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   棕紅色的外表，醒目的十字交叉，矗立在珠江路與中山路交界處的地鐵大廈是如此的奪目。地鐵1號線從它身下經過，監(jiān)控地鐵運行的中心控制室在它的中心，這里就是南京地鐵運行、控制、防震和電力調度的指揮中樞，是南京地鐵的心臟。

    南京地鐵大廈，是江蘇省第一棟高層全鋼結構建筑。記者在施工方中建八局工作人員的帶領下，從它的地上27樓一層層走下地下負三樓，它未完成的內部裝飾、已安裝的設備，都盡收眼底。本期“建筑”版，。為你全方位解析南京地鐵大廈，揭開它亮麗外表下的秘密。

    地鐵大廈身上醒目的交叉“錯號”，深深吸引了市民的目光，而采用這一爭議頗大的方案原因何在?記者采訪了分別承擔外觀與結構設計的兩位建筑師：中大建筑設計院的周寧和東南大學建筑設計研究院的王志明，他們解釋，不論是外觀還是結構，采用這種交叉的“錯號”都是有其深意的。周寧介紹，當初這些十字交叉的圖形還引起了很多爭議，理由是“錯號”在中國人心目中是代表著否定的意思，如此負面的含義自然無法得到投資方的認同，部分專家也不認可。而她的理由是：地鐵大廈是地鐵的心臟，“錯號”是為了表現一種力度；而到了結構設計的階段，才發(fā)現這些“錯號”不只具有美學上的價值，還具有實際使用的功能。

    擔任結構設計的王志明博士解釋：一般鋼筋混凝土結構的高層建筑，都會在中央部位設置一個“核心簡”，作為整個建筑的中心，起到抗震防風的作用；而全鋼結構的地鐵大廈則取消了這個“核心筒”，抗震防風性能下降了，也會使結構發(fā)生扭轉，因此需要這種“錯號”起到加固的作用。當然，外表上的那些“錯號”只是裝飾，真正起到實際作用的隱藏在它們的下面，由此，外觀與結構也形成了一種內在的呼應。

    此外，雖然主樓和裙樓上都有“錯號”，但裙樓上的“錯號”就只是裝飾作用了，主樓上那從上到下氣勢恢弘的10個“錯號”則是真正起作用的。

    外表為什么是棕紅色?

    一身“紅裝”的地鐵大廈無疑是珠江路、中山路上眾多高層建筑中最惹眼的：棕紅色的鋁塑板，中間嵌入藍色的雙層中空玻璃，充分體現了全鋼結構建筑的力與美。擔任外觀與功能設計的周寧介紹，選擇棕紅色的外衣，原因在于南京建筑的顏色實在太灰暗，因此最終定下了這種亮麗的色彩。果然，從高樓上望去，棕紅色的地鐵大廈一下子在眾多灰色、白色、淡黃的建筑中脫穎而出。

    5300余噸鋼鐵鑄成“鋼鐵巨人”

    地鐵大廈總投資1．85億元，大廈結構采用鋼框架支撐結構體系，用鋼總量5300噸。這些數據，足以證明這是一個“鋼鐵巨人”。

    緣起：采用全鋼結構是建筑外觀與結構設計互動的結果。周寧介紹，地鐵是與鐵軌、纜線等聯(lián)系在一起的，是速度、力量與工業(yè)的象征，地鐵大廈是地鐵的心臟，它的外形也應當讓人聯(lián)想到地鐵，因此，簡潔有力的外形、堅不可摧的骨架也就順理成章了。

    優(yōu)勢：而到結構設計階段，王志明博士對她的提議也非常認同。他說，雖然全鋼結構耗費了大量的鋼材，似乎造價提高了不少，但綜合造價卻降低了。他算了一筆賬：這幢樓采用鋼筋混凝土結構，柱子的直徑是直1．4米，而采用全鋼結構，柱子的直徑只需要60厘米，每根柱子節(jié)省了1．6平方米的面積，大廈里有20多根柱子，27層樓算下來，節(jié)省了幾百個平方!在這種寸土寸金的地方，幾百個平方米的使用面積絕對不容忽視!

    此外，全鋼結構的工期短也是優(yōu)勢之一。據施工人員介紹：一根鋼柱長十余米，因此大廈一建就是三層；只需要搭鋼架，不需要砌磚墻，速度又提升了不少……而社會效益也不容忽視：沒有水泥、黃沙、磚頭，施工造成的粉塵污染減少了不少。

    難度：較之鋼筋混凝土結構，全鋼結構的施工更精細，難度也更高：18噸的鋼柱吊裝上去，需要直接對準接口，工人直接焊接，操作吊裝的工人都不敢上；沒有水泥的抓力，電梯與玻璃幕墻的安”裝就比較麻煩，因為所有的受力只能通過焊接來支撐，對焊接的技術要求又上了一層樓……

    防火：說到全鋼結構，許多人—立刻就聯(lián)想到紐約世貿大廈，全鋼結構的世貿大廈在“9·11”中化為廢墟，不得不讓人對其消防能力產生懷疑。事實上，在地鐵大廈建設過程中，曾經遭到消防部門，的反對，并專門為此組織過一次全國性的權威專家論證，得出的結論是消防能力可以得到保證。

    王志明介紹，在防火能力上，鋼板確實不如混凝土，300度的高溫就會引起鋼結構軟化，即使涂上防火材料，也只能維持3個小時，而混凝土可以維持四五個小時。但是全鋼結構也有優(yōu)勢：它是柔性的屬性，即使軟化也是緩慢的；而鋼筋混凝土一旦承受不住高溫，斷裂就是一瞬間的事，到時可比全鋼結構危險得多!

    主控制室：地鐵核心的核心

    地鐵大廈是地鐵的核心，而五樓的主控制室就是核心的核心了這里將放置地鐵置1、2、3號線的控制臺。大廳高10米，寬28米，長度則達到四五十米，其中一面墻上將懸掛超大屏幕顯示器，對地鐵運行情況進行全方位的實時監(jiān)控。全部設備到位后，這里將成為“禁地”，非工作人員只能透過玻璃墻在室外的觀光走廊上觀看主控制室的運行情況。

    主控制室的地面也大有講究：地板是防靜電地板，每平方米地面可承重600公斤。據介紹，2-8層的地面都是按照這個承重標準設計的，而一般辦公樓地面只要求承重200公斤。由此可見，控制中心里安放的儀器，分量著實不輕。

    設備：

    地底就像一個迷宮

    地鐵大廈的地下，比起普通辦公樓內容可豐富了許多：平面上，比地上部分面積大了一倍有余，足有4000多平方米；立體上，分三層，負一、負二層為立體停車場，負三層則存放各種設備。走進去，就像進了一個地底迷宮，一個房間套一個房間，如果不是工作人員帶路，絕對迷路。地鐵坑道的通風口，大得讓人無法想象的水箱，貼著紅封條的高危配電房……每一個房間都讓人驚嘆。

    4米高的“噴氣機”

    對于行駛中的地鐵來說，通風是非常重要的，因此在地鐵大廈的負三層里發(fā)現這個4米高的通風扇也就不足為怪了：足有兩三個人高的風扇葉片，怎么看都：像噴氣式飛機的發(fā)動機!直徑約有2米的管道將風送到面積足有4平米見方的濾風板上，再透過通風窗傳到坑道中，當地鐵呼嘯而過的時候，車廂內的人就能感受到一縷清新的風。

    水箱一眼望不到頭

    負三層的巨大的水箱，高約2米，寬約4米；至于多長，實在說不清楚!工作人員指著那一眼望不到頭的墻說：水箱的“身體”都藏在那個后面!

    氣體滅火：殺人只要3秒鐘

    對于遍布高科技儀器的控制中心來說，僅僅靠自動噴淋設備防火，顯然是太落伍了，在禁止人員進入的儀器室里，采用的是最先進的氣體滅火裝置；一旦起火，立刻從屋頂噴出大量氣體瞬間將火焰撲滅，其劇毒程度在3秒之內就能置人于死地！

    據介紹，這種氣體滅火設備非常先進：房間里安置的是1人多高的氣瓶，噴氣嘴安在屋，頂，起火時，所有噴嘴一齊打開，滅火氣體瞬間充滿整個房間，火焰能在極短時間內撲滅，從而最大程度保護了珍貴儀器。最神奇的是，噴出的氣體量是根據每個房間而定的，比如房間的空間是10立方米，那就正好噴出10立方米的氣體，一點也不浪費。火被撲滅后，地面的通風系統(tǒng)會將所有滅火氣體抽走，此時房門不能打開，否則就會立刻發(fā)生爆炸!聽起來真是驚心動魄，不過，最為可怕的是，這種滅火設備只安裝在部分禁止人員進入的控制室，因為滅火氣體本身含有劇毒，假設控制室當時有人在，在3秒鐘內就會死去!

    空調機箱有數噸重

    樓頂安放了五座巨大的空調機箱(美國頓漢布什dunham—bush)，為整座大廈提供冷暖氣。每一組機箱重達數噸。

    生靈禁足的高壓配電房

    整個地鐵大廈的供電，都要依賴負三層的這個房間，據工作人員介紹，目前地鐵大廈的用電，已經由臨時用電改為正式用電，也就是說，供電設備已經到位了。由于每個機箱都含有3．5萬伏的高壓電流，屬于極危險地帶，因此這里已經被嚴格看管，所有人員一概不得人內!

    立體停車場面目初現

    負一、負二層都是立體停車場，目前，負二層已經建好。每個車位都可以停兩輛車，當車開進來的時候，電子升降設備會自動將車抬到空中。
    鐵路由于數十年的線路改造，加之近年來的電氣化建設，使得在鐵路上各種干擾源交叉覆蓋，對鐵路上所使用的各種監(jiān)控設備都存在較大影響。輕則無法正常工作，重則導致設備損壞、老化速度加快等。其中，表現比較明顯的有如下幾種現象
    1、監(jiān)視器的畫面上出現一條黑杠或白杠，并且或向上或向下慢慢滾動；
    2、監(jiān)視器上出現木紋狀的干擾；
    3、監(jiān)視器上產生較深較亂的大面積網紋干擾，以至圖像全部被破壞，形不成圖像和同步信號；
    4、無圖像或畫面全白、全灰；
    5、控制設備（云臺、鏡頭）自動工作；
    6、控制設備（云臺、鏡頭）控制延時；
    7、某些設備有時間規(guī)律的出現損壞。

    
    干擾的分類
    根據干擾源種類主要可分為三大類，脈沖干擾、交流聲干擾及電磁輻射方式干擾。
    脈沖干擾是由于脈沖器件產生的強電磁場耦合進入信道所致：開關電源時均會產生60Hz－2MHz的干擾，這些干擾的諧波分量會落入音、視頻頻帶內；閃電還會產生2KHz－100MHz的脈沖噪聲。
    交流聲干擾主要是由于地線系統(tǒng)設計不合理，不同接地點間存在電位差，使得地電流形成回路所造成的；高壓輸電線路和交流電氣化鐵路會引起交流聲干擾，如交流電氣化鐵路產生的干擾除50Hz基頻外，還有(2N＋1)×50Hz等奇次諧波通過輻射方式干擾該頻段內的通訊設備。
    現代化的電力系統(tǒng)其本身就是強烈的電磁干擾源，主要通過輻射方式干擾該頻段內的通信設備，長期處于電磁輻射干擾情況下，設備壽命被大大縮短。除去閃電、礦物質等產生的輻射干擾外，人為原因干擾主要有以下幾種；
    1、脈沖放電。例如切斷大電流電路時產生的火花放電,其瞬時電流變率很大,會產生很強的電磁干擾。它在本質上與雷電相同，只是影響區(qū)域較小。
    2、工頻交變電磁場。例如在大功率電機、變壓器以及輸電線等附近的電磁場，它并不以電磁波形式向外輻射，但在近場區(qū)會產生嚴重電磁干擾。
    3、射頻電磁輻射。例如無線電廣播、電視、微波通信等各種射頻設備的輻射，頻率范圍寬廣，影響區(qū)域也較大。
    經過近年來的發(fā)展，鐵路上也發(fā)展了大量的專用的抗干擾設備，來解決鐵路各種設備的控制和通訊、視頻信號的干擾問題，如鐵路專用線纜、高頻無線收發(fā)設備、地線回路平衡設備等等。
    對于己經出現問題的設備及線路，由于鐵路現場返工難度大，以及專用設備造價成本高，使得很多的工程商在出現問題后對于問題的徹底解決望而卻步。導致故障的重復發(fā)生。工程商也疲于解決發(fā)生的各種問題。通過一些常規(guī)的技術，也可以在一定程度上解決鐵路上發(fā)生的干擾問題，在一定程度上解決或降低干擾所帶來的影響。
    

    干擾的抑制
    1、脈沖干擾的抑制
    對于脈沖干擾，采取的解決辦法就是加裝濾波網。在火線端和整流電源的輸出端分別對地接入耐高壓、大容量的電容器，形成低通濾波電路。
    2、交流聲干擾的抑制
    交流聲干擾主要是由于地電流形成回路，通過傳導方式作用于視頻接收設備的。為此可以通過傳輸線變壓器隔離視頻源和接收端。
    傳輸線變壓器的具體設計方法可以參照有關"高頻電子線路"有關內容的書籍，在此不再敷述。
    為抑制交流聲干擾，應注意以下幾點：
    (1)避免將2個地電位可能不同的設備間的信號地線直接連通或形成地線環(huán)路。
    (2)盡量避免或減弱兩設備間電的直接聯(lián)系。
    (3)把電氣連接的部分屏蔽在一個體系中，信號地線或屏蔽層在該體系一側接地。
    (4)遠距離傳送信號采用平衡變壓器傳輸方式。兩端都要有平衡變壓器，屏蔽層一端接地，也可懸空不接。接地可以起到屏蔽作用，也可防止明電搭接時發(fā)生觸電事故。不接地時，兩端平衡變壓器可起到絕緣隔離作用，平衡變壓器中心接地，可泄放靜電。
    3、電磁輻射方式干擾的抑制
    電磁污染傳遞途徑有兩種：通過空間直接輻射和借助電磁耦合由線路傳導。
    對于通過空間直接輻射的電磁干擾，其主要防護手段是在電磁場傳遞的途徑中安設電磁屏蔽裝置，使有害的電磁場強度降低至容許范圍以內。電磁屏蔽裝置一般為金屬材料制成的封閉殼體。當交變的電磁場傳向金屬殼體時,一部分被金屬殼體表面所反射,一部分被殼體吸收，這樣透過殼體的電磁場強度便大幅度衰減。
    電磁屏蔽的效果與電磁波頻率、殼體厚度和屏蔽材料特性等有關。一般地說，頻率越高，殼體越厚，材料導電性能越好，屏蔽效果也就越大。
    電磁屏蔽可分有源場屏蔽和無源場屏蔽兩類。前者是把需保護設備用良好接地的屏蔽殼體包圍起來，以防止外界環(huán)境對殼體內部環(huán)境的影響；后者不進行接地處理。
    對于不同的屏蔽對象和要求，應采用不同的電磁屏蔽裝置或措施。主要有：
    （1）屏蔽罩。對小型儀器或器件適用，一般為銅制或鋁制的密實殼體。對于低頻電磁干擾，則往往用鐵或鈹鉬合金等鐵磁性材料制作殼體，以提高屏蔽效果。在低溫條件下進行精密電磁測量，用超導材料可以起完滿的電磁屏蔽作用。
    （2）屏蔽室。對大型機組或控制室等適用，一般為銅板或鋼板制成的六面體。當屏蔽要求較低時，可用一層或雙層金屬細網來代替金屬板。
    為抑制借助電磁耦合由線路傳導方式的干擾影響，通常采用接地措施，常用的接地方式有兩種，分散接地和聯(lián)合接地：
    分散接地方式
    分散接地就是將通信大樓的防雷接地、電源系統(tǒng)接地、通訊設備的各類接地以及其他設備的接地分別接入相互分離的接地系統(tǒng)，由于地線系統(tǒng)不斷增多，地線間潛在的耦合影響往往難以避免，分散接地反而容易引起干擾。同時主體建筑物的高度不斷增加，其接地方式所帶的不安全因素也越來越大。當某一設施被雷擊中，容易形成地下反擊，損壞其他設備。
    聯(lián)合接地方式
    聯(lián)合接地方式也稱單點接地方式，即所有接地系統(tǒng)共用一個共同的"地"。聯(lián)合接地有以下一些特點：
    (1)整個大樓的接地系統(tǒng)組成一個籠式均壓體，對于直擊雷，樓內同一層各點位比較均勻；對于感應雷，籠式均壓體和大樓的框架式結構對外來電磁場干擾也可提供10－40dB的屏蔽效果；
    (2)一般聯(lián)合接地方式接地電阻非常小，不存在各種接地體之間的耦合影響，有利于減少干擾；
    (3)可以節(jié)省金屬材料，占地少。
    后期接入設備進行補救，可以在一定程度上減輕或者解決各種干擾對監(jiān)控系統(tǒng)的影響。但是最根本的方法，還是參照鐵路上電氣標準，選用專用的設備。一次性投入，可以在后期省下較多氣力。