上海环球金融中心智能化防灾系统.docx

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上海环球金融中心智能化防灾系统

上海环球金融中心智能化防灾系统

田建强1，黄辰赟1，高玉岭1，赵雪黎2，王丹2

【摘要】摘要:

从介绍建筑智能化防灾系统出发，阐述了其中一些重要的子系统如何在上海环球金融中心建筑中得以实施和应用，对于其他超高层建筑智能化防灾具有参考价值。

【期刊名称】现代建筑电气

【年（卷）,期】2012（000）004

【总页数】5

【关键词】关键词:

超高层建筑;上海环球金融中心;智能化防灾系统

0引言

智能化系统是大楼智能化水平的集中体现，而智能化防灾系统更是超高层建筑智能化系统的重中之重。

本文以上海环球金属中心的智能化防灾系统为例，对其中一些重要的子系统作了详细的介绍，以对其他超高层建筑提供参考。

1概述

上海环球金融中心位于浦东新区陆家嘴国际金融贸易中心区Z4－1街区内，是一幢跨世纪的、具有国际一流设施和一流管理水平的智能型、超大型建筑。

项目基地周围与88层的金茂大厦以及上海中心大厦呈三足鼎立之势。

上海环球金融中心建筑总面积约为380000m2，地下3层，地上101层，高度达492m，大厦的地下室至6F主要为公共区域，包含停车库、美容、餐饮、商业、会议中心、艺术画廊等功能设施;7F～78F为智能办公楼;79F～93F为目前世界上最高的超五星级酒店柏悦酒店;94F以上用于游客观光。

上海环球金融中心是集金融、智能办公、超豪华酒店和时尚观光娱乐为一体的超高层地标性建筑，作为上海的标志性建筑，在引领上海金融产业发展、促进上海国际大都市的建设方面发挥了积极的作用。

上海环球金融中心大厦作为一幢甲级办公楼，有上百家租户，在满出租的情况下，人员将达到2万多人，而且访客众多，大楼内的人员和安全问题十分突出。

作为目前国内最高的超限高层建筑，防灾设计包括防恐安全尤为重要。

上海环球金融中心的智能化防灾设计，不再是单纯的安保监控设计、消防报警设计，主要内容包括综合安全防护设计、消防及联动控制设计、紧急广播系统设计、紧急呼叫系统设计、内部对讲系统设计、安全门系统设计、访客管理系统设计、不间断电源系统设计、防雷接地设计、人防设计、抗震及地震检测系统设计、漏水报警设计等内容。

通过智能集成平台，尽可能将各类相关信号或信息集中收集到防灾中心，做到早期防火灭火、防水堵漏、抗震、防恐等。

智能化防灾系统在上海环球金融中心等超高层建筑中将扮演非常重要的作用。

2上海环球金融中心智能化系统的工程概述

上海环球金融中心智能化系统工程项目主要包括:

紧急广播系统、安全防范系统、安全门系统、闭路电视监控系统、防盗报警系统、有线电视系统、卫星电视系统、信息显示系统、紧急呼叫系统、内部对讲系统、管理电话系统、电话配线系统、消费终端系统、集中计量系统、漏水检测系统、停车场管理系统、火灾自动报警系统、公共广播系统、音视频系统、数字会议系统、客房管理系统、酒店电话系统、酒店门铃系统、酒店网络系统、客房Internet系统、访客管理系统、自动发卡终端、卡自动回收系统、不间断电源系统、防雷接地系统、地震检测系统、楼宇自控系统、楼宇监视系统等。

智能化主防灾控制中心设置在1层，分控制中心分别设置在B2F、B1F、5F、52F、87F及90F。

以下对智能化防灾各主要子系统的情况进行简要的说明。

3上海环球金融中心智能化防灾主要子系统

3.1电视监控系统设计

3.1.1系统功能

电视监控由前端摄像机、传输网络、控制、记录与显示装置组成。

监控范围主要覆盖重点部分为:

固定候车区、地下停车场（库）出入口、电梯厅、楼（房）梯出入口、前厅（大堂）、电梯轿厢、自动扶梯上下口、避难层出入口、前台总台接待、收银处、兑付外币处、贵重物品寄存处及部分重要通道。

主控采用松下SX850矩阵系统，分控采用松下SX650矩阵系统，具有较多的功能，通过电脑和键盘能有所选择地切换各路视频信号。

通过16路数码硬盘录像机进行录像，也可以采用16画面形式回放。

画面用松下彩色液晶监视器显示。

这些大屏幕的显示装置无疑使监控画面有了保障，保真度、色泽鲜艳度、清晰度上均达到设计要求。

系统还建立了综合安全防护集成平台和集成各子系统的安防集成监控管理平台，实现对大楼整体范围的综合防范及管理，以及必须的联动控制功能。

通过综合安全防护集成平台，实现与火灾报警系统、楼宇设备自动化控制系统及电梯控制系统和一卡通系统在相关区域及大楼整体的联动控制。

当发生非法闯入时，实时向防灾中心报警，显示报警区域和报警时间。

中心接收到前端报警信息后，进行声光报警提示，管理计算机自动弹出报警电子地图，自动显示报警区域。

在入侵点报警时，相应区域范围照明联动开启，监控探头能自动追踪。

3.1.2系统特点

大厦共设立了7个控制中心，由1F防灾主控中心和B1F、B2F、5F、52F、87F、90F六个分控中心组成，采用了SX850和SX650EX系统通过网络连接，总共控制大厦中900多台摄像机，主、分控中心之间根据需要实现互控。

整个系统充分利用先进的计算机网络技术、通信技术、信息技术作为载体，采用优化的控制手段对各安防系统设备进行集中监控和管理，使上海环球金融中心具有高效、舒适、安全的人工环境。

3.2火灾自动报警子系统设计

3.2.1系统功能

火灾自动报警系统功能如下:

（1）通过烟感、温感探测器实时监视整个大楼的火灾报警情况。

（2）通过输入信号模块监视防火门、防火卷帘门、照明盘、动力盘、挡烟垂壁、消防风阀、消防风机、空调、消防水泵、水流指示器、信号阀、湿式报警阀等设备信号状态。

（3）通过输出信号模块控制消防广播、防火门、防火卷帘门、照明盘、动力盘、消防风阀、消防风机、空调、消防水泵、电梯等设备。

3.2.2系统特点

上海环球金融中心火灾自动报警系统主要特点如下:

（1）采用先进的报警主机。

NF-8火灾报警主机最大使用地址为2550点;采用大屏幕触摸彩色显示屏，显示信息多，字体大，方便操作;还能对联动设备进行多达99种分类，并能任意设置某类或某些类联动设备处于自动或手动联动状态，方便系统管理。

（2）采用智能类比探测器。

通过智能类比探测器的报警曲线，分析报警情况。

（3）火灾自动报警系统控制主机与计算机监视终端采用光纤环网组网技术，并且每台控制主机和计算机监视终端都能监视其他控制主机和计算机监视终端的运行状态，计算机监视终端还能监视光纤网络交换机的工作状态。

（4）采用1248点的LED告警显示盘，集中显示当前系统的报警状态。

（5）通过OPC通用工业控制软件协议与大楼门禁系统联网。

3.2.3消防联动及控制要求

防灾中心能实现联动控制，并接收联动动作反馈信号，以及消防电源的工作状态。

主要的消防联动控制设备具有以下几点功能:

（1）自动或手动控制消防水泵的起停，并显示其工作状态及电源工作状态。

（2）自动或手动控制喷淋泵的起停，并显示其工作状态及电源工作状态。

（3）自动或手动控制防排烟机的起停，并显示其工作状态及电源工作状态。

（4）控制气体灭火装置，并显示气体灭火处在手动还是自动工作状态。

（5）在确认火灾后，将电梯全部停在首层，并显示动作反馈信号。

（6）在确认火灾后，切断有关部位的非消防电源。

（7）按规定要求关闭防火卷帘门、防火门。

（8）与分控中心一起完成应急广播，进行诱导疏散。

3.3紧急广播与背景音乐系统设计

PA/VA系统采用Praesideo数字广播来实现。

Praesideo是全数字化的公共广播系统，它可满足专业用户对公共广播/紧急广播系统的所有要求，所有音频处理都在数位域进行。

各设备之间的通信根据距离的不同，采用铜缆或光缆连接，采用环型连接原理，使连接和安装非常快捷、方便。

系统连接形成一个闭环，具有冗余的性能，使系统在使用及管理上更加可靠、安全。

Praesideo是高度多用性的系统，使用户在设定区、呼叫站、音频输入和输出、控制输入和输出的数量方面有充分的自由。

开放的通信方式使得Praesideo很容易与外部设备或系统连接。

PA/VA系统整个装置由6个Praesideo系统组成，覆盖多个区域，包括办公区、主体、会议区、观光及酒店。

14个呼叫站包括1个定制化呼叫站，可选择320个分区键、6个长距离高质量通信的CobraNet内线系统、超过70个LBB系列功率放大器，5000个扬声器应用在天花、墙面、拐角及橱柜，共同组成了当今最庞大、最复杂的系统之一。

3.4管理用电话系统设计

3.4.1系统概述

该系统分大厦本体区域和会议及观光区域，本体区域总机房设于B2FMDF-PBX机房内，主机包含IPstageEX100系统主机和IPstageEX1000天线主机，所有前端设备均设于其中。

终端设备（即电话机、BS天线）位于B3F～101F的各楼层内。

3.4.2管理用电话系统基本功能和组成

电话交换机系统基本功能为:

呼出检出功能;接收被叫号码;对被叫进行忙、闲测试;如果被叫空闲，则做好通话准备;向被叫振铃，向主叫送回铃声;被叫应答，通话;及时发现话终进行拆线。

本体区域控制系统由IPstageEX100主机和IPstageEX1000天线主机组成。

末端设备为432个BS天线、160个模拟电话机、10个数字电话机、150个PHS手机。

3.5门禁出入口控制系统设计

3.5.1系统概况

进入7F～77F的办公区域需要经过安检门，此外，各办公楼层都设有IC卡门禁系统。

对于各租户的访客，采用事先登记访客姓名系统，用临时IC卡使客人快速、顺畅地通过，满足国际金融中心安保要求的需要，确保跨国金融机构商务活动的安全。

另外，对于每年预计有超过300万游客的观光厅，在入口处安装了金属探测仪，对游客的手提物品进行检查，以保障游客及大楼的安全。

门禁系统以IC卡为媒体介质，实现高品质的智能楼宇安全控制机能。

具体的安全控制功能包括门禁控制、安全门控制、电梯卡控、门磁状态监控、自动门远程控制等，并且通过与视频监控系统、消防系统联动，实现安防的智能控制。

3.6防灾中心设计

设置总防灾控制中心，解决大楼的消防、安保、监控、剩余电流火灾报警、漏水检测系统、超高层的地震检测装置、电能管理系统等设备的集中设置及管理问题;防灾中心设置在1F裙房内，面积为250m2，对外有直接出口，门口有明显的标志。

防灾控制中心能对大楼内的所有防灾设备进行24h监控;在发生火灾的情况下，能迅速接收火灾自动报警信号，并能控制起动大楼内的消防设施，及时开动相应紧急广播，保证人员安全进行诱导疏散。

每12层设置1个避难层（18F、30F、42F、54F、66F、78F、90F），共7层，当有火灾等紧急情况时，通过消防紧急广播的分区控制，引导人员向就近的出口或就近的避难层进行疏散。

系统主要设备均采用不间断电源系统供电。

3.7防雷设计

3.7.1防雷系统

防雷系统设计内容如下:

（1）防雷等级确定。

信息系统雷电防护等级为A级。

（2）防雷保护措施。

采用法拉第笼结合富兰克林避雷法。

所有卫星天线均与避雷带连通，设备机房尽可能避免靠外墙侧。

利用大楼基础桩基及承台内的钢结件作为接地极，接地电阻不大于1Ω。

3.7.2等电位联结

每层弱电间、弱电机房内设置等电位联结排，各类电子设备需做好与等电位联结排可靠相连，同类型的设备应接在同一接地联结排上。

在竖井内敷设的金属管道的顶端与底端需做好与防雷接地装置连接。

3.7.3防高电位侵入

变电所低压配电进线柜内设置浪涌保护装置，在供信息系统的配电箱及照明配电箱内设置浪涌保护装置，与外部连接信号线均设置信号浪涌保护装置。

通过均压环与引下线相互连接，形成初级电磁屏蔽网格，外部的幕墙应与引下线可靠连接，有效改善建筑物空间的电磁屏蔽效果。

3.7.4接地系统

（1）共用接地。

利用基础内的钢结件相互间用螺栓禁锢连接，再与桩内的主筋或钢结构件焊接连接，形成共用接地网;在完工后，经现场实测结果约为0.1Ω。

（2）保安措施。

弱电机房配电系统接地型式采用TN-S系统，凡正常情况下不带电的电气设备的金属外壳均应与PE线作可靠连接。

（3）机房接地。

弱电机房的接地为采用芯筒内的两根钢结构体，每根截面约为0.13m2，是40mm×4mm的热镀锌扁钢截面的8倍，大大降低了接地线路的阻抗。

强弱电的接地线严格分开设置，避免相互干扰。

3.8人防设计

人防设计主要负责平战结合部分的通信、网络、广播等系统设计。

当外部的线路需进出工事的防护密闭区时，所有直接穿过工事围护结构或防护密闭门的电缆、电线均须严格进行密闭处理，并加抗力片防冲击波。

防护密闭管均遵循一线穿一管的原则。

3.9抗震及地震检测系统设计

上海环球金融中心的设计完全符合中国超高层建筑物抗震标准，并具备足够的抗震性能。

上海环球金融中心设计有地震检测系统，及时检测地震发生的可能性，为及时处理、应急、疏散做好预案。

对于长周期的震动，上海环球金融中心安装有摆式探测装置。

当探测到长周期的震动时，会根据需要让电梯紧急停止在最近的楼层，安全疏散电梯内的人员，并做好抗震疏散预案。

另外，在上海环球金融中心内设备的设计安装考虑7°以上的抗震标准，在固定设备安装时，用螺栓固定，做到牢固可靠，螺栓本身的机械强度也要满足抗震强度要求。

在线路连接时，考虑留有适当余量，避免线路在震动时拉断或接头脱线;线路特别在垂直电缆竖井内优先采用电缆沿桥架敷设。

4结语

随着反恐防恐的全球化，从整个访客系统的管理，到安防流程的控制管理，再到消防报警及时控制处理、地震检测疏散预案乃至整个防灾系统，超高层建筑智能化防灾工程的管理也将成为重中之重。

［1］朱栋华.建筑防火防灾监控系统及应用［M］.北京:

化学工业出版社，2008.

［2］侯森子.浅谈智能建筑的防灾系统［J］.邮电设计技术，2005（8）:

60-63.

田建强（1965—），男，高级工程师，从事建筑智能化设计、咨询及研究。

黄辰赟（1976—），女，高级工程师，从事建筑智能化设计、咨询及研究。

高玉岭（1980—），男，高级工程师，从事建筑电气与智能化系统设计。

赵雪黎（1975—），男，高级工程师，从事建筑智能化深化设计及施工管理。

王丹（1976—），男，高级工程师，从事建筑智能化深化设计及施工管理。