国家游泳中心智能化专业限额设计浅谈思维导图

国家游泳中心是主要的奥运场馆之一，承担着2008年奥运会游泳、跳水、花样游泳和水球比赛场地的历史使命。奥运会赛时使用的建筑面积为8万m2。游泳中心地下两层，地上四层，赛时容纳17000人坐席。赛后国家游泳中心为有利于长期经济运营将进行改造，使其成为既可举办大型的国际国内水上比赛，又能为公众提供水上娱乐、休闲和健身等多功能服务的大型水上运动中心。

国家游泳中心弱电系统设计内容由智能化、信息化和赛时比赛专用系统三部分组成。其中智能化系统部分包括建筑设备监控管理系统。综合安全防范系统（含防盗报警系统、电视监控系统、门禁安检系统、电子巡更系统）、消防报警及联动系统、公共广播系统、扩声系统；信息化系统包括综合布线系统、移动通信系统。固定通信系统、有线电视系统，计算机网络系统、多语言智能诱导系统；赛时电子系统（奥运会比赛期间使用的系统）包括转播摄像系统，计时记分与现场成绩处理系统、主计时时钟系统、电子显示屏、会议系统（含同声传译）等。

我们的设计目标是：满足国家游泳中心作为奥运会竞赛场地对各种电子信息系统的基本要求，为奥运比赛创造一个信息化的高效。舒适、便利和人性化环境；同时兼顾赛后运营需求，为运营的赢利模式提供更大的灵活性；提高社会效益与增值服务能力。

要做好象国家游泳中心这样重大奥运场馆的弱电系统设计，必须要深入研究项目的难点所在，分析问题、理清思路、寻找办法，才能有针对性将问题一一解决。

本项目的特殊性概括起来包含以下几个方面：必须满足奥组委设计大纲的要求；奥运会赛时系统赞助计划及范围的界限；2008年奥运赛时保持场馆技术先进和项目设计时间靠前之间的矛盾；落实数字奥运、科技奥运的目标；奥运比赛设施高建设成本与业主有限投资之间的矛盾；奥运比赛临时性高标准与赛后场馆的长期经济运营之间的矛盾。解决这些难点及矛盾过程的同时也是贯彻限额设计思想的过程。

国家游泳中心的限额设计关键步骤大致可划分为方案设计。初步设计，扩充初步设计三个阶段。

方案阶段主要解决设计范围的界定、投资界面的划分、产品档次等关键问题。

项目伊始，业主和奥组委需求的获取与澄清。设计范围的界定是头等大事。范围的界定着重从以下两个方面考虑：

并经过与奥组委等相关部门多次讨论，初步达成以下统一认识（按照系统特点区别对待）：

第二类。设计大纲明确由奥组委提供设备的，如转播摄像系统（60万元），承担游泳中心内配套工程费用。

第三类，由于技术原因和奥运市场原则，业主考虑承担租赁费用。成绩处理系统{35万元），电子显示屏（100万元）、赛时安检系统（30万元）、体育竞赛综合信息管理系统（40万元）、仲裁录像系统（30万元）、文件处理（20万元），包括有计时记分与现场。

第四类，非赛时系统中作为基础建设的设施系统，综合考虑赛时要求，按照要求包含在相关系统概预算中。综合布线系统由于赛时要求增加的费用有260万元；有线电视系统由于赛时要求增加的费用有90万元，作为基础工程部分。

正因为我们及时地与奥组委、业主澄清项目投资范围，节约项目预算近700万元，缓解了当时整体设计预算偏高的压力。

大纲要求的针对奥运会的各弱电系统功能必须满足。然而奥运比赛的高标准。严要求与赛后场馆运营时一般要求；奥运比赛临时性与赛后场馆的长期经济运营；奥运比赛设施高建设成本与业主有限投资之间始终是矛盾的。贯彻限额设计就是要处理好这些矛盾的对立统一关系。以下以安保系统设计为例说明我们处理该矛盾的方法。

奥运会的安全保障是一个系统工程，它涉及环境、防（救）灾、交通、消防、治安、卫生等各个方面。作为奥运会主要赛场之一，奥运会期间安保的人力、物力，财力投入都是惊人的。奥运会期间游泳中心的安防系统必将纳入北京市城市应急与公共安全的整体防范体系中，共享其资源，服从其指挥。而设在国家游泳中心馆内的临时安保指挥中心正是北京城市整体防范系统的“派出所”，是比赛期间真正的安全中心。该安保系统赛时由国家相关安全部门构建享其资源，服从其指挥。而设在国家游泳中心馆内的临时安保指挥中心正是北京城市整体防范系统的“派出所”，是比赛期间真正的安全中心。该安保系统赛时由国家相关安全部门构建。相应地国家游泳中心应设置一套完整独立的安防系统，赛时与临时安保指挥中心密切配合，无缝集成，作为国家游泳中心整体安全防范系统的基础构件和有机组成；赛后继续为场馆运营服务。我方设计主要围绕该套永久保留的安防系统展开，同时为赛时整体安全防范系统预留技术条件，共同达到奥运会对安防的风险等级要求。采取上述责任划分解决方案，既保障了奥运比赛高标准。严要求，又达到限额设计，节约业主投资及赛后营运成本的目的。其他弱电系统也采取类似分析和解决办法。

在方案设计阶段，在限额设计思想的指导下，设计部门预算组经过对同类工程项目经济指标的分析。提出弱电系统设计预算的估算经济指标。约占整个建筑造价的了：7％－9％。根据设计大纲和设计深度情况，结合工程的特殊性，估算子系统的造价。随着专业设计工作的深入，各子系统设计内容相对明确，需要不断调整本系统设计的预算，并且需要根据预算组的要求，合理调整设计。如针对奥运赛时弱电系统预算，在方案阶段，部分预算比较高，根据具体情况分析，核减了部分预算，同时也起到了缓解当时整体设计预算偏高的压力。

初步设计阶段是限额设计工作关键的一步，同时也是落实“奥运三大理念”的重要时机。我们还根据奥组委反馈的意见调整了一些系统的技术实现路线。

奥运会是一个国家展现自己科技实力的平台，同时也是展示高信息技术成果和创新实力的窗口，特别是弱电行业发展迅速、网络通信技术日新月异。因此，弱电各系统的设计应采用主流的，并适度超前的技术，采用开放式系统架构，特别注重可扩展性和升级能力，并应允许根据当时情况补充完善，确保2008不落后。国家游泳中心作为第29届奥运会主要场馆标志性建筑之一，是向世界展示中国数字化。信息化水平的重要窗口。因此，在初步设计阶段根据各系统功能特点和主流技术发展方向，突破常规系统架构。选择数字化解决方案是奥运理念在设计过程中的自然延伸。

闭路电视监控系统：闭路电视监控系统是整个应急体系的重要平台，它不仅应具备将图像信息远程传输到奥林匹克公园的安全指挥中心并将相关控制权限授予对方，而且要具备将图形信息提供给场馆内任何需要的用户的技术特征。传统的图像监控系统存在联网能力弱、共享性差、用途单一，使用效果不佳的不足。为了实现多级联网控制，功能多样化和可扩充的开放性架构，采用数字技术和网络技术将是解决矛盾的有效的方法。根据项目调研及测算，采用模数混合闭路电视监控系统设备造价约210万元，采用数字式闭路电视监控系统设备造价约270万元，系统设备造价增加30％。由于其采用换代的数字传输方式（以太网、TCP／IP协议）在工程由赛时向赛后改造过程中和今后功能需求的变化中，依赖综合布线系统或者采用无线传输技术均能简便、容易地解决布线的问题，这是工程改造常遇到必须解决的问题。对于弱电系统改造工程，需要增加布线所引起的造价，占相当大的投资比例，因此其性能价格比必是提高的。

扩声系统：设置在竞赛大厅的厅堂扩声系统采用以调音台为控制中心的音效系统。在设计大纲要求中，不仅需要扩声系统提供高质量的语言和音乐再现“吸引世界聆听奥运”，而且需要体现“科技奥运”的总目标。国家游泳中心扩声系统除扬声器、传声器及功率放大器外，采用全数字化的电气设备，可以方便地进行过程控制及过程故障诊断。公共广播也采用全数字化公共广播系统，音频信号和控制信号的处理和通讯全部在数字网络中进行，音频信号输入和输出信号的处理都基于各设备本身，而且可以在网络的任何位置增加和去除设备而不影响其他设备的性能，数字化提供这种分散控制的构架，才能够提供多样化，灵活、多变技术手段，满足奥运会比赛的需要。根据系统要求的技术指标测算，与采用常规设备相比，采用全数字设备，此部分设备造价增加近25％。

由于项目的复杂性，奥组委的需求不可能一步到位。奥林匹克公园的规划正在统一部署当中，建筑单体的建设必须与奥林匹克公园的建设相一致。尤其是通信网络系统。相关设计和预算均需根据大网建设和相关需求的落实将最终确定并完成。随着条件的逐步具备，沟通的逐步深入，我方得到的确切答复也越来越多。根据这些条件我们对方案阶段的一些系统设计进行调整。

综合布线系统：经与奥组委确认赛时网络采用VLAN划分的方式，提供多个逻辑独立的网络。因此综合布线系统仅按一套布线系统组成，并为赛事体育信息系统和宽带接入考虑预留机房和管沟，减少预算43万元。另外需建设独立的公安专网专电，增加了19万元。

固定通信系统：语音交换设备应采用集中式用户交换机（Centrex）。减少预算88万元。

计算机网络系统：在方案设计阶段，经与奥组委交流，斯伦贝谢Sema的需求尚未提出。我们采用了两套完全物理分开的网络系统。在初步设计中，经与奥组委交流，对场馆内部网络设计仅需要考虑赛后经营的需要，奥运期间，赛时体育信息系统将根据当时需求建设，馆内原有网络资源作为该系统的补充。根据上述原因，计算网络设备造价比方案阶段减少262万元。

有线电视系统：赛时有线电视系统需考虑有线电视公网（市歌华有线）、奥运会有线电视专网。本地转播信号回馈共三套节目源。接收奥运会有线电视专网传送的80—100套节目；本地转播信号回馈按5套节目考虑；系统采用860MHz双向邻频传输模式设计，为双向电视、自办录像节目、视频点播（VOD）节目、卫星地面电视（转入有线本地网传输）以及网上增值业务、图文信息和场所信号的交互传输分配提供一个宽带的高速信息传输平台。采用860MHz邻频传输，传输容量设计为100个PAL-D电视频道。有线电视系统数字化增加投资32万元。

扩充初步设计阶段，主要运用价值工程的方法进行方案优化。提高解决方案的综合性价比。使有限的造价指标发挥出最大的作用。

国家游泳中心初步设计于2003年11月3日完成成果提交，经过北京市规划委员会组织中国建筑设计研究院和北京市政府1 7个委办局进行的全面审查，于2003年11月1 2日在北京市国有资产管理公司召开初步设计审查会，对各专业的图纸、设计概算、计算书及相关设计成果提出了各自的审查意见。对照各方反馈的意见，我专业与各位专家磋商讨论。做了大量的技术经济论证并随后做出调整。

综合布线及有线电视系统赛时采用OVER-LAY的解决方案。奥运会比赛具有临时性，奥运会比赛用房大部分为临时用房。综合布线及有线电视系统的设计以满足赛后需求为基础，在此基础上通过叠加临时设施来满足赛时的突发需求。如采用增设临时配线间、汇接点的方式解决媒体工作区及媒体座席处综合布线及有线电视需求。综合布线赛时共计3000点，赛后大约500点。综合布线及有线电视系统共节约96万元。

火灾自动报警系统针对游泳中心高大空间区域的保护方面，在方案阶段我们采用国家游泳中心设计联合体ARUP公司（世界著名的机电设计顾问公司）的建议，设计24组空气采样探测器覆盖大厅，设备造价约120万元。在扩充初步设计阶段，经过多次项目调研论证并同ARUP协商，最终确定采用图像双波段探测技术，具有保护面积大、探测距离远，响应速度快和报警准确的优点，集防火、防盗、监控于一体，高性能价格比，设备造价约55万元。该方案已顺利通过北京市消防局审查。

楼字自控系统：建筑技术的长足进步，楼字自控系统作为设备监控系统，其监测的对象越来越广，作用也越来越大，尤其象国家游泳中心这样集新材料。新工艺，功能多样、服务，管理质量要求高的大型公共建筑。随着高新技术在各行业的不断渗透，楼字自控系统监控范围内的主要设备厂家不断的发展和完善，集成系统为系统设计提供了更加有价值的实现路线。例如，在对变配电监控系统设计中，按照原设计方法，需要由楼控厂家提供各类电参数变送器和控制器并组网进行监测；但随着高低压柜厂家的技术创新，尤其国内生产厂家的努力，完全可以将变配电监测系统单独或成套提供给用户，通过现在流行的集成技术可以方便将数据传送到楼控系统管理主机上，进行二次记录和显示。这样做的另一个优点体现在工程实施方面，由于变配电厂家提供的安装服务可以方便的与高低压柜的生产结合，将监测变送器安装在电柜中，由于专业的差别和设备选型壁垒，由弱电专业工程商完成是相当困难的。根据测算，原设计方法需设备费约75万元，采用集成方法约35万元设备费和5万元集成费用。同样此方法也应用在泳池水处理等方面。

水立方外部投影系统外部投影系统用来给奥运会举办时的水立方营造一种动感的艺术效果，烘托赛事气氛。先前考虑采用外部大功率投影机的方案，造价高得惊人，在扩充初步设计阶段，通过多方光学专家论证与实际工程试验。最终考虑改用电脑灯的方案，此项节约造价150万元。

在设计过程中大力推广采用国有成熟产品，可以进一步降低工程造价。主计时时钟系统。触摸屏信息查询系统和多语言智能诱导系统我们都是推荐采用国产品牌的成套设备。

细化设计指标是优化设计的基础工作之一。按实际功能需要，细化设计指标，详细计算材料用量，克服以往设计偏保守的倾向，尽量消除不必要的余量，以节约成本。如我们在电声设计过程中利用辅助设计软件进行测试及方案优化。

回顾过程，限额设计中经济目标的实现，一方面需要专业工程师设计内容和相应的经济分析结合起来。不仅掌握系统功能、特点，熟悉多品牌产品线，还要了解价格信息。另一方面，限额过程当中设计和预算是相互影口向、相互作用，因此需要在预算组和专业组之间建立一种畅通的工作方式，不断重复概算、设计。概算调整。设计调整这样的过程，最终得到技术指标与经济指标双实现的完美结果。

众所周知，国家游泳中心与众多在建的奥运场馆相比，项目建设进度一直保持领先。从方案设计到工程建设都较为顺利，没有出现停顿和反复。究其原因很多，首先我们应该感谢业主及奥组委对我们工作的肯定，不断指引我们前进的方向，关键时刻给予我们指导。其次我们有理由认为自始至终地贯彻限额设计理念和方法是项目成功的重要基础之一。我们将自己经历的设计过程和心得与大家探讨，难免有失偏颇，写作本文的初衷只是希望起到抛砖引玉的作用。

本文完成过程中屏蔽了一些具体的敏感指标，请大家予以谅解。