城市綜合體市政給排水與消防系統(tǒng)智能化應(yīng)用研究

摘要：

在城市綜合體框架下，智能化給排水與消防系統(tǒng)的應(yīng)用，顯著提升了運(yùn)行效率與安全等級(jí)，推動(dòng)了建筑的可持續(xù)發(fā)展。借助物聯(lián)網(wǎng)、人工智能及大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)給排水和消防系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障預(yù)警與自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而降低能耗、提高水資源利用率，并減少火災(zāi)隱患。通過對(duì)系統(tǒng)的智能化管理，不僅大幅增強(qiáng)了應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的能力，還顯著提升了住戶與使用者的安全感與居住舒適度。

關(guān)鍵詞：城市綜合體；給排水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)；智能化；應(yīng)用

引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市綜合體作為現(xiàn)代城市的核心，正逐漸成為人們?nèi)粘＞幼∨c職業(yè)活動(dòng)的關(guān)鍵空間。作為保障建筑安全與舒適度的重要設(shè)施——給排水與消防系統(tǒng)，其運(yùn)行效率與安全性直接關(guān)系建筑的整體功能及可持續(xù)發(fā)展。智能監(jiān)控與自動(dòng)化調(diào)節(jié)的應(yīng)用，不僅大幅提升了系統(tǒng)的運(yùn)行效能，還在節(jié)能降耗和安全防護(hù)方面取得了顯著成效[1]。

一、城市綜合體市政給排水系統(tǒng)智能化應(yīng)用

（一）傳統(tǒng)給排水系統(tǒng)的問題與挑戰(zhàn)

在傳統(tǒng)的城市綜合體中，給排水系統(tǒng)普遍依賴人工操作和基礎(chǔ)機(jī)械控制，面臨諸多難題與挑戰(zhàn)。在常規(guī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能普遍缺失，導(dǎo)致管道泄漏、阻塞等問題難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而導(dǎo)致水資源浪費(fèi)或設(shè)備故障。傳統(tǒng)系統(tǒng)的能效表現(xiàn)也不理想，水泵和閥門等設(shè)備在運(yùn)行過程中常因未依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，出現(xiàn)超量耗能現(xiàn)象。此外，傳統(tǒng)管理系統(tǒng)智能化程度較低，操作過程中容易受到主觀因素的干擾，導(dǎo)致效率不高，難以滿足現(xiàn)代城市供水與排水對(duì)精細(xì)化管理的高要求。

（二）智能化給排水系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)方案

隨著先進(jìn)技術(shù)手段的引入，智能化給排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、信息化和精準(zhǔn)化的管控。該系統(tǒng)框架包括傳感器、數(shù)據(jù)采集、傳輸以及控制決策等關(guān)鍵層級(jí)。在傳感器層面，水流量、壓力等傳感器實(shí)時(shí)收集系統(tǒng)運(yùn)行狀況信息。在數(shù)據(jù)采集層面，負(fù)責(zé)搜集和整合不同類型的信息，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些信息傳輸至數(shù)據(jù)傳輸層。依托大數(shù)據(jù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)傳輸層將信息以無(wú)線或有線方式傳輸至控制決策層。在此層面，人工智能算法對(duì)信息進(jìn)行深度分析、處理，從而優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站、閥門等設(shè)備的智能調(diào)整，顯著提升供水與排水作業(yè)的效率。

（三）物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與人工智能在給排水管理中的應(yīng)用

智能化給排水系統(tǒng)的核心是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。該技術(shù)通過傳感器與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，確保設(shè)備之間信息的有效互通與協(xié)同作業(yè)。在給排水管道內(nèi)嵌入壓力傳感器及流量計(jì)后，能夠?qū)崟r(shí)掌握管網(wǎng)的運(yùn)作狀態(tài)，迅速識(shí)別泄漏、堵塞等異常情況，有效預(yù)防事故風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)依托大數(shù)據(jù)技術(shù)這一強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析工具，高效處理由各類傳感器與監(jiān)控設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，從而精準(zhǔn)識(shí)別潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，為水質(zhì)、水壓、水流等關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)控提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。借助機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)技術(shù)，人工智能對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵開關(guān)狀態(tài)與流量調(diào)節(jié)的實(shí)時(shí)調(diào)整，顯著提高系統(tǒng)的自動(dòng)化與精準(zhǔn)度。

（四）智能水表與遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

在智能化給排水系統(tǒng)中，智能水表扮演著關(guān)鍵角色。它能夠?qū)崟r(shí)采集用水?dāng)?shù)據(jù)，并通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳輸至后臺(tái)管理平臺(tái)。與傳統(tǒng)機(jī)械水表相比，智能水表的精準(zhǔn)度更高，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程抄表和實(shí)時(shí)監(jiān)控，消除人工誤差與操作不便。通過智能水表收集的數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行深入分析，揭示用水趨勢(shì)及水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，為管理者提供調(diào)整決策的及時(shí)警示。運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，給排水系統(tǒng)的管理人員可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，預(yù)先識(shí)別潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而優(yōu)化運(yùn)維管理流程，有效減少管理成本[2]。

二、城市綜合體建筑消防系統(tǒng)智能化應(yīng)用

（一）傳統(tǒng)消防系統(tǒng)的缺陷與不足

在火災(zāi)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)消防系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢，通常依賴煙霧探測(cè)與溫度感應(yīng)等基礎(chǔ)物理傳感器。一旦火情爆發(fā)，警報(bào)反饋周期過長(zhǎng)，往往錯(cuò)失撲救的黃金時(shí)機(jī)。傳統(tǒng)系統(tǒng)故障頻發(fā)，維護(hù)檢修流程煩瑣，誤報(bào)與漏報(bào)問題不容忽視。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)缺乏智能決策能力，無(wú)法根據(jù)火勢(shì)變化實(shí)時(shí)調(diào)整滅火方案，導(dǎo)致消防設(shè)備常出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)作或響應(yīng)遲緩的狀況。此外，傳統(tǒng)消防系統(tǒng)管理分散，信息無(wú)法實(shí)時(shí)互通，難以精確掌握消防設(shè)施的運(yùn)行狀況，最終導(dǎo)致資源浪費(fèi)和潛在的安全隱患。

（二）智能化消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與組成

智能化消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理基于實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析與自動(dòng)控制，核心目標(biāo)是保障系統(tǒng)的智能性與高效性。該系統(tǒng)通過火災(zāi)探測(cè)器、溫濕度傳感器、煙霧探測(cè)器等設(shè)備，實(shí)時(shí)收集建筑內(nèi)部的環(huán)境數(shù)據(jù)；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將各類數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)，并通過人工智能手段對(duì)火災(zāi)發(fā)生與蔓延趨勢(shì)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。消防系統(tǒng)根據(jù)火災(zāi)數(shù)據(jù)，自主調(diào)節(jié)噴淋、排煙、滅火器等設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)精確滅火與緊急疏散的精準(zhǔn)指導(dǎo)。智能消防系統(tǒng)通過火災(zāi)探測(cè)、智能報(bào)警、滅火、遠(yuǎn)程監(jiān)控與應(yīng)急指揮等模塊，構(gòu)建起一個(gè)完善的閉環(huán)管理體系[3]。

（三）火災(zāi)監(jiān)測(cè)與智能報(bào)警系統(tǒng)

智能火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過多種高精度傳感技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控建筑內(nèi)的環(huán)境溫度、濕度、煙霧和氣體濃度等關(guān)鍵監(jiān)測(cè)指標(biāo)。與傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)器相比，智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)展現(xiàn)出更卓越的識(shí)別能力，能夠迅速捕捉初期火災(zāi)信號(hào)并發(fā)布警報(bào)。建筑管理中心的系統(tǒng)具備對(duì)突發(fā)異常事件的多維評(píng)估能力，能夠迅速傳遞火災(zāi)等關(guān)鍵信息，觸發(fā)報(bào)警程序，快速啟動(dòng)應(yīng)急流程，確保相關(guān)人員得到及時(shí)通知。結(jié)合無(wú)線通信技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能夠快速鎖定火源位置，并自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警器與聲光報(bào)警裝置等設(shè)施，及時(shí)高效報(bào)警，減少誤報(bào)與漏報(bào)風(fēng)險(xiǎn)[4]。

（四）智能化滅火與自動(dòng)化響應(yīng)系統(tǒng)

火災(zāi)爆發(fā)后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)火勢(shì)演變動(dòng)態(tài)推演最優(yōu)的滅火策略，并精確調(diào)配消防設(shè)備以實(shí)現(xiàn)高效應(yīng)對(duì)。基于火災(zāi)的具體位置和火情嚴(yán)重程度，智能噴淋系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)水流量和噴射路徑，從而保障滅火作業(yè)的高效性。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)煙霧濃度與溫度的實(shí)時(shí)變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整排煙力度，有效抑制火勢(shì)擴(kuò)散，并保障建筑內(nèi)空氣流通與人員安全疏散。災(zāi)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能滅火系統(tǒng)與智能監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)情的及時(shí)偵測(cè)，自動(dòng)觸發(fā)滅火程序，大幅縮短人員疏散時(shí)間并減少損失。

三、給排水與消防系統(tǒng)智能化應(yīng)用的綜合性研究

（一）系統(tǒng)集成的必要性與可行性

在城市綜合體中，給排水與消防兩大基礎(chǔ)設(shè)施分別肩負(fù)著水資源高效利用與火災(zāi)防控的重任。然而，在傳統(tǒng)模式下，這兩個(gè)系統(tǒng)通常各自為政，信息交互不暢。在智能化應(yīng)用領(lǐng)域，系統(tǒng)集成被視為一個(gè)至關(guān)重要的發(fā)展方向，通過實(shí)現(xiàn)給排水與消防系統(tǒng)的深度整合，能夠確保災(zāi)難發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)跨域聯(lián)動(dòng)，大幅提升綜合應(yīng)急處理能力。在火災(zāi)初期，智能化系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整給排水系統(tǒng)的水壓與流量，確保滅火機(jī)制的高效執(zhí)行。集成完成后，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享與相互優(yōu)化，從而顯著提升運(yùn)行效率與可靠性。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的進(jìn)步，給排水與消防系統(tǒng)融合的可行性日益凸顯。通過一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，兩個(gè)系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與協(xié)同管控，依托先進(jìn)的傳感技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間智能互動(dòng)的協(xié)同效應(yīng)。集成系統(tǒng)不僅顯著提升了故障預(yù)測(cè)的精確度，還大幅增強(qiáng)了應(yīng)對(duì)復(fù)雜緊急情況的處理能力，從而顯著提高了建筑物的整體安全保障水平[5]。

（二）信息共享與協(xié)同工作的優(yōu)勢(shì)

在給排水與消防系統(tǒng)的智能化集成中，信息共享占據(jù)著至關(guān)重要的地位，有效促進(jìn)了系統(tǒng)協(xié)同工作效率的顯著提升。在傳統(tǒng)架構(gòu)下，給排水與消防系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，調(diào)節(jié)水量、壓力及火災(zāi)監(jiān)控往往依賴人工操作，從而導(dǎo)致響應(yīng)延誤。在智能化框架下，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，信息能夠及時(shí)傳輸至集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況與警報(bào)信息的互聯(lián)互通。通過優(yōu)化資源調(diào)度，信息共享機(jī)制顯著提升了預(yù)警與響應(yīng)能力。在火災(zāi)爆發(fā)時(shí)，消防設(shè)施通過信息交互，迅速掌握供水網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，進(jìn)而自主調(diào)整水流流速與壓力，保障滅火作業(yè)順利進(jìn)行。在火災(zāi)預(yù)警階段，消防系統(tǒng)的信息同步至給排水系統(tǒng)，該系統(tǒng)隨即啟動(dòng)關(guān)閉程序，對(duì)非必要水源進(jìn)行預(yù)關(guān)，以杜絕水資源消耗。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在協(xié)同工作中實(shí)現(xiàn)互通，有效避免了系統(tǒng)間信息不對(duì)稱所引發(fā)的運(yùn)行矛盾，進(jìn)而顯著提升了建筑內(nèi)外設(shè)施的綜合管理效能[6]。

（三）系統(tǒng)優(yōu)化與應(yīng)急響應(yīng)能力提升

通過集成智能化給排水與消防系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行模式進(jìn)行有效優(yōu)化，顯著增強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)效能。面對(duì)突發(fā)狀況，依托數(shù)據(jù)支持，該智能系統(tǒng)可自動(dòng)優(yōu)化供水與滅火策略的執(zhí)行。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)智能捕捉火源的具體位置及擴(kuò)散動(dòng)向，進(jìn)而調(diào)整水泵與閥門的運(yùn)作狀態(tài)，保障消防系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。在系統(tǒng)整合后，它能夠依據(jù)建筑內(nèi)人員的疏散狀況，智能調(diào)節(jié)水壓、噴淋系統(tǒng)及排煙設(shè)施的操作方式，確保疏散路徑暢通無(wú)阻。基于大數(shù)據(jù)分析與智能調(diào)度技術(shù)，系統(tǒng)能夠適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化，實(shí)時(shí)優(yōu)化資源配置，從而最大程度降低災(zāi)難對(duì)建筑物的潛在影響。故障預(yù)警與自我修復(fù)能力是智能化系統(tǒng)中的兩大核心功能。故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)立即進(jìn)入診斷狀態(tài)，迅速響應(yīng)并發(fā)出通知指令，引導(dǎo)維護(hù)人員遠(yuǎn)程介入或親自進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)，有效降低人為錯(cuò)誤和干預(yù)的概率，確保災(zāi)難應(yīng)對(duì)既迅速又精準(zhǔn)。在提升效率的同時(shí)，系統(tǒng)的優(yōu)化也對(duì)能源消耗和設(shè)備磨損產(chǎn)生了積極影響，顯著減少了資源浪費(fèi)。

（四）持續(xù)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)反饋對(duì)提升系統(tǒng)效能的作用

智能化給排水與消防系統(tǒng)的核心功能是持續(xù)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)反饋。這一機(jī)制幫助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)持續(xù)地自我調(diào)整與優(yōu)化。在該系統(tǒng)中，傳感器與監(jiān)控設(shè)備持續(xù)收集建筑物內(nèi)部的多種運(yùn)行數(shù)據(jù)，如水流、水壓、煙霧濃度、火源定位等，并實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)成了后續(xù)分析和決策的基石，促使系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況，持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整[7]。通過對(duì)系統(tǒng)的連續(xù)監(jiān)控，能夠快速識(shí)別潛在的故障隱患或資源濫用情況。管道壓力監(jiān)控為給排水系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)判斷漏水現(xiàn)象的能力，從而有效避免水資源浪費(fèi)。溫度傳感器與煙霧探測(cè)器協(xié)同工作，能夠預(yù)先識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)并作出早期反應(yīng)，進(jìn)而有效減緩火勢(shì)擴(kuò)散速度。管理者依托數(shù)據(jù)反饋，能夠?qū)ㄖ?nèi)各種設(shè)施的運(yùn)作狀況進(jìn)行精準(zhǔn)分析，科學(xué)地構(gòu)建維護(hù)與管理制度，促進(jìn)系統(tǒng)整體效能的持續(xù)優(yōu)化。

結(jié)語(yǔ)

城市綜合體作為現(xiàn)代都市的重要組成部分，其給排水與消防系統(tǒng)的智能化應(yīng)用對(duì)提高建筑安全性、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的引入，智能化給排水與消防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化與協(xié)同工作，不僅提升了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和精確性，還顯著增強(qiáng)了應(yīng)急響應(yīng)能力。兩個(gè)系統(tǒng)的集成與信息共享，提供了更加科學(xué)、高效的管理模式，避免了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的各種局限性。通過持續(xù)的監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)反饋，智能化系統(tǒng)還能夠不斷優(yōu)化運(yùn)行策略，提高整體效能。未來(lái)，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，城市綜合體的給排水與消防系統(tǒng)將進(jìn)一步向高效、綠色、安全的方向發(fā)展，為智慧城市建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的保障[8]。

參考文獻(xiàn)

[1]

劉小琴.某城市廣場(chǎng)商業(yè)綜合體市政給排水的設(shè)計(jì)體會(huì)與思考[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（12）：111.

[2]姜麗麗.商業(yè)綜合體建筑的給排水設(shè)計(jì)探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（24）：83.

[3]楊琦.浦江雙輝大廈給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)簡(jiǎn)介[J].給水排水，2015，51（05）：61-69.

[4]趙丹.城市綜合體給排水設(shè)計(jì)研究[J].安徽建筑，2019，26（01）：169-170.

[5]陳應(yīng)周，陳麗莉.淺談城市綜合體建筑消防給排水[J].低碳世界，2017（11）：190-191.

[6]李園園，李朝輝.民用建筑消防給排水施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐研究[J].消防界（電子版），2023，9（13）：120-122.

[7]劉子龍.建筑給排水及消防工程系統(tǒng)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2023，53（13）：166.

[8]于越.高層建筑給排水與消防設(shè)計(jì)探究[J].消防界（電子版），2023，9（12）：36-38.