石國飛

（廣州市設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司）

1 引言

民用建筑按地上建筑高度或?qū)訑?shù)進(jìn)行分類，建筑高度大于100m為超高層建筑[1]。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、應(yīng)急管理部2021年10月26日發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)超高層建筑規(guī)劃建設(shè)管理的通知》[建科〔2021〕76號(hào)]，通知肯定了超高層建筑在集約利用土地資源、推動(dòng)建筑工程技術(shù)進(jìn)步、促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等方面發(fā)揮了積極作用，但同時(shí)指出近年來，一些城市脫離實(shí)際需求，攀比建設(shè)超高層建筑，盲目追求建筑高度第一、形式奇特，抬高建設(shè)成本，加劇能源消耗，加大安全管理難度。通知明確要求“一般不得新建超高層住宅”[2]。因此，本文以提升管理效率、提高用戶體驗(yàn)、降本增效為目標(biāo)，主要探討超高層公共建筑智能化設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2 超高層建筑特點(diǎn)

2.1 建筑體量大、業(yè)態(tài)多

超高層建筑興起的初衷之一是集約利用土地資源，在水平用地面積有限的情況下，從垂直方向上增加建筑的高度，獲取更多的建筑使用空間，所以超高層建筑通常建筑體量、建筑面積都很大，在垂直的空間內(nèi)通常會(huì)規(guī)劃不同的業(yè)態(tài)，豐富建筑的功能，超高層公共建筑通常為自用總部辦公、出租辦公、公寓、酒店、商場(chǎng)、地下停車場(chǎng)等業(yè)態(tài)組合而成的綜合體，建筑功能通常復(fù)雜多樣。

2.2 管理要求高、難度大

因超高層建筑體量大、業(yè)態(tài)多，建筑內(nèi)人員數(shù)量多，人員類型多，如何提高建筑使用者的用戶體驗(yàn)，滿足不同人群需求，對(duì)建筑的管理公司提出了更高的要求，同時(shí)，因不同業(yè)態(tài)的特點(diǎn)及管理需求差異較大，同一棟超高層公共建筑可能存在多家管理公司共同管理的情況，各管理公司管理交界面劃分、相互配合也對(duì)管理提出了更高的要求。

2.3 能耗總量大

當(dāng)建筑達(dá)到一定高度后，隨著高度的增加，建筑能耗邊際成本遞增的趨勢(shì)會(huì)越發(fā)明顯。體量巨大的超高層建筑，其電梯運(yùn)行與超高層供水是額外新增的兩大電力消耗領(lǐng)域，各樓層的通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和強(qiáng)弱電系統(tǒng)以及阻尼系統(tǒng)等都需要消耗大量的能源，在建造中往往突破建筑節(jié)能的規(guī)范要求。

超高層建筑不斷老化，以及功能更新迭代，其能耗同樣是不斷遞增的，在拆除環(huán)節(jié)，成本、難度和廢物產(chǎn)出量也相對(duì)較高，超高層建筑全生命周期的能耗是非常高的。

2.4 機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜

為滿足超高層建筑使用要求，機(jī)電系統(tǒng)相對(duì)其他建筑復(fù)雜性成倍提高，機(jī)電及智能化專業(yè)設(shè)備多而密集，設(shè)備布置相對(duì)集中，主要布置在地下層、避難層、設(shè)備層等。

機(jī)電、智能化管線多且復(fù)雜，尤其是在地下室、避難層、設(shè)備層各專業(yè)設(shè)備機(jī)房區(qū)域、核心筒區(qū)域，線管、線槽如何合理排布、如何避讓以便于施工及后期運(yùn)維始終是一項(xiàng)復(fù)雜工程，超高層建筑又大多存在管線轉(zhuǎn)換的情況，更加大了管線綜合的復(fù)雜性。

2.5 安全管理難度大

超高層建筑的消防滅火救援一直是消防救援的難點(diǎn)。高層建筑物在發(fā)生火災(zāi)時(shí)與普通建筑不同，其火災(zāi)蔓延速度更快，救援難度更大。高層建筑垂直管井較多，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，管道會(huì)使火災(zāi)產(chǎn)生的火焰和濃煙順著管井快速擴(kuò)散到整個(gè)建筑物，導(dǎo)致火災(zāi)在短時(shí)間內(nèi)迅速蔓延。同時(shí)，由于管井結(jié)構(gòu)與煙囪類似，火災(zāi)在管道內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，從而導(dǎo)致火勢(shì)能夠快速上躥至高樓層，形成立體火災(zāi)[3]。

《關(guān)于加強(qiáng)超高層建筑規(guī)劃建設(shè)管理的通知》指出“強(qiáng)化既有超高層建筑安全管理”，“各地相關(guān)部門審批80m以上住宅建筑、100m以上公共建筑建設(shè)項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)征求同級(jí)消防救援機(jī)構(gòu)意見，以確保與當(dāng)?shù)叵谰仍芰ο嗥ヅ洹保皬?qiáng)化超高層建筑人員疏散和應(yīng)急處置預(yù)案評(píng)估”[2]。

3 超高層公共建筑智能化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

超高層公共建筑智能化設(shè)計(jì)需從建筑特點(diǎn)出發(fā)，以提升超高層公共建筑的管理效率、提高用戶體驗(yàn)、降本增效為目標(biāo)，結(jié)合項(xiàng)目定位及運(yùn)營管理的模式及要求，合理設(shè)置智能化系統(tǒng)、規(guī)劃智能化機(jī)房、配置智能化系統(tǒng)功能，并結(jié)合信息化手段，為超高層建筑賦能，使建筑空間、設(shè)備、人員緊密互聯(lián)、互動(dòng)。

3.1 根據(jù)運(yùn)營管理模式及要求，確定智能化系統(tǒng)設(shè)置

超高層公共建筑通常為自用總部辦公、出租辦公、公寓、酒店、商場(chǎng)、地下停車場(chǎng)等業(yè)態(tài)組合而成的綜合體，不同的功能業(yè)態(tài)有不同的運(yùn)營管理單位或部門，如酒店、高端公寓一般需獨(dú)立管理，相應(yīng)也要求獨(dú)立配置智能化系統(tǒng)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期即應(yīng)與業(yè)主、運(yùn)營管理公司就項(xiàng)目的運(yùn)營管理模式及要求進(jìn)行充分溝通，確定配置幾套獨(dú)立的智能化系統(tǒng)，各業(yè)態(tài)配置哪些智能化子系統(tǒng)，各業(yè)態(tài)間管理交界面的劃分及管理方式。

3.2 合理規(guī)劃智能化機(jī)房及弱電間

智能化機(jī)房需以滿足運(yùn)營管理要求、智能化系統(tǒng)設(shè)備安裝、運(yùn)行及維護(hù)要求、預(yù)留未來發(fā)展調(diào)整要求、建筑總體空間布局統(tǒng)籌要求為原則。

超高層公共建筑智能化機(jī)房應(yīng)根據(jù)智能化系統(tǒng)的架構(gòu)規(guī)劃配置相應(yīng)的智能化機(jī)房，各智能化機(jī)房設(shè)置樓層除滿足相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求外，應(yīng)方便運(yùn)營管理公司工作安排、減少運(yùn)營管理人員投入，即集中安排于業(yè)態(tài)所在樓層或相鄰設(shè)備層、避難層，或業(yè)態(tài)所在塔樓核心筒地下室周圍，安防監(jiān)控中心宜與消防控制室合并設(shè)置，建筑設(shè)備管理系統(tǒng)機(jī)房宜與相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行管理、維護(hù)值班室合并設(shè)置或設(shè)置于物業(yè)管理辦公室[4]。信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的設(shè)置需考慮設(shè)置于業(yè)態(tài)所在樓層范圍的中間樓層，以盡量減少布線系統(tǒng)線纜的用量。

超高層公共建筑弱電間需盡量設(shè)置于核心筒區(qū)域，以覆蓋更多的面積并減少水平光纜、電纜的使用量，各樓層弱電間應(yīng)盡可能上下層對(duì)應(yīng)，減少管線轉(zhuǎn)換；自用辦公、酒店等獨(dú)立管理的業(yè)態(tài)需盡量單獨(dú)設(shè)置專用弱電間；250.0m及以上的超高層建筑宜設(shè)2個(gè)及以上弱電豎井[6]，將消防與非消防弱電豎井分開，以提高消防設(shè)備的安全性。

3.3 布線、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)

布線冗余可考慮多方向、多條市政通信進(jìn)線線纜接入條件；大樓內(nèi)布線系統(tǒng)可考慮雙路由垂直主干光纜設(shè)置，光纖芯數(shù)冗余備份等。

信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)冗余可考慮雙路由、雙核心交換機(jī)、雙匯聚交換機(jī)的設(shè)計(jì)，充分保證信息傳輸完全熱備份；核心交換機(jī)雙電源、雙引擎設(shè)計(jì)，匯聚交換機(jī)、接入層交換機(jī)雙電源設(shè)計(jì)，充分保障設(shè)備可靠性；性能的冗余設(shè)計(jì)，保障現(xiàn)有需求及未來發(fā)展所需的網(wǎng)絡(luò)性能等。

3.4 優(yōu)化能源利用

超高層公共建筑應(yīng)設(shè)置建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)對(duì)大樓能耗進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)及管理，能耗監(jiān)測(cè)范圍宜包括冷熱源、供暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)、給水排水、供配電、照明、電梯等建筑設(shè)備，且記錄數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確。能耗計(jì)量的分項(xiàng)及類別宜包括電量、水量、燃?xì)饬俊⒓泄岷臒崃?、集中供冷耗冷量等使用狀態(tài)信息[5]。

通過對(duì)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和處理，推動(dòng)建筑設(shè)備控制策略的優(yōu)化，提升建筑設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行和優(yōu)化建筑綜合性能。

結(jié)合其他智能化子系統(tǒng)采集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，包括室內(nèi)外環(huán)境、人流、車流、事件信息（大型會(huì)議、高規(guī)格接待）等，進(jìn)行綜合的能源優(yōu)化利用分析，以期在運(yùn)營期進(jìn)行不斷地調(diào)整和優(yōu)化能源利用，達(dá)到降低能耗的目的。

3.5 機(jī)電系統(tǒng)集中監(jiān)測(cè)及控制

超高層公共建筑機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜，應(yīng)充分利用建筑設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，對(duì)大樓機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的集中監(jiān)測(cè)與控制，監(jiān)控的設(shè)備范圍需包括冷熱源、供暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)、給水排水、供配電、照明、電梯等，并將自成控制體系的機(jī)電設(shè)備納入統(tǒng)一監(jiān)控范圍等。

通過建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、制定機(jī)電設(shè)備控制及運(yùn)行策略、機(jī)電系統(tǒng)節(jié)能控制、制定機(jī)電系統(tǒng)巡檢及維保方案、優(yōu)化各機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)營管理等目的。

3.6 智慧安防及消防

超高層公共建筑的安防設(shè)計(jì)應(yīng)緊密結(jié)合運(yùn)營管理公司的管理要求，通過綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人類識(shí)別等生物識(shí)別、視頻智能分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大樓的人車布控、軌跡跟蹤、安消聯(lián)動(dòng)、報(bào)警可視、黑名單智能檢測(cè)、違停智能監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)區(qū)域布控、人員行為分析、智能測(cè)溫、智能預(yù)警等智慧安防功能。

超高層公共建筑的消防設(shè)計(jì)可考慮采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)超高層建筑消防安全信息化管理系統(tǒng)，將大樓的消防安全工作信息進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、分析和處理[7]。利用信息化手段實(shí)現(xiàn)消防設(shè)施安全管理、消防用水管理、電氣安全管理、安防主機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理、視頻監(jiān)控管理、巡檢維保管理、消防大數(shù)據(jù)管理等功能。

安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留同公安部門、消防部門、應(yīng)急指揮部門等政府部門的通信接口及條件，接入物聯(lián)網(wǎng)城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

3.7 綜合運(yùn)營管理平臺(tái)

超高層公共建筑應(yīng)建立綜合運(yùn)營管理平臺(tái)，綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、建筑信息模型（BIM）、城市信息模型（CIM）等技術(shù)全面提升項(xiàng)目的綜合運(yùn)營管理效率及水平、減少運(yùn)營管理人員的投入、全面提高能源的利用效率等目的，建立超高層建筑運(yùn)行維護(hù)平臺(tái)，并與城市運(yùn)行管理服務(wù)平臺(tái)連通。充分利用超高層建筑信息模型（BIM），完善運(yùn)行維護(hù)平臺(tái)，與城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺(tái)加強(qiáng)對(duì)接。

4 結(jié)語

本文對(duì)超高層建筑的建設(shè)背景、國家政策及超高層建筑特點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了超高層公共建筑智能化設(shè)計(jì)要點(diǎn)供同行及感興趣的讀者進(jìn)行探討及借鑒，以期達(dá)到提升超高層公共建筑管理效率、提高用戶體驗(yàn)、降本增效的目標(biāo)。