建筑给排水工程设备的智能化应用研究

颜霆晖

（福建建发物业服务集团有限公司，福建 厦门 361008）

我国建筑给排水工程设计和应用楼宇设备控制系统，可以实现对给排水系统中管网压力、水位液位的检测，实时控制和调整相关设备运行状态，具有综合管理功能。智能化系统与设备之间的连接，基于程序逻辑，实现对设备综合调试，建立数据库，确保给排水工程项目建设应用效果，为建筑小区提供优质的服务。

1 建筑给排水工程设备智能化应用意义

将智能化设备应用到建筑给排水工程中，既可以减少人力在给排水工程中的投入，也可以有效提高工程的运行效率，实现一体化管控、闭环管理的目标，具体应用意义表现在以下几个方面。

（1）给排水工程应用智能化设备，可以实现设备运行参数的提取和管网压力的控制，并实时获取给排水管道内的管网压力，水池水箱液位等，实现对消防水泵、生活水泵控制柜状态的实时监测。当给排水系统运行出现超阈值、参数变化较大的情况时，相关人员可快速了解给排水工程设备的风险因素，快速解决相关问题，为建筑给排水运行效率提供保障。

（2）设备智能化应用对于给排水过程中的能源管理有着积极的作用，可以采集用户用水信息、用电信息等，计量用户的能源使用情况，为费用计量提供远程抄表、智能费用管理、自动缴费等服务，切实提高给排水业务服务效率，减少人工成本在服务中的投入和使用。

（3）给排水工程设备智能化可以实现水资源的科学利用，进一步缓解占地压力，实现水资源的回收、使用。利用传感器设备采集建筑区域内灌溉水、生活用水的相关数据信息，使用综合控制系统，可以实现对供水设备的科学控制，并结合实际需求，调整作业模式，在小区灌溉、湿度控制上具有明显的优势。

（4）给排水工程设备智能化可实现给排水管道的智能化检测，可应用管道机器人解决给排水管道的堵塞情况，采用可视化的方法获取管道运行信息。如果建筑给排水管道内出现裂缝、破损、老化等问题，也可以利用智能机器人的图像采集功能，评估检测故障因素，为管道维护、整修等工作提供指导。

2 建筑给排水工程设备智能化具体应用

2.1 楼宇设备智能控制系统应用

2.1.1 BA 系统应用

BA 系统又被称为楼宇设备自动系统，该系统可以与建筑内的给排水设备相连接，以微机控制中心，分布式结构，实现对相关设备运行数据的监控、控制。该系统在建筑中应用于区域分站连接，将末端设备作为建筑内机电设备集中监控的核心，实现建筑给排水一体化控制目标。将该系统与建筑给排水设备连接，可实时获取给排水设备、饮水设备、污水设备运行工况数据的采集，测量相关设备运行的数据，根据单片机的逻辑控制功能，实现对设备的调试。例如，将其应用到建筑给排水系统中，可以实现生活水箱、水池、水泵等设备的控制，根据用户的需求及时间逻辑，启动或者停止水泵，并根据水箱、水池内的水位，实现对排污泵状态的控制。该系统在给排水工程设备监控中的应用，具备相应的报警功能，如当生活水箱中的水位超过预警值后，会将预警代码发送至相关人员的终端设备中，预警相关人员补充水箱内的水位。水泵如果出现故障问题，则系统会采集相关的数据信息，将故障报警信息传输至维修部门，及时派遣工单负责相关设备的维修和维护，并在上位机设备中反馈状态。该系统建立中央监控显示装置，具备可视化功能，将给排水系统中各设备的数据信息以图表、数据等方式呈现在中央显示装置中，实时反馈水箱、水池、水泵的状态。因此，BA 系统具备给排水设施设备管理功能。

2.1.2 消防水系统控制

智能消防用水监管系统可以确保火灾发生时给水状态良好。在消防系统管理中，可以实现对水泵状态的监测，反馈控制柜的状态，同时可以监测管网压力，并对消防水池、水箱内的液位信息进行统计，计量管道的末端压力。系统连接消防主机，可以实时反馈主机的运行状态。一旦建筑内出现火灾，系统会根据需求保障消防用水中水资源供给的充足性，根据水压调整水源的供给压力。消防供水不足是导致火灾扑救失利的主要原因。消防控制系统将物联网技术、大数据技术、智能技术等应用到设备监控与管理中，通过在消防水系统终端设备上加装传感器装置，实时检测管网系统的水位变化和水压变化，并将数据上传至云平台中。智慧消防系统会自动化管理和访问数据信息，如消防系统的水位、水压出现异常时，会经由控制中心发出预警，定位安全隐患的位置。在消防用水过程中，也可以快速定位水源，将水源信息告知救援人员，在最短时间内制定救援计划，提高救援效率。消防水系统连接智能化设备具备四项功能，具体功能应用如下。

（1）水位及水压探测功能。系统可以采集消防栓、自动喷淋灭火系统末端、消防水池等消防用水的水位参数和水压参数，根据采集的数据判断该区域的用水是否可以维持消防系统的正常运转。

（2）水位计水压异常报警功能。系统具备超低水位报警功能、水压过压报警功能、水压低压报警功能。根据标准的预设预制，探测结果超出数值或者低于限值，则系统会异常报警，以便相关人员及时反应。

（3）系统具备数据汇总、数据分析、数据统计等功能，将数据上传至一体化云平台中，消防部门可以根据需求获取数据信息。系统提供日志查询、报表生成功能，对各设备进行系统化统计分析。

（4）系统具备分区消防管理功能。按照建筑结构将系统连接区域及覆盖区域进行统一，采用分区管理模式，提取各区内管网的压力参数，准确识别和分析相关问题，提高了消防用水管理的便捷性。

2.1.3 生活水系统控制

生活水系统与消防水系统具备同样的功能，同样具备水泵状态检测、水管压力检测、水箱液位数据采集功能。但由于生活用水与消防用水之间的水泵具有独立性，且生活用水包括供暖水、厨间水、洗浴用水、饮用水，排水管道会汇集大量的污染污物，包括厨余垃圾、洗浴污水等。智能生活水控制系统可以根据建筑内住户的实际需求，调节生活水泵的启闭状态，同时可以根据用水高峰时间，自动控制并调节管网压力。建筑在使用市政供水和水箱供水的同时，会根据用水量参数需求，自动调度给水设施，当水箱液位较低时，可在用水峰谷期补充水箱水。例如，在应用智能程序可以实现蓄水池进出水的自动化管理，传统用进水控制方式应用浮球阀结构调整水位状态，水池满载状态下浮球阀会关闭，如果浮球阀出现磨损，则会导致水池内的进出水功能受到影响。应用智能化设备可以实现水池出水、进水的程序化控制，调整水池用量，应用智能水泵控制设施，变频调节供水工作参数，使得供水设备长期处于恒压状态下，可以有效解决生活用水一次消耗量较大的问题，切实满足建筑住户的用水需求，同时达到节能需求。

2.2 能源消耗管理设备应用

2.2.1 远程抄表

远程抄表系统可以实时进行水表数据的远程抄收，应用星型、纵线型、无线型三重网络结构，完成抄表的任务。根据水表的编号及对应的区域，连接数据采集装置、无线收发电台。用户在中控室内可以直接远程控制抄表功能，正确读取水表上显示数值，经由通信装置将采集的数据回传到系统中。远程抄表系统同样具备实时监控功能，可以实现对给排水系统运行过程中能源消耗量的监测与反馈。远程抄表系统可以独立运行，也可与其他系统连接同步运行。目前，比较常用的系统是具备远程抄表功能的能源管理系统，可对建筑内各类仪器、仪表数据进行采集，前端应用传感器装置采集数据信息，数据传输应用通信网络精准传输信息，应用层配置中控装置可视化展示相关数据信息。采集装置采用485 接口连接方式，支持对智能水表的数据采集，并通过总线将其上传至系统中进行处理，并在数据库中长期保存，用户可随时提取编号数据。同时，能源管理系统具备计费功能，该功能是通过对冷量表的数据采集和计量，实现能源消耗计费功能。该系统在日常物业运维过程中，有效地解决了水表设备分布广、分散的问题，为抄表统计工作带来了便利。同时也有利于总部、区域对辖内所有项目的能耗管控。

2.2.2 自动化收费

因现多数城市均实现一户一表，由供水部门抄表收费，智能水表多用于公寓项目，同用户户号相挂钩，可通过智能水表设备的安装和应用，提供自动化收费管理。建立能源消耗管理系统的同时，可利用系统的计费功能、远程抄表功能，实时获取用户的用水量情况。在后台系统内部设置自动收费管理软件，用户在下载软件后，绑定微信、支付宝等付费账号和平台，执行自动收费功能。用户可在软件平台内设置水量阈值，填写自动缴费金额，在用水量达到阈值后，会告知用户水费不足，预警用户及时缴纳水费。在预设的时间内如果用户没有操作软件关闭自动收费功能，会自动缴纳用户预设的金额费用，实现了自动化收费的目标。应用智能水表设备、智能控制系统，将软件配置与硬件配置相结合，可以有效解决水表出户、物业垫付水费的难题，实现能源监测、维护、管理、缴费一体化的服务方式。

2.3 喷灌云端智能系统应用

小区内的绿化灌溉用水也是给排水工程中的重要组成部分。我国在智慧建筑、智慧城市的打造过程中，积极倡导智能灌溉技术的应用。喷灌云端智能系统与给排水设备相结合，通过水泵控制、流量控制的方式，为小区绿化灌溉、养护等作业的开展提供便利，且在灌溉用水过程中不需要人工操作系统。喷灌云端智能系统建设应用将5G 通信技术、物联网技术，NB-IOT 技术应用到数据采集之中，连接云气象平台，计量土地蒸发量、降雨量，前端布设传感器装置获取土壤墒情信息，利用大数据的智能分析技术，实现对灌溉量、灌溉时间的调节和控制。建筑区域不同绿植的灌溉时间、灌溉周期等也有所不同，利用智能灌溉数据库，预设不同植株灌溉逻辑，实现灌溉数据的程序化管理。中央控制系统可以利用通信装置发布指令信息，既确保了灌溉过程中的节能效果，也确保了灌溉的精准性。该系统具备广覆盖特点，同时可以连接多个设备，能源消耗量较低，可为小区内建筑周边绿化浇水的自动化控制，使得绿化品质有所提升，减少了绿化养护所需的成本。

2.4 排水管道智能检测设备应用

给排水管道建设应用过程中容易出现老化、堵塞、破损等问题。丁琪琪开展给排水管道检测是相关部门需要进行的工作，新一代数字高清管道检测机器人可用于排水管道检测中。该设备采用无线、有线连接方式，可利用终端设备、电脑设备等控制。再进入建筑给排水管道中后，可利用机器人的成像功能，现场拍摄图像并传输到用户界面中。用户可利用系统的成像检查功能，评估给排水管道的实际情况，并根据评估结果自动生成检测评估报告。给排水检测工程设备的智能化应用，为管道养护、修复、管理提供了重要的依据。且该技术应用具有以下特点。

（1）高清晰成像。成像像素质量可以达到200 万以上，且成像画面可根据需求自动切换。

（2）远距离控制。在管道内可实现单次300m 的管道检测，具备云数据交互功能。

（3）驱动力强。机器人使用六轮独立驱动，支持360°转弯，障碍物跨越能力强，具备自动保护电路，行进稳定，具有强大的抗倾斜和爬坡能力。

（4）拓展性强。支持多种语言、符号的录入，支持图形叠加备注功能。

（5）实时性强。随时随地获取相关数据，并在现场研判评估报告，拥有丰富报告模板。

系统配套使用评估软件，将pipvideo 软件预装至主控制器内，并将PipeSee 软件安装到系统中。系统可与GIS 系统数据挂接，具备评估、回放判读、报告输出、分类归档等功能。因此，将该设备应用到给排水管道中具有明显的优势，检测结果准确、检测过程方便，可在不损坏管道的情况下，实现给排水管道安全隐患的排查，有利于物业接收前的承接查验工作。

3 结语

综上所述，得益于智能技术、大数据技术、物联网技术的快速发展，在建筑给排水工程中，可以实现智能系统与设备之间的衔接，通过通信网络覆盖的方式，可以实现对相关设备的监控、检测、控制、管理，满足一体化给排水服务需求。应用BA 系统可以实现相关设备的管理，实现消防系统、生活水系统的检测，并可采集仪表数据，用于远程抄表和能耗管理。同时，喷灌云端智能系统和管道检测应用智能化设备，也可提高工作效率、降低成本。