超高层建筑智能化系统总体设计的思考

黄 海， 桂小渝

(1.中国航空规划设计研究总院有限公司，北京 100120；2.空军研究院工程设计研究所，北京 100068)

0 引言

超高层建筑智能化系统工程是提升建筑应用与管理效率的重要一环，其信息化、安防、消防等系统的建设涉及到建设方各职能部门业务需求、管理模式等内容，需要进行总体设计以达到较高的综合水平。而随着大数据、云计算、物联网、5G等新一代信息技术在建筑中的应用，建筑弱电智能化系统的设计者往往注重新技术的应用实现，忽视总体设计。这样一来，后续的建设和使用不可避免地出现问题。

本文以一个实际项目为案例，给出超高层建筑智能化系统总体设计思路。该案例为淮南金融广场A座超高层金融办公项目，建筑高度119.8m，地上30层，地下3层，总建筑面积50 170.82m2，建筑基底面积2 725.12 m2，地下建筑(与其他建筑合用)面积96 316 m2。

1 需求分析

1.1 建筑平面功能分析

建筑地下三层～地下一层为消防监控中心、设备机房区、地下车库；一、二层为银行、办公用房；三层为档案室、资料室；四层为餐厅；五层为会议区；六层为IDC数据中心、建筑设备控制中心、办公室；七层～三十层为办公用房；十一层、二十一层为避难层。

1.2 功能区域分类

功能区域的分类是总体需求分析的重要工作，根据建设方不同的部门要求确定布点原则、实现功能；便于在整体上控制工程建设投资与后续管理。

(1)本项目的主要功能区域

1)业务办公区域：银行业务区域、专业办公区域、领导层办公区域。

2)商务会议区域：商务中心区域、会议室区域、 报告厅区域。

3)公共配套服务区域、商业零售区域、餐厅区域、建筑前厅区域。

4)档案室资料区域：档案室、资料室。

5)地下室区域：地下车库区域、人防区域。

6)室外区域：室外道路区域、室外公共设施(如巴士站)区域。

7)管理中心区域：IDC数据机房及管理区域、建筑设备控制中心、安保控制机房、消防控制中心、电视机房等。

8)通讯网络管理区域：通讯网络中心、无线覆盖机房、避难层汇聚机房等。

(2)各区域智能化系统分布

智能化各个系统应按照区域类型，进行技术应用分析、点位部署，体现设计功能，具体分析参见表1。

功能区域与系统设置表 表1

2 智能化系统整体建设思路

为完整地在本项目中体现整体智能化工程建设内容及层次关系，总体建设原则按以下方面进行。

(1)安全防范系统、楼宇设备自动化控制系统、CATV 系统、消防报警自动化系统、背景音乐及紧急广播系统、机房工程系统是本建筑智能化工程基础，建设要一步到位。

(2)建设基于开放式结构的综合布线通信传输媒体，支持楼内所有的通信子系统。构建楼内网络交换系统提供安全的数据和媒体传输平台。采用先进可靠的分布式集群技术统一管理存储空间。同时，考虑建设冗余容错配置，避免系统的单点故障。针对网络承载应用分类，采用相关的软件技术在使用过程中提高整个系统的安全可靠性。

(3)建设互联网数据中心(IDC),主要职能包括优化运营效率、提升管理水平、降低金融风险等信息应用。

建设建筑设备控制中心(BCC)，主要职能包括建筑机电设施与智能化系统的运维保障(供电保障、机电设备保障、消防保障、安全保障等)，管理中心将资源合理调配，集中管理、分部控制，使管理更有序高效。

(4)加强后勤管理服务，通过卡证管理系统提供全面的人员服务功能，通过信息发布、会议视听等系统提升建筑服务体验。

3 智能化系统总体组成及构架

按照建设思路，本项目设置基础弱电平台、综合安防平台、综合服务平台、综合管理平台四大平台，共计21个子系统，系统组成图如图1所示。

图1 系统组成图

3.1 三层基础

由图1可以了解到，在本项目中建设了基础物理层、链路层、网络层。其中，基础物理层包含2个子系统：综合管网系统、 机房工程系统。基础链路层包含1个子系统：结构化综合布线系统。基础网络层包含3个子系统：运营商无线通讯覆盖、语音通讯系统、计算机网络系统。

3.2 三个平台

(1)综合安防平台

包含5个子系统：视频安防系统、防入侵报警系统、离线或在线式电子巡更系统、无线对讲系统、卡证管理系统，目的是保证本建筑内外部通信以及信息业务应用。

(2)综合服务平台

包括5个子系统：停车场管理系统、信息发布及查询系统、公共及应急广播系统、数字电视系统、多媒体会议系统，目的是提供本项目内/外部各种业务应用所需要的专业服务功能。该部分一般是属于智能化弱电系统的扩展应用，但与实际业务应用密切相关。

(3)综合管理平台

包含5个子系统：电子时钟管理系统、能耗管理系统、智能照明监控系统、楼宇自动化控制系统、 智能建筑管理系统，目的是能高度实现整体智能化管理，提高管理服务水平。

3.3 两个中心

包括“IDC”和“BCC”。其中，前者IDC是金融业务的数据核心，是先进的支撑金融运行的基础。后者BCC是(除金融相关及消防业务外)日常运营、安全生产和服务保障的核心机构，是人防、技防的安全保障中心，是整个项目的建筑机电设备运维保障中心。

4 智能化工程系统集成设计

智能化系统的集成决定了智能建筑的弱电系统的优化程度。

4.1 建筑平面上的集成设计

(1)机房

本工程包括中央控制机房(BA、SA、PA、FA)、计算机数据中心机房(PDS、网络系统、程控交换机系统、主机平台系统等)，机房建设符合相关规范要求，机柜统一布局，系统按照布线规则在机柜中安装，机房面积满足发展需要。通风空调、 消防、电气等要求统一由机房工程系统实施。

(2)弱电间内

在弱电间内，综合布线系统、计算机网络设备、三家运营商设备、PA系统、CATV系统、BA设备、消防、配电等统一考虑布局、安装和环境要求，以方便操作和管理。

(3)管道及桥架

弱电智能化各系统均涉及管道桥架，进行管线综合和BIM设计优化，集中利用大楼空间，为用户减低费用。同时，专业配合提供总体和局部的桥架管道图纸考虑抗震措施。

4.2 物理层上的集成设计

在综合布线的布点设计中，除了要考虑一般意义上的语音、数据、多媒体信息点外，还要考虑所有其他子系统的上位机、网络通信设备等的布点。大屏幕显示信号线等也需要考虑。对于会议室内的布点，必须考虑投资，且优化节省用户成本时又不降低功能，设计固定信息点和移动的信息点(无线网)相结合的方式。

4.3 中控室/操作台

统一设计和制造，便于管理的同时也能保证美观效果，各个子系统在订货前，由总包单位收集各系统的要求进行统一设计并加工。

统一考虑机柜内的各种设备其安装、跳线理线，可避免各个子系统“各自为政”。同时在机房内的机柜设置显示器/键盘/鼠标共享器，使得管理方便； PDS系统与电子会议室系统的终端安装统一设计考虑。

4.4 网络层上的集成设计

统一配置整个弱电系统用到的网络设备，利用综合布线系统的优势为用户节约投资。

各逻辑网络设备不单独配置，由整个网络系统统一考虑，通过划分虚拟子网实现。

4.5 统一供电设计

由机房工程系统中配置的UPS实现对弱电系统中关键和必要设备的供电。范围包括：各类机房内的弱电设备、安保系统终端设备等。

4.6 接地的集成设计

涉及接地的设备范围包括：所有机房内设备、弱电间内设备、控制室内设备、所有机柜、桥架管道等。

在接地方式上，机房内按照机房工程标准与大楼的接地网连接，弱电间机柜及设备按照要求采用适当截面积的线缆连接接地排。

弱电接地技术要求：采用共用接地或单独接地，接地电阻均小于1Ω。

4.7 消防联动的集成设计

消防报警联动：当消防报警发生时，BA、PA、SA、门禁等系统发生联动。

联动要求：必须采用硬件层的联动，保证联动的可靠性，在此基础上可以配置软件层的联动。并可通过网关方式将消防相关信息集成至IBMS中，在同一平台上对消防系统进行统一监看。

5 结束语