高層智慧樓宇的弱電智能化方案設計

摘要：為探討高層智慧樓宇的弱電智能化設計方案，文章以華融湘江銀行營業用房項目建筑智能化工程案例，對其中關鍵部分的設計內容進行研究，包括IBMS管理平臺設計、樓宇自控系統設計、綜合布線及計算機網絡系統設計、門禁訪客系統設計、機房工程以及綠色節能功能設計等，并針對設計過程中面臨的技術重難點問題進行說明且提出解決方案，旨在為同類型工程提供技術參考。

關鍵詞：高層建筑;智慧樓宇;弱電工程;智能化設計

中圖法分類號：TU855文獻標識碼：A

Intelligent scheme design of weak current in high-rise smart buildings

FENG Weihua

（Guangdong Shengtonghe Technology Service Co.，Ltd.，Guangzhou 510623，China）

Abstract：In order to discuss the weak current intelligent design scheme of high-rise intelligent buildings， this paper analyzes the design contents of key parts， including IBMS management platform design，building automation system design， generic cabling and computer network system design，access control visitor system design， computer room engineering and green energy-saving function design， combined with the case of the building intelligent project of Huarong Xiangjiang Bank business building project. It also explains the key and difficult technical problems in the design process and puts forward solutions， hoping to provide technical reference for similar projects.

Key words： high rise building， smart building， weak current engineering， intelligent design

隨著建筑行業的蓬勃發展以及科技的不斷進步，信息技術、大數據技術等逐漸應用到建筑工程中，極大地豐富了建筑功能，提升了建筑的智能化管理水平，同時給人們帶來了諸多便利，智慧樓宇設計理念因此得以推廣。相較于傳統建筑，智慧樓宇的設計技術要求更高、設計挑戰更大，其中弱電系統作為智能化功能實現的核心組成部分，在實施過程中應當受到高度重視。

1智慧樓宇建設發展方向及思路

智慧樓宇設計理念最初在20世紀由美國率先提出，之后該設計理念在全球范圍內迅速得以推廣。雖然國外對于該建筑設計理念的應用時間較早，但是其理論體系還有待進一步完善，投資風險抗拒能力方面還需要加強。我國是在20世紀90年代初期開始引入該建筑設計技術，經過將近三十年的發展，國內高層智慧樓宇建設技術已趨于成熟。

與國外智慧樓宇建設情況類似，我國目前該領域也面臨較為復雜的投資風險和挑戰，尤其是隨著信息技術的深入應用，智慧樓宇信息安全問題也成為新的隱患。但隨著人工智能技術、云計算技術以及物聯網技術等先進智能技術覆蓋范圍的不斷擴展，未來智慧樓宇的建設發展空間具有較大潛力，尤其在疫情的沖擊下，越來越多的企業開始采取“云辦公”“線上經營”“智能化制造”“無接觸生產”等經營管理模式，“互聯網+”數字經濟的新經濟常態發展模式正悄然興起。建筑設施作為重要的生活及生產作業活動載體，智能化功能的實現已然成為必然要求，智慧樓宇建設也將成為未來發展趨勢[1]。

2智慧樓宇弱電智能化方案設計

2.1項目概況

華融湘江銀行營業用房智能化建設工程屬于一類高層建筑設施工程，建筑總面積為172500m2，其中弱電智能化部分建筑面積為145728.50m2，共涉及 IBMS 和 BA、智能照明、能耗計量、安全防范、計算機網絡、機房、UPS 系統、會議室、營業廳安防等20多個子系統，總投資約7230萬元。智能化弱電系統的設備建設規模較大且規格要求高，須實現三維可視化管理，同時實現“一臉通”功能。設計重點包括 IBMS 平臺、樓宇自控系統、計算機網絡系統、門禁訪客系統等，通過 AI 分析應用場景實現各項智慧樓宇功能，同時滿足綠色節能要求。

2.2方案設計

2.2.1 IBMS 平臺設計

智能化綜合管理平臺（IBMS）具備感知、傳輸、存儲、判斷、安全和決策的綜合智慧能力，所有智能化子系統和設備通過該平臺進行融合，實現全局化治理。平臺基于物聯網技術和 AI 應用場景，對弱電系統的硬件設施和軟件系統進行統一操控，網絡架構通過接口和協議與各個智能化設備對接，實現數據和功能在平臺層的有效集成和整合，進而達到弱電智能化設備的協同聯動和資源共享效果。建設內容主要包括綜合態勢、智慧安防、設備管理、運維 APP、員工 APP、微信公眾號、三維可視等[2]。

2.2.2樓宇自控系統設計

樓宇自動控制系統（ BAS）是建筑技術、自動控制技術和計算機網絡技術相結合的產物，主要作用是對建筑機電設備進行智能化控制，是體現智慧樓宇功能的核心技術部分。此項目中 BAS 系統主要基于 TCP/IP網絡 DDC 的二層網絡架構進行搭建，具有高度集成性，可有效實現對各個智能化系統的統一管理、控制和監測。IP 采用冗余設計方法，雙以太網端口不僅布線靈活且安裝成本較低，數據傳輸效率更高，網絡安全性也更強。系統主要的監測和控制模塊包括冷熱源系統、空調機組系統、給排水系統、電梯系統、變配電系統、能源管理系統等。圖1為 BAS 系統架構。

2.2.3綜合布線及計算機網絡系統設計

根據建筑使用需求，綜合布線系統支持電話和多種計算機數據通信系統，可傳輸語音、數據和圖像信息，其中涉及計算機網絡（內外網）、智能設備網、有線電話、有線電視以及銀行專網，同時具備相互獨立的通信聯網功能，可實現管理上的物理隔離。建設內容主要包括工作區子系統、配線（水平）子系統、管理子系統、干線（垂直）子系統、設備間子系統、建筑群子系統等。覆蓋網絡系統有三個，分別是計算機外網及語音網絡、辦公內網、智能專網。計算機網絡分為內網和外網兩個部分，整體網絡采用二層網絡結構，雙核心，接入層為雙上聯，1000Mbps 到桌面;智能設備網同樣為二層網絡結構，雙核心，接入設備為雙上聯，1000Mbps 至設備。

2.2.4門禁訪客系統

門禁訪客系統利用智能一卡通技術對進入大樓的人員進行管理，建設集門禁、訪客、員工消費、考勤、梯控于一體的門禁一卡通系統，具體設備包括門禁控制器、人臉一體機、二維碼讀卡器、考勤機、人臉消費機、人行通道閘、訪客機等。其中，一臉通系統實現了進出大樓各層的無卡通行;訪客預約系統通過掃描二維碼或人臉識別進行通行;消費機和人臉識別考勤機均附帶人臉識別功能，真正實現了大樓內“一張臉”門禁、拜訪、消費和考勤的智能化管理。一卡通平臺通過網絡實現對各自子系統的管理，各門禁設備均通過網線接入樓層交換機[3]，具體系統架構拓撲如圖2所示。

2.2.5機房工程

機房工程包括華融湘江銀行營業用房5樓網絡機房、弱電智能化機房、負一樓電信機房、一樓消防控制室、保衛部 UPS 電源室以及科技部 UPS 電源室工程，滿足每樓層弱電間設備、安防設備以及辦公網與智能網分別單獨 UPS 系統的供電需求。其中，網絡機房、弱電智能化機房以及 UPS 電源室的設計與施工按照國家 B 級要求實施，而其他為 C 級要求。主要建設內容包括機房裝修、機房供配電系統安裝、機房照明及應急照明、機房防雷接地、機房綜合布線、機房精密空調及新風系統布設、機房動力環境監控系統以及機房消防系統搭建等。

2.2.6綠色節能功能設計

由于項目中大樓的機電設備、空間照明設備數量非常多，建筑能耗來源主要集中在電能消耗部分，而設備運行耗電占比最大。為了達到綠色節能設計目標，此項目通過采用國際、國內先進設備和優化硬件功能設計等措施，從耗電源頭對主設備進行了節能保障控制，重點控制模塊為樓宇自控系統、智能照明系統、能耗監測系統。

2.3技術難點攻克與突破

2.3.1營業廳安防系統

基于此建筑工程的功能特殊性，樓宇安防設計要求較為嚴格，同時考慮到智能化系統設計規范要求復雜，在設計過程中專門安排了安防設計師負責營業廳區域的安防系統設計（圖3），從而有效保障方案可靠性。建設內容主要包括視頻監控系統、大頭像點鈔機疊加系統 ATM 智能分析系統、鈔車到達檢測系統、門禁系統、音頻分析系統、IP 對講系統以及入侵報警系統。

2.3.2智能照明使用場景

智能照明系統設計重點主要在于節能降耗，為此在設計過程中將大樓按功能區域劃分為不同場景設定照明方案。采用定時場景控制、人員感應控制以及照明單雙回路控制結合的方式，集中管理、遠程控制照明設施，根據不同時間段、不同用電場景采用不同控制方式，支持場景模式自定義。上下班時間、公共區域照明和獨立區域照明均分別采取不同照明策略，最大限度節約用電，同時又不影響員工正常工作[4]。

2.3.3 UPS 配電系統

配置兩套 UPS 系統分別用于辦公網設備、智能設備網設備供電，其中保衛部 UPS 電源室作為總配電機房，供大樓弱電智能化機房及樓層弱電井設備用電，配備一組電池，滿負載后備時長為4小時;科技部電源室放置2臺 UPS 主機，配備四組電池，滿負載后備時長為2小時，UPS 主機輸入引自保衛部 UPS 電源室市電配電柜，供網絡機房機柜以及需要 UPS 供電的辦公工位用電。

3結束語

針對華融湘江銀行營業廳所開展的智慧樓宇項目最終取得了值得肯定的成績，各智慧系統經過上線試運行測試后均表現出了良好的運行效果，大幅提升了樓宇智能化管控水平。通過此項目，積累了大量關于高層樓宇建筑智能化弱電系統的實踐經驗，同時為類似工程帶來了成功的參考案例。

參考文獻：

[1]卜靜.高層建筑的弱電系統智能化研究[ J].江西建材，2016（24）：31+33.

[2]楊俊偉.淺析某大廈樓宇智能化整體解決方案[ J].2022（6）：62.

[3]郎海永，陳俏娟.淺談智慧社區的弱電智能化系統建設[J].智能城市應用，2020，3（1）：39?41.

[4]郭慶平，魏言擴.談高層建筑的弱電系統智能化[ J].城市建設理論研究（電子版），2015（16）：1471?1472.

作者簡介：

馮煒樺（1987—），本科，工程師，研究方向：信息化、物聯網應用。