實(shí)驗(yàn)科研建筑出入口控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)分析

羅東豪

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

出入口控制系統(tǒng)也稱門禁系統(tǒng)，通常是指采用電子信息技術(shù)手段，在出入口對(duì)人員或者物品的通行進(jìn)行管理的控制系統(tǒng)[1]。對(duì)于民用建筑，出入口控制系統(tǒng)的主要作用是甄別內(nèi)部和外部人員，防止非授權(quán)人員隨意計(jì)入受控區(qū)域，目前已廣泛應(yīng)用于各類建筑。

本文通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)科研大樓案例，從建筑特點(diǎn)、管理者需求和用戶體驗(yàn)的角度出發(fā)，提出實(shí)驗(yàn)科研建筑出入口控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)思路，使其達(dá)到便捷、高效的目的，也作為同類項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一個(gè)參考案例。

1 項(xiàng)目概況

某實(shí)驗(yàn)科研總部辦公樓是一個(gè)兼具實(shí)驗(yàn)樓屬性、內(nèi)部辦公以及對(duì)外提供檢測(cè)服務(wù)類型的建筑。大樓地下室主要為車庫和設(shè)備用房，地上部分一共15層，1、2層為裙樓，主要為對(duì)外服務(wù)大廳、倉庫和辦公用房，3層以上主要為科研實(shí)驗(yàn)室，每層有一到兩個(gè)實(shí)驗(yàn)科室，每個(gè)科室設(shè)有實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)辦公區(qū)、庫房、洗消間等，部分實(shí)驗(yàn)科室設(shè)有潔凈實(shí)驗(yàn)區(qū)。項(xiàng)目建筑功能類型較為復(fù)雜、使用需求多樣，對(duì)人員出入管控有較高的要求。

2 需求分析

大樓的主要業(yè)務(wù)是提供檢測(cè)服務(wù)，出入口控制系統(tǒng)需輔助業(yè)務(wù)流程各個(gè)過程之間的空間界面劃分，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同類型人員的分類管理。根據(jù)大樓的特點(diǎn)，整理出主要的業(yè)務(wù)流線、人員動(dòng)線和物品動(dòng)線，其中包含了管控區(qū)，如圖1~圖5所示。

圖1 業(yè)務(wù)流線

圖2 申報(bào)業(yè)務(wù)人員動(dòng)線

圖4 檢測(cè)物品動(dòng)線

圖5 實(shí)驗(yàn)設(shè)備材料動(dòng)線

圖3中所列工作人員，主要是大樓的科研實(shí)驗(yàn)人員。除此之外，大樓工作人員還應(yīng)包含行政工作人員，物業(yè)管理人員等。行政工作人員、物業(yè)管理人員所能到達(dá)的區(qū)域一般是圖3中實(shí)驗(yàn)室外的部分，進(jìn)入大樓的動(dòng)線與圖3基本一致；在日常管理中，這兩者獲得臨時(shí)權(quán)限后，也可前往實(shí)驗(yàn)室。

圖3 工作人員動(dòng)線

大樓中常見的物品處理檢測(cè)設(shè)備材料外，還包括辦公物品、物業(yè)保潔物品等，其動(dòng)線也與圖5基本相同，區(qū)別之處是一般辦公耗材最后不會(huì)進(jìn)入廢品間。

3 門禁讀卡形式設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，出入口控制系統(tǒng)的識(shí)別方式越來越多樣，主要的識(shí)別方式除了傳統(tǒng)的讀卡形式，還有基于手機(jī)端的藍(lán)牙、NFC、小程序/公眾號(hào)等形式，以及多種基于生物特征識(shí)別的形式[2-4]，如人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別。

對(duì)于本項(xiàng)目，選擇國密CPU卡識(shí)別、指紋識(shí)別以及虹膜識(shí)別相結(jié)合的形式。主要設(shè)置方式如下。

（1）國密CPU卡識(shí)別：①大樓所有出入口；②各部門、樓層間的出入口；③普通物品儲(chǔ)存用房出入口；④設(shè)備機(jī)房、貴重儀器、特殊儀器房間出入口；⑤潔凈區(qū)與公共區(qū)交界大門；⑥污染區(qū)、放射性儀器區(qū)域出入口；⑦保密區(qū)出入口；⑧電梯內(nèi)。

（2）雙人雙鎖+指紋識(shí)別：毒麻危險(xiǎn)品儲(chǔ)藏間出入口。

（3）國密CPU識(shí)別+虹膜識(shí)別：有兩個(gè)出入口與公共區(qū)聯(lián)通的潔凈緩沖區(qū)。

建筑中門禁點(diǎn)位的設(shè)計(jì)方式對(duì)用戶體驗(yàn)有著關(guān)鍵性的影響。對(duì)于實(shí)驗(yàn)科研大樓，潔凈區(qū)的門禁充分考慮便捷性，進(jìn)入潔凈緩沖區(qū)的工作工作人員，可能攜帶大量文本資料或?qū)嶒?yàn)材料，難以拿通行卡或者用指紋識(shí)別，因此需要采用解放雙手的識(shí)別方式，方便實(shí)驗(yàn)人員通行，提升用戶體驗(yàn)。

4 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

出入口控制系統(tǒng)的架構(gòu)主要分為總線式和網(wǎng)絡(luò)式架構(gòu)兩大類[5]，這兩種形式還可以組成網(wǎng)絡(luò)+總線式的組合架構(gòu)，其特點(diǎn)如表1所示。

表1 出入口控制系統(tǒng)幾種系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)比

本項(xiàng)目門禁點(diǎn)數(shù)量約520個(gè)，結(jié)合表1的分析，采用網(wǎng)絡(luò)+總線式組合架構(gòu)。這種架構(gòu)形式分為3層，包括中心層、管理層及現(xiàn)場(chǎng)層，如圖6所示。

圖6 網(wǎng)絡(luò)+總線式組合架構(gòu)

中心層由系統(tǒng)服務(wù)器和工作站組成，數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸，統(tǒng)一集中到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理。

管理層由門禁區(qū)域管理器組成，各門禁區(qū)域管理器控制器具備TCP/IP接口，可通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳，也可實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的離線控制。

現(xiàn)場(chǎng)層由各出入口控制器及現(xiàn)場(chǎng)讀卡器、門磁、開門按鈕、電鎖等末端設(shè)備組成。

5 安全疏散問題解決方案

在設(shè)計(jì)過程中，出入口控制系統(tǒng)除了要考慮“方便用”和“管得住”的問題，還應(yīng)充分考慮“跑得掉”的問題?！肮茏　焙汀胺砰_”互相對(duì)于對(duì)立面，出入口控制系統(tǒng)必須很好地解決這個(gè)問題。

在門禁安全疏散這個(gè)問題上，主要的民用建筑規(guī)范，如《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51348—2019）14.4.3條，《安全防范工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50348—2018）6.4.7條第11款，《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116—2013）4.10.2條，《出入口控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50396—2007）9.0.1條第2款有所規(guī)定，規(guī)范中并沒有禁止在疏散通道門上設(shè)置門禁，但需重視火災(zāi)時(shí)的疏散聯(lián)動(dòng)問題。

出入口控制系統(tǒng)中，從中心主機(jī)到末端設(shè)備進(jìn)行梳理，可分別采取一些措施。

（1）服務(wù)器。與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱火警系統(tǒng)）進(jìn)行對(duì)接，火災(zāi)時(shí)火警系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，出入口控制系統(tǒng)接收信號(hào)后，在管理軟件上將疏散通道上的門鎖遠(yuǎn)程打開。

（2）門禁控制器。疏散通道門對(duì)應(yīng)的門禁控制器與火警系統(tǒng)的C模塊對(duì)接，門禁控制器接收火災(zāi)信號(hào)后，下聯(lián)的門鎖打開。

（3）門鎖。采用消防推桿鎖，沿著疏散方向可直接推開通道門，不需刷卡。

（4）斷電。出入口控制系統(tǒng)的供電方式，一般是供給門禁控制器，門禁控制器再給末端的門鎖和讀卡器供電。斷電可通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，一種是斷開門禁控制器的用電，另一種是直接斷開末端門鎖的用電。

（5）按鈕。采用破玻按鈕，破玻按鈕其實(shí)是一種現(xiàn)場(chǎng)斷電的形式，按下破玻按鈕，門鎖供電斷開，現(xiàn)場(chǎng)可直接打開通道門。

以上5種措施只需采取一種即可滿足規(guī)范要求。從多個(gè)項(xiàng)目出入口控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)的方式（1）存在聯(lián)動(dòng)較慢甚至無法聯(lián)動(dòng)等問題，一般不用作唯一的門禁疏散設(shè)計(jì)。方式（2）是控制器與火警系統(tǒng)模塊的硬連接，信號(hào)傳輸穩(wěn)定，聯(lián)動(dòng)較為可靠且速度較快。方式（3）是疏散非?？煽?，但由于推桿鎖可不刷卡直接推開，可能導(dǎo)致局部“管不住”。方式（4）和方式（5）有一個(gè)共同的前提，門鎖需能掉電開鎖，而方式（5）則須在現(xiàn)場(chǎng)安裝一個(gè)破玻按鈕，目前市場(chǎng)上的破玻按鈕外觀尺寸較大，很可能影響局部?jī)?nèi)裝的美觀程度。針對(duì)以上特點(diǎn)，對(duì)于一般項(xiàng)目，為了可靠實(shí)現(xiàn)疏散聯(lián)動(dòng)，一般至少需選擇一種就地聯(lián)動(dòng)和一種遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)的方式，互相補(bǔ)充，保證聯(lián)動(dòng)的可靠性[6]。

綜合考慮業(yè)主需求，造價(jià)等因素，本項(xiàng)目采用方式（1）、方式（2）、方式（4）組合的方式，達(dá)到了“N-2”的安全可靠性。方式（1）實(shí)現(xiàn)成本較低；方式（4）采用斷開門禁控制器供電的形式，本項(xiàng)目門禁控制器放在弱電間內(nèi)，因此火警系統(tǒng)C模塊設(shè)置于弱電間內(nèi)，可方便地實(shí)現(xiàn)與門禁控制器及其電源的連接。

6 管理方式設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的出入口控制系統(tǒng)管理主要包括發(fā)卡，授權(quán)，數(shù)據(jù)管理等環(huán)節(jié)。

（1）通行卡的發(fā)行、授權(quán)、消費(fèi)充值分別由人事、物業(yè)保安及餐廳管理部門管理，各子功能可獨(dú)立工作，滿足使用要求，同時(shí)提高系統(tǒng)安全。

（2）授權(quán)需分級(jí)，根據(jù)不同人員的通行權(quán)限進(jìn)行合理分級(jí)。通過合理的授權(quán)，可使得建筑中的人員動(dòng)線盡量不交叉，提升在建筑中工作的體驗(yàn)。

（3）采用“集中認(rèn)證、集中授權(quán)”的模式。集中認(rèn)證是指由大樓人力資源部與物業(yè)管理部門共同完成對(duì)持卡人權(quán)限的認(rèn)證。集中授權(quán)是指各項(xiàng)事務(wù)（通行，消費(fèi)，停車等）的授權(quán)都可以在統(tǒng)一的位置或遠(yuǎn)程統(tǒng)一管理，避免員工四處需求授權(quán)的情況，提升用戶體驗(yàn)。

（4）系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用“集中管理、分散使用”的模式。系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)中央數(shù)據(jù)庫，各主管部門擁有不同的權(quán)限，負(fù)責(zé)對(duì)各自系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)管。

7 結(jié)語

出入口控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有較為明確的標(biāo)準(zhǔn)可以遵守和成熟的產(chǎn)品可以選擇，但落實(shí)到具體建筑時(shí)應(yīng)充分考慮項(xiàng)目的特點(diǎn)，才能設(shè)計(jì)出一個(gè)完全貼合建筑使用要求的系統(tǒng)。針對(duì)于科研實(shí)驗(yàn)辦公大樓，設(shè)計(jì)需重點(diǎn)注意以下內(nèi)容。

（1）需充分考慮建筑的屬性，溝通明確業(yè)務(wù)流程和人、物的動(dòng)線，滿足相關(guān)的要求。

（2）考慮疏散問題時(shí)需結(jié)合大樓消防安全的重要性、成本造價(jià)、裝修風(fēng)格等因素，適當(dāng)選擇合適的方式，建議至少滿足“N-1”原則。

（3）出入口控制系統(tǒng)還可升級(jí)為一卡通管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)考勤及會(huì)議簽到、在線式電子巡查、訪客管理、用餐消費(fèi)等功能。實(shí)現(xiàn)這些功能，需補(bǔ)充設(shè)置相關(guān)的設(shè)備，如訪客管理設(shè)備，消費(fèi)讀卡器等。

（4）目前建筑智能化的設(shè)計(jì)理念，已從“智能建筑”逐步向“智慧建筑”發(fā)展，實(shí)現(xiàn)各智能化系統(tǒng)的互聯(lián)互通，充分挖掘智能化信息數(shù)據(jù)價(jià)值，為建筑本身賦能。出入口控制系統(tǒng)作為建筑智能化的一個(gè)部分，不可作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行，在設(shè)計(jì)中就需放到建筑智能化整體中進(jìn)行綜合考慮。