張超

（國能包神鐵路集團有限責任公司，內蒙古包頭 014000）

1 引言

2 建筑給排水工程中應用智能化技術的重要意義與設計要點

將智能化技術引入建筑給排水工程中的主要目的是實現(xiàn)對整體工程設計的改良，進而促進工程運行效率的提升。具體來說，智能化技術的應用意義主要體現(xiàn)在3 個方面，分別是：

1）為給排水系統(tǒng)設計提供理論依據(jù)。在排水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時很容易導致淤積，進而對城市排水系統(tǒng)正常運行與人們的生活造成嚴重影響。這樣的情況下，可以通過智能化技術改善排水系統(tǒng)，同時落實更加完善的建筑規(guī)劃來提升建筑排水效率。

2）實現(xiàn)建筑工程的穩(wěn)定發(fā)展。將智能化技術引入建筑給排水工程當中可以有效推動水資源的保護，實現(xiàn)建筑工程施工與自然生態(tài)保護的結合，最大限度地與可持續(xù)發(fā)展理念相適應，并在此基礎上不斷提升建筑的供水能力[1]。

3）為水資源的合理利用打好基礎。隨著城市發(fā)展和企業(yè)用地不足問題的加劇，建筑占地面積在一定程度上受到限制，為進一步緩解占地壓力，需要有效通過智能化技術改善基礎設施。對于建筑給排水工程來說，可以借助智能化技術強化排水體系，并促進水資源的回收與二次利用?？傮w來看，建筑給排水工程智能化技術應用優(yōu)化目標見表1。

表1 建筑給排水系統(tǒng)智能化技術應用優(yōu)化目標

當前，智能化技術與給排水工程設計有著十分密切的聯(lián)系，加強對相關技術的應用不僅可以提升監(jiān)測管理工作力度，還可以推動建筑給排水工程設計的智能化發(fā)展。在實際開展相關設計工作的過程中，首先，應充分了解業(yè)主方面的給排水系統(tǒng)的設計要求，并以此為基礎提出具體的設計思路，針對設計中存在的偏差，需要第一時間進行調整。其次，相較于傳統(tǒng)的給排水工程設計，智能化技術的應用很大程度上規(guī)避了原有的弊端和缺陷，同時實現(xiàn)傳統(tǒng)給排水設計結構與智能化操控管理理念的有機結合，促進給排水工程管理和監(jiān)測效率的提升。最后，在開展給排水設計工作時，還應注重對自動化控制系統(tǒng)加以優(yōu)化，建筑設計工作人員不僅要明確其中的設計要點，還應為自動化給排水系統(tǒng)提供更大的應用空間，這在一定程度上提升了整體工作難度。因此，很多建筑工程單位會聘請專業(yè)的智能化技術設計團隊來完成相應的給排水設計工作，從而為建筑智能化技術的有效應用以及給排水系統(tǒng)的設計提供保障。

3 智能化技術與建筑給排水工程的聯(lián)系

3.1 給排水工程

就以往建筑給排水系統(tǒng)的操作和管理模式來看，大多由人力直接進行控制，因此，系統(tǒng)運行效果也很容易受到相關人員專業(yè)素質與管理意識的影響。而智能化技術在給排水工程中的應用可以及時對有關部件的具體運行情況進行監(jiān)控，并結合不同區(qū)域給水壓力與實際用水量的不同對水泵進行自動化調整。

3.2 熱水供給系統(tǒng)

智能化技術在熱水供給系統(tǒng)中的應用可以獲得更為顯著的成效，結合現(xiàn)階段建筑項目工程的發(fā)展情況，熱水供給系統(tǒng)熱源往往會涉及太陽能熱水器、空氣源熱泵、地源熱泵、電加熱等多種類型[2]。將智能化技術引入其中以后，可以為熱水供給系統(tǒng)賦予更加多元化的循環(huán)供給工作模式，同時最大限度地提升熱水供給系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在這樣的情況下，可以有效避免環(huán)境與季節(jié)變化給熱水供給系統(tǒng)帶來的影響，進而減少能源消耗。

除筷子之外，韓國餐桌上還會放置一副銀制勺，與筷子并齊置于右手邊，用餐時，不宜將湯匙與筷子一起抓在手里，更不能碰撞制造噪音，但在中國的餐桌上少有放置個人勺子，常備有公用湯勺，以簡單為主，用餐時不能將筷子插在飯上，此在中國視為不敬，在韓國，吃飯時用手托碗被視作大不敬，而在中國卻無此忌諱，在用餐時，大人經(jīng)常會要求小孩用手端碗，避免掉飯，以免浪費。

3.3 循環(huán)冷卻系統(tǒng)

將智能化技術引入循環(huán)冷卻系統(tǒng)當中可以實現(xiàn)更加完善的循環(huán)運作模式，進而保證可以對水泵編號、水泵運行狀態(tài)等環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)管與統(tǒng)一調控。循環(huán)冷卻系統(tǒng)通過水泵完成水的運送，并有效將散發(fā)的熱量帶走，進而起到相應的冷卻與降溫作用，最終實現(xiàn)對水資源的循環(huán)利用。

3.4 排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)建設是建筑工程給排水施工中十分重要的組成部分，在實際進行設計時應考慮3 方面的內容：（1）應將排水管道設置在控制面最低處，進而為實現(xiàn)自流排水提供條件；（2）可以根據(jù)地形差異分區(qū)域進行排水；（3）排水管道出口需要設置在較為穩(wěn)定的區(qū)域。在這樣的情況下，將智能化技術引入排水管道設計當中可以顯著提升其科學性與合理性，并確?？梢宰畲笙薅鹊貪M足相應的設計要求。

4 智能化技術在建筑給排水工程中的具體應用

建筑給排水工程具有復雜程度高、構成環(huán)節(jié)較多的特點，同時在實際的施工過程中還會涉及大量的專業(yè)技術，其中，智能化技術就在其中得到了十分廣泛的應用[3]。以下為智能化技術具體的應用形式。

4.1 建筑給排水軟件的開發(fā)

在實際開展給排水工程時，往往離不開相應的建筑給排水計算，其整體的計算類別十分復雜，同時也會涉及各種不同類型的數(shù)據(jù)。通常情況下，其數(shù)據(jù)類型主要包括管材參數(shù)、設備參數(shù)等基礎數(shù)據(jù)以及會隨著項目工程進展而變化的項目數(shù)據(jù)。項目數(shù)據(jù)也可以進一步細分為各層面積、層高等輸入數(shù)據(jù)以及經(jīng)過計算后得到的水箱容積、尺寸等輸出數(shù)據(jù)?？紤]到建筑給排水計算數(shù)據(jù)的復雜性，相關人員應充分加強對建筑給排水軟件的開發(fā)與應用，從而實現(xiàn)對有關數(shù)據(jù)的快速讀取與計算。通過建筑給排水軟件進行給排水計算的過程中，需要將數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表的形式整理，并進一步列出單位數(shù)、用水定額、用水量等計算表項目。而軟件數(shù)據(jù)庫還需要在上述項目中加入計算排水比例、排水量等類別，從而實現(xiàn)計算過程的完整性。

就現(xiàn)階段建筑給排水軟件的應用情況來看，其可以實現(xiàn)的功能主要集中于以下幾方面：（1）在生活給水系統(tǒng)中可以結合實際情況完成給水形式的推薦，并實現(xiàn)對用水量、水箱容積、尺寸等參數(shù)的計算；（2）在消防滅火系統(tǒng)中推薦合理的用水形式，并實現(xiàn)對消防水池、水箱容積以及用水量等參數(shù)的計算；（3）對于熱水系統(tǒng)，可以完成對各區(qū)熱量數(shù)據(jù)的計算。（4）在排水系統(tǒng)當中可以計算排水量，并輔助污水設備的計算與選型。

4.2 BI M技術在建筑給排水設計中的應用

當前，BIM 技術也廣泛應用到建筑給排水設計當中，同時獲得了良好的應用成效。通常情況下，BIM 技術的重要應用流程為：（1）通過BIM 技術搭建3D 模型，確定各個管線的設計位置；（2）結合實際工程給出多個項目備選方案，并注重方案可行性的提升；（3）使用BIM 技術完成方案的最終確定，同時由設計人員完成與客戶的溝通；（4）對管道方案進行繪制，并保證各個連接部位的規(guī)格可以做到完全匹配；（5）對整個系統(tǒng)的給排水運行狀況進行模擬，保證系統(tǒng)運行的連續(xù)性。就以往的給排水建設過程來看，很多時候都會出現(xiàn)溝通協(xié)作不暢、設計與實際存在偏差、信息反饋不及時以及施工成本居高不下的問題。對于這樣的情況，可以充分發(fā)揮BIM 技術優(yōu)勢，有效提升其數(shù)據(jù)共享性與設計仿真性。借助BIM 技術對建筑給排水設計實施綜合評價，并結合數(shù)據(jù)共享性、仿真設計性、工程師評語3 種主要評價因素建立矩陣，最終再根據(jù)BIM 技術的實際應用效果進行定量評價。評價等級設置為優(yōu)、良、中、差4 個等級，因此，在BIM 技術應用之前，可以將評價矩陣設計為：

而在應用相關技術之后，可以得到的矩陣為：

在得到相關矩陣之后，還可以設置不同級別的評價等級，對不同的評價因素賦予相應的權重，最終得到BIM 技術的實際應用效果。由此也可以進一步看出，將智能化技術引入建筑給排水設計中，有助于實現(xiàn)其應用效果的全面提升。

4.3 建筑給排水管道設計與給水模式計算

在開展建筑給排水管道設計時，還應結合水量、水壓等多種因素確定合適的給水模式，并盡可能地確保其簡便性與經(jīng)濟性。對于給水管道的裝配工作來說，應確保管、墻距離在15 cm以上；管與梁、柱距離為5 cm；支管、墻體距離在2～2.5 cm 以上。而立管在經(jīng)過樓板時需要超出地面1～2 cm。例如，在對建筑給水系統(tǒng)實施運算的過程中，應保證各個流程可以滿足GB 50015—2003《建筑給水排水設計規(guī)范》中的規(guī)定。某建筑每戶平均耗水量為200 L/（d·人），變化系數(shù)為2.5，用水人數(shù)與時間分別為28 人與24 h，將未預計耗水量計算為總體的10%。其最高日耗水量可以用Qd=mqd/1 000 計算，其中，Qd為最高日耗水量；m為耗水單位數(shù)；qd為耗用水定額。與此同時，還可以用Qh=Kh·Qd/T計算最高日最大時耗水量，其中，T為用水時長；Kh為變化系數(shù)。

4.4 物聯(lián)網(wǎng)遠程操控技術在給排水工程中的應用

4.4.1 技術應用背景

現(xiàn)階段我國城市化建設水平不斷提升，進而對建筑排水系統(tǒng)運行的質量與可靠性提出了更高的要求。為實時掌握其運行狀態(tài)，可以通過現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術實施遠程監(jiān)控，同時在較少的條件下就能滿足監(jiān)控人員的移動管理需求。另外，AI 技術的發(fā)展使“智慧管理”可以服務于給排水系統(tǒng)施工設計、運行管理、調度決策等各個方面，使遠程操控技術更加智慧化。排水系統(tǒng)正常運行對于建筑工程的重要性不言而喻，因此，需要保證建筑排水系統(tǒng)設備可以一直穩(wěn)定在正常運行狀態(tài)。結合當前建筑排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)來看，很多時候設備的狀態(tài)檢查需要相關人員到場查看與操作，因此，也會在一定程度上導致問題發(fā)現(xiàn)和處理不及時。在這樣的情況下，將集中監(jiān)控網(wǎng)絡引入其中，通過現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術完成對排水系統(tǒng)的監(jiān)控，同時還可以為相關監(jiān)控人員提供更多便利條件，并提升整體流程的可監(jiān)控性。

4.4.2 物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的應用特點

物聯(lián)網(wǎng)運行是以互聯(lián)網(wǎng)技術為核心，并在此基礎上完成相應的后續(xù)工作，一方面可以實現(xiàn)用戶端的大幅拓展；另一方面還可以為人與物之間的信息傳遞提供便利條件，實現(xiàn)定位、監(jiān)控、管理等多元化的運行功能。

具體來說，物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要集中于以下幾方面：（1）整體感知。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運行的過程中配備了相應的智能傳感器，進而用于獲取物體信息以及整體感知。傳感器檢測的參數(shù)信息包括流速、水深、水溫等多方面內容。（2）智能處理。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)當中涉及多元化的智能技術，進而可以有效實現(xiàn)對海量信息數(shù)據(jù)的分類、整合與處理，同時在運行過程中也體現(xiàn)出了較為突出的智能化與自動化特征。就其運行過程來說，對于監(jiān)控人員的素質提出了較高的要求，應具備較為扎實的信息技術理論基礎知識與操作能力，從而有效實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的操控與管理。（3）數(shù)據(jù)傳輸。遠程排水在線監(jiān)測系統(tǒng)在運行過程中可以實現(xiàn)對于信息的感知與識別，并采集其變化方式與變化規(guī)律。在此過程中，監(jiān)測系統(tǒng)還可以通過基礎信息完成對深層信息的推測，進而在此基礎上完成對決策的制定，并為建筑工程的穩(wěn)定推進奠定基礎，因此，物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)也發(fā)揮出了至關重要的作用。

4.4.3 物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的架構

物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)在運行過程中涉及較為復雜的內部架構，其構成設備主要包括：

1）傳感器。系統(tǒng)設置傳感器的主要目的是對水位、水量等信息進行檢測，同時確保相關人員可以實時了解建筑排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并確保其可以發(fā)揮出應有的作用。在對傳感器進行安裝時，需要在其底座固定之前包裹厚度在2 mm 以上的橡膠套，進而有效將傳感器、金屬卡箍以及底座之間隔開。與此同時，應采用PVC、PE 等對傳感器出線進行保護，避免在長期使用下出現(xiàn)電纜開裂、脫出以及被異物損傷等問題，進而對其使用效果造成不利影響。在具備完善的保護功能以后，就可以將線纜由傳感器下游方向引出，進而沿著渠道底部或渠道內壁至水面。值得注意的是，其出線位置由于會長時間受到水流沖擊，因此，需要實施一定的固定與保護措施。傳感器通信電纜線內還配備了相應的通氣導管，在運行時應注重其不可過于彎折，以免影響使用效果。

2）采集器。采集器在物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)中的功能主要是對傳感器傳遞的數(shù)據(jù)進行初步采集與整理，其中涉及的信息主要包括環(huán)境溫、開關信號以及模擬量信號等，進而有效實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的整理、分析與加工。值得注意的是，采集器在系統(tǒng)遠程監(jiān)測中也發(fā)揮了十分關鍵的作用。在實際運行時，為避免傳感器受到外界環(huán)節(jié)因素影響死機，可以借助采集器發(fā)揮遠程控制功能重啟傳感器，從而最大限度地提升數(shù)據(jù)的安全性與準確性，同時也可以為后續(xù)監(jiān)測功能的實現(xiàn)打下基礎。

3）通信模塊。通常情況下，通信模塊大多設置在采集器和服務器之間的位置，其主要功能是將采集器收集的傳感器數(shù)據(jù)與服務器數(shù)據(jù)之間進行交換，并由服務器對這部分數(shù)據(jù)進行進一步的加工與分析，并在后臺儲存。與此同時，通信模塊還具有較強的靈活性，進而可以根據(jù)應用場景的實際需求對其應用狀態(tài)進行選擇。

4）接電。具體的供電形式可以根據(jù)建筑工程的實際需求而定，同時相關人員需要更多地考慮供電的穩(wěn)定性與安全性。在實際運行的過程中，相關人員應注重對電纜的保護，避免拉扯電纜、撞擊傳感器以及用電纜懸掛重物等行為。在使用電纜的時候，應將其充分固定在水泥壁上，同時更多考慮到環(huán)境溫度、濕度等因素對于電纜運行狀態(tài)的影響，從而最大限度地避免電纜進水、折彎、堵塞等情況的出現(xiàn)，提升其運行狀態(tài)與穩(wěn)定性。另外，也可以根據(jù)實際情況使用太陽能供電等，在這樣的形式下，有助于更好地實現(xiàn)對建筑排水系統(tǒng)的遠程監(jiān)測，促進整體運行質量的提升。

5 結語

綜上所述，建筑工程項目已經(jīng)成為城市化建設過程中十分重要的組成部分，而其中的給排水設計問題也得到了更多的關注。在實際進行建筑給排水工程的時候，應做到大力應用智能化技術，進而有效構建相應的供水系統(tǒng)，既實現(xiàn)對水資源的合理保護，又更好地滿足建筑工程的供水需求?，F(xiàn)階段，智能化技術在給排水建設當中具備了更加多元化的應用形式，進而為建筑工程項目的穩(wěn)定推進奠定堅實基礎。