建筑智能化系統(tǒng)與給排水工程設(shè)計探討

楊 華

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 100125）

近年來，隨著信息技術(shù)和電子科技的發(fā)展，人工智能觸及生活的方方面面，從衣食住行，到工作娛樂等，都能看到智能化對生活方式的改變和推動。尤其是對傳統(tǒng)的工程行業(yè)的發(fā)展，推動作用更為顯著。

智能化在建筑工程領(lǐng)域的使用，不僅僅是在隨處可見的智能門禁、智能感觸、智能家居等，還在一些隱蔽工程中大量使用。近幾年，越來越多的建筑設(shè)計工程師將智能化系統(tǒng)和建筑工程給排水工程結(jié)合起來[1-2]，通過智能化手段控制建筑給水和排水，并實(shí)時監(jiān)測給排水質(zhì)量和數(shù)量，大大減輕了人工勞動強(qiáng)度。

本文擬通過對建筑智能系統(tǒng)及其與建筑給排水工程之間關(guān)系分析，探討在建筑工程設(shè)計中的智能化系統(tǒng)運(yùn)用和運(yùn)營管理工作中的使用策略，為類似工程提供借鑒。

1 建筑智能化系統(tǒng)

建筑智能化系統(tǒng)，即常被叫作建筑弱電系統(tǒng)。其本質(zhì)是以建筑工程主體為搭建基礎(chǔ)，并且具有建筑設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)和辦公自動化三大輔助系統(tǒng)，將建筑結(jié)構(gòu)、智能系統(tǒng)、運(yùn)營服務(wù)、設(shè)備管理集合成為一個最優(yōu)的整體，為智能建筑系統(tǒng)的使用者提供更加安全、方便、智能的建筑使用環(huán)境。

在建筑智能化系統(tǒng)的實(shí)際使用中，將最新的通信、信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及視頻、數(shù)據(jù)監(jiān)控技術(shù)等，運(yùn)用到對建筑物及其設(shè)備的控制智能化與管理智能化工作之中。并以對建筑及建筑設(shè)備的自動檢測、自動控制、信息資料的收集和管理、信息資源的管理為主要途徑，達(dá)到智能建筑使用者對建筑物的監(jiān)控、管理和信息共享的使用期望，實(shí)現(xiàn)智能建筑的設(shè)計目的[3-4]。

由此可見，建筑智能化系統(tǒng)對建筑工程具有重要的優(yōu)化、改進(jìn)作用。

2 建筑智能化系統(tǒng)與建筑給排水工程之間的關(guān)系

建筑工程作為一個復(fù)雜、工程組成繁多的工程類別，在建筑工程中使用建筑智能化系統(tǒng)，從智能化系統(tǒng)誕生就開始逐漸拓展，本文主要研究在建筑給排水工程之中使用建筑智能化系統(tǒng)。城市建筑給排水工程主要為給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)，根據(jù)具體的給排水功能和工作，又可細(xì)分為生活水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、客房故障、水池、水箱缺水報警、排水系統(tǒng)。

在這些給排水系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的控制和監(jiān)測方法，均為人工定期、按需到管道預(yù)設(shè)的表盤讀數(shù)，并進(jìn)行記錄，分析之后及時反饋給相關(guān)部門，采取措施進(jìn)行控制和管理工作。不僅會使得數(shù)據(jù)滯后，影響了數(shù)據(jù)的時效性，同時也會造成較大的勞動力耗費(fèi)在機(jī)械性的工作上。在這些工作中引入建筑智能化系統(tǒng)，可以大大降低人工勞動強(qiáng)度，在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控位置安裝具備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)脑O(shè)備，僅在室內(nèi)即可完成對給排水工程設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控，甚至可以通過智能化系統(tǒng)設(shè)定報警警戒線，當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到危險值時報警，提示控制人員采取控制措施。并且還可以在需要控制給排水工程的控制點(diǎn)處，設(shè)置具有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制的智能控制閘閥，當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)報警后，控制人員在一定的響應(yīng)時間范圍內(nèi)，沒有采取控制措施時，智能控制閘閥可以通過智能化系統(tǒng)自行采取控制措施，保證給排水工程和相關(guān)設(shè)備的安全工作。

在上述的闡述中，可見在建筑給排水工程中采用智能化系統(tǒng)不僅可以節(jié)約勞動力，同時還能最大程度上保證給排水工程的正常工作和安全運(yùn)行。

3 建筑智能化系統(tǒng)與給排水工程設(shè)計

在建筑工程的給排水工程中使用智能化系統(tǒng)的設(shè)計工作，與傳統(tǒng)的建筑工程給排水設(shè)計工作具有很大的差異，傳統(tǒng)建筑工程給排水設(shè)計工作主要是分析業(yè)主要求、進(jìn)行設(shè)計工作。但是在引入建筑智能化系統(tǒng)之后，建筑給排水工程設(shè)計工作變成了首先分析和研究業(yè)主設(shè)計要求、開展智能化建筑設(shè)計及智能化系統(tǒng)設(shè)計、對設(shè)計工作進(jìn)行智能化系統(tǒng)優(yōu)化等3個環(huán)節(jié)，依次分步進(jìn)行。

（1）分析和研究業(yè)主設(shè)計要求。分析和研究業(yè)主設(shè)計要求這項(xiàng)工作，是建筑工程乃至所有設(shè)計工作的基礎(chǔ)和根本，業(yè)主意圖直接指引著設(shè)計方向。在建筑智能化給排水系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員必須充分分析和研究設(shè)計業(yè)主的思路和設(shè)計理念，并在設(shè)計工作中實(shí)時與業(yè)主溝通設(shè)計工作，及時調(diào)整在設(shè)計中的偏差，保證設(shè)計出符合業(yè)主要求的工程。

（2）開展智能化建筑設(shè)計及智能化系統(tǒng)設(shè)計。與傳統(tǒng)的給排水工程相比，建筑智能化給排水系統(tǒng)設(shè)計，需要將傳統(tǒng)的給排水設(shè)計工作和智能化系統(tǒng)設(shè)計工作相結(jié)合。建筑智能化給排水系統(tǒng)設(shè)計，不能將給排水工程僅僅作為傳統(tǒng)的給排水工程設(shè)計，必須保證在設(shè)計工作中考慮并采取措施確保在建筑工程給排水工程施工和智能化系統(tǒng)施工不會產(chǎn)生沖突，從而避免建筑智能化給排水系統(tǒng)設(shè)計失敗。因此，在此環(huán)節(jié)中要求建筑給排水設(shè)計人員必須和建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計人員進(jìn)行深入的溝通，確保兩者相互兼容。

（3）對設(shè)計工作進(jìn)行智能化系統(tǒng)優(yōu)化。本階段的設(shè)計工作，目前通常的做法是由專業(yè)的智能化系統(tǒng)設(shè)計人員進(jìn)行，不再是由建筑工程設(shè)計人員來設(shè)計。在本階段的設(shè)計工作中，更多的設(shè)計工作是智能化系統(tǒng)的設(shè)計，對于建筑設(shè)計師來說本階段的工作難度增加，很多時候并不能順利完成。因此，越來越多的設(shè)計單位將本階段的設(shè)計工作交由專業(yè)智能化系統(tǒng)設(shè)計單位進(jìn)行完成，確保智能化系統(tǒng)設(shè)計工作的高質(zhì)量。

4 探討建筑智能化系統(tǒng)的設(shè)計策略

通過上述的建筑智能化系統(tǒng)和建筑工程給排水之間關(guān)系的敘述可知，兩者相互關(guān)聯(lián)、相互影響、又相互促進(jìn)。因此，智能化系統(tǒng)建筑給排水工程設(shè)計師在建筑智能化給排水系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)該將智能化系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備、設(shè)施融入建筑給排水工程設(shè)計中去。

下面將對具體的做法根據(jù)建筑工程給排水的相關(guān)案例做簡單的探討：

（1）智能化程序科學(xué)控制給水。在傳統(tǒng)的給水系統(tǒng)中，用人工、力學(xué)等控制給水設(shè)施，當(dāng)給水蓄水箱滿水時，人工或者通過浮球閥自動關(guān)閉進(jìn)水。其缺點(diǎn)明顯，關(guān)水阻力大、勞動強(qiáng)度高、設(shè)備耐久性較差、密封效果不良等，使得傳統(tǒng)的給水控制方法已經(jīng)不能夠滿足建筑行業(yè)的發(fā)展。

因此，在智能化系統(tǒng)的引入之后，越來來越多的建筑內(nèi)通過利用BA系統(tǒng)的智能控制功能，在實(shí)際安裝時在蓄水池內(nèi)部安裝液面監(jiān)測設(shè)備實(shí)時將數(shù)據(jù)傳送到智能控制閘閥，當(dāng)液面達(dá)到設(shè)計高度時，智能閘閥啟動關(guān)閉閘閥，停止給水工作，大大降低了勞動強(qiáng)度并提高了控制的準(zhǔn)確性。

（2）智能化程序科學(xué)控制排水。在傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)中，尤其是生活污水、雨水排泄過程中，是沒有采取控制措施的，傳統(tǒng)做法都是在重力作用下，水流順著鋪設(shè)的管道流入城市污水管道。但是，在夏季很多城市由于城市排水設(shè)施不合理設(shè)計，導(dǎo)致排水緩慢，處在低洼地區(qū)的建筑，污水甚至?xí)樦滤老蚴覂?nèi)倒灌。在有些建筑中由于下水道出現(xiàn)問題，導(dǎo)致其上部的污水難以外泄，并且堵塞位置難以探查。

在引入智能化系統(tǒng)后，可以每隔一定的距離在下水道中安裝監(jiān)測設(shè)備，及時探明有問題的下水道，并且可以在管道中安裝自動控制裝置，保證水流單向排泄。

（3）智能計量收費(fèi)。建筑給排水工程中涉及很多的計量，例如自來水計量，傳統(tǒng)的做法在建筑進(jìn)水管路上安裝水表，通過定期人工到水表箱處讀數(shù)記錄，返回供水公司上傳計算，確定用戶用水費(fèi)用，通知用戶費(fèi)用和繳費(fèi)時間，用戶繳費(fèi)。其缺點(diǎn)有水表安裝通常在室內(nèi)，由于用戶工作，讀數(shù)記錄工作量極大，或者是水表統(tǒng)一安裝在室外，對于室內(nèi)的供水管道維修存在的一定影響。并且在傳統(tǒng)的計量稅費(fèi)過程中誤差較大，極易造成資源浪費(fèi)。尤其是經(jīng)常外出的用戶，在外出期間供水設(shè)備忘記關(guān)閉或者出現(xiàn)故障，一直向用戶室內(nèi)排水，造成室內(nèi)積水，影響室內(nèi)相關(guān)設(shè)施的使用壽命，忘記關(guān)水龍頭造成的地板泡水事故，在國內(nèi)屢見不鮮。

在建筑給排水工程中引入智能化系統(tǒng)，可以將水表移到建筑室內(nèi)，甚至是用戶室內(nèi)，并將傳統(tǒng)的水表更換為具備自動讀數(shù)記錄和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹悄芩?，?shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)上后計算出相關(guān)的費(fèi)用，用戶可以自行登錄用戶端查看，并進(jìn)行圈存，并且可以設(shè)定用水速度警報，當(dāng)某個時段用水速度過快，或者和平時用水時間點(diǎn)不一致，客戶端會自動提示用戶，保證節(jié)約資源和能源。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑智能化系統(tǒng)仍屬于新興事物，主要是由于我國建筑智能化系統(tǒng)建設(shè)明顯滯后，尤其在“給排水系統(tǒng)”建設(shè)方面，正處于方興未艾階段，因此，建筑給排水系統(tǒng)智能化建設(shè)迫在眉睫。通過智能化系統(tǒng)的引入，不僅可以大大節(jié)約人力、物力，還可以很大程度上節(jié)約日益緊張的用水資源，為建筑智能化系統(tǒng)解決實(shí)際建筑給排水工程的難題提綱重要的參考價值。