臺

包括5個子系統(tǒng)：停車場管理系統(tǒng)、信息發(fā)布及查詢系統(tǒng)、公共及應急廣播系統(tǒng)、數(shù)字電視系統(tǒng)、多媒體會議系統(tǒng)，目的是提供本項目內(nèi)/外部各種業(yè)務應用所需要的專業(yè)服務功能。該部分一般是屬于智能化弱電系統(tǒng)的擴展應用，但與實際業(yè)務應用密切相關。

(3)綜合管理平臺

包含5個子系統(tǒng)：電子時鐘管理系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、智能照明監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇自動化控制系統(tǒng)、 智能建筑管理系統(tǒng)，目的是能高度實現(xiàn)整體智能化管理，提高管理服務水平。

3.3 兩個中心

包括“IDC”和“BCC”。其中，前者IDC是金融業(yè)務的數(shù)據(jù)核心，是先進的支撐金融運行的基礎。后者BCC是(除金融相關及消防業(yè)務外)日常運營、安全生產(chǎn)和服務保障的核心機構，是人防、技防的安全保障中心，是整個項目的建筑機電設備運維保障中心。

4 智能化工程系統(tǒng)集成設計

智能化系統(tǒng)的集成決定了智能建筑的弱電系統(tǒng)的優(yōu)化程度。

4.1 建筑平面上的集成設計

(1)機房

本工程包括中央控制機房(BA、SA、PA、FA)、計算機數(shù)據(jù)中心機房(PDS、網(wǎng)絡系統(tǒng)、程控交換機系統(tǒng)、主機平臺系統(tǒng)等)，機房建設符合相關規(guī)范要求，機柜統(tǒng)一布局，系統(tǒng)按照布線規(guī)則在機柜中安裝，機房面積滿足發(fā)展需要。通風空調、 消防、電氣等要求統(tǒng)一由機房工程系統(tǒng)實施。

(2)弱電間內(nèi)

在弱電間內(nèi)，綜合布線系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡設備、三家運營商設備、PA系統(tǒng)、CATV系統(tǒng)、BA設備、消防、配電等統(tǒng)一考慮布局、安裝和環(huán)境要求，以方便操作和管理。

(3)管道及橋架

弱電智能化各系統(tǒng)均涉及管道橋架，進行管線綜合和BIM設計優(yōu)化，集中利用大樓空間，為用戶減低費用。同時，專業(yè)配合提供總體和局部的橋架管道圖紙考慮抗震措施。

4.2 物理層上的集成設計

在綜合布線的布點設計中，除了要考慮一般意義上的語音、數(shù)據(jù)、多媒體信息點外，還要考慮所有其他子系統(tǒng)的上位機、網(wǎng)絡通信設備等的布點。大屏幕顯示信號線等也需要考慮。對于會議室內(nèi)的布點，必須考慮投資，且優(yōu)化節(jié)省用戶成本時又不降低功能，設計固定信息點和移動的信息點(無線網(wǎng))相結合的方式。

4.3 中控室/操作臺

統(tǒng)一設計和制造，便于管理的同時也能保證美觀效果，各個子系統(tǒng)在訂貨前，由總包單位收集各系統(tǒng)的要求進行統(tǒng)一設計并加工。

統(tǒng)一考慮機柜內(nèi)的各種設備其安裝、跳線理線，可避免各個子系統(tǒng)“各自為政”。同時在機房內(nèi)的機柜設置顯示器/鍵盤/鼠標共享器，使得管理方便； PDS系統(tǒng)與電子會議室系統(tǒng)的終端安裝統(tǒng)一設計考慮。

4.4 網(wǎng)絡層上的集成設計

統(tǒng)一配置整個弱電系統(tǒng)用到的網(wǎng)絡設備，利用綜合布線系統(tǒng)的優(yōu)勢為用戶節(jié)約投資。

各邏輯網(wǎng)絡設備不單獨配置，由整個網(wǎng)絡系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，通過劃分虛擬子網(wǎng)實現(xiàn)。

4.5 統(tǒng)一供電設計

由機房工程系統(tǒng)中配置的UPS實現(xiàn)對弱電系統(tǒng)中關鍵和必要設備的供電。范圍包括：各類機房內(nèi)的弱電設備、安保系統(tǒng)終端設備等。

4.6 接地的集成設計

涉及接地的設備范圍包括：所有機房內(nèi)設備、弱電間內(nèi)設備、控制室內(nèi)設備、所有機柜、橋架管道等。

在接地方式上，機房內(nèi)按照機房工程標準與大樓的接地網(wǎng)連接，弱電間機柜及設備按照要求采用適當截面積的線纜連接接地排。

弱電接地技術要求：采用共用接地或單獨接地，接地電阻均小于1Ω。

4.7 消防聯(lián)動的集成設計

消防報警聯(lián)動：當消防報警發(fā)生時，BA、PA、SA、門禁等系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)動。

聯(lián)動要求：必須采用硬件層的聯(lián)動，保證聯(lián)動的可靠性，在此基礎上可以配置軟件層的聯(lián)動。并可通過網(wǎng)關方式將消防相關信息集成至IBMS中，在同一平臺上對消防系統(tǒng)進行統(tǒng)一監(jiān)看。

5 結束語