高层智慧楼宇的弱电智能化方案设计

摘要：为探讨高层智慧楼宇的弱电智能化设计方案，文章以华融湘江银行营业用房项目建筑智能化工程案例，对其中关键部分的设计内容进行研究，包括IBMS管理平台设计、楼宇自控系统设计、综合布线及计算机网络系统设计、门禁访客系统设计、机房工程以及绿色节能功能设计等，并针对设计过程中面临的技术重难点问题进行说明且提出解决方案，旨在为同类型工程提供技术参考。

关键词：高层建筑;智慧楼宇;弱电工程;智能化设计

中图法分类号：TU855文献标识码：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

隨着建筑行业的蓬勃发展以及科技的不断进步，信息技术、大数据技术等逐渐应用到建筑工程中，极大地丰富了建筑功能，提升了建筑的智能化管理水平，同时给人们带来了诸多便利，智慧楼宇设计理念因此得以推广。相较于传统建筑，智慧楼宇的设计技术要求更高、设计挑战更大，其中弱电系统作为智能化功能实现的核心组成部分，在实施过程中应当受到高度重视。

1智慧楼宇建设发展方向及思路

智慧楼宇设计理念最初在20世纪由美国率先提出，之后该设计理念在全球范围内迅速得以推广。虽然国外对于该建筑设计理念的应用时间较早，但是其理论体系还有待进一步完善，投资风险抗拒能力方面还需要加强。我国是在20世纪90年代初期开始引入该建筑设计技术，经过将近三十年的发展，国内高层智慧楼宇建设技术已趋于成熟。

与国外智慧楼宇建设情况类似，我国目前该领域也面临较为复杂的投资风险和挑战，尤其是随着信息技术的深入应用，智慧楼宇信息安全问题也成为新的隐患。但随着人工智能技术、云计算技术以及物联网技术等先进智能技术覆盖范围的不断扩展，未来智慧楼宇的建设发展空间具有较大潜力，尤其在疫情的冲击下，越来越多的企业开始采取“云办公”“线上经营”“智能化制造”“无接触生产”等经营管理模式，“互联网+”数字经济的新经济常态发展模式正悄然兴起。建筑设施作为重要的生活及生产作业活动载体，智能化功能的实现已然成为必然要求，智慧楼宇建设也将成为未来发展趋势[1]。

2智慧楼宇弱电智能化方案设计

2.1项目概况

华融湘江银行营业用房智能化建设工程属于一类高层建筑设施工程，建筑总面积为172500m2，其中弱电智能化部分建筑面积为145728.50m2，共涉及 IBMS 和 BA、智能照明、能耗计量、安全防范、计算机网络、机房、UPS 系统、会议室、营业厅安防等20多个子系统，总投资约7230万元。智能化弱电系统的设备建设规模较大且规格要求高，须实现三维可视化管理，同时实现“一脸通”功能。设计重点包括 IBMS 平台、楼宇自控系统、计算机网络系统、门禁访客系统等，通过 AI 分析应用场景实现各项智慧楼宇功能，同时满足绿色节能要求。

2.2方案设计

2.2.1 IBMS 平台设计

智能化综合管理平台（IBMS）具备感知、传输、存储、判断、安全和决策的综合智慧能力，所有智能化子系统和设备通过该平台进行融合，实现全局化治理。平台基于物联网技术和 AI 应用场景，对弱电系统的硬件设施和软件系统进行统一操控，网络架构通过接口和协议与各个智能化设备对接，实现数据和功能在平台层的有效集成和整合，进而达到弱电智能化设备的协同联动和资源共享效果。建设内容主要包括综合态势、智慧安防、设备管理、运维 APP、员工 APP、微信公众号、三维可视等[2]。

2.2.2楼宇自控系统设计

楼宇自动控制系统（ BAS）是建筑技术、自动控制技术和计算机网络技术相结合的产物，主要作用是对建筑机电设备进行智能化控制，是体现智慧楼宇功能的核心技术部分。此项目中 BAS 系统主要基于 TCP/IP网络 DDC 的二层网络架构进行搭建，具有高度集成性，可有效实现对各个智能化系统的统一管理、控制和监测。IP 采用冗余设计方法，双以太网端口不仅布线灵活且安装成本较低，数据传输效率更高，网络安全性也更强。系统主要的监测和控制模块包括冷热源系统、空调机组系统、给排水系统、电梯系统、变配电系统、能源管理系统等。图1为 BAS 系统架构。

2.2.3综合布线及计算机网络系统设计

根据建筑使用需求，综合布线系统支持电话和多种计算机数据通信系统，可传输语音、数据和图像信息，其中涉及计算机网络（内外网）、智能设备网、有线电话、有线电视以及银行专网，同时具备相互独立的通信联网功能，可实现管理上的物理隔离。建设内容主要包括工作区子系统、配线（水平）子系统、管理子系统、干线（垂直）子系统、设备间子系统、建筑群子系统等。覆盖网络系统有三个，分别是计算机外网及语音网络、办公内网、智能专网。计算机网络分为内网和外网两个部分，整体网络采用二层网络结构，双核心，接入层为双上联，1000Mbps 到桌面;智能设备网同样为二层网络结构，双核心，接入设备为双上联，1000Mbps 至设备。

2.2.4门禁访客系统

门禁访客系统利用智能一卡通技术对进入大楼的人员进行管理，建设集门禁、访客、员工消费、考勤、梯控于一体的门禁一卡通系统，具体设备包括门禁控制器、人脸一体机、二维码读卡器、考勤机、人脸消费机、人行通道闸、访客机等。其中，一脸通系统实现了进出大楼各层的无卡通行;访客预约系统通过扫描二维码或人脸识别进行通行;消费机和人脸识别考勤机均附带人脸识别功能，真正实现了大楼内“一张脸”门禁、拜访、消费和考勤的智能化管理。一卡通平台通过网络实现对各自子系统的管理，各门禁设备均通过网线接入楼层交换机[3]，具体系统架构拓扑如图2所示。

2.2.5机房工程

机房工程包括华融湘江银行营业用房5楼网络机房、弱电智能化机房、负一楼电信机房、一楼消防控制室、保卫部 UPS 電源室以及科技部 UPS 电源室工程，满足每楼层弱电间设备、安防设备以及办公网与智能网分别单独 UPS 系统的供电需求。其中，网络机房、弱电智能化机房以及 UPS 电源室的设计与施工按照国家 B 级要求实施，而其他为 C 级要求。主要建设内容包括机房装修、机房供配电系统安装、机房照明及应急照明、机房防雷接地、机房综合布线、机房精密空调及新风系统布设、机房动力环境监控系统以及机房消防系统搭建等。

2.2.6绿色节能功能设计

由于项目中大楼的机电设备、空间照明设备数量非常多，建筑能耗来源主要集中在电能消耗部分，而设备运行耗电占比最大。为了达到绿色节能设计目标，此项目通过采用国际、国内先进设备和优化硬件功能设计等措施，从耗电源头对主设备进行了节能保障控制，重点控制模块为楼宇自控系统、智能照明系统、能耗监测系统。

2.3技术难点攻克与突破

2.3.1营业厅安防系统

基于此建筑工程的功能特殊性，楼宇安防设计要求较为严格，同时考虑到智能化系统设计规范要求复杂，在设计过程中专门安排了安防设计师负责营业厅区域的安防系统设计（图3），从而有效保障方案可靠性。建设内容主要包括视频监控系统、大头像点钞机叠加系统 ATM 智能分析系统、钞车到达检测系统、门禁系统、音频分析系统、IP 对讲系统以及入侵报警系统。

2.3.2智能照明使用场景

智能照明系统设计重点主要在于节能降耗，为此在设计过程中将大楼按功能区域划分为不同场景设定照明方案。采用定时场景控制、人员感应控制以及照明单双回路控制结合的方式，集中管理、远程控制照明设施，根据不同时间段、不同用电场景采用不同控制方式，支持场景模式自定义。上下班时间、公共区域照明和独立区域照明均分别采取不同照明策略，最大限度节约用电，同时又不影响员工正常工作[4]。

2.3.3 UPS 配电系统

配置两套 UPS 系统分别用于办公网设备、智能设备网设备供电，其中保卫部 UPS 电源室作为总配电机房，供大楼弱电智能化机房及楼层弱电井设备用电，配备一组电池，满负载后备时长为4小时;科技部电源室放置2台 UPS 主机，配备四组电池，满负载后备时长为2小时，UPS 主机输入引自保卫部 UPS 电源室市电配电柜，供网络机房机柜以及需要 UPS 供电的办公工位用电。

3结束语

针对华融湘江银行营业厅所开展的智慧楼宇项目最终取得了值得肯定的成绩，各智慧系统经过上线试运行测试后均表现出了良好的运行效果，大幅提升了楼宇智能化管控水平。通过此项目，积累了大量关于高层楼宇建筑智能化弱电系统的实践经验，同时为类似工程带来了成功的参考案例。

参考文献：

[1]卜静.高层建筑的弱电系统智能化研究[ J].江西建材，2016（24）：31+33.

[2]杨俊伟.浅析某大厦楼宇智能化整体解决方案[ J].2022（6）：62.

[3]郎海永，陈俏娟.浅谈智慧社区的弱电智能化系统建设[J].智能城市应用，2020，3（1）：39?41.

[4]郭庆平，魏言扩.谈高层建筑的弱电系统智能化[ J].城市建设理论研究（电子版），2015（16）：1471?1472.

作者简介：

冯炜桦（1987—），本科，工程师，研究方向：信息化、物联网应用。