大型公共建筑门控安防系统设计初探

　　随着中国经济的高速发展，各类工业与民用建筑的建设也进入了迅猛发展时代。相比之下，公共建筑的发展速度显得尤为显着。大型公共建筑，特别是一些大型综合体建筑、超高层建筑和地标性建筑，往往处于城市中心繁华地段或人流量密集的地点，营业时间长，在各类建筑物中种类最多、功能和建筑结构也最为复杂，建筑物既要保证日常营业活动的正常进行，又要确保公私财产安全和人身安全，安防和安全需求最为突出。因此大型公共建筑也成为建筑门控安防技术最主要的研究对象。本文以北京首都机场T3航站楼为例，探讨大型公共建筑门控安防系统的设计思路。

　　北京首都机场T3航站楼工程于2004年3月开始正式实施，于2008年2月试运行。由T3A主楼、T3B、T3C主楼、T3D、T3E国际候机廊和楼前交通系统组成，总建筑面积达98.6万平米。T3主楼地面五层和地下两层，一层为行李处理大厅、远机位候机大厅、国内国际VIP；二层是旅客到达大厅、行李提取大厅、捷运站台；三层为国内旅客出港大厅；四层为办票、餐饮大厅；五层为餐饮。T3C(国内区)和T3E(国际区)呈“人”字形对称，如图1所示，在南北方向上遥相呼应，中间由红色钢结构的T3D航站楼相连接。南北向长2900米，宽790米，建筑高度45米。机场旅客年吞吐总量达到8200万人次，即平均每天有近23万人在这个庞然大物中来往穿梭。
 

　　作为整个安防和安全系统的重要组成部分，门控安防系统的设计面临巨大挑战。我们英格索兰安防技术设计部以美国门控系统设计理论为基础，以美国国家标准（ANSI）、美国UL标准、中国国家标准、中国建筑行业标准和公安行业标准等相关标准体系为依据，采用以下分项解决方案完成了该项目的门控安防系统设计。

　　消防疏散

　　根据建筑物结构，合理设置安全疏散路线和设施，确保建筑内任何位置都有通往室外安全区域的连续通畅的疏散路线。处于疏散路线上的走道门、前室门、楼梯间门、安全出口门和人员密集房间的疏散门均采用逃生推杠装置，同时保证防火分隔的有效设置和人员的快速疏散，并且选用有电控延时、报警等功能的逃生推杠装置，有效解决平时财产安全和火警时人身安全的矛盾。

　　例如，航站楼的旅客候机区内是人员大量聚集的区域。因此，在考虑消防疏散的同时，也需要考虑到安防控制的要求。既要有效解决旅客在候机时突遇紧急情况时的快速疏散，又要防止在正常情况下旅客非法进入机场受控区域、工作区域及内部管理区域。结合美国NFPA 101、UL10C、国标《建筑防火设计规范》和建筑行标JG/T290的要求，对于此类疏散门，如图2所示，我们设计了逃生推杠装置配合电磁锁使用的门控方式，有效解决了人员疏散与区域管理的双重需求。平时只有获得有效授权的工作人员，才能通过门禁系统开启电磁锁进入受控区域。普通旅客是无法进入该区域的。而一旦出现火警等突发情况，与消防控制系统联动的电磁锁会自动断电开启，旅客只需推压疏散门上与门等宽的逃生推杠装置，一个动作即可开门，从而实现快速的大流量的消防疏散。

　　对于某些高安保区域的消防疏散门，我们采用了有双向门禁控制功能的电控延时型逃生推杠装置，如图3所示。这样，即可实现正常状态下凭有效授权进出，又可实现非授权状态下推动装置后延时一段时间，如5-15秒钟后，也能自动解锁出门的功能，同时，装置可发出本地的或远程的声光报警。也可与门禁、消防、视频监控等系统联动，实现紧急情况下的立即解锁，并引导人员紧急疏散的功能。

　　防火

　　工程对建筑门控系统的防火要求，不仅是门控产品本身的耐火性能，而且要求门控系统具有完善的防火功能。例如火情警报、隔断火源、阻止烟雾蔓延等。因此采用合理规范的防火设计方案和通过认证的防火门是防火设计的基本要求。常闭防火门应采用通过美国UL10C标准、国标GB12955和公安行标GA93认证的防火五金件，以达到与防火墙等长的耐火时间要求。同时，采用达到美国ANSI A156.13标准要求的带逃生功能的防火锁具，既保证防火门有效关闭，又保证门内人员能迅速安全撤离。而常开防火门，则应使用与消防报警联动的电磁停门闭门器或电磁门吸，使平时保持常开的防火通道门遇警及时关闭。在重要设备机房的防火门上使用门禁控制的机电一体化锁，可以实现门外侧受门禁控制、门内侧随时出门和断电时门外侧上锁的功能。

　　T3航站楼的门的总数量多达6000樘，其中有近一半是防火门，在这些防火门中部分兼有门禁控制的需求。因此，需要严格按照相关标准的要求进行门控系统的选型设计。在深化设计方案中，我们同时采用了防火机械锁和机电一体化锁实现防火门的常闭需求。除了门锁以外，铰链、闭门器、顺位器等五金件也使用了防火型产品，以确保防火门能够在高温环境中始终处于常闭状态，这样就可以将不同使用功能的防火门及五金件合理的结合到一起，实现有效的防火和安防需求。

　　无障碍使用

　　根据美国ADA残障人保护法案和ANSI A117.1《易接近和可使用的建筑物和设施》标准的要求，在无障碍通道和残疾人卫生间使用自动门，实现无障碍通行。在残疾人卫生间使用带呼叫系统的卫浴无障碍辅助设施，保证使用者的安全性及使用便利性。而对于卫生间门如不能设置为外开门时，则采用安全型内开门，紧急时可以迅速向外侧打开。

　　除了考虑残疾人士进出门的便利性之外，还需要解决在卫生间内如何实现上锁、开启、紧急呼救、使用指示、应急开启等问题。因此，需要建立起可与自动门配套使用的一整套体系，如电锁、内侧感应器、内侧呼救器、外侧占用指示器、外侧紧急开启等设备，如图4所示。

　　解决进出门的问题后，还需要解决残疾人士使用卫生设施的便利性。例如在洗手池两侧增加支撑扶手、坐便器增加带有紧急呼叫功能的扶手等五金件等。表3和图5分别反映了产品配置设计和实际使用场景。

　　人员流动区域控制

　　根据美国NFPA101《生命安全规范》的要求，在候机楼的前台区域和后台区域交界的门上采用高强度机械锁和高保安锁芯或电子门禁系统，从而限制人员的非正常流动。在重点保护区域采用生物识别技术配合视频监控和报警系统，确保区域安全。

　　T3航站楼门禁系统采用分布式联网控制和中心实时监测的设计方案，持卡人凭卡根据权限范围进入设防区域。而ITC弱电机房、公安分局制证中心、安防管理中心及各相关驻场单位管理中心均需纳入门禁系统管理。视频监控系统主要设备分布范围除T3C、T3E、GTC、IDC、T3F、T3D外，还包括国航综合楼3层和8层，公安楼4层、一级调度场、灯光站南站、北站、六号站、进场路、联络线等区域。遍及132个设备接入小间，2个汇聚间，1个核心机房，而且数字视频系统经过08年转场以来多次改造，系统包括2707台摄像机，75台视频服务器，编码器395台，解码器251台，视频工作站128台，是目前国际上同类系统中最大的数字式视频监控系统。

　　内部管理

　　通过机械总钥匙系统和电子门禁系统的发卡权限设置等方式，实现内部人员出入控制及各种房间的分类分级管理。这两套系统可以独立并行，也可以交叉。

　　T3航站楼门禁系统分为三级管理体系。第一级是管理中心，分别设置在ITC弱电机房、公安分局制证中心、安防管理中心以及各相关驻场单位管理中心。第二级是门禁控制器，布放于各SCR机房。第三级是读卡器接口模块和前端设备。其中包括两台门禁服务器，6台门禁工作站，除消防门58个，红线门51个之外；由东区管理部管理的门禁系统有908个门禁点位，其中包括主控板132个，R2板779个。根据2009年2月的统计数据，T3航站楼门禁系统授权卡的数量已经达到49580个。

　　除了采用门禁系统控制的方式外，对于非门禁控制的工作用房，我们设计了总钥匙管理系统。既可以有效实现按区域、按功能或按管理权限划分的多种管理方式，也可以对内部各个功能房进行合并归类，使具有相同特征的功能房纳入同一系统，已达到对房间钥匙进行分类管理的目的。然后再根据管理者的级别权限，对所属房间钥匙进行分级管理。

　　系统可靠性

　　在VIP区、高管办公室、财务室、IT机房、中央控制室、高压配电房等重要场所，我们设计使用了有专利认证的高保安锁芯，以及高强度机械锁和逃生推杠装置，以提高安防系统的可靠性。

　　T3航站楼中的VIP区、元首楼（国宾楼）区域，除采用门禁系统和外围周界视频监控系统外，内部各出入口、管理房及重点区域则使用了获得美国专利认证和通过UL437标准认证的Schlage牌Everest Primus系列美式高保安可换式锁芯，如图7所示。同时，在T3主楼旅客区域的重点设备机房也采用了这种高保安锁芯。其受专利保护的特殊边齿型锁芯结构，可以有效的阻止暴力破坏和技术开启。配套的门锁，我们设计使用了ANSI A156.13安保和操作双一级标准的Schlage L9000系列美标插芯锁。其超高强度的使用寿命和高安保性，可以有效确保内部的财产安全和室内人员一个动作出门快速撤离。

　　系统耐久性

　　在主出入口、楼梯间、通道、大办公室、餐厅、卫生间等高使用频率的门上，采用高使用寿命和高耐腐蚀性能的门锁、闭门器等门五金产品。不仅能确保系统的耐久性，还能有效降低以后日常使用中的维护成本。

　　航站楼内部无论是旅客还是工作人员，在运营期间对于上述位置用门都会有高频繁的使用率。因此，本设计采用了远超ANSI A156.13一级标准100万次使用寿命要求的Schlage L9000系列高强度美式插芯锁，其第三方检测达到600万次使用寿命。闭门器也使用了超过ANSI A156.4一级标准150万次使用寿命要求的LCN 1461型闭门器。

　　同时门锁的耐腐蚀性能达到中性盐雾测试200小时以上，闭门器的耐腐蚀性能达到中性盐雾测试100小时以上，是ANSI A156.4标准的四倍。

　　这些门控五金产品在满足高使用寿命和高耐腐蚀性能的同时，也满足了管理方的安全性及多种使用功能的要求。

　　绿色建筑

　　在人手经常接触的门锁把手、扶手栏杆、卫浴设施等部位，设计采用抑菌材料，避免交叉感染，创造绿色健康的公共空间。

　　如前文所述，我们设计使用了德国龙霸（Normbau）牌的抗菌型无障碍设施。该产品将MICROBAN抗菌活性成分导入到尼龙的聚合体结构中，使材料从里到外全部具有抑菌作用。其抗菌性能通过了欧洲ISEGA独立测试认证及 EN 1104 标准认证。如图8所示，左图中在中间白色方形的非抗菌尼龙材料周围，有大量细菌；而右图中在中间白色方形的抗菌尼龙材料周围，基本没有细菌存活。

　　而对于不锈钢材质或其它金属材质的门控系统产品，则可以采用使用了美国银离子抗菌涂层技术的产品，实现表面抑菌的作用。

　　除了使用抑菌材料之外，门控安防系统产品应使用可循环利用材料制成，创造绿色环保的建筑环境，同时还能帮助建筑物获得绿色建筑认证。

　　绿色建筑设计有多种解释，但其最基本内涵都包括：土地和能源的有效利用、节约用水、改善室内空气质量和节约资源等。其中，采用可循环利用材料是一项重要内容。在美国LEED认证及评分体系中，在材料和资源评分项4.1和4.2中，采用可循环利用材料可以得分。在评分项 4.1中，如果产品中包含10%以上的可循环利用材料（使用过的 + ? 未使用过的），就可以得1分。在评分项 4.2中，如果产品中包含20%以上的可循环利用材料（使用过的 + ? 未使用过的），就可以再得1分。如表5所示，在T3航站楼的门控系统设计中，我们就采用了使用了可循环利用材料的门控产品，每项产品都可以帮助该建筑物获得2分LEED认证分。

　　综上所述，大型公共建筑的门控安防系统设计具有典型代表意义，几乎涵盖了各类工业与民用建筑门控安防系统的各种需求。但这些设计思路的来源都需要先进的设计理论和完善标准体系为基础。美欧发达国家的门控安防系统设计理论和标准体系，以生命为代价，不断总结一次次的深刻的血的教训，经过几十年、上百年的发展和积累，如今已经十分完善。与之相比，我国相关设计理论和标准体系尚有较大差距，主要是在通用性和互联性方面缺乏统一的标准和规范。因而国内产品在组成整体门控系统实现全面的安防和安全需求时，就显得捉襟见肘了。因此，如何能快速地建立起完善的与中国建筑业发展需求相适应的门控安防系统标准和规范体系，并得到有效的实施，将是我们门控安防行业亟需解决的一项重要课题。

　　作者简介：

　　朱道明，美国注册建筑五金顾问（国内唯一认证获得者），英格索兰安防技术研究院副院长

　　蔡锐，英格索兰安防技术华北区技术经理

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