大型公共建筑門控安防系統(tǒng)設(shè)計初探

■ 朱道明 蔡銳

大型公共建筑的門控安防系統(tǒng)設(shè)計具有典型代表意義，幾乎涵蓋了各類工業(yè)與民用建筑門控安防系統(tǒng)的各種需求。但這些設(shè)計思路的來源都需要先進(jìn)的設(shè)計理論和完善標(biāo)準(zhǔn)體系為基礎(chǔ)。

隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各類工業(yè)與民用建筑的建設(shè)也進(jìn)入了迅猛發(fā)展時代。相比之下，公共建筑的發(fā)展速度顯得尤為顯著。大型公共建筑，特別是一些大型綜合體建筑、超高層建筑和地標(biāo)性建筑，往往處于城市中心繁華地段或人流量密集的地點(diǎn)，營業(yè)時間長，在各類建筑物中種類最多、功能和建筑結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜，建筑物既要保證日常營業(yè)活動的正常進(jìn)行，又要確保公私財產(chǎn)安全和人身安全，安防和安全需求最為突出。因此大型公共建筑也成為建筑門控安防技術(shù)最主要的研究對象。本文以北京首都機(jī)場T3航站樓為例，探討大型公共建筑門控安防系統(tǒng)的設(shè)計思路。

北京首都機(jī)場T3航站樓工程于2004年3月開始正式實(shí)施，于2008年2月試運(yùn)行。由T3A主樓、T3B、T3C主樓、T3D、T3E國際候機(jī)廊和樓前交通系統(tǒng)組成，總建筑面積達(dá)98.6萬平米。T3主樓地面五層和地下兩層，一層為行李處理大廳、遠(yuǎn)機(jī)位候機(jī)大廳、國內(nèi)國際VIP；二層是旅客到達(dá)大廳、行李提取大廳、捷運(yùn)站臺；三層為國內(nèi)旅客出港大廳；四層為辦票、餐飲大廳；五層為餐飲。T3C（國內(nèi)區(qū)）和T3E（國際區(qū)）呈“人”字形對稱，在南北方向上遙相呼應(yīng)，中間由紅色鋼結(jié)構(gòu)的T3D航站樓相連接。南北向長2900米，寬790米，建筑高度45米。機(jī)場旅客年吞吐總量達(dá)到8200萬人次，即平均每天有近23萬人在這個龐然大物中來往穿梭。

作為整個安防和安全系統(tǒng)的重要組成部分，門控安防系統(tǒng)的設(shè)計面臨巨大挑戰(zhàn)。我們英格索蘭安防技術(shù)設(shè)計部以美國門控系統(tǒng)設(shè)計理論為基礎(chǔ)，以美國國家標(biāo)準(zhǔn)（ANSI）、美國UL標(biāo)準(zhǔn)、中國國家標(biāo)準(zhǔn)、中國建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和公安行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系為依據(jù)，采用以下分項(xiàng)解決方案完成了該項(xiàng)目的門控安防系統(tǒng)設(shè)計。

消防疏散

根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)，合理設(shè)置安全疏散路線和設(shè)施，確保建筑內(nèi)任何位置都有通往室外安全區(qū)域的連續(xù)通暢的疏散路線。處于疏散路線上的走道門、前室門、樓梯間門、安全出口門和人員密集房間的疏散門均采用逃生推杠裝置，同時保證防火分隔的有效設(shè)置和人員的快速疏散，并且選用有電控延時、報警等功能的逃生推杠裝置，有效解決平時財產(chǎn)安全和火警時人身安全的矛盾。

例如，航站樓的旅客候機(jī)區(qū)內(nèi)是人員大量聚集的區(qū)域。因此，在考慮消防疏散的同時，也需要考慮到安防控制的要求。既要有效解決旅客在候機(jī)時突遇緊急情況時的快速疏散，又要防止在正常情況下旅客非法進(jìn)入機(jī)場受控區(qū)域、工作區(qū)域及內(nèi)部管理區(qū)域。結(jié)合美國NFPA 101、UL10C、國標(biāo)《建筑防火設(shè)計規(guī)范》和建筑行標(biāo)JG/T290的要求，對于此類疏散門，我們設(shè)計了逃生推杠裝置配合電磁鎖使用的門控方式，有效解決了人員疏散與區(qū)域管理的雙重需求。平時只有獲得有效授權(quán)的工作人員，才能通過門禁系統(tǒng)開啟電磁鎖進(jìn)入受控區(qū)域。普通旅客是無法進(jìn)入該區(qū)域的。而一旦出現(xiàn)火警等突發(fā)情況，與消防控制系統(tǒng)聯(lián)動的電磁鎖會自動斷電開啟，旅客只需推壓疏散門上與門等寬的逃生推杠裝置，一個動作即可開門，從而實(shí)現(xiàn)快速的大流量的消防疏散。

對于某些高安保區(qū)域的消防疏散門，我們采用了有雙向門禁控制功能的電控延時型逃生推杠裝置。這樣，即可實(shí)現(xiàn)正常狀態(tài)下憑有效授權(quán)進(jìn)出，又可實(shí)現(xiàn)非授權(quán)狀態(tài)下推動裝置后延時一段時間，如5-15秒鐘后，也能自動解鎖出門的功能，同時，裝置可發(fā)出本地的或遠(yuǎn)程的聲光報警。也可與門禁、消防、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的立即解鎖，并引導(dǎo)人員緊急疏散的功能。

防火

工程對建筑門控系統(tǒng)的防火要求，不僅是門控產(chǎn)品本身的耐火性能，而且要求門控系統(tǒng)具有完善的防火功能。例如火情警報、隔斷火源、阻止煙霧蔓延等。因此采用合理規(guī)范的防火設(shè)計方案和通過認(rèn)證的防火門是防火設(shè)計的基本要求。常閉防火門應(yīng)采用通過美國UL10C標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)GB12955和公安行標(biāo)GA93認(rèn)證的防火五金件，以達(dá)到與防火墻等長的耐火時間要求。同時，采用達(dá)到美國ANSI A156.13標(biāo)準(zhǔn)要求的帶逃生功能的防火鎖具，既保證防火門有效關(guān)閉，又保證門內(nèi)人員能迅速安全撤離。而常開防火門，則應(yīng)使用與消防報警聯(lián)動的電磁停門閉門器或電磁門吸，使平時保持常開的防火通道門遇警及時關(guān)閉。在重要設(shè)備機(jī)房的防火門上使用門禁控制的機(jī)電一體化鎖，可以實(shí)現(xiàn)門外側(cè)受門禁控制、門內(nèi)側(cè)隨時出門和斷電時門外側(cè)上鎖的功能。

T3航站樓的門的總數(shù)量多達(dá)6000樘，其中有近一半是防火門，在這些防火門中部分兼有門禁控制的需求。因此，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行門控系統(tǒng)的選型設(shè)計。在深化設(shè)計方案中，我們同時采用了防火機(jī)械鎖和機(jī)電一體化鎖實(shí)現(xiàn)防火門的常閉需求。除了門鎖以外，鉸鏈、閉門器、順位器等五金件也使用了防火型產(chǎn)品，以確保防火門能夠在高溫環(huán)境中始終處于常閉狀態(tài)，這樣就可以將不同使用功能的防火門及五金件合理的結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)有效的防火和安防需求。

無障礙使用

根據(jù)美國ADA殘障人保護(hù)法案和ANSI A117.1《易接近和可使用的建筑物和設(shè)施》標(biāo)準(zhǔn)的要求，在無障礙通道和殘疾人衛(wèi)生間使用自動門，實(shí)現(xiàn)無障礙通行。在殘疾人衛(wèi)生間使用帶呼叫系統(tǒng)的衛(wèi)浴無障礙輔助設(shè)施，保證使用者的安全性及使用便利性。而對于衛(wèi)生間門如不能設(shè)置為外開門時，則采用安全型內(nèi)開門，緊急時可以迅速向外側(cè)打開。

除了考慮殘疾人士進(jìn)出門的便利性之外，還需要解決在衛(wèi)生間內(nèi)如何實(shí)現(xiàn)上鎖、開啟、緊急呼救、使用指示、應(yīng)急開啟等問題。因此，需要建立起可與自動門配套使用的一整套體系，如電鎖、內(nèi)側(cè)感應(yīng)器、內(nèi)側(cè)呼救器、外側(cè)占用指示器、外側(cè)緊急開啟等設(shè)備。

解決進(jìn)出門的問題后，還需要解決殘疾人士使用衛(wèi)生設(shè)施的便利性。例如在洗手池兩側(cè)增加支撐扶手、坐便器增加帶有緊急呼叫功能的扶手等五金件等。

人員流動區(qū)域控制

根據(jù)美國NFPA101《生命安全規(guī)范》的要求，在候機(jī)樓的前臺區(qū)域和后臺區(qū)域交界的門上采用高強(qiáng)度機(jī)械鎖和高保安鎖芯或電子門禁系統(tǒng)，從而限制人員的非正常流動。在重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域采用生物識別技術(shù)配合視頻監(jiān)控和報警系統(tǒng)，確保區(qū)域安全。

T3航站樓門禁系統(tǒng)采用分布式聯(lián)網(wǎng)控制和中心實(shí)時監(jiān)測的設(shè)計方案，持卡人憑卡根據(jù)權(quán)限范圍進(jìn)入設(shè)防區(qū)域。而ITC弱電機(jī)房、公安分局制證中心、安防管理中心及各相關(guān)駐場單位管理中心均需納入門禁系統(tǒng)管理。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備分布范圍除T3C、T3E、GTC、IDC、T3F、T3D外，還包括國航綜合樓3層和8層，公安樓4層、一級調(diào)度場、燈光站南站、北站、六號站、進(jìn)場路、聯(lián)絡(luò)線等區(qū)域。遍及132個設(shè)備接入小間，2個匯聚間，1個核心機(jī)房，而且數(shù)字視頻系統(tǒng)經(jīng)過08年轉(zhuǎn)場以來多次改造，系統(tǒng)包括2707臺攝像機(jī)，75臺視頻服務(wù)器，編碼器395臺，解碼器251臺，視頻工作站128臺，是目前國際上同類系統(tǒng)中最大的數(shù)字式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

內(nèi)部管理

通過機(jī)械總鑰匙系統(tǒng)和電子門禁系統(tǒng)的發(fā)卡權(quán)限設(shè)置等方式，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部人員出入控制及各種房間的分類分級管理。這兩套系統(tǒng)可以獨(dú)立并行，也可以交叉。

T3航站樓門禁系統(tǒng)分為三級管理體系。第一級是管理中心，分別設(shè)置在ITC弱電機(jī)房、公安分局制證中心、安防管理中心以及各相關(guān)駐場單位管理中心。第二級是門禁控制器，布放于各SCR機(jī)房。第三級是讀卡器接口模塊和前端設(shè)備。其中包括兩臺門禁服務(wù)器，6臺門禁工作站，除消防門58個，紅線門51個之外；由東區(qū)管理部管理的門禁系統(tǒng)有908個門禁點(diǎn)位，其中包括主控板132個，R2板779個。根據(jù)2009年2月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，T3航站樓門禁系統(tǒng)授權(quán)卡的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到49580個。

除了采用門禁系統(tǒng)控制的方式外，對于非門禁控制的工作用房，我們設(shè)計了總鑰匙管理系統(tǒng)。既可以有效實(shí)現(xiàn)按區(qū)域、按功能或按管理權(quán)限劃分的多種管理方式，也可以對內(nèi)部各個功能房進(jìn)行合并歸類，使具有相同特征的功能房納入同一系統(tǒng)，已達(dá)到對房間鑰匙進(jìn)行分類管理的目的。然后再根據(jù)管理者的級別權(quán)限，對所屬房間鑰匙進(jìn)行分級管理。

系統(tǒng)可靠性

在VIP區(qū)、高管辦公室、財務(wù)室、IT機(jī)房、中央控制室、高壓配電房等重要場所，我們設(shè)計使用了有專利認(rèn)證的高保安鎖芯，以及高強(qiáng)度機(jī)械鎖和逃生推杠裝置，以提高安防系統(tǒng)的可靠性。

T3航站樓中的VIP區(qū)、元首樓（國賓樓）區(qū)域，除采用門禁系統(tǒng)和外圍周界視頻監(jiān)控系統(tǒng)外，內(nèi)部各出入口、管理房及重點(diǎn)區(qū)域則使用了獲得美國專利認(rèn)證和通過UL437標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的Schlage牌Everest Primus系列美式高保安可換式鎖芯。同時，在T3主樓旅客區(qū)域的重點(diǎn)設(shè)備機(jī)房也采用了這種高保安鎖芯。其受專利保護(hù)的特殊邊齒型鎖芯結(jié)構(gòu)，可以有效的阻止暴力破壞和技術(shù)開啟。配套的門鎖，我們設(shè)計使用了ANSI A156.13安保和操作雙一級標(biāo)準(zhǔn)的Schlage L9000系列美標(biāo)插芯鎖。其超高強(qiáng)度的使用壽命和高安保性，可以有效確保內(nèi)部的財產(chǎn)安全和室內(nèi)人員一個動作出門快速撤離。

系統(tǒng)耐久性

在主出入口、樓梯間、通道、大辦公室、餐廳、衛(wèi)生間等高使用頻率的門上，采用高使用壽命和高耐腐蝕性能的門鎖、閉門器等門五金產(chǎn)品。不僅能確保系統(tǒng)的耐久性，還能有效降低以后日常使用中的維護(hù)成本。

航站樓內(nèi)部無論是旅客還是工作人員，在運(yùn)營期間對于上述位置用門都會有高頻繁的使用率。因此，本設(shè)計采用了遠(yuǎn)超ANSI A156.13一級標(biāo)準(zhǔn)100萬次使用壽命要求的Schlage L9000系列高強(qiáng)度美式插芯鎖，其第三方檢測達(dá)到600萬次使用壽命。閉門器也使用了超過ANSI A156.4一級標(biāo)準(zhǔn)150萬次使用壽命要求的LCN 1461型閉門器。

同時門鎖的耐腐蝕性能達(dá)到中性鹽霧測試200小時以上，閉門器的耐腐蝕性能達(dá)到中性鹽霧測試100小時以上，是ANSI A156.4標(biāo)準(zhǔn)的四倍。

這些門控五金產(chǎn)品在滿足高使用壽命和高耐腐蝕性能的同時，也滿足了管理方的安全性及多種使用功能的要求。

綠色建筑

在人手經(jīng)常接觸的門鎖把手、扶手欄桿、衛(wèi)浴設(shè)施等部位，設(shè)計采用抑菌材料，避免交叉感染，創(chuàng)造綠色健康的公共空間。

如前文所述，我們設(shè)計使用了德國龍霸（Normbau）牌的抗菌型無障礙設(shè)施。該產(chǎn)品將MICROBAN抗菌活性成分導(dǎo)入到尼龍的聚合體結(jié)構(gòu)中，使材料從里到外全部具有抑菌作用。其抗菌性能通過了歐洲ISEGA獨(dú)立測試認(rèn)證及 EN 1104標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

而對于不銹鋼材質(zhì)或其它金屬材質(zhì)的門控系統(tǒng)產(chǎn)品，則可以采用使用了美國銀離子抗菌涂層技術(shù)的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)表面抑菌的作用。

除了使用抑菌材料之外，門控安防系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)使用可循環(huán)利用材料制成，創(chuàng)造綠色環(huán)保的建筑環(huán)境，同時還能幫助建筑物獲得綠色建筑認(rèn)證。

綠色建筑設(shè)計有多種解釋，但其最基本內(nèi)涵都包括：土地和能源的有效利用、節(jié)約用水、改善室內(nèi)空氣質(zhì)量和節(jié)約資源等。其中，采用可循環(huán)利用材料是一項(xiàng)重要內(nèi)容。在美國LEED認(rèn)證及評分體系中，在材料和資源評分項(xiàng)4.1和4.2中，采用可循環(huán)利用材料可以得分。在評分項(xiàng) 4.1中，如果產(chǎn)品中包含10%以上的可循環(huán)利用材料（使用過的 + 1/2未使用過的），就可以得1分。在評分項(xiàng) 4.2中，如果產(chǎn)品中包含20%以上的可循環(huán)利用材料（使用過的 + 1/2 未使用過的），就可以再得1分。在T3航站樓的門控系統(tǒng)設(shè)計中，我們就采用了使用了可循環(huán)利用材料的門控產(chǎn)品，每項(xiàng)產(chǎn)品都可以幫助該建筑物獲得2分LEED認(rèn)證分。

綜上所述，大型公共建筑的門控安防系統(tǒng)設(shè)計具有典型代表意義，幾乎涵蓋了各類工業(yè)與民用建筑門控安防系統(tǒng)的各種需求。但這些設(shè)計思路的來源都需要先進(jìn)的設(shè)計理論和完善標(biāo)準(zhǔn)體系為基礎(chǔ)。美歐發(fā)達(dá)國家的門控安防系統(tǒng)設(shè)計理論和標(biāo)準(zhǔn)體系，以生命為代價，不斷總結(jié)一次次的深刻的血的教訓(xùn)，經(jīng)過幾十年、上百年的發(fā)展和積累，如今已經(jīng)十分完善。與之相比，我國相關(guān)設(shè)計理論和標(biāo)準(zhǔn)體系尚有較大差距，主要是在通用性和互聯(lián)性方面缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。因而國內(nèi)產(chǎn)品在組成整體門控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面的安防和安全需求時，就顯得捉襟見肘了。因此，如何能快速地建立起完善的與中國建筑業(yè)發(fā)展需求相適應(yīng)的門控安防系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系，并得到有效的實(shí)施，將是我們門控安防行業(yè)亟需解決的一項(xiàng)重要課題。