地铁警务的集成平台

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摘要：监控中心是广州地铁治安监控的集成平台，是一座先进的智能化综合建筑。从功能、系统的先进性、设计整体性和工程可控性方面，分析了监控中心的设计特点，并提出预留孔技术、综合管线设计对土建－装修－园林一体化设计的重要意义；通过参与编制招标文件提高工程可控性。

关键词：预留孔技术，综合管线，工程可控性

一，项目背景

广州地铁治安监控通信指挥中心，坐落在广州海珠区地铁二号线赤沙车辆段内，是广州市公安局地铁分局开展治安管理、刑事侦查办案和消防业务指导的综合性建筑、广州市110指挥中心的分支机构。

随着广州地铁建设发展，从三号线开始采用ISCS（综合监控）系统；地铁警务监控指挥作为地铁的安全保障功能，也要求建立专用集成平台――监控中心应运而生。 2005年广州市发改委批复了监控中心立项。经历五年设计、建设，监控中心于2010年竣工。这座11606平方米的六层建筑物，基本实现了《建设需求书》提出的“满足2010年广州开通线路的治安信息处理、指挥调度及其他警务工作；预留远期2020年广州新线发展空间”的目标，并具备国内同类型建筑的领先水平。

二，建设过程

鉴于监控中心的设备、功能与地铁系统密不可分，地铁公司承担了项目建设业主的角色：组织招标、采购设备材料、施工管理验收；大楼建成后、投产、运营，则交付给公安分局――使用业主。这是本工程的一个重要特点。本项目资金筹措由政府财政投资；设计单位承担土建、装修、园林一体化设计；工程建设强制性标准的监督执行民用建筑施工图审查模式；工程管理则参照地铁模式，土建、机电分别招标（结果是不同的施工单位中标）。本项目遵循项目建议书－工可－方案投标－初步设计－施工图设计－施工－变更－竣工验收－投产的建设流程。从投标到土建施工图完成历时15个月，在土建施工前三季，设计院完成了装修施工图设计、协助编写机电安装、装修招标文件。土建施工进展顺利，进场一年就接近封顶、办理（向机电安装单位的）移交手续。2007年下半年机电安装单位进场后，工期跨越三年之久。这表明，工程难度偏向安装、装修施工，这是本工程的另一个特点。

三，工程设计概况

1， 总平面布置

根据规划局对修建性详规的复函，项目用地面积由投标拟定的13145平方米落实为7862平方米（余下用地留作车辆段的发展用地），在此条件下，方案设计不仅满足了各种规划要点（详见下表），并且在建筑物内集成了复杂的功能，展现现代建筑的较高水平。

主要技术经济指标表

与用地相适应，建筑布局为凹字形，南面的监控设备机房架空布置，呈过街楼形式。建筑主入口设在北面，布置入口广场及绿化。建筑南面保留较多绿地，一作公安体能训练场地，二适当考虑将来新建建筑物的退让距离。周边场地平坡布置，雨水汇入绿地周边下水管，与车辆段排水管道衔接。

监控中心各入口和流线互不干扰。日常办公从北面主入口经过大台阶进入首层大堂，地下停车库入口在建筑东西两翼。建筑周边设环绕（消防）车道，日常办公车辆从入口广场进、东向出口出。后勤运输从建筑南面的道路直接到达，避免穿越主入口广场。本工程开发地下一层空间作为车库及设备用房，车库高出地面1.2米，地下3.3米，可供专用警车停放。

2，建筑设计

监控中心为办公综合建筑，地上六层，首层高3.8米，二层高3.6米，其余层高3.7米，总高23.4米。设置两个大空间（治安监控大厅、礼堂）。大楼西翼将治安监控大厅和礼堂两个大空间叠加布置，一、二层为台阶式礼堂，三、四、五层为治安监控大厅（含“楼座”应急指挥室）。北面和东翼为办公用房，南面架空布置两层监控设备机房，围合出一个20×18米的内庭院。北面办公区在二层布置对外服务功能：办证、等，东翼为备勤室，三层布置防火科、刑警大队用房。四层为治安、巡警大队用房，五层为刑侦技术用房，东翼为秘书科、行政办公用房，六层为领导、机要秘书办公层，东西两翼为屋顶花园。内走道集中、竖向布局简化了交通流线，达到最大化利用空间的目的。

在用地不宽裕，建筑功能复杂的条件下，运用南方建筑布置手法，在建筑内部创造尺度怡人的庭院空间，可见建筑师匠心独运――从入口台阶进入两层高的大堂，透过玻璃幕墙，庭院绿化扑面而来，南面建筑架空，视线穿透开阔，空间形态丰富。建筑造型以现代建筑的虚实对比手法，运用成片的玻璃幕墙和石材幕墙；概括点、线、面的立面语言，以出挑深远的屋檐和铝合金遮阳百叶形成阴影和线条。

交通组织：建筑北面与东翼采用2.4米宽的内走道作平面联系，建筑西北面与两翼南端的三把疏散楼梯，以及L形走道转弯处电梯厅作竖向联系。该项目为一级一类防火建筑，每层为独立防火分区。每个分区设自动喷淋系统；为保护贵重设备，消防控制室、智能主控室、礼堂、治安监控大厅、应急指挥室以及监控设备用房设气体灭火。

3，结构设计

大楼为框架结构，结构长宽比1.37，高宽比0.59。地基基础设计等级为乙级，地基力学性能差，采用钻孔桩基础。抗震设防为丙类，设防烈度为七度。首层错层及以上各层大开洞的构造对抗震不利，设计时精确建模、采用弹性楼板假设计算，较准确地计算各工况内力。

监控中心主要采用主次梁形式布置，传力清晰直接，经济性好；二、三层礼堂、监控大厅追求大空间，为有效控制层高且结构美观，采用井字梁。楼层部分梁开洞穿管（冷凝水管、雨水管、天沟过水孔、排风口等），进一步压缩净高，有效控制吊顶高度。

4，给排水、消防设计

监控中心采用独立的消防供水方式。消防给水室内分系统独立。维护管理简单，节省系统管网造价。消防水池储水总容积按2小时室内、外消防用水总量计算。消防水池总有效容积设计为216立方米。天面水泵房内消防栓系统设二台持压泵（一用一备），一个气压罐；地下室消防泵房设两套消防加压系统，一套系消火栓加压系统，另外一套为喷淋加压系统。

5，电气设计

根据用电负荷情况及重要程度，监控中心按一类负荷供电（双回路10KV），大楼内部设应急电源室。监控中心按一级防雷要求设计。监控中心配置先进的智能化系统，由八部分组成（详见下表）。该系统体现集各类信息收集、整理、管理、事件控制、各部门办公、会议等多功能为一体的大型、综合和现代化楼宇的特点。

6，空调设计

采用智能变频空调系统，空调末端根据系统的冷负荷变化，自动控制空调室外机的压缩机投入运转台数及变频控制。各个系统的室内空调末端由设在区域内的遥控器设定温度；同时，设在总控制室的集中控制器可远程控制室内末端，达到提前开机、监视末端运行工况的目的。监控中心的核心是监控大厅及其设备。为确保监控设备良好工作，南面“过街楼”监控机房采用精密空调，对建筑热工性能有较高要求，为此，在立面上采用了“盲窗”设计。

7，人防建设

初步设计审查确定了监控中心的人防设计以车辆段、地铁工程整体考虑的思路：即地铁车站及隧道已具备足够人防空间，监控中心作为地铁线网的一部分，只需缴纳人防工程异地建设费（计入概算造价），而不单独修建人防设施。

8，概算情况

监控中心初步设计审查的概算为4861.50万元，各分项概算如下表。

四，工程设计特点

1，先进性

监控中心具有同类型建筑的先进水平，表现在系统先进、功能齐全、设备先进。

监控中心的设计和建设具有前瞻性。在立项之初，广州地铁只有三条线，地铁公司却预见广州地铁建设的发展趋势，注意到治安管理、监控指挥在地铁安全防范、突发事件处理、刑侦甚至反恐等方面日益重要的作用，从而提出以车站为个体、以线路为单位、以线网为整体的综合监控策略。因此，监控中心的设计充分预留了新线发展空间：监控大厅的规模、规格、监控屏幕的数目、监控机房的规模、弱电管井及路由等，均按照远期容量预留。大楼施工的后期，发现原设计的弱电系统与现实需求有差距，遂对弱电系统作出变更（提高标准），而基本上无需土建专业连带变更；可见，大楼初次经受“可持续发展”的考验。大楼投入使用后，广州地铁已有六条线路在运营，在将来使用过程中，它还进一步扩展。监控中心作为各车站治安监控的终端集成平台、市110指挥中心的分支机构的优势逐渐凸显。

监控中心总面积只有1.16万平米，却拥有齐全的功能。目前国内先进的同类型建筑，如南京地铁大厦、上海公安局轨道交通分局大楼、上海市公安局办公楼、广州市公安局大楼、大连公安局指挥中心等建筑，规模比监控中心庞大，而功能复杂性却未必胜之。监控大厅（含“楼座”应急指挥室）、监控机房是大楼的核心功能，其空间尺度为27米长x18米宽x10.4米高，弧形屏幕由12x4块组成，经过视线设计，下层（监控大厅坐席区）与上层（应急指挥室）观察屏幕均毫无遮挡，视野良好；采用非直射光源，光线柔和，无眩光、反光区域，同时保证警员在大厅任一处活动范围的良好照度。监控大厅也考虑了声学性能，利用穿孔铝板和吸声材料，有效控制大厅内的混响时间，无论广播或交谈，均清晰悦耳。结合抗静电架空地板，监控大厅采用下送风空调，室内温差均匀、波动小、无气流感、洁净无尘，同时避免了上送风空调管、冷凝水管等设施外露，有条件争取更高净空。监控大厅采用井字梁，为展现结构美，吊顶采用纵横线条构成，毫无繁琐的构件、材料。监控大厅的文件柜、杂物台、饮水机、音响系统等，均隐藏在木条隔栅离壁墙内，装修外观整齐简洁，天、地、墙风格浑然一体。以上设备安装和装修的特点，对设计的要求很高，必须在设计初期阶段统筹考虑，一步到位。此外，设备机房预留远期新增设备的空间，并采用精密空调，使承担所有线路监控重任的机器在24小时不间断的工况下良好运转。

公共空间有礼堂、入口大堂、消防办证厅、厨房、餐厅、电梯厅，以上区域均作精装修设计。礼堂采用台阶式，16排共384坐席，经视线、声学设计，室内空间舒适。礼堂配套舞台、滚动式LED屏幕、放映室。墙面装修采用石材、木隔栅、铝合金装饰条，与建筑整体和其他空间风格协调。入口大堂墙壁采用石材装饰，运用幕墙式干挂技术。大堂侧面的对外“窗口”接待区，一改以往“传达室”的概念，而运用室内室外化的手法，设计成公共空间――其台面、侧面、吊顶均以石材装修，无论材料、构造、立面分缝，均与大堂墙面以至外立面高度统一，使装修设计不再停留在面的构成阶段，而追求体的构成，从而建筑具有空间感、流动感。

领导办公室、各刑侦科室、会议室、民警备勤室、枪弹库等技术办公用房，也经过重点设计；其他配套设备房如低压开关柜室、应急电源室、弱电房、气瓶室、空调机房、消防泵房、水池等尽量利用地下室布置，不占用地面建筑空间。

监控中心作为治安、刑侦的司令部，配置了先进的设备：监控设备、弱电系统、消防、空调、电梯、门禁等。前文提供了分项概算的构成，由表可知，土建工程造价在总造价中占25％，即土建与设备（含装修）的造价比为1:3。可见监控中心是一座既有“椟”又有“珠”的高技术含量建筑，能确保治安监控重任的有力执行。

2，整体性

监控中心的整体性表现在设计理念的完整、连贯性。设计招标文件要求土建、装修、园林一体化设计，这赋予设计院强烈的责任感和自由创作的权利。从方案投标、方案优化、比选，初步设计审查，到施工图完成，设计思路是坚定不移的。对照工程竣工实景和初步设计效果图，几乎毫无二致，这表明设计的完整性和施工的控制性很高。设计的完整性具体表现在三方面：预留孔技术、综合管线设计、幕墙细节设计。

监控中心施工图纸的组成包含预留孔、埋件分册。孔洞、埋件内容独立成册，目的是对孔洞、埋件精心设计、精心施工。1，孔洞内容不仅是楼板的常规开孔，而且包含了大量的梁开孔：主要是为冷凝水管、雨水管、天沟过水孔、排风口而设。在保证结构安全的前提下，适当的梁开孔为争取装修净高获得很大效益。任何工程的设计都有阶段性，土建、装修、园林……不同阶段之间的接口要求，往往在后一阶段开展工作之前，前一阶段很难精确地提供。而一体化设计，要求在土建设计阶段，把装修、园林设计所需要的条件预留好。这使得预留孔独立成册非常有必要。例如，监控中心六层领导办公室，排气扇安装在吊顶内，为争取装修净高以及立面需要，排气口穿屋顶圈梁（使得吊顶紧贴梁底）。从立面上看，若干风口整齐有序，每个风口均位于外墙石材的中央（近似中央）。表面看来，建筑师为了追求立面效果而“随意”在石材上增加风口，施工工人精确施工就能做到了；实际上，梁的开孔绝非随意，石材的块材分隔也受到严格控制。为了取得功能和形式的高度统一，几个小小的排风口，背后凝聚了建筑师艰辛努力。2，埋件内容主要是地下室防水套管、幕墙预埋件、电气专业的预埋钢管等。有些工程为了幕墙设计、施工方便，采用后置件，本工程为了安全、永久，所有幕墙与主体结构锚固的构件，均预埋在钢筋混凝土构造柱上。可见，设计孔洞、预埋件分册时（含构造柱布置），装修分册（幕墙内容）已经稳定了。如果建筑师对石材的市场供应情况、安装技术要求不了解，是绝不能成功的。此外，预留孔技术还把所有雨水管隐藏到室内或离壁墙内、大部分设备箱（消火栓箱、空调、电器控制面板等）隐藏到墙壁内，取得很好的立面效果。

综合管线设计在一般工程中可省略，在本工程却是重要的设计内容。监控中心设备、系统众多，若没有对其管线统筹编排，则造成检修困难、扩容（当新线开通就要新增监控设备、信号传输）不便，以及走廊净空过低等问题。各专业的管线布置图，往往其布置仅当只有该专业管线时，是最优化的，当多专业共用走廊布置时，未必最优。这时需要从整体的高度调整、避让，达到整体利益最优。本工程选择管线最复杂的剖面重点研究其空间关系，按照地铁车站的设计标准、深度，绘制典型剖面和各层平面的综合管线图，以此调整各专业的管线路由，并作为施工指导图。监控中心层高3.7米，走廊控制吊顶标高2.5米，取得较大成功。

监控中心装修设计包含外部幕墙设计和内部装修。前文已述，监控中心的内外统一性，得益于建筑师的精心设计。石材，体现建筑的厚重、永恒，显示监控中心的庄严、权威。现代建筑不可能使用整块石头作为建筑材料，只能选择经加工的石材板块作为“表皮”。如果对材料的运用没有细节意识，在建筑体形转折处，“表皮”的虚假即暴露无遗。针对此特点，监控中心对干挂石材幕墙的细节构造进行研究，提出“转角石材”（或“封口石材”）的标准块构造。转角石化解了“表皮”的二维意象，带来空间深度的三维意象，使幕墙成为立体构成。转角石的实施并非一帆风顺，而是经过建筑师不懈努力。整体转角石耗材、施工工艺复杂、需要专门定制异性模具，造价昂贵、工期长，业主、施工单位、供货商无一支持。最后建筑师提出，转角石仍以标准厚度（30）的石板为基材，先在工厂（胶粘）拼接成标准的转角件，进行表面工艺处理（荔枝面、火烧面、镜面等），再运输到施工现场安装。这个方法巧妙地解决了业主的后顾之忧，同时保证了建筑师所追求的设计理念、外观效果。

除了石材幕墙，玻璃幕墙（带窗）、铝合金遮阳百叶、玻璃雨篷、石材幕墙分隔缝构造（刻槽的铝型材）……所有细节均由建筑师自主设计，绘制了大量构造大样图。值得一提的是，铝合金遮阳百叶没有按图施工，留下了遗憾。原因是设计把遮阳百叶和铝合金窗连为一体（利用铝合金窗的竖向、横向框料作遮阳百叶的支撑体系），而施工单位把铝合金窗和铝型材瓦解为两个供货商，铝合金窗先安装，没有考虑遮阳百叶的构造和负荷。最后的解决办法是：每一幅遮阳百叶增加一条竖向龙骨（脱离在铝合金窗竖框之外）。比较接近建筑师最初的设计意图，尚可接受。

3，工程可控性

监控中心因机电安装专业、复杂，在施工的整体性方面，无法把土建和机安捆绑成一个单项工程发包。因此土建和机安两个施工企业之间的工作衔接，有赖于合同和招标文件的约定。虽然地铁公司具有地铁工程管理的丰富经验，但由于工程特殊性，施工的连贯性仍受到挫折。主要表现在土建单位预留的部分孔洞，施工误差过大，而机安单位消极接受。如何保证设计效果、施工质量？由此引发了本工程的第三个特点――工程可控性。

工程控制、管理涉及业主、设计、建立、施工各方。作为设计，主要目的是实现设计意图、保证外观效果、满足功能运行。设计应适度参与工程管理；面临双重业主，作包容性设计；提高限额设计意识；重视工程筹划，控制工程变更。

设计院参与监控中心的工程管理，始于受业主邀请协助编写招标技术文件。内容包含1，通用条件：施工场地、临时设施、场地硬化、交通疏导、施工计划、测量控制点的移交、承包商负责的工作范围、材料试验等。2，专用技术条件：给排水、气体灭火、低压配电、智能化系统、通风空调、电梯、土建工程范围、房屋建筑、钢结构、装修、其他工艺以及上述专业的施工分界，并提供各专业设计及施工规程、验收规范。3，乙供材料技术要求：乙供设备、材料表；技术要求。技术要求详细陈述除了满足相关技术规范、尚需要满足设计特殊要求的各种材料、性能、规格、物理特征。例如，装修专业列举了以下材料、构件：场地排水沟盖板、检查井、路缘石、玻璃、钢结构型材、构件、钢质基架空活动地板、地毯、干挂花岗石板含挂件、蒸压灰砂砖、加气混凝土砌块、木质防火板及吸音墙装饰条、埃特板隔墙、氟碳喷涂铝单板、不锈钢防火门含五金配件、铝合金门窗、铝合金遮阳百叶、屋面防水涂料、墙面乳胶漆、环氧自流平底板涂料、结构胶、防火密封胶、屋面隔热材料、楼梯扶手、浴厕隔断、固定家具、洁具……设计院参与编写招标文件是有必要的：一是图纸不能详尽描述材料性能、工艺的，在招标文件中补充，二是设计院经过参与编写文件，对施工计划、管理、施工内容分界等产生更深入的认知，从而更好完善图纸内容，对将来施工管理在技术方面更有发言权。

监控中心的双重业主特点导致设计难度增加。不同业主处于不同角色（建设/运营），有不同考虑；随着设计阶段的深入，业主有更细致的需求。这需要作包容性设计。例如业主对设置厨房、餐厅意见不一；枪弹库（结构荷载要求特殊）的设置反复改动（保密原因）；消防标准、装修标准增加…… 本项目由政府财政投资，初步设计审查确定的总概算，是工程建设投资的最高限额。若不可预见因素太多，造成突破概算的风险。作为设计院，应充分认识到限额设计的重要性，并据以引导业主，对重要部位优先设计，所谓“把劲儿使到点子上”。

由于本项目的难点集中在机安阶段，为确保设计意图的落实，机安单位进场后，设计院几乎没有缺席每一次监理例会，这也是设计院高度责任感的表现。功能复杂、对图纸理解的差异，造成设计院在现场指导施工、解决问题的次数增加。此外，不可预见因素、边界条件改变（招标产品与设计尺寸不符）、设计完善、标准提高等原因，造成较多变更。工程可控性的提高，有赖于建设各方，作为设计院，应提高设计水平，尽量消除设计错误、遗漏，设计初期尽量认知业主需求，考虑变化因素，避免在施工阶段进行设计完善。以下以“铝合金遮阳百叶”、“提高防洪级别”两个变更为例说明。

关于铝合金遮阳百叶的固定，设计院虽提供了详图，表明遮阳百叶与铝合金窗的横、竖框相连。却没有引起施工单位重视，以致分别向铝合金窗厂家、铝型材厂家订货，导致铝合金窗安装后无法安装遮阳百叶。经设计总结，设计院是有条件避免此情况发生的。在招标文件中，应强调遮阳百叶的构造方式，并增加对遮阳百叶与铝合金窗接口的描述；图纸交底时，重点陈述施工单位须注意的事项。

“提高防洪级别”的变更则是发生在2010.5.7广州特大暴雨和5.14特大暴雨之后（其时工程已竣工，处于保修期）。连续两场罕见暴雨，监控中心发生了地下室受浸、屋面、窗台漏水险情，尤其是地下室集中布置了低压开关柜、弱电管井等重要设备，危险程度不小。原设计地下室共有三个集水井，位于车库出入口截水沟和消防泵房，而低压开关柜的电缆是从车辆段埋地引入，该房间局部挖深、设建筑垫层找沟，从开关柜下方引线进入。因此，电缆沟是局部低点，虽然进线穿越地下室侧墙处预埋防水钢管，但防水效果不佳，在暴雨情况下电缆沟很快积水。另外，弱点井虽不是局部低点，但它距离车库截水沟的集水井较远，渗漏的雨水难以排入集水井。最后，作出增加集水井、潜水泵的设计变更。屋面和窗台多处漏水情况，查明原因，一是屋檐的装饰铝板未按图设置滴水线，二是铝单板幕墙系统原设计为密闭系统，却因施工原因不密闭，雨水灌入，在最低处破坏点井喷，三是屋顶圈梁因结构找坡需要，与铝合金窗的水平上框有夹角，铝合金窗上沿与梁底有空隙，没有考虑防水，造成雨水渗漏。解决办法是：屋檐铝单板顶部卷入屋檐结构内部，用结构胶加强封闭、铝板下部按一定距离增加泄水孔，并增加L型铝条滴水线等。目的是把铝板幕墙系统改为开放系统（上部密封、下部泄水）。整改后，常规雨水不造成渗漏，外观影响很小，至今尚未经受特大暴雨再次考验。这次事故，为建筑师留下一个深刻的教训。此外，顶层用房的排风口因立面需要，不从侧面出，而是顶出，排风口周边设置混凝土的挡水高度及泛水高度不足。以上情况说明，施工图不是理想化设计，而应考虑实际情况增加针对施工误差、不可预见风险尤其是百年一遇风险……的包容设计。

五，结语

监控中心是广州地铁治安监控的集成平台，是重要建筑，历时五年，设计、建设完成，设计过程中，既有成功的经验，又有深刻教训。总体而言，监控中心是一座先进的智能化综合建筑，代表了国内同类型建筑物的领先水平，其建筑设计凝聚了建筑师诸多原创理念和高度责任感，希望本文为未来同类建筑设计提供借鉴经验。

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