高層智慧樓宇的弱電智能化方案設(shè)計(jì)

摘要：為探討高層智慧樓宇的弱電智能化設(shè)計(jì)方案，文章以華融湘江銀行營業(yè)用房項(xiàng)目建筑智能化工程案例，對其中關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行研究，包括IBMS管理平臺設(shè)計(jì)、樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、綜合布線及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、門禁訪客系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)房工程以及綠色節(jié)能功能設(shè)計(jì)等，并針對設(shè)計(jì)過程中面臨的技術(shù)重難點(diǎn)問題進(jìn)行說明且提出解決方案，旨在為同類型工程提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;智慧樓宇;弱電工程;智能化設(shè)計(jì)

中圖法分類號：TU855文獻(xiàn)標(biāo)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(yè)的蓬勃發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等逐漸應(yīng)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(shí)給人們帶來了諸多便利，智慧樓宇設(shè)計(jì)理念因此得以推廣。相較于傳統(tǒng)建筑，智慧樓宇的設(shè)計(jì)技術(shù)要求更高、設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)更大，其中弱電系統(tǒng)作為智能化功能實(shí)現(xiàn)的核心組成部分，在實(shí)施過程中應(yīng)當(dāng)受到高度重視。

1智慧樓宇建設(shè)發(fā)展方向及思路

智慧樓宇設(shè)計(jì)理念最初在20世紀(jì)由美國率先提出，之后該設(shè)計(jì)理念在全球范圍內(nèi)迅速得以推廣。雖然國外對于該建筑設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用時(shí)間較早，但是其理論體系還有待進(jìn)一步完善，投資風(fēng)險(xiǎn)抗拒能力方面還需要加強(qiáng)。我國是在20世紀(jì)90年代初期開始引入該建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，經(jīng)過將近三十年的發(fā)展，國內(nèi)高層智慧樓宇建設(shè)技術(shù)已趨于成熟。

與國外智慧樓宇建設(shè)情況類似，我國目前該領(lǐng)域也面臨較為復(fù)雜的投資風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，尤其是隨著信息技術(shù)的深入應(yīng)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(shù)、云計(jì)算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)智能技術(shù)覆蓋范圍的不斷擴(kuò)展，未來智慧樓宇的建設(shè)發(fā)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(yè)開始采取“云辦公”“線上經(jīng)營”“智能化制造”“無接觸生產(chǎn)”等經(jīng)營管理模式，“互聯(lián)網(wǎng)+”數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新經(jīng)濟(jì)常態(tài)發(fā)展模式正悄然興起。建筑設(shè)施作為重要的生活及生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)載體，智能化功能的實(shí)現(xiàn)已然成為必然要求，智慧樓宇建設(shè)也將成為未來發(fā)展趨勢[1]。

2智慧樓宇弱電智能化方案設(shè)計(jì)

2.1項(xiàng)目概況

華融湘江銀行營業(yè)用房智能化建設(shè)工程屬于一類高層建筑設(shè)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(jì)量、安全防范、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)房、UPS 系統(tǒng)、會議室、營業(yè)廳安防等20多個(gè)子系統(tǒng)，總投資約7230萬元。智能化弱電系統(tǒng)的設(shè)備建設(shè)規(guī)模較大且規(guī)格要求高，須實(shí)現(xiàn)三維可視化管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)“一臉通”功能。設(shè)計(jì)重點(diǎn)包括 IBMS 平臺、樓宇自控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、門禁訪客系統(tǒng)等，通過 AI 分析應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)智慧樓宇功能，同時(shí)滿足綠色節(jié)能要求。

2.2方案設(shè)計(jì)

2.2.1 IBMS 平臺設(shè)計(jì)

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(tǒng)和設(shè)備通過該平臺進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)全局化治理。平臺基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和 AI 應(yīng)用場景，對弱電系統(tǒng)的硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一操控，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通過接口和協(xié)議與各個(gè)智能化設(shè)備對接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和功能在平臺層的有效集成和整合，進(jìn)而達(dá)到弱電智能化設(shè)備的協(xié)同聯(lián)動(dòng)和資源共享效果。建設(shè)內(nèi)容主要包括綜合態(tài)勢、智慧安防、設(shè)備管理、運(yùn)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(tǒng)設(shè)計(jì)

樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)（ BAS）是建筑技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要作用是對建筑機(jī)電設(shè)備進(jìn)行智能化控制，是體現(xiàn)智慧樓宇功能的核心技術(shù)部分。此項(xiàng)目中 BAS 系統(tǒng)主要基于 TCP/IP網(wǎng)絡(luò) DDC 的二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行搭建，具有高度集成性，可有效實(shí)現(xiàn)對各個(gè)智能化系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、控制和監(jiān)測。IP 采用冗余設(shè)計(jì)方法，雙以太網(wǎng)端口不僅布線靈活且安裝成本較低，數(shù)據(jù)傳輸效率更高，網(wǎng)絡(luò)安全性也更強(qiáng)。系統(tǒng)主要的監(jiān)測和控制模塊包括冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等。圖1為 BAS 系統(tǒng)架構(gòu)。

2.2.3綜合布線及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑使用需求，綜合布線系統(tǒng)支持電話和多種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，可傳輸語音、數(shù)據(jù)和圖像信息，其中涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（內(nèi)外網(wǎng)）、智能設(shè)備網(wǎng)、有線電話、有線電視以及銀行專網(wǎng)，同時(shí)具備相互獨(dú)立的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可實(shí)現(xiàn)管理上的物理隔離。建設(shè)內(nèi)容主要包括工作區(qū)子系統(tǒng)、配線（水平）子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、干線（垂直）子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)等。覆蓋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有三個(gè)，分別是計(jì)算機(jī)外網(wǎng)及語音網(wǎng)絡(luò)、辦公內(nèi)網(wǎng)、智能專網(wǎng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)兩個(gè)部分，整體網(wǎng)絡(luò)采用二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，雙核心，接入層為雙上聯(lián)，1000Mbps 到桌面;智能設(shè)備網(wǎng)同樣為二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，雙核心，接入設(shè)備為雙上聯(lián)，1000Mbps 至設(shè)備。

2.2.4門禁訪客系統(tǒng)

門禁訪客系統(tǒng)利用智能一卡通技術(shù)對進(jìn)入大樓的人員進(jìn)行管理，建設(shè)集門禁、訪客、員工消費(fèi)、考勤、梯控于一體的門禁一卡通系統(tǒng)，具體設(shè)備包括門禁控制器、人臉一體機(jī)、二維碼讀卡器、考勤機(jī)、人臉消費(fèi)機(jī)、人行通道閘、訪客機(jī)等。其中，一臉通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出大樓各層的無卡通行;訪客預(yù)約系統(tǒng)通過掃描二維碼或人臉識別進(jìn)行通行;消費(fèi)機(jī)和人臉識別考勤機(jī)均附帶人臉識別功能，真正實(shí)現(xiàn)了大樓內(nèi)“一張臉”門禁、拜訪、消費(fèi)和考勤的智能化管理。一卡通平臺通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對各自子系統(tǒng)的管理，各門禁設(shè)備均通過網(wǎng)線接入樓層交換機(jī)[3]，具體系統(tǒng)架構(gòu)拓?fù)淙鐖D2所示。

2.2.5機(jī)房工程

機(jī)房工程包括華融湘江銀行營業(yè)用房5樓網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、弱電智能化機(jī)房、負(fù)一樓電信機(jī)房、一樓消防控制室、保衛(wèi)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(shè)備、安防設(shè)備以及辦公網(wǎng)與智能網(wǎng)分別單獨(dú) UPS 系統(tǒng)的供電需求。其中，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、弱電智能化機(jī)房以及 UPS 電源室的設(shè)計(jì)與施工按照國家 B 級要求實(shí)施，而其他為 C 級要求。主要建設(shè)內(nèi)容包括機(jī)房裝修、機(jī)房供配電系統(tǒng)安裝、機(jī)房照明及應(yīng)急照明、機(jī)房防雷接地、機(jī)房綜合布線、機(jī)房精密空調(diào)及新風(fēng)系統(tǒng)布設(shè)、機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)以及機(jī)房消防系統(tǒng)搭建等。

2.2.6綠色節(jié)能功能設(shè)計(jì)

由于項(xiàng)目中大樓的機(jī)電設(shè)備、空間照明設(shè)備數(shù)量非常多，建筑能耗來源主要集中在電能消耗部分，而設(shè)備運(yùn)行耗電占比最大。為了達(dá)到綠色節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)，此項(xiàng)目通過采用國際、國內(nèi)先進(jìn)設(shè)備和優(yōu)化硬件功能設(shè)計(jì)等措施，從耗電源頭對主設(shè)備進(jìn)行了節(jié)能保障控制，重點(diǎn)控制模塊為樓宇自控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)。

2.3技術(shù)難點(diǎn)攻克與突破

2.3.1營業(yè)廳安防系統(tǒng)

基于此建筑工程的功能特殊性，樓宇安防設(shè)計(jì)要求較為嚴(yán)格，同時(shí)考慮到智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范要求復(fù)雜，在設(shè)計(jì)過程中專門安排了安防設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)營業(yè)廳區(qū)域的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)（圖3），從而有效保障方案可靠性。建設(shè)內(nèi)容主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、大頭像點(diǎn)鈔機(jī)疊加系統(tǒng) ATM 智能分析系統(tǒng)、鈔車到達(dá)檢測系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、音頻分析系統(tǒng)、IP 對講系統(tǒng)以及入侵報(bào)警系統(tǒng)。

2.3.2智能照明使用場景

智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)主要在于節(jié)能降耗，為此在設(shè)計(jì)過程中將大樓按功能區(qū)域劃分為不同場景設(shè)定照明方案。采用定時(shí)場景控制、人員感應(yīng)控制以及照明單雙回路控制結(jié)合的方式，集中管理、遠(yuǎn)程控制照明設(shè)施，根據(jù)不同時(shí)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(shí)間、公共區(qū)域照明和獨(dú)立區(qū)域照明均分別采取不同照明策略，最大限度節(jié)約用電，同時(shí)又不影響員工正常工作[4]。

2.3.3 UPS 配電系統(tǒng)

配置兩套 UPS 系統(tǒng)分別用于辦公網(wǎng)設(shè)備、智能設(shè)備網(wǎng)設(shè)備供電，其中保衛(wèi)部 UPS 電源室作為總配電機(jī)房，供大樓弱電智能化機(jī)房及樓層弱電井設(shè)備用電，配備一組電池，滿負(fù)載后備時(shí)長為4小時(shí);科技部電源室放置2臺 UPS 主機(jī)，配備四組電池，滿負(fù)載后備時(shí)長為2小時(shí)，UPS 主機(jī)輸入引自保衛(wèi)部 UPS 電源室市電配電柜，供網(wǎng)絡(luò)機(jī)房機(jī)柜以及需要 UPS 供電的辦公工位用電。

3結(jié)束語

針對華融湘江銀行營業(yè)廳所開展的智慧樓宇項(xiàng)目最終取得了值得肯定的成績，各智慧系統(tǒng)經(jīng)過上線試運(yùn)行測試后均表現(xiàn)出了良好的運(yùn)行效果，大幅提升了樓宇智能化管控水平。通過此項(xiàng)目，積累了大量關(guān)于高層樓宇建筑智能化弱電系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)為類似工程帶來了成功的參考案例。

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

[4]郭慶平，魏言擴(kuò).談高層建筑的弱電系統(tǒng)智能化[ J].城市建設(shè)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(lián)網(wǎng)應(yīng)用。