智能大廈的中央機(jī)房

智能大廈的中央機(jī)房

摘要中央機(jī)房在智能大廈中地位重要，其設(shè)置須兼顧多種要素。

關(guān)鍵詞智能大廈中央機(jī)房

隨著建筑智能化事業(yè)的深入發(fā)展，智能大廈不斷涌現(xiàn)。同時(shí)，業(yè)界、學(xué)界各種關(guān)于智能建筑的定義趨于一致：智能建筑就是以建筑為平臺(tái)，兼?zhèn)渫ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向使用者提供的高效、舒適、便利、安全的建筑環(huán)境。這就說明了智能建筑是現(xiàn)代建筑技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)及圖像顯示技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的高科技結(jié)晶，說明了智能建筑中建筑與智能化是皮與毛的關(guān)系，說明了實(shí)現(xiàn)的手段途徑，更重要的是說明了目的。在實(shí)現(xiàn)這個(gè)綜合目的過程中，中央機(jī)房是關(guān)鍵一環(huán)。

在智能大廈中，中央機(jī)房的地位和作用的重要性是顯而易見的。如果將建筑智能化系統(tǒng)比作智能大廈的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，那么中央機(jī)房就是智能大廈的首腦。在城市信息化網(wǎng)絡(luò)中，智能大廈的中央機(jī)房也是信息高速公路的重要節(jié)點(diǎn)。

智能大廈的智能化系統(tǒng)主要內(nèi)容可以概括為信息域和控制域兩大部分。其組成的子系統(tǒng)一般包括樓宇自控系統(tǒng)、綜合布線與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、廣播音響系統(tǒng)、汽車庫(kù)管理系統(tǒng)、無(wú)線通訊系統(tǒng)、程控交換機(jī)系統(tǒng)、因特網(wǎng)接人系統(tǒng)、電視系統(tǒng)、視頻點(diǎn)播系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、計(jì)量三表系統(tǒng)、系統(tǒng)集成平臺(tái)與各子系統(tǒng)的連接等十余個(gè)子系統(tǒng)。在有些智能大廈中還會(huì)遇到小區(qū)域無(wú)繩電話系統(tǒng)、無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)、酒店電視綜合服務(wù)系統(tǒng)等。雖然具體到一個(gè)項(xiàng)目子系統(tǒng)的多少會(huì)由于建筑性質(zhì)、投資規(guī)模等因素的不同而有所增減，但總體上看，如此眾多的子系統(tǒng)的多數(shù)的核心設(shè)備都布置在中央機(jī)房?jī)?nèi)。即使是常常獨(dú)立設(shè)置的消防、電話、電視、廣播等機(jī)房，現(xiàn)今與中央機(jī)房一處布置已有現(xiàn)實(shí)。

中央機(jī)房的地位十分重要，首先其設(shè)計(jì)方案應(yīng)在技術(shù)上先進(jìn)，在經(jīng)濟(jì)上合理。也就是說設(shè)計(jì)方案應(yīng)注意具有以下方面：

實(shí)用性。既要滿足實(shí)用要求又要使用方便。

綜合性。兼顧各專業(yè)、各系統(tǒng)的需要。

擴(kuò)充性。將來增加設(shè)置不致影響整體。

經(jīng)濟(jì)合理。指性能價(jià)格比好，開支不太高。但實(shí)際上一般機(jī)房的預(yù)算投資較充裕，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以高點(diǎn)，這樣，工程形象可獲保證

。

中央機(jī)房的建設(shè)要目標(biāo)明確，其主要功能與目標(biāo)大體包括以下方面

·以人為本，按人體的需要布置操作空間，適當(dāng)設(shè)置輔助設(shè)施，使人感到機(jī)房環(huán)境舒適整潔，輕松愉快。

·通過中央數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)盡量多的信息共享與交換。

·簡(jiǎn)捷控制機(jī)電設(shè)備工作流程。

·各智能化子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)一目了然，報(bào)警信號(hào)醒目悅耳，設(shè)備維護(hù)方便。

·具備機(jī)房設(shè)備的工作條件，滿足其長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

·通過集成接口實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

·保證智能大廈的信息傳遞高速、暢通，重要信息直觀。

·將各智能化子系統(tǒng)有機(jī)集合，形成性能良好的一個(gè)整體。

中央機(jī)房的安全措施包括防非法侵入網(wǎng)絡(luò)、防雷、接地、防火、防停電、防靜電等內(nèi)容，這些都是保證設(shè)備安全運(yùn)行的必不可少的重要條件。分述

防停電

建筑智能化系統(tǒng)的有效工作有賴于正常供電，尤其是機(jī)房不應(yīng)停電，因?yàn)闄C(jī)房是智能大廈的首腦機(jī)關(guān)。眾所周知，一臺(tái)電腦正在工作時(shí)突然斷電，就可能造成數(shù)據(jù)丟失。所以機(jī)房的電源系統(tǒng)很重要。對(duì)于智能大廈的一般配電系統(tǒng)，允許正常停電或事故停電，但對(duì)中央機(jī)房而言是不允許的。一般的解決辦法通常有兩種，一是在前端交流電源引入兩路市電，有條件時(shí)可加設(shè)發(fā)電機(jī)，成為多路供電，提高供電可靠性；二是在機(jī)房里設(shè)不間斷電源UPS，附設(shè)一定的直流電池組作為后備電源，即可保證供電。前者是傳統(tǒng)的提高供電可靠性方式，后者是近年來隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展而越來越廣泛應(yīng)用的方式。

現(xiàn)有兩種UPS供電方式可供選擇。一為在線式，即UPS始終在供電狀態(tài)，時(shí)刻都在工作著。二為后備式，就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平時(shí)供電依靠市電，只在市電停電時(shí)才立即轉(zhuǎn)而由UPS供電。后備式供電有個(gè)過零問題，即當(dāng)市電停電時(shí)，無(wú)論何種合閘方式，避免不了瞬間無(wú)電問題。市電是50HZ，奔騰ⅡPC是500MHZ以上，顯然，在停電的一瞬間，電腦可能丟失數(shù)據(jù)。具體辦法是分而治之：若系正常停電，事先必有通知，可提前將UPS投入；若系故障(短路、接地)停電，因電感上電流不能躍變，電容上電壓不能躍變，可將UPS的自動(dòng)接人設(shè)定為小于跳閘電流值，即在電路斷開前，UPS就已接人。

UPS電源正向大功率、低噪音、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，而這正是中央機(jī)房所需要的。大功率的UPS電源(如20、30、60KVA及以上)多具有并機(jī)冗余功能，新出現(xiàn)的熱插拔、模塊化電池陣列進(jìn)一步提高了供電可靠性。這因?yàn)椤瓣嚵薪Y(jié)構(gòu)”先前用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的“磁盤陣列”時(shí)就證明有利于可靠性的提高。

防靜電

防靜電主要指及時(shí)消除機(jī)房?jī)?nèi)部各處產(chǎn)生的靜電荷。摩擦生電是自然現(xiàn)象，靜電的聚集會(huì)引發(fā)意外事故，危害電子設(shè)備及人身安全。因此，機(jī)房均應(yīng)采用防靜電地板，通過接地泄放靜電荷。地板一般距地。為了保證施工質(zhì)量，機(jī)房工程應(yīng)由具有機(jī)房工程施工資質(zhì)的單位來承擔(dān)。

防雷、接地

中央機(jī)房?jī)?nèi)大量的電子設(shè)備工作電壓較低，精密設(shè)備較多，對(duì)雷擊的耐受能力較差，一旦遭受，往往損失巨大。故此處防雷等級(jí)較高，對(duì)防范各種雷擊的措施要求較高。雷擊形式多種，機(jī)房防雷措施主要針對(duì)直擊雷和感應(yīng)雷。一般做法是在樓頂設(shè)置避雷針、避雷帶以防直擊雷；在大樓內(nèi)將通體結(jié)構(gòu)主筋互連，形成等電位法拉第籠、均壓環(huán)以防側(cè)擊雷(高層建筑30米高度處及以上每隔三層利用圈梁鋼筋與柱內(nèi)主筋相接構(gòu)成均壓環(huán))；在大樓基礎(chǔ)利用基樁導(dǎo)體互連，形成良好的接地及大廈內(nèi)的地電位分布。另外，將建筑物表面的金屬設(shè)備及人戶金屬管道與接地網(wǎng)良好連接，以保證大廈內(nèi)的等電位。

為防止高壓雷電波侵入機(jī)房設(shè)備，可在機(jī)房設(shè)備前端采用多種防過電壓裝置。例如，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備前設(shè)三級(jí)避雷保護(hù)裝置可有效分流限壓，防止感應(yīng)雷電波的侵入，三級(jí)指電源端、UPS端、服務(wù)器或配線架等終端之前端。另外，戶外引入室內(nèi)的天線饋線、信號(hào)線、數(shù)據(jù)通訊線等均應(yīng)在人戶處設(shè)避雷器。

接地系統(tǒng)包括防雷接地、交流工作接地、直流接地、PE保護(hù)接地、屏蔽接地及防靜電接地等系統(tǒng)，后三者可互連。接地方式一般采用聯(lián)合接地方式，即防雷接地、保護(hù)接地、工作接地等均直接與接地網(wǎng)直接連接，總的接地電阻應(yīng)小于1歐姆，即所謂零接地電阻。在條件允許時(shí)也可設(shè)置專用接地裝置。如果有的工程基礎(chǔ)使用橡膠、塑料作，則應(yīng)采取加打人工接地極的方式，或采用40×4鍍鋅扁鋼穿過防水層，形成良好的人工接地極。

就接地系統(tǒng)而言，智能建筑的防雷接地、工作接地、保護(hù)接地在傳統(tǒng)建筑中早已存在，為工程人員所熟悉，在專業(yè)分工中屬于強(qiáng)電系統(tǒng)。而智能建筑所特有的弱電接地系統(tǒng)包括直流接地、功率接地、屏蔽接地及防靜電接地等系統(tǒng)。

數(shù)字電路中，提供等位面的邏輯接地和模擬電路中提供基準(zhǔn)電位的信號(hào)接地成為直流接地。直流接地系統(tǒng)基準(zhǔn)電位引自總的等電位銅排，工程上可采用截面積為35平方毫米的絕緣銅芯線穿保護(hù)管引至弱電設(shè)備，作為直流接地。

電子設(shè)備中有不少的交直流濾波器，它們用于防止各種頻率的干擾電壓通過電源線侵入，以免影響低電平信號(hào)裝置的工作。交直流濾波器的接地稱功率接地。功率接地系統(tǒng)是用與相導(dǎo)線等截面的絕緣銅芯線從配電箱引至弱電設(shè)備，此接地線在TN—S五線制中就是接N線(即中性線)。

屏蔽接地及防靜電接地是為了解決電磁輻射和電磁干擾的問題。隨著智能建筑中各種高頻率的通訊設(shè)施的不斷增多，抗干擾日益重要。電磁干擾是電子系統(tǒng)輻射的寄生電能，它能降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，增加誤碼率，影響清晰度，造成電磁環(huán)境污染。為了防止外來的電磁干擾，將電子設(shè)備外殼體及設(shè)備內(nèi)外的屏蔽線或者穿線金屬管進(jìn)行接地，全程屏蔽，叫做屏蔽接地。一般機(jī)房?jī)?nèi)的環(huán)境較為干燥，容易產(chǎn)生靜電，進(jìn)而對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，為此采用的接地為防靜電接地。屏蔽接地及防靜電接地的一般做法是：由樓內(nèi)總等電位銅排引出PE弱電干線，每層設(shè)弱電等電位銅排，電子設(shè)備的外殼，金屬管路及抗靜電接地均與此等電位銅排相接。

各種弱電專用接地線在中途不能導(dǎo)通互連，其保護(hù)管首選硬PVC管。

除以上措施之外，機(jī)房的安全防范設(shè)施還應(yīng)有門禁、防盜、CCTV監(jiān)控、防火墻軟件、火災(zāi)報(bào)警等。

中央機(jī)房設(shè)計(jì)階段可分為初步方案設(shè)計(jì)、土建設(shè)計(jì)、布置與裝修深化設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)會(huì)審及竣工圖。初步方案應(yīng)確定機(jī)房的組成、主要功能、宏觀要求等。土建設(shè)計(jì)確定位置、面積、形狀、層高等。深化設(shè)計(jì)確定機(jī)房的平面、立面布置，裝修具體做法，機(jī)電設(shè)備選型，照明燈具等。中央機(jī)房的設(shè)計(jì)主要依照GB50174—93《計(jì)算機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范，涉及的主要內(nèi)容有建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、電氣系統(tǒng)、建筑環(huán)境、防火防盜防事故防破壞等。

中央機(jī)房相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)要素主要包括以下內(nèi)容：

建筑專業(yè)首先要選好中央機(jī)房位置。從經(jīng)濟(jì)方面考慮要避開價(jià)值高的黃金區(qū)域；從技術(shù)方面考慮要接近系統(tǒng)線路的中段，還應(yīng)盡量靠近弱電豎井，方便城市電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)及光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)等干線引入機(jī)房；從環(huán)境方面考慮要求上下四周不與衛(wèi)生間、煤氣間等具有潛在危害的房間為鄰，要考慮層高及吊頂高度，注意所在位置的形狀、朝向、自然通風(fēng)采光條件、尺寸大小等；另外，中央機(jī)房與電話機(jī)房、消防控制室及電視采編室等機(jī)房的相對(duì)位置也要顧及。這些因素雖多，但只有少數(shù)是硬性的，如甲級(jí)智能大廈吊頂高度須保證2．7m(乙、丙級(jí)為2．6m、2．5m)。綜合的看，機(jī)房位置一般首選二層，次選裙房頂層或地下一層。原因是中央機(jī)房在二層時(shí)可與一層的消防控制室聯(lián)合值班(內(nèi)部轉(zhuǎn)梯相連)，裙房頂層距各天線較近，電纜放線較居中。地下一層一般距主要建筑設(shè)備機(jī)房較低。

結(jié)構(gòu)專業(yè)要注意UPS電池(一般有數(shù)噸重，30—40KVA約1T)的位置、重量、大小、形狀，確定其地面的承載能力(800KG／m2左右)及留洞并配置過梁等。除了力學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)專業(yè)要在機(jī)房處形成“法拉第籠”，使機(jī)房在遭受各種雷擊包括感應(yīng)雷時(shí)機(jī)房?jī)?nèi)保持等電位，消除跨步電壓，達(dá)到保護(hù)人、機(jī)安全的目的。

設(shè)備專業(yè)要注意的是供暖、通風(fēng)、空調(diào)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高于普通辦公室，與之相聯(lián)系的是機(jī)房環(huán)境的各種參數(shù)，例如合適的溫度、濕度、含氧量、二氧化碳含量、灰塵含量(潔凈度)等。

機(jī)房的環(huán)境要求自然高于一般辦公室，它在正常工作時(shí)不僅需要足夠的照度，而且需要合適的溫度、濕度、含氧量、二氧化碳含量、灰塵含量(潔凈度)等。其環(huán)境監(jiān)控高于一般辦公室的表現(xiàn)之一就是建設(shè)際準(zhǔn)不同。機(jī)房國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分為A、B級(jí)。

A級(jí)、B級(jí)指標(biāo)的主要區(qū)別在于對(duì)機(jī)房溫度、濕度及潔凈度的要求不同。A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)包括的措施有：采用恒溫、恒濕的專用空調(diào)即精密空調(diào)；機(jī)房的窗戶采用雙層窗；機(jī)房近旁設(shè)緩沖過渡區(qū)等。

與傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)不同，機(jī)房采用的精密空調(diào)嚴(yán)格控制蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)壓力，增大送風(fēng)量使蒸發(fā)器表面溫度高于空氣露點(diǎn)溫度，因而不必除濕，產(chǎn)生的冷量全部用來降溫，降低了濕量損失，提高了經(jīng)濟(jì)效益。由于送風(fēng)量大，一方面送風(fēng)焓差小，另一方面機(jī)房換氣次數(shù)高使整個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)形成整體氣流循環(huán)，機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備均能得到均衡冷卻。在空氣循環(huán)良好的同時(shí)，因精密空調(diào)設(shè)有專用空氣過濾器可及時(shí)有效的濾掉空氣中的灰塵，使機(jī)房潔凈度符合要求。

機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)一般配備加濕系統(tǒng)、專用的高效率的除濕系統(tǒng)及電加熱補(bǔ)償系統(tǒng)，通過微處理器處理傳感器送來的數(shù)據(jù)，可精確控制機(jī)房溫度和濕度，而一般空調(diào)系統(tǒng)無(wú)加濕系統(tǒng)，只能控制溫度，且精度較低，不能滿足機(jī)房的需要。另外，由于機(jī)房密封性好而發(fā)熱設(shè)備多，連續(xù)工作，常年運(yùn)轉(zhuǎn)，可靠性要求高，一般空調(diào)系統(tǒng)難以勝任，尤其是冬季，一般空調(diào)由于室外冷凝壓力過低，難以正常工作，而精密空調(diào)系統(tǒng)通過可控的室外冷凝器，可保證制冷循環(huán)的正常工作。

電氣專業(yè)要注意照明設(shè)計(jì)、動(dòng)力設(shè)備位置、臺(tái)數(shù)及監(jiān)控要求，還有綜合接地引線連接等。中央機(jī)房電氣負(fù)荷屬于一級(jí)，應(yīng)采用專用的雙路終端互投供電回路，電線為耐火型或阻燃型銅芯線，蓄電池采用免維護(hù)封閉型產(chǎn)品。配電系統(tǒng)的器件、材料選用余量宜稍大，以防電氣火災(zāi)。機(jī)房在正常工作時(shí)不僅其環(huán)境監(jiān)控較高，而且需要足夠的照度。中央機(jī)房人工采光照度標(biāo)準(zhǔn)低的為150—300LX，中等的為400LX，較高的為500—750LX。

消防設(shè)計(jì)包括煙感報(bào)警、氣體滅火兩部分。煙感報(bào)警以吸頂式和纜式煙感器為主要形式。吸頂式煙感器的保護(hù)半徑一般不大于5．8m，距墻、風(fēng)口、大梁不小于0．5m。纜式煙感器可沿墻敷設(shè)。必須通過機(jī)房的風(fēng)管在過墻處應(yīng)設(shè)置防火閥(環(huán)境溫度達(dá)到70℃時(shí)自動(dòng)關(guān)閉)。氣體滅火系統(tǒng)的作用類似于普通辦公室里的噴淋系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有系統(tǒng)類型結(jié)構(gòu)的選擇、滅火劑濃度的確定、氣體噴射時(shí)間、滅火劑用量及浸漬時(shí)間等。氣體滅火系統(tǒng)的種類主要是二氧化碳滅火系統(tǒng)及鹵代烷滅火系統(tǒng)。此外，在室內(nèi)附設(shè)交、直流雙電源應(yīng)急燈、火災(zāi)事故廣播、119專線消防電話、火災(zāi)報(bào)警按鈕等消防設(shè)施(消防規(guī)范要求消防控制室必須設(shè)直流電池組后備電源)。機(jī)房的裝修材料應(yīng)符合有關(guān)防火規(guī)范的要求。

需要注意的是，按消防設(shè)計(jì)規(guī)范要求，消防控制室應(yīng)采用專用接地線，即用截面不小于25mm2的銅芯電纜穿硬PVC管保護(hù)，與柱內(nèi)主筋焊接或與戶外獨(dú)立接地極(Rd4Ω)焊接，也可引自地下室的聯(lián)合接地極(Rd1Ω)。

智能大廈系統(tǒng)集成的實(shí)現(xiàn)在很大程度上系于機(jī)房?jī)?nèi)的集成。機(jī)房?jī)?nèi)的集成概念幾年前就有人提出了，現(xiàn)在從工程實(shí)際看是有道理的。機(jī)房?jī)?nèi)的集成主要表現(xiàn)方式是系統(tǒng)的互聯(lián)集成接口。接口有硬連接(串行、并行)、開發(fā)網(wǎng)關(guān)、專用網(wǎng)關(guān)、以及采用開放式標(biāo)準(zhǔn)LonMARK標(biāo)準(zhǔn)、BACnet標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)縫聯(lián)結(jié)等種類。常見的集成接口有安保(含門禁、巡更)、計(jì)量、樓控(含電梯等)、消防(含廣播)、車庫(kù)等與中央工作站的通訊接口。智能大