建筑生活給水系統(tǒng)在智慧建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王井濤

摘要：近幾年，“智慧”建筑設(shè)計(jì)理念與建筑智能化建設(shè)技術(shù)正在逐步落地，其影響力已經(jīng)漸漸深入到每個(gè)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)指引中。建筑生活給水系統(tǒng)作為建筑機(jī)電工程中給排水專業(yè)的重要一環(huán)，從本專業(yè)本系統(tǒng)自身的設(shè)計(jì)宗旨來(lái)看，它是保障人們飲水、用水安全、可靠、便捷、舒適等目標(biāo)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)構(gòu)架，是建筑得以實(shí)現(xiàn)其基本使用功能的硬性條件。智慧建筑作為智能建筑的升級(jí)版，在建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)、應(yīng)用的信息智能化、建筑設(shè)備管理等領(lǐng)域均與建筑生活給水系統(tǒng)有深切關(guān)聯(lián)，建筑生活給水系統(tǒng)在智慧建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用值得仔細(xì)分析、思考。

關(guān)鍵詞：建筑生活給水系統(tǒng);實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);控制措施;智慧建筑

1 引言

隨著人們的生活水平不斷提高、各行各業(yè)的軟、硬件產(chǎn)品功能、性能的逐漸強(qiáng)化與提升，以及人們對(duì)居住、學(xué)習(xí)、辦公環(huán)境的智能性和人性化的需求愈加強(qiáng)烈，智慧建筑設(shè)計(jì)的理念已經(jīng)深入建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的各個(gè)專業(yè)中。作為建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)輔助專業(yè)的子系統(tǒng)，建筑給水系統(tǒng)，應(yīng)充分結(jié)合人們對(duì)生活用水的高要求和智慧建筑設(shè)計(jì)的理念，將一些創(chuàng)新的思路和措施應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中。并深入分析建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)用于智慧建筑建設(shè)中存在的主要難點(diǎn)、要點(diǎn)及解決思路。設(shè)計(jì)師及工程師應(yīng)致力于將這一輔助專業(yè)做出精細(xì)化、人性化、智慧化的工程精品。

2 建筑生活給水系統(tǒng)的概念、組成和分類

2.1 建筑生活給水系統(tǒng)的概念：

建筑生活給水系統(tǒng)是指通過(guò)輸水管道和配水管道將城鎮(zhèn)的市政給水管網(wǎng)中的自來(lái)水引入建筑室內(nèi)，直至各類生活用水衛(wèi)生潔具或設(shè)備。并通過(guò)水表、壓力表、閘閥等閥門附件加以計(jì)量、測(cè)量和控制水流，使其滿足各個(gè)用水點(diǎn)對(duì)水量、水質(zhì)、水壓的要求。

2.2 建筑生活給水系統(tǒng)的組成：

建筑生活給水系統(tǒng)的組成主要包括：市政管網(wǎng)接駁口、輸水及配水管道、給水控制附件、用水衛(wèi)生器具或設(shè)備、增壓和貯水設(shè)備、水表。

2.3 建筑生活給水系統(tǒng)的給水方式分類：

（1）建筑生活給水系統(tǒng)大體上分為無(wú)增壓方式和有增壓方式。

無(wú)增壓方式主要包括：市政管網(wǎng)直接供水方式、市政管網(wǎng)+高位水箱聯(lián)合供水方式。

常見(jiàn)的有增壓方式（即加壓給水系統(tǒng)）主要包括：疊壓供水方式（又叫無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)）、水箱（池）聯(lián)合水泵供水方式、氣壓給水方式等。

（2）建筑生活給水系統(tǒng)往往采用豎向分區(qū)供水的方式解決高層建筑的給水系統(tǒng)中底部樓層的管道靜水壓力超壓而造成水擊、管道振動(dòng)、損壞等現(xiàn)象。給水系統(tǒng)豎向分區(qū)方式要根據(jù)建筑的高度、用途、投資成本、管道材料和設(shè)備性能、后期維護(hù)管理、節(jié)約用水、減少能耗等因素綜合分析確定。

3 智慧建筑的簡(jiǎn)要介紹

3.1 智慧建筑的設(shè)計(jì)理念：

設(shè)計(jì)應(yīng)以人們對(duì)智能性的需求為導(dǎo)向，搭建合理、全面的智慧建筑設(shè)計(jì)框架，努力實(shí)施包含智慧管控、智慧集成、各個(gè)智慧子系統(tǒng)的全新、創(chuàng)意的理念。竭力改善數(shù)據(jù)壁壘、防止信息不流通、避免重復(fù)搭建系統(tǒng)，讓大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G、WiFi6、人工智能AI等先進(jìn)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)中得以充分利用。讓“智能建筑”跨上新的臺(tái)階，積量變化質(zhì)變，最終蛻變?yōu)檎嬲饬x上的“智慧建筑”。

3.2 智慧建筑的技術(shù)架構(gòu)簡(jiǎn)介：

智慧建筑簡(jiǎn)單地說(shuō)，就像一個(gè)人體一樣，有感知、接受信號(hào)的“五官、皮膚”，有傳輸、反饋信號(hào)的“血液、神經(jīng)系統(tǒng)”，也有用于決策、管控的“腦”。我們可以把它們分別叫做智慧建筑的感知執(zhí)行系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)及智慧操控系統(tǒng)。

感知執(zhí)行系統(tǒng)主要包括智慧建筑中各種感知類、監(jiān)測(cè)類以及執(zhí)行類設(shè)備，比如壓力表、攝像頭、電動(dòng)閥門、水位監(jiān)測(cè)裝置等;網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)可以是電線、有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、液壓、氣壓管道等;智慧操控系統(tǒng)可以叫做建筑大腦，它是用來(lái)管理、指揮、操控建筑執(zhí)行各種部署，也相當(dāng)于建筑的操作系統(tǒng)。

4 建筑生活給水系統(tǒng)在智慧建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 建筑生活給水系統(tǒng)作與智能化建筑環(huán)境中的建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房工程等系統(tǒng)密切相關(guān)，彼此水乳交融。

生活給水系統(tǒng)在智慧建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方向主要體現(xiàn)在通過(guò)信息化智能化應(yīng)用領(lǐng)域、建筑設(shè)備智能化管理領(lǐng)域等。其中加強(qiáng)對(duì)給水系統(tǒng)采用智慧化的監(jiān)測(cè)與控制，讓生活給水系統(tǒng)的水質(zhì)、水量、水壓達(dá)到高度的安全、健康、可靠、便捷、舒適、節(jié)能、環(huán)保，便于管理維護(hù)等要求，是一項(xiàng)較為人性化、有創(chuàng)意的應(yīng)用。

4.2 建筑生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中運(yùn)用的常規(guī)式監(jiān)測(cè)及控制策略主要包括：

4.2.1供水水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)

自來(lái)水廠出水水質(zhì)是否有安全保障是影響所有用水人員及單位飲水、用水安全的先決條件。對(duì)其水質(zhì)必須嚴(yán)格把控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往分布于水廠的不同環(huán)節(jié)與部位，包括水源（江、河、湖泊、水庫(kù)等）、水源地取水口、水廠各處理工藝、加壓泵站、排污口等。水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)GPRS、4G/5G、WiFi、光纖等傳輸系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋到水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心，在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程訪問(wèn)客戶端查詢必要信息，隨時(shí)可做出控制措施。

4.2.2生活飲用水離開(kāi)自來(lái)水廠后直到被人們使用，大部分時(shí)間都是停留或流動(dòng)與給水管道中，因此對(duì)管道中的水流實(shí)施相關(guān)的智能化控制也是極為重要。生活給水管道可以通過(guò)一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處設(shè)置壓力表、壓力傳感器、流量計(jì)、液位計(jì)、閥門、過(guò)濾器、倒流防止器、真空破壞器等閥門、附件，進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)、控制生活給水的流量、水壓，必要時(shí)也可監(jiān)測(cè)、控制其水質(zhì)的安全性。

4.2.3建筑低位水池、高位水箱一般通過(guò)水位監(jiān)測(cè)器、自動(dòng)水位控制閥、電動(dòng)閥等設(shè)施對(duì)建筑加壓供水泵的啟停實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可以做到節(jié)水、節(jié)能、綠色、環(huán)保的要求。

4.3 建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可創(chuàng)新、衍生、挖掘的智慧化監(jiān)測(cè)及控制策略主要包括：

4.3.1在人們用水的管道末端處設(shè)置水質(zhì)自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，并結(jié)合、利用凈水器相關(guān)產(chǎn)品工作原理做出管道式凈水系統(tǒng)，搭建在智慧建筑設(shè)計(jì)平臺(tái)上，全自動(dòng)實(shí)施提升末端用水水質(zhì)狀況。以滿足人們對(duì)飲水安全及控制的強(qiáng)烈需求。

4.3.2利用智慧城市的數(shù)據(jù)安全構(gòu)件系統(tǒng)，在給水管道重要節(jié)點(diǎn)采用電動(dòng)閥、電磁閥等智能閥件，通過(guò)分析建筑各區(qū)位、各時(shí)間階段使用水量的大小及各區(qū)位的使用重要性高低等相關(guān)數(shù)據(jù)，自行設(shè)定閥門開(kāi)啟程序、操控閥門調(diào)節(jié)、控制建筑各區(qū)位的用水流量、水壓等。做到人性化、合理化供水。

4.3.3利用智慧建筑的設(shè)備管理POL系統(tǒng)架構(gòu)中能耗監(jiān)測(cè)、環(huán)境感知等子系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)給水管道的漏水位置，并做出自動(dòng)解決漏水（關(guān)閉閥門）的措施（如流量計(jì)合作電動(dòng)閥），以解決用水管理單位常常會(huì)因總水表計(jì)量值大大超過(guò)各分戶水表計(jì)量總值且找不到未計(jì)量點(diǎn)或漏水點(diǎn)的苦惱。也極大的促進(jìn)了節(jié)約水資源、減少人力耗費(fèi)等智慧城市較為提倡的理念。

4.3.4在智慧建筑平臺(tái)上，對(duì)于有熱水系統(tǒng)的建筑，采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)、控制水溫裝置（如高精度溫感器），全面、靈活的對(duì)建筑生活用水的水溫實(shí)施自動(dòng)監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)。滿足人們使用熱水的安全、可靠、節(jié)能、節(jié)水的基礎(chǔ)上，更極大的改善了熱水使用環(huán)節(jié)中的舒適性、便捷性，以及更好地做到避免燙傷和其他的安全事故。

5 結(jié)語(yǔ)

在5G、大數(shù)據(jù)、AI、云計(jì)算等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，國(guó)家和社會(huì)不斷倡導(dǎo)各行各業(yè)的改革、升級(jí)。作為建筑工程設(shè)計(jì)師，我們應(yīng)當(dāng)解放思想、改變思路，全面邁向“智慧化”建設(shè)。智慧建筑設(shè)計(jì)的高要求、高標(biāo)準(zhǔn)、高回報(bào)離不開(kāi)給排水、電氣、暖通專業(yè)與智能化專業(yè)的緊密配合。我們應(yīng)充分了解智能化專業(yè)實(shí)施機(jī)制，以確保給排水專業(yè)中的建筑給水系統(tǒng)在智慧樓宇設(shè)計(jì)中的應(yīng)用更加高效、實(shí)用。

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