建筑生活给水系统在智慧建筑设计中的应用

王井涛

摘要：近几年，“智慧”建筑设计理念与建筑智能化建设技术正在逐步落地，其影响力已经渐渐深入到每个设计师的设计思路与设计指引中。建筑生活给水系统作为建筑机电工程中给排水专业的重要一环，从本专业本系统自身的设计宗旨来看，它是保障人们饮水、用水安全、可靠、便捷、舒适等目标的基础设计构架，是建筑得以实现其基本使用功能的硬性条件。智慧建筑作为智能建筑的升级版，在建筑设计、建设、应用的信息智能化、建筑设备管理等领域均与建筑生活给水系统有深切关联，建筑生活给水系统在智慧建筑设计中的应用值得仔细分析、思考。

关键词：建筑生活给水系统;实时监测;控制措施;智慧建筑

1 引言

随着人们的生活水平不断提高、各行各业的软、硬件产品功能、性能的逐渐强化与提升，以及人们对居住、学习、办公环境的智能性和人性化的需求愈加强烈，智慧建筑设计的理念已经深入建筑设计行业的各个专业中。作为建筑设计中的一個辅助专业的子系统，建筑给水系统，应充分结合人们对生活用水的高要求和智慧建筑设计的理念，将一些创新的思路和措施应用到设计当中。并深入分析建筑生活给水系统应用于智慧建筑建设中存在的主要难点、要点及解决思路。设计师及工程师应致力于将这一辅助专业做出精细化、人性化、智慧化的工程精品。

2 建筑生活给水系统的概念、组成和分类

2.1 建筑生活给水系统的概念：

建筑生活给水系统是指通过输水管道和配水管道将城镇的市政给水管网中的自来水引入建筑室内，直至各类生活用水卫生洁具或设备。并通过水表、压力表、闸阀等阀门附件加以计量、测量和控制水流，使其满足各个用水点对水量、水质、水压的要求。

2.2 建筑生活给水系统的组成：

建筑生活给水系统的组成主要包括：市政管网接驳口、输水及配水管道、给水控制附件、用水卫生器具或设备、增压和贮水设备、水表。

2.3 建筑生活给水系统的给水方式分类：

（1）建筑生活给水系统大体上分为无增压方式和有增压方式。

无增压方式主要包括：市政管网直接供水方式、市政管网+高位水箱联合供水方式。

常见的有增压方式（即加压给水系统）主要包括：叠压供水方式（又叫无负压系统）、水箱（池）联合水泵供水方式、气压给水方式等。

（2）建筑生活给水系统往往采用竖向分区供水的方式解决高层建筑的给水系统中底部楼层的管道静水压力超压而造成水击、管道振动、损坏等现象。给水系统竖向分区方式要根据建筑的高度、用途、投资成本、管道材料和设备性能、后期维护管理、节约用水、减少能耗等因素综合分析确定。

3 智慧建筑的简要介绍

3.1 智慧建筑的设计理念：

设计应以人们对智能性的需求为导向，搭建合理、全面的智慧建筑设计框架，努力实施包含智慧管控、智慧集成、各个智慧子系统的全新、创意的理念。竭力改善数据壁垒、防止信息不流通、避免重复搭建系统，让大数据、云计算、5G、WiFi6、人工智能AI等先进技术在建筑设计和建设中得以充分利用。让“智能建筑”跨上新的台阶，积量变化质变，最终蜕变为真正意义上的“智慧建筑”。

3.2 智慧建筑的技术架构简介：

智慧建筑简单地说，就像一个人体一样，有感知、接受信号的“五官、皮肤”，有传输、反馈信号的“血液、神经系统”，也有用于决策、管控的“脑”。我们可以把它们分别叫做智慧建筑的感知执行系统、信号传输系统及智慧操控系统。

感知执行系统主要包括智慧建筑中各种感知类、监测类以及执行类设备，比如压力表、摄像头、电动阀门、水位监测装置等;网络传输系统可以是电线、有线和无线网络、物联网、液压、气压管道等;智慧操控系统可以叫做建筑大脑，它是用来管理、指挥、操控建筑执行各种部署，也相当于建筑的操作系统。

4 建筑生活给水系统在智慧建筑设计中的应用

4.1 建筑生活给水系统作与智能化建筑环境中的建筑设备管理系统、建筑设备监控系统、机房工程等系统密切相关，彼此水乳交融。

生活给水系统在智慧建筑设计中的应用方向主要体现在通过信息化智能化应用领域、建筑设备智能化管理领域等。其中加强对给水系统采用智慧化的监测与控制，让生活给水系统的水质、水量、水压达到高度的安全、健康、可靠、便捷、舒适、节能、环保，便于管理维护等要求，是一项较为人性化、有创意的应用。

4.2 建筑生活给水系统设计中运用的常规式监测及控制策略主要包括：

4.2.1供水水质的实时监测、控制系统

自来水厂出水水质是否有安全保障是影响所有用水人员及单位饮水、用水安全的先决条件。对其水质必须严格把控、实时监测。水质监测系统往往分布于水厂的不同环节与部位，包括水源（江、河、湖泊、水库等）、水源地取水口、水厂各处理工艺、加压泵站、排污口等。水质监测设备通过GPRS、4G/5G、WiFi、光纤等传输系统连接到网络服务器，将实时监测数据反馈到水质监测中心，在水质监测中心即可实时监测水质相关数据和远程访问客户端查询必要信息，随时可做出控制措施。

4.2.2生活饮用水离开自来水厂后直到被人们使用，大部分时间都是停留或流动与给水管道中，因此对管道中的水流实施相关的智能化控制也是极为重要。生活给水管道可以通过一些关键节点处设置压力表、压力传感器、流量计、液位计、阀门、过滤器、倒流防止器、真空破坏器等阀门、附件，进行常规监测、控制生活给水的流量、水压，必要时也可监测、控制其水质的安全性。

4.2.3建筑低位水池、高位水箱一般通过水位监测器、自动水位控制阀、电动阀等设施对建筑加压供水泵的启停实现自动控制，可以做到节水、节能、绿色、环保的要求。

4.3 建筑给水系统设计中可创新、衍生、挖掘的智慧化监测及控制策略主要包括：

4.3.1在人们用水的管道末端处设置水质自动实时监测装置，并结合、利用净水器相关产品工作原理做出管道式净水系统，搭建在智慧建筑设计平台上，全自动实施提升末端用水水质状况。以满足人们对饮水安全及控制的强烈需求。

4.3.2利用智慧城市的数据安全构件系统，在给水管道重要节点采用电动阀、电磁阀等智能阀件，通过分析建筑各区位、各时间阶段使用水量的大小及各区位的使用重要性高低等相关数据，自行设定阀门开启程序、操控阀门调节、控制建筑各区位的用水流量、水压等。做到人性化、合理化供水。

4.3.3利用智慧建筑的设备管理POL系统架构中能耗监测、环境感知等子系统自动监测给水管道的漏水位置，并做出自动解决漏水（关闭阀门）的措施（如流量计合作电动阀），以解决用水管理单位常常会因总水表计量值大大超过各分户水表计量总值且找不到未计量点或漏水点的苦恼。也极大的促进了节约水资源、减少人力耗费等智慧城市较为提倡的理念。

4.3.4在智慧建筑平台上，对于有热水系统的建筑，采用自动监测、控制水温装置（如高精度温感器），全面、灵活的对建筑生活用水的水温实施自动监测与调节。满足人们使用热水的安全、可靠、节能、节水的基础上，更极大的改善了热水使用环节中的舒适性、便捷性，以及更好地做到避免烫伤和其他的安全事故。

5 结语

在5G、大数据、AI、云计算等网络技术迅速发展的今天，国家和社会不断倡导各行各业的改革、升级。作为建筑工程设计师，我们应当解放思想、改变思路，全面迈向“智慧化”建设。智慧建筑设计的高要求、高标准、高回报离不开给排水、电气、暖通专业与智能化专业的紧密配合。我们应充分了解智能化专业实施机制，以确保给排水专业中的建筑给水系统在智慧楼宇设计中的应用更加高效、实用。

参考文献：

[1]沈育祥 蔡増谊 郭安.从“智能”建筑到“智慧”建筑的技术革新[J].建筑电气，2020，05.001：003-007。

[2]GB 50015-2019 建筑给水排水设计标准 [S]

[3]GB50314-2015 智能建筑设计标准 [S]

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