信息化时代办公建筑电气设计研究——以某银行大厦为例

曾 萍

(福州市建筑设计院有限责任公司 福建福州 350011)

0 引言

随着科技日新月异发展，城市建设现代化进程日益加快，楼宇建筑与智能化技术日趋融合，越来越多智能化技术的应用，给人们的生活和工作带来了便捷和全新的体验，对楼宇的节能和安全提供了更为完善的解决方案。在此，结合一个银行办公大楼的工程实例，对现代办公场所的电气设计进行分析研究，探讨信息化时代办公建筑电气设计的特点。

1 项目概况

该项目位于福州市江滨大道北侧，工程规模：总建筑面积55 307 m2，建筑层数为地上19层，地下2层，建筑总高度90 m。地下一、二层为机动车停车，非机动车停车，设备用房等。一～六层为商业营业大厅及办公、会议室、管理用房、设备用房等，七～十七层为办公用房，十八～十九层为私人银行中心，如图1所示。

图1 某银行大厦

2 供电质量和供电可靠性

虽然在数据中心设计和操作中已采取各种预防措施，但是仍然可能出现外部电力在质量或可用性方面受损的情况，导致数据丢失、服务不可用、硬件风险提高，造成严重经济损失。因此，配备高可靠的专用UPS至关重要。UPS的输出交流电压与交流供电线路电压之间经过了交流-直流-交流两级变换，供电线路上的电压波动、谐波等均被消除，在供电线路突然出现电压不正常情况时，UPS的输出电压完全不受影响，可保证用电设备尤其是一些精密仪器的正常工作。该项目UPS具有分布式控制和独立式在线热插拔特点。每个UPS模块都含有UPS系统全面运行所需的全部硬件和软件。模块之间不分享通用组件，每个模块都是一个功能完善的UPS，都具备实现自主运行所需的全部硬件和软件——整流器、逆变器、电池转换器、静态旁路开关、反馈保护、控制逻辑、显示屏，可以提供极高的系统可靠性，实现正常运行最大化。UPS模块可以并联布置，以提供冗余或提高系统的总容量。在线插拔的优点是：更换添加模块或电力升级维护期间无需停机。真正的“在线插拔”模块化可以实现UPS模块的安全移除和插入，不会造成关键负载风险。因负载功率需求增长而升级容量的操作也十分简单。如果发生故障，可以轻松取下模块进行维修或更换，而不影响整个系统的可用性。

该工程位于江滨大道北侧，地理位置处在闽江边，变电所防涝要求特别高。为保证供电可靠性，变电所设置在地上二层，标高高于百年一遇洪水水位。相比传统放地下室，柱距更大、层高更高、环境干燥，位置高于室外标高降低进水风险，提高供电可靠性及设备使用寿命。电房内设置全空气空调箱，降低设备运行温度，保证设备可靠运行。

电源从市政10 kV高压电网引入两路，变配电房内设置2台1600 kVA+2台1250 kVA干式变压器；每两台变压器低压侧采用单母线分段接线方式，在一路电源故障或检修的情况下，另一路电源承担全部一级负荷。两段低压母线主开关和母联开关之间设置电气加机械联锁，确保不发生误操作。

为保证消防负荷和一级负荷供电可靠性，设置自启动闭式水循环风冷柴油发电机组。在设备区设置两台630 kW自启动柴油发电机组，机组在市电停电后30s内自动投入供电，其相序应与市电相序一致。市电与自备发电机组之间设机械电气联锁，仅当高压进线两个主开关同时断开，发电机才能启动并投入运行。

3 设计采用BIM三维技术建模，架空地板灵活布线

传统办公区电气线缆采用埋地结合吊顶敷设，不能随家具摆放变动而灵活布线。该项目对比国内先进办公大楼，并结合项目层高特点，在敞开式办公区设计中采用架空地板。架空地板方式布线的优点:①布线灵活方便，可准确地确定电气设备出口的位置，通常可以将强弱电出口直接做到办公桌上;②重新布线和修改方便。开放式办公环境，尤其是商业性出租的办公区，家具的摆放格局经常发生变化，架空地板布线可以适应这种变化;③容易安装施工，操作空间大;④能容纳的电缆数量多;⑤美观，隐蔽性好。

项目运用BIM三维技术，建立设备管道模型(图2)，优化综合管道布线，优化管线路径节约线缆，提高室内使用净高。对复杂空间，运用BIM平台辅助设计，大幅度提高管线综合的效率。主要应用点为管线综合排布与建筑空间优化使用。 BIM 模型技术改变传统的 CAD 叠图方式进行机电专业深化设计，应用软件功能，解决水、暖、电、通风与空调系统等各专业间管线、设备碰撞的问题，优化设计方案，为设备及管线预留合理的安装及操作空间，减少占用使用空间。基于施工图模型内的所有内容，进行碰撞检测服务，通过三维方式发现图纸中的错、漏、碰、缺与专业间的冲突，从而预检施工过程中可能出现的问题，提前解决，避免工期延误或返工。另也可定位土建结构预留洞口。

新旧会计制度的衔接是一项艰巨而重大的改革任务，医院财务应充分做好衔接的准备工作，全面清查资产、负债事项。其中包括：清查固定资产，账账一致、账实一致（核查原值、预计可使用年限、已使用年限）；核查无形资产原价、已使用年限、尚可使用年限；核查受托代理资产、受托代理负债；核查预计负债；核查未入账的应收账款、应收股利、应计利息；核查未入账的应付质量保证金；未按原制度进行基建并账的，完成基建并账工作等。

图2 BIM设备管道模型

4 绿色节能设计

设备均采用节能产品。通过智能照明控制系统、能耗监测管理系统、建筑设备监控系统，实现对大楼建筑设备的自动化管理，达到节约能源、节约电费、提高管理效率降低运营成本的效果，延长设备使用寿命。

(1) 门厅、办公室及会议室等采用智能照明控制，在不同时间、不同场景设置不同对应模式，既提升人性化服务水平，又节能环保。楼梯间及前室照明灯具均采用人体感应开关控制，做到人到灯亮，人走灯熄，既节能又安全，更能体现人性的关怀。

可通过手机APP对室内电器进行本地/远程控制，各功能区通过平台集中监控，系统日程控制，传感器自动控制，面板场景控制等控制方式实现无人化管理，达到使用便捷，照明场景功能性，视觉效果舒适的效果。例如日程控制：预设上班、午休、下班、节能等多种模式，系统自动根据时间调整不同模式，控制面板可预设模式。存在控制：在午休和下班后，系统自动进入存在感应模式，调低部分的照明，同时联动存在传感器，根据感应结果，联动灯具开启及亮度调节。

(2) 由于机电设备多而分散，能耗也高，故通过对机电设备的优化控制，实现节能管理；通过先进的视频分析报警联动方式、能耗监测管理的应用，提高物业管理效率及运营阶段的能耗分析和节能控制，从而降低运营成本。

(3) 建筑设备监控系统能对各子系统的工作程序、工作参数、启停状态、故障情况等自动进行监测、控制；各设备工作异常时，能发出异常状况或故障情况的报警信号。

(4) 空调为季节性用电负荷，采用二台专用变压器供电，在低负荷运行季节，可关闭其中一台变压器，提高变压器负荷率，降低损耗。

(5) 夜景节能设计：①采用LED高效灯具。在满足设计效果的同时，采用LED作为灯具发光光源，与传统钠灯、金卤灯相比节能40%～60%以上。②同一照明系统内的照明设施分区或分组集中控制，避免全部灯具同时启动。采用光控、时控、程控和智能控制方式，并具备手动控制功能。夜景根据每个时间段城市对夜景照明灯光的需求，调整照明装置开启的数量。采用无人化分时段控制，根据使用情况设置平日、节假日、重大节日等不同的开灯控制模式。分别为“华灯初上”“演绎高峰”“城市夜间脉搏”等几种模式。不仅能营造不同气氛下的景观效果，而且节约能源，有利于限制光干扰。③做好定期维护，建立清洁光源、灯具的制度，根据标准规定的次数定期进行擦拭；按光源寿命规定的点亮时间，定期批量更换光源。

5 提高安全管理功能，人性化操控简便和安全可靠性相结合

福建某银行大厦是此银行在福建地区的总部大楼，是此银行在福建地区的一级分行，重要性高，其中金库、保管箱库作为一级风险单位，其防护等级为一级防护。所以，应重点考虑金库、保管箱库、营业大厅、自助银行、重要机房等重点区域的安防设计，加强“四防一体化”(物防、人防、技防、联防)以及信息安全的建设，使安全管理建设更加完善。

金库的门禁采用指纹读卡器，支持卡+指纹双重验证，加强对进出人员的身份检查，提高了金库的安全管理水平。

从金库卸货区进入到金库内部区域的摄像机采用人脸识别摄像机，对进入金库区域的人员进行身份识别验证，并与内部员工匹配，不在内部系统名单则无法进入，增加安防等级，提高金库的安全性。

在一楼电梯厅设置人行通道闸，配合人脸识别门禁机,实现人员进出大楼管控。电梯具有分层管控功能，开启梯控后可限制访客到达指定楼层。办公区前门厅设置门禁机，配合电锁实现办公区域安全管理功能。门禁系统兼具考勤功能，方便后勤管理。

周界围墙设置电子警戒摄像机，可识别不法分子翻越围墙，出入口设有人脸识别摄像机，可抓拍比对人脸信息，实现黑名单人员进入告警，人脸快速搜索录像记录等功能。

6 先进和成熟的智能化技术

表现了“健康空间、低能消耗、舒适环境、智能控管”等特点。

为顺应金融数字化、信息化、系统化、现代化的改革进程，智能化系统建设采用当今先进的计算机网络技术、数字图像监控技术和系统集成技术等，建立起电视监控、安防报警、信息发布及显示等子系统，实现分布处理、联动相应、资源共享、方便操控、易于扩展的智能化系统。

以会议室为例：设置会议室总控制室，对所有会议室进行远程调度管理，实现精简管理人员和预约使用会议室，使会议室使用处于有序状态。会议预定系统联动：根据会议预定系统的开放接口对接，预定完会议室后，自动根据会议室使用时间设定照明日程，提前对会议室灯具及空调进行开启。场景功能：根据不同会议室使用需求，预设会议、演讲、投影等多种场景，分别对灯具、窗帘、投影幕布进行控制。

7 充满科技感的多样照明手法

如今办公环境是由多种视觉作业所组合的工作环境，不但要满足基本的阅读及书写，还要能产生愉悦舒适的工作气氛，促进办公人员的身心健康，激发办公人员的高昂工作热情，从而提高工作效率。本项目采用多种灯具形式，满足不同场景需求：

面板灯(图3)：大堂顶棚照明采用与吊顶色调和谐的面板灯，灯具发光效果通透柔和、无眩光，有自然天窗采光之感，视觉上拉伸了层高，又与吊顶融为一体，让银行大堂给予客户整洁明亮的光感。通过三角形面板灯的巧妙铺设，展现了银行的标志性图形，再搭配灯光控制系统，使整个场景既具有整体感又具有个性感，上下呼应，美观而有趣味。让灯光设计与场景相得益彰。

图3 大堂面板灯

线条灯：在办公区域的吊顶中增加线条灯，弱化了空间密闭的违和感，线条灯与吊顶的巧妙组合，增强了层次递进感，更具有科技感，大大增添办公环境的多样性体验，有效提升员工的工作幸福指数。会议室中线条灯的应用，搭配灯光控制系统，使得灯光充分照射到会议桌上。多模式的场景灯光，可避免会议投影时投影幕布的反光，四周的筒灯可以起到补充光源的作用，照顾到每一个与会人员的用光需求。

软膜灯：软膜灯主要通过软膜和透光板饰面实现，透光率可达到75%～85%。此灯具发光面是大面积的，与吊顶相结合，因而可产生均匀照明的顶面，白天不开灯显现的是乳白色，与石膏吊顶原色相同，整体美观整洁。软膜天花的大面积使用，顺应办公室的大空间需求，例如大厅、多功能会议室等，整体效果突出。纯净、细腻的质感也适合办公的氛围，同时良好的绝缘功能可以大量减少能源消耗。

夜景照明采用玻璃幕墙内透和地面向建筑实墙投光方式设计。观感方面能让建筑立面不会有灯具外露问题，使得建筑整体更加通透和简洁大方；在安全方面，也有效地降低了灯具高空坠落的风险。

8 结语

在新型科技大力发展的信息化时代，与20世纪的办公建筑对比，可以看出，现代办公建筑更加注重节能安全，舒适度高，智能高效的办公环境。大数据时代的“优化运行成本，高可靠性，高扩展性，高效性”几个方面在办公建筑设计上得到了充分体现。未来，随着大数据人工智能的发展，设计师将面临新的挑战和机遇，我们要站在科技前沿，充分领会业主需求，充分了解市场新技术，大胆创新，不断创作出更好的作品。