建筑給排水工程設備的智能化應用研究

顏霆暉

（福建建發物業服務集團有限公司，福建 廈門 361008）

我國建筑給排水工程設計和應用樓宇設備控制系統，可以實現對給排水系統中管網壓力、水位液位的檢測，實時控制和調整相關設備運行狀態，具有綜合管理功能。智能化系統與設備之間的連接，基于程序邏輯，實現對設備綜合調試，建立數據庫，確保給排水工程項目建設應用效果，為建筑小區提供優質的服務。

1 建筑給排水工程設備智能化應用意義

將智能化設備應用到建筑給排水工程中，既可以減少人力在給排水工程中的投入，也可以有效提高工程的運行效率，實現一體化管控、閉環管理的目標，具體應用意義表現在以下幾個方面。

（1）給排水工程應用智能化設備，可以實現設備運行參數的提取和管網壓力的控制，并實時獲取給排水管道內的管網壓力，水池水箱液位等，實現對消防水泵、生活水泵控制柜狀態的實時監測。當給排水系統運行出現超閾值、參數變化較大的情況時，相關人員可快速了解給排水工程設備的風險因素，快速解決相關問題，為建筑給排水運行效率提供保障。

（2）設備智能化應用對于給排水過程中的能源管理有著積極的作用，可以采集用戶用水信息、用電信息等，計量用戶的能源使用情況，為費用計量提供遠程抄表、智能費用管理、自動繳費等服務，切實提高給排水業務服務效率，減少人工成本在服務中的投入和使用。

（3）給排水工程設備智能化可以實現水資源的科學利用，進一步緩解占地壓力，實現水資源的回收、使用。利用傳感器設備采集建筑區域內灌溉水、生活用水的相關數據信息，使用綜合控制系統，可以實現對供水設備的科學控制，并結合實際需求，調整作業模式，在小區灌溉、濕度控制上具有明顯的優勢。

（4）給排水工程設備智能化可實現給排水管道的智能化檢測，可應用管道機器人解決給排水管道的堵塞情況，采用可視化的方法獲取管道運行信息。如果建筑給排水管道內出現裂縫、破損、老化等問題，也可以利用智能機器人的圖像采集功能，評估檢測故障因素，為管道維護、整修等工作提供指導。

2 建筑給排水工程設備智能化具體應用

2.1 樓宇設備智能控制系統應用

2.1.1 BA 系統應用

BA 系統又被稱為樓宇設備自動系統，該系統可以與建筑內的給排水設備相連接，以微機控制中心，分布式結構，實現對相關設備運行數據的監控、控制。該系統在建筑中應用于區域分站連接，將末端設備作為建筑內機電設備集中監控的核心，實現建筑給排水一體化控制目標。將該系統與建筑給排水設備連接，可實時獲取給排水設備、飲水設備、污水設備運行工況數據的采集，測量相關設備運行的數據，根據單片機的邏輯控制功能，實現對設備的調試。例如，將其應用到建筑給排水系統中，可以實現生活水箱、水池、水泵等設備的控制，根據用戶的需求及時間邏輯，啟動或者停止水泵，并根據水箱、水池內的水位，實現對排污泵狀態的控制。該系統在給排水工程設備監控中的應用，具備相應的報警功能，如當生活水箱中的水位超過預警值后，會將預警代碼發送至相關人員的終端設備中，預警相關人員補充水箱內的水位。水泵如果出現故障問題，則系統會采集相關的數據信息，將故障報警信息傳輸至維修部門，及時派遣工單負責相關設備的維修和維護，并在上位機設備中反饋狀態。該系統建立中央監控顯示裝置，具備可視化功能，將給排水系統中各設備的數據信息以圖表、數據等方式呈現在中央顯示裝置中，實時反饋水箱、水池、水泵的狀態。因此，BA 系統具備給排水設施設備管理功能。

2.1.2 消防水系統控制

智能消防用水監管系統可以確保火災發生時給水狀態良好。在消防系統管理中，可以實現對水泵狀態的監測，反饋控制柜的狀態，同時可以監測管網壓力，并對消防水池、水箱內的液位信息進行統計，計量管道的末端壓力。系統連接消防主機，可以實時反饋主機的運行狀態。一旦建筑內出現火災，系統會根據需求保障消防用水中水資源供給的充足性，根據水壓調整水源的供給壓力。消防供水不足是導致火災撲救失利的主要原因。消防控制系統將物聯網技術、大數據技術、智能技術等應用到設備監控與管理中，通過在消防水系統終端設備上加裝傳感器裝置，實時檢測管網系統的水位變化和水壓變化，并將數據上傳至云平臺中。智慧消防系統會自動化管理和訪問數據信息，如消防系統的水位、水壓出現異常時，會經由控制中心發出預警，定位安全隱患的位置。在消防用水過程中，也可以快速定位水源，將水源信息告知救援人員，在最短時間內制定救援計劃，提高救援效率。消防水系統連接智能化設備具備四項功能，具體功能應用如下。

（1）水位及水壓探測功能。系統可以采集消防栓、自動噴淋滅火系統末端、消防水池等消防用水的水位參數和水壓參數，根據采集的數據判斷該區域的用水是否可以維持消防系統的正常運轉。

（2）水位計水壓異常報警功能。系統具備超低水位報警功能、水壓過壓報警功能、水壓低壓報警功能。根據標準的預設預制，探測結果超出數值或者低于限值，則系統會異常報警，以便相關人員及時反應。

（3）系統具備數據匯總、數據分析、數據統計等功能，將數據上傳至一體化云平臺中，消防部門可以根據需求獲取數據信息。系統提供日志查詢、報表生成功能，對各設備進行系統化統計分析。

（4）系統具備分區消防管理功能。按照建筑結構將系統連接區域及覆蓋區域進行統一，采用分區管理模式，提取各區內管網的壓力參數，準確識別和分析相關問題，提高了消防用水管理的便捷性。

2.1.3 生活水系統控制

生活水系統與消防水系統具備同樣的功能，同樣具備水泵狀態檢測、水管壓力檢測、水箱液位數據采集功能。但由于生活用水與消防用水之間的水泵具有獨立性，且生活用水包括供暖水、廚間水、洗浴用水、飲用水，排水管道會匯集大量的污染污物，包括廚余垃圾、洗浴污水等。智能生活水控制系統可以根據建筑內住戶的實際需求，調節生活水泵的啟閉狀態，同時可以根據用水高峰時間，自動控制并調節管網壓力。建筑在使用市政供水和水箱供水的同時，會根據用水量參數需求，自動調度給水設施，當水箱液位較低時，可在用水峰谷期補充水箱水。例如，在應用智能程序可以實現蓄水池進出水的自動化管理，傳統用進水控制方式應用浮球閥結構調整水位狀態，水池滿載狀態下浮球閥會關閉，如果浮球閥出現磨損，則會導致水池內的進出水功能受到影響。應用智能化設備可以實現水池出水、進水的程序化控制，調整水池用量，應用智能水泵控制設施，變頻調節供水工作參數，使得供水設備長期處于恒壓狀態下，可以有效解決生活用水一次消耗量較大的問題，切實滿足建筑住戶的用水需求，同時達到節能需求。

2.2 能源消耗管理設備應用

2.2.1 遠程抄表

遠程抄表系統可以實時進行水表數據的遠程抄收，應用星型、縱線型、無線型三重網絡結構，完成抄表的任務。根據水表的編號及對應的區域，連接數據采集裝置、無線收發電臺。用戶在中控室內可以直接遠程控制抄表功能，正確讀取水表上顯示數值，經由通信裝置將采集的數據回傳到系統中。遠程抄表系統同樣具備實時監控功能，可以實現對給排水系統運行過程中能源消耗量的監測與反饋。遠程抄表系統可以獨立運行，也可與其他系統連接同步運行。目前，比較常用的系統是具備遠程抄表功能的能源管理系統，可對建筑內各類儀器、儀表數據進行采集，前端應用傳感器裝置采集數據信息，數據傳輸應用通信網絡精準傳輸信息，應用層配置中控裝置可視化展示相關數據信息。采集裝置采用485 接口連接方式，支持對智能水表的數據采集，并通過總線將其上傳至系統中進行處理，并在數據庫中長期保存，用戶可隨時提取編號數據。同時，能源管理系統具備計費功能，該功能是通過對冷量表的數據采集和計量，實現能源消耗計費功能。該系統在日常物業運維過程中，有效地解決了水表設備分布廣、分散的問題，為抄表統計工作帶來了便利。同時也有利于總部、區域對轄內所有項目的能耗管控。

2.2.2 自動化收費

因現多數城市均實現一戶一表，由供水部門抄表收費，智能水表多用于公寓項目，同用戶戶號相掛鉤，可通過智能水表設備的安裝和應用，提供自動化收費管理。建立能源消耗管理系統的同時，可利用系統的計費功能、遠程抄表功能，實時獲取用戶的用水量情況。在后臺系統內部設置自動收費管理軟件，用戶在下載軟件后，綁定微信、支付寶等付費賬號和平臺，執行自動收費功能。用戶可在軟件平臺內設置水量閾值，填寫自動繳費金額，在用水量達到閾值后，會告知用戶水費不足，預警用戶及時繳納水費。在預設的時間內如果用戶沒有操作軟件關閉自動收費功能，會自動繳納用戶預設的金額費用，實現了自動化收費的目標。應用智能水表設備、智能控制系統，將軟件配置與硬件配置相結合，可以有效解決水表出戶、物業墊付水費的難題，實現能源監測、維護、管理、繳費一體化的服務方式。

2.3 噴灌云端智能系統應用

小區內的綠化灌溉用水也是給排水工程中的重要組成部分。我國在智慧建筑、智慧城市的打造過程中，積極倡導智能灌溉技術的應用。噴灌云端智能系統與給排水設備相結合，通過水泵控制、流量控制的方式，為小區綠化灌溉、養護等作業的開展提供便利，且在灌溉用水過程中不需要人工操作系統。噴灌云端智能系統建設應用將5G 通信技術、物聯網技術，NB-IOT 技術應用到數據采集之中，連接云氣象平臺，計量土地蒸發量、降雨量，前端布設傳感器裝置獲取土壤墑情信息，利用大數據的智能分析技術，實現對灌溉量、灌溉時間的調節和控制。建筑區域不同綠植的灌溉時間、灌溉周期等也有所不同，利用智能灌溉數據庫，預設不同植株灌溉邏輯，實現灌溉數據的程序化管理。中央控制系統可以利用通信裝置發布指令信息，既確保了灌溉過程中的節能效果，也確保了灌溉的精準性。該系統具備廣覆蓋特點，同時可以連接多個設備，能源消耗量較低，可為小區內建筑周邊綠化澆水的自動化控制，使得綠化品質有所提升，減少了綠化養護所需的成本。

2.4 排水管道智能檢測設備應用

給排水管道建設應用過程中容易出現老化、堵塞、破損等問題。丁琪琪開展給排水管道檢測是相關部門需要進行的工作，新一代數字高清管道檢測機器人可用于排水管道檢測中。該設備采用無線、有線連接方式，可利用終端設備、電腦設備等控制。再進入建筑給排水管道中后，可利用機器人的成像功能，現場拍攝圖像并傳輸到用戶界面中。用戶可利用系統的成像檢查功能，評估給排水管道的實際情況，并根據評估結果自動生成檢測評估報告。給排水檢測工程設備的智能化應用，為管道養護、修復、管理提供了重要的依據。且該技術應用具有以下特點。

（1）高清晰成像。成像像素質量可以達到200 萬以上，且成像畫面可根據需求自動切換。

（2）遠距離控制。在管道內可實現單次300m 的管道檢測，具備云數據交互功能。

（3）驅動力強。機器人使用六輪獨立驅動，支持360°轉彎，障礙物跨越能力強，具備自動保護電路，行進穩定，具有強大的抗傾斜和爬坡能力。

（4）拓展性強。支持多種語言、符號的錄入，支持圖形疊加備注功能。

（5）實時性強。隨時隨地獲取相關數據，并在現場研判評估報告，擁有豐富報告模板。

系統配套使用評估軟件，將pipvideo 軟件預裝至主控制器內，并將PipeSee 軟件安裝到系統中。系統可與GIS 系統數據掛接，具備評估、回放判讀、報告輸出、分類歸檔等功能。因此，將該設備應用到給排水管道中具有明顯的優勢，檢測結果準確、檢測過程方便，可在不損壞管道的情況下，實現給排水管道安全隱患的排查，有利于物業接收前的承接查驗工作。

3 結語

綜上所述，得益于智能技術、大數據技術、物聯網技術的快速發展，在建筑給排水工程中，可以實現智能系統與設備之間的銜接，通過通信網絡覆蓋的方式，可以實現對相關設備的監控、檢測、控制、管理，滿足一體化給排水服務需求。應用BA 系統可以實現相關設備的管理，實現消防系統、生活水系統的檢測，并可采集儀表數據，用于遠程抄表和能耗管理。同時，噴灌云端智能系統和管道檢測應用智能化設備，也可提高工作效率、降低成本。