电信建筑工程结构的设计

电信建筑工程结构的设计
摘要：随着电信业的快速持续发展，电信建筑从过去小的电信局房逐渐演变为
现代的电信大楼，形成独树一帜，自成体系的建筑类型，并以高科技的内涵和独
特的外在形象影响着城市的环境。

与此同时，由于竞争格局的影响，电信建筑设
计的研究还限于局部范围的企业标准和内部交流水平，远远滞后于通信产业的发展。

有鉴于此，本文以电信建筑设计为研究对象，借助于作者十几年来在电信建
筑设计领域中的实际工作经验，采用理论研究和典型实例相结合的研究方法，基
于大量的创作实例，尝试对电信建筑设计理论进行全面系统的研究，总结出实用
的设计原则和设计方法，为电信建筑设计者和建设者提供借鉴。

关键词：电信建筑设计；通信机房；通信工艺要求；标准化设计
引言
电信建筑的结构设计，一般都是钢筋砼的梁板体系，人们对此已经非常熟悉，似乎没有什么可以再完善的地方了，其实不然，笔者认为还有一些值得考虑而且
只需举手之劳的做法，可以收到挖掘结构潜力或者达到节约的效果。

一、通信机楼设计原则与工艺要求
1.工艺对土建要求
电信机房是关系到国计民生的重要基础设施，电信行业又具有较高的技术含量，对于没有相关经验的设计人员，仅靠一些设计资料和指导意见，很难保证设
计具有专业水准。

在实际工作中也有不少例子，有些通信机楼在设计之初由于没
有通信专业人员介入，在施工中发现了不符合工艺流程或影响通信安全的严重错误，不得以在工程还未竣工时即开始进行改造，不仅浪费了投资，而且耽误了时间。

为避免这种错误，建设单位一般在设计之初即委托通信工艺专业提供专业的
技术咨询，并针对审定的建筑方案，根据工程的具体情况编写《工艺对土建要求》，主要内容包括：楼层分配、平面划分，机房上线洞的规划，设备荷载等具
体要求，对建筑设计进行具体的详细的指导和规定。

通信专业和建筑专业互相配合，是保证通信机楼专业性的重要环节。

2.功能性
与一般民用建筑相比，通信机房具有工业建筑的一些特点，即非常强调它的
功能性。

本质上作为通信技术的载体，通信机楼设计应首先满足通信工艺的需要，研究工艺生产所需的真实空间，充分考虑电信设备安装及维护的方便。

处于现代
技术前沿的通信工业，建筑自身也有高起点、高标准的要求，洁净精密的环境，
便于工艺调整的可变化的“弹性生产空间”以及与设计联系的网络空间，这些对通
信机房的功能性提出了更高的要求。

3.合理性
设计的出发点应重点考虑设备而非人的需求。

针对无人值守的机房，应尽量
减少值班室、卫生间等辅助用房，平面设计上首先应充分提高机房的使用率，减
少不必要的无效空间。

其次在平面形状、柱网安排、房间划分、走道设置上应重
点考虑设备的摆放需求，严格按照《工艺对土建要求》进行设计。

在建筑设计时
功能和造型上有矛盾时，应优先满足功能需求，在实用的基础上考虑美观。

4.通用性和灵活性
通信机房是安装信设备的机房，电信设备是指电信网的传输设备、交换设备、接入设备及其他相关设备。

这些设备对机房环境的要求有些不同，如不同的设备
对地面的荷载要求不同等。

但是，首先目前通信市场增长速度较快，并且存在着
较大的不稳定性，它随着通信技术的进步和社会经济的发展而变化，设备更新换
代的周期较短。

其次，机房的建设周期较长，如果早期设备确定的较为具体，可
能在机房建成时已经跟不上后来技术的发展了。

再者，由于机房楼属于基本建设，初期投资较大，因此在规划建设初期，需要进行生产机房的远期使用进行规划，
合理布局，着眼于未来新业务的发展，在设计初期预留一定规模的发展用房，而
预留的机房只能按照通用机房来对待。

鉴于目前通信技术发展的特点，在设计时
应从建筑构造、层高、内部交通、消防、楼面荷载等方面为远期生产房间的扩充
与调整创造条件，使各层平面具有通用性、兼容性。

5.选址安全要求
通信机楼选址应注意电信用户的分布，有利于通信网络的组建和网络结构优化，便于用户线网络组织，有利于电信业务开展、有利于快速服务响应；需新建
第二中心汇接机楼时，两个中心汇接通信机楼应离开适当的距离（大于5公里），位于城市的不同方向，以提高对自然灾害和人为破坏的抗御能力。

“选址应有安全环境，不应选择在生产及储备易燃、易爆材料的建筑物和堆积场附近；宜选在地
形平坦、地质良好的地段；应避开断层、土坡边缘、故河道和有可能塌方、滑坡
和有开采价值的地下矿藏或古迹遗址的地段；在不利地段应采取可靠措施；应满
足通信安全保密、国防、人防、消防等要求；不应选择在易受洪水淹灌的地区。

如无法避开时，可选在基地高程高于要求的计算洪水水位0.5m 以上的地方。

”
6.结构安全要求
电信建筑的结构安全级别比一般的民用建筑要高，主要体现在：（1）使用年限长。

国际电信局、国际无线电台、国际卫星通信地球站、国际海缆登陆站等特
别重要的电信建筑结构的设计使用年限为 100 年，其它电信建筑结构的设计使用
年限为 50 年；（2）安全等级高。

国际电信局、国际无线电台、国际卫星通信地
球站、国际海缆登陆站、大区中心及省中心通信枢纽楼、长途传输一级干线枢纽站、国内卫星通信地球站等重要的电信建筑结构的安全等级为一级，其它电信建
筑结构的安全等级为二级；（3）电信机房荷载大。

电信专用房屋楼面等效均布
活荷载的标准值，应根据工艺设计提供的电信设备的重量、底面尺寸、安装排列
方式以及建筑结构梁板布置等条件，按内力等值的原则计算确定；（4）抗震要
求高。

“国际出入口局、国际无线电台，国家卫星通信地球站，国际海缆登陆站，抗震设防类别应划为特殊设防类。

省中心及省中心以上通信枢纽楼、长途传输一
级干线枢纽站、国内卫星通信地球站、本地网通枢纽楼及通信生产楼、应急通信
用房，抗震设防类别应划为重点设防类。

”
二、电信建筑节能新趋势
随着人类逐渐进入到信息化社会，电信建筑在在蓬勃发展的同时也伴随着更
大的能源消耗。

人类为了自己的明天，必须走绿色工业之路，因而需要对城市环
境设计、节能、节地、环境保护、防止污染等问题给予极大重视。

在 2006年，
我国政府再次将节能减排作为可持续的国民经济发展所必须遵循的具有约束力的
指标之一，并提出以节能降耗和污染减排为重要着手点、促进国民经济结构的调整，促进增长方式的转变和提高效益的发展方针。

在电信产业领域，人们已经发
现电信机房尤其是数据机房早已成为耗能大户，“根据国内数据中心机房的运维状况的一项调研结果，可得到如下的统计数据。

为维持数据中心机房的正常运行，
因所配置的 IT 设备的功率密度不同，每年为每平方米的机房面积所支付的电费约
为 4000～10，000 元；中、大型数据中心机房的每年电费开支约为几十万元到几
百万元数量级。

”进行节能减排，建设“绿色机房”已经成为电信企业管理者的重要
目标，并为此制定了相关的“绿色行动计划”，这也成为电信建筑设计和研究的一
个重要方向。

1.建筑节能
建设节能的“绿色机房”，在建筑设计的前期规划设计阶段就应树立正确的观念，从总图布局、平面设计、材料选择各方面综合考虑，在设计上应满足《公共
建筑节能设计标准》的规定。

总的来说，电信机楼在建筑节能上有它有利的一面，主要表现在：一、建筑物形状以正方形建筑物最有利，长宽比（即细长型）的建
筑物，因外墙面积大，在能源使用上较不利，电信机楼均较为方正，进深较大，
而层数较少，体型系数小，利于节能；二、电信建筑一般不开窗或少开窗，窗墙
比较小，有利于减少太阳辐射热；三、电信机房一般将交通核心筒位于东西两端，机房部分不临东西外墙，对节能较为有利。

因此，在节能计算方面，电信机楼一
般很容易满足标准的要求。

但是也有些方面需要特别注意，首先，在电信机房的
内部空间使用上，应按使用强度、活动情形、空间层次、温、湿度要求及空间性
质等，做适当的配置以降低能源消耗程度。

将热环境质量要求相近的房间相对集
中布置。

将对热环境质量要求较低的房间设于平面中温度相对较低的区域。

将对
热环境质量要求较高的房间设于平面中温度相对较高的区域。

中间区域设置对热
环境质量要求处于过渡阶段的房间。

近期不用的机房应用实体隔断加以分割，以
减少空调的能耗。

其次，应预留足够的空调室外机安装位置，且平台不宜设置在
西侧，室外机平台外立面不宜设置百叶等影响散热效果的设施。

室外机平台应靠
近室内机安装位置，做到两者间距离最小化。

三、通信机房标准化设计
1.建筑设计标准化概念的提出
建筑设计是技术性和艺术性的统一体，是针对不同场地、不同功能、不同文
化环境、不同投资要求所提出的几乎是唯一的解决方案。

本质上应是避免统一，
拒绝平庸的，尤其是一些重要的文化建筑，艺术性要求较高，具有标志性的特点，是不适合进行标准化设计的，标准化意味着重复，复制意味着缺乏创造，意味着
抄袭。

真正体现创造性的建筑设计是反对标准化、大众化、平庸的建筑，因此建
筑设计的唯一性和标准化模式是矛盾的。

标准化概念的提出：但随着工业和信息
业的发展，建筑建造的数量和速度激增，除了一些标志性建筑外，还有很多设计
功能类似，但量大面广的建筑类型，出现了大规模，高效率，模式化的工业化建
造的趋势。

如住宅设计，量大面广，如果所有设计都是争奇斗艳，必然会在立面
设计上浪费很多人力与物力，反而缺乏在功能上的仔细研究，住宅设计在国外特
别是新加坡基本上都是标准化的设计，只要符合人们身体的需要与住宅的需要，
就不用在外立面做无所谓没必要的变化。

可以做成一种工业化、工厂化的设计，
装配起来就可以了，这样既可以集中精力精心研究住宅设计的最佳方案，而且也
能省下许多时间来，去做真正城市标志性的建筑。

另外一些企业内部的建筑也在
进行这方面的尝试。

像一些商业建筑，如大型连锁超市、银行的营业厅、卖当劳
和肯德基餐厅等都具有标准化设计的一些特点，如量大面广，重复使用等。

卖当
劳餐厅可以说是推广标准化的典范，在全世界范围内从店铺形象到管理都有一套
完整的规范，这在客观上也利用建筑形象表现企业品牌的统一形象，在这里，建
筑形象不仅是城市的标志，更是企业的标志，重复使用的形象反复出现，深入人心，建筑本身成为企业的广告。

四、IDC 机房设计
1.IDC 机房的选址
IDC 机房除应满足其他传统机房的选址条件外，还应注意选择在交通通信方便、配套设施齐全、安全可靠、自然环境清洁的地方。

传统无人值守的机房根据
通信网络的要求有些可位于城市的郊区，但 IDC 机房考虑到客户的方便，一般应
位于城市建成区，高级别的 IDC 机房还应位于城市中心区。

2.IDC 机房的主要特点
IDC 主要业务包括：向客户提供机位出租、机架及机房出租、互联网端口出租、专线接入等基础服务以及根据客户需提供设备代维服务、网络安全、数据备
份等增值服务。

客户主要对象包括政府机关、增值业务运营商、中小企业以散户
和批发商等。

与传统机房相比，IDC 机房有如下特点：一、传统机房仅供各电信
企业自用，而 IDC 机房则需面向客户，其功能设计应以满足客户需求为出发点。

二、传统的机房比较封闭，而且无人值守，机房设计主要考虑设备安装的条件，
而 IDC 机房除了安装设备的机房外，在建筑室内外环境设计上还需考虑客户的心
理需求，设计比传统机房要复杂；三、根据服务对象和机房软硬件条件的不同，IDC 机房划分为各个级别，不同级别对应相应的机房条件。

3.IDC 机房功能分区
机房功能分区主要分为客户区、机房设备区与电源区。

客户区包括：客户接
待室，客户操作室，监控室、客户测试室以及客户休息室。

机房区包括核心设备
机房和托管机房。

电源区包括 UPS 室、钢瓶室、油机室、高低压室等必须的辅助
用房。

客户区和机房区的面积是按照一定的比例设置。

例如 3000m2规模的机房
区一般应配备有 20m2客户接待室，50 m2客户操作室，200 m2监控室、30 m2
客户测试室以及 150 m2客户休息室。

而 2000m2规模的机房区则一般配备有
15m2客户接待室，30 m2客户操作室，100 m2监控室、15 m2客户测试室以及
50 m2客户休息室。

其他规模的机房规模可按照此比例推算客户区所需的功能面积。

机房包括核心机房和托管机房，机房规模面积根据通信设备机柜的数量测算，按照以往 IDC 建设经验，一个设备机柜平均占用机房的使用面积 2～2.5 平方米；UPS 和电力电池室面积与 IDC 机房面积比例为 1：3。

以上规模的测算是根据一般
要求，最终面积分配还要尊重业主的意见，如有特殊的要求要根据业主需要而定，如是否需要会议室等。

结束语
电信建筑设计研究作为建筑设计领域中的一个边缘学科，由于电信产业在近
几年的迅猛发展而逐渐显示出它的重要性，而对此的系统研究还显得相当缺乏。

本文希望借助于作者十几年来在电信建筑设计领域中的实际工作经验，通过对电
信建筑设计成果的分析、总结以及通信专业等相关学科的知识梳理，加上一定的
理论分析，对电信建筑设计原则和要点进行深入研究，归纳出电信建筑设计的原
理和规律，供电信建筑设计者和管理者参考。

参考文献：
［1］梁雄健等，电信组织管理，天津出版社，1995，1~2
［2］工业和信息化部、国家发改委以及财政部联合发布《关于深化电信体制改革的通告》，2008，5，24
［3］梁雄健等，电信组织管理，天津出版社，1995，14~15
［4］唐宝民江凌云林建中等，通信网基础，机械工业出版社2004，1~2
［5］高彩玲，毛庆阳，电信发展趋势初探，通信世界，2000，S5，20~21
［6］操明立苏畅，IDC 建设方案探讨，邮电设计技术，2008，11。