超高层办公楼的智能化设计要点

时俊波

Abstract By combining the extra-high building functional features and the application statues of intelligent technology，this paper proposed key points of intelligent design for extra-high buildings，aiming to investigate and provide technical measures appropriate for such architectural features.

Key words Extra-high office building Key points of intelligent system design Control network Communication system integration

摘 要 结合超高层建筑功能特点和智能化技术应用现状，提出超高层智能设计要点，旨在探讨和提供适宜此类建筑特点的技术措施。

关键词 超高层建筑 智能化系统设计要点 控制网络 通信系统集成

超高层建筑智能化系统工程设计，应针对超高层建筑特点并结合当前主流技术应用及发展趋势，选择适合的系统形式和技术路线，才能有效地解决系统设计的关键问题。

超高层建筑特点体现在一明、一隐两个方面。明显的特点是由于建筑物的高度带来的竖向分区，其功能性分区之间均设置有避难层或设备层，每一个功能区建筑规模都较大，一般在3万m2左右，竖向分区一般在3个以上。隐含的特点是存在不同的管理部门来维护、管理建筑物的日常运营。

当前智能建筑的显著特征是全面普及以太网传输技术和IP应用技术，也就是所谓数字化。这给设计者提供了更宽广的设计思路和更多样的技术手段。本文将对主要智能化系统进行分析的基础上，以某超高层办公建筑为例，具体列举超高层建筑智能化设计的要点。

1 通信系统

作为超高层建筑的通信系统，一般由当地电信运营商承担建造，提供语音、数据、视频、传真、因特网等多媒体综合传输业务。在建筑物内设置的用户电话局是城市级别的通信网络的一部分，设计者应考虑预留物理上分开的双通信接入系统路由，以满足如城市SDH（同步数字体系）光纤通信传输网络的应用需求。

在超高层建筑物内应根据不同的使用功能和竖向分区的特点，分别采用分级和分区的设计措施：

a.按照使用功能的不同，宜建立两级通信网络系统。一级通信网络系统由提供建筑物整体业务的中心程控交换机等局端设备组成。在不同使用区域构建二级通信网络系统，如办公、酒店、商业等区域，采用网络型程控交换机，分别提供各类业务需求。

b.可考虑如图1所示的无源光网络通信接入技术在建筑物内的应用。可将光网络单元（ONU）部署在避难层的电信小室内，管理避难层之间功能区的数据、语音业务。

通信系统的网络组成方式需要结合当地电信运营商的本地资源情况进行部署，其组成方式直接影响建筑物内综合布线系统的拓扑结构，因此设计者应立足于超高层建筑的特点，与当地运营商尽可能早地共同制定出网络方案，才能更好地把握设计品质。

2 构建控制网络的统一通信平台

超高层建筑的规模大、功能需求多，因此需对其构建控制网络，并以此作为智能化系统的统一通信平台。

建筑设备监控系统的总线、视频监控系统、广播系统等均应采用数字式网络系统，以此有效地提高系统稳定性。数子系统在数据备份、维护和功能调整方面都会变得相对简单。为了进一步发挥数字网络的优势，需将如上子系统的传输部分统一整合成一个独立的控制网络系统，如图2所示。控制网络系统应具备：

a.采用两层网络体系。网络的核心设备部署在总控机房内。核心层设备采用稳定的双机热备系统，与接入层交换机采用千兆连接。主干网采用可升级至万兆传输的物理传输介质（单模或多模光纤）。

b.每台核心交换机内还应提供多层次的冗余，包括引擎冗余、电源冗余以及支持模块和端口的冗余分布，保障业务的无缝切換。

c.接入层设备选用百兆端口的交换机，部署在各楼层弱电机房内。多台楼层交换机级联后，通过双上联端口与核心交换机互联。

d.按照服务区域及系统服务类型进行VLAN和Trunk连接。

e.网络系统具备QoS（服务质量），包括数据包级别区分、标识、带宽控制、队列管理等功能。

f.与其他网络互联时，网络系统采用设置防火墙、AAA认证方式等措施确保网络的安全。

g.配置网络管理软件，便于网络管理员的系统维护。

统一的控制网络通信平台不仅可将应用于建筑物内的各类基于IP技术的智能化子系统从形式上集成起来，而且可将控制网络进一步扩展到智能化集成系统、物业管理系统、智能一卡通应用系统等信息应用系统的构建中。

3 系统互联

超高层建筑宜根据建筑物的规模和功能需求选择适宜的智能化子系统并建立互联机制。超高层一般都有两个及以上的功能分区，如办公、酒店、商业等功能分区。首先，对于不同的功能分区即有不同的运营、管理及维护部门，必须为其设置相对独立的子系统，确保不同管理部门的各子系统独立管理和操作；其次，对于不同管理部门的同一子系统应能实现各功能分区的子系统之间信息互联互通。但其互联的机制应结合功能的需要和子系统结构，分别建立主从式、对等式和分立式互联方式。

一般来说，通信系统、有线电视系统、停车场管理系统等宜统一设置在设备总机房，在各功能分区设置设备分中心设备，属主从式互联方式。

建筑设备监控系统（BAS）、安全技术防范系统（SAS）、火灾自动报警系统（FAS）宜采用对等式互联方式，各功能区共享功能通过系统软件的权限划分来确定。

在不同功能区子系统存在异构形式或不需要共享功能的，如会议系统、扩声系统等宜采取物理上分开的分立方式。

4 系统集成

超高层建筑智能化系统集成宜根据建筑物的规模和功能需求建立纵横式集成方式。

目前较为常见的系统集成方式为建筑设备管理系统（BMS），对建筑设备监控系统、安全技术防范系统、火灾自动报警系统实现设备状态、控制指令的动态图形显示，以及历史数据的查询，根据决策预案实现各子系统的联动。

超高层建筑智能化系统集成宜从子系统和功能分区两个层面考虑：一方面，不同功能分区的同一子系统（如BAS、SAS、FAS）宜采用对等式互联方式，通过用户权限设置等手段实现信息共享；另一方面，对同一功能分区内的BAS、SAS、FAS子系统进行集成（BMS）。其系统架构如图3所示。

5 案例（某超高层办公建筑）

某大型国展中心，双塔加裙房式建筑。双塔均为地下3层，地上40层，建筑高度均为188m，建筑面积合计为144110m2（其中地下室建筑面积为43600m2），塔楼主要为办公，裙房主要为商业。

5.1整体思路

本国展中心是集办公、商业于一體的大型超高层建筑，其建设标准为：“5A”级写字楼；一站式、体验型购物广场。

智能化各主要系统均采用数字化技术，在任意有局域网络点位的地方均可建设管理分控中心，通过权限设置管理对应的区域（如：视频监控系统、建筑设备监控系统等主要系统都可以通过分控中心管理对应的业态区域）；布线系统及网络系统均可以按各业态区域灵活组合，实现相对的独立组网；针对现暂定出租和出售的楼层采用光纤入户（PON）方式由运营商实施，若后期为自持有，可以增加光交换机方式纳入自持有业态综合管理。

本国展中心建设的智能化系统要实现信息的互联互通。例如，实现一卡通各个子系统纵向和横向之间的互联互通，一键式智慧物联集成平台实现各智能化系统的互联互通。

5.2智能化系统规划组成

该国展中心的智能化系统规划如表1所示。

结束语

超高层建筑智能化系统的设计，一方面要注重“自上向下的设计思路，梳理各子系统逻辑关系，整体统筹解决好智能化系统整体布局问题；另一方面要注重子系统设计内容的完善，综合考虑其建筑智能化工程设计。通过建筑设备管理系统（BMS）的数据仓库进行多角度、多层次的数据挖掘，最终实现建筑智能化，更好地为人们生活和工作服务。

参考文献

[1] 华东建筑设计研究院编著. 智能建筑设计技术[M]. 上海：同济大学出版社，1996.

[2] 上海现代建筑设计（集团）有限公司，等. GB/T50314-2006 智能建筑设计标准[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2007.

[3]公安部科技局，全国安全防范报警系统标准化技术委员会.GB 50348-2004 安全防范工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2004.

[4] 中国移动通信集团设计院有限公司.GB 50311-2007 综合布线系统工程设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2007

[5] 郭晓岩.超高层建筑智能化系统设计特点分析[J]. 建筑电气，2011（10）：8-10.