張超
(國(guó)能包神鐵路集團(tuán)有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古包頭 014000)
將智能化技術(shù)引入建筑給排水工程中的主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)整體工程設(shè)計(jì)的改良,進(jìn)而促進(jìn)工程運(yùn)行效率的提升。具體來(lái)說(shuō),智能化技術(shù)的應(yīng)用意義主要體現(xiàn)在3 個(gè)方面,分別是:
1)為給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。在排水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)很容易導(dǎo)致淤積,進(jìn)而對(duì)城市排水系統(tǒng)正常運(yùn)行與人們的生活造成嚴(yán)重影響。這樣的情況下,可以通過(guò)智能化技術(shù)改善排水系統(tǒng),同時(shí)落實(shí)更加完善的建筑規(guī)劃來(lái)提升建筑排水效率。
2)實(shí)現(xiàn)建筑工程的穩(wěn)定發(fā)展。將智能化技術(shù)引入建筑給排水工程當(dāng)中可以有效推動(dòng)水資源的保護(hù),實(shí)現(xiàn)建筑工程施工與自然生態(tài)保護(hù)的結(jié)合,最大限度地與可持續(xù)發(fā)展理念相適應(yīng),并在此基礎(chǔ)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(chǔ)。隨著城市發(fā)展和企業(yè)用地不足問(wèn)題的加劇,建筑占地面積在一定程度上受到限制,為進(jìn)一步緩解占地壓力,需要有效通過(guò)智能化技術(shù)改善基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于建筑給排水工程來(lái)說(shuō),可以借助智能化技術(shù)強(qiáng)化排水體系,并促進(jìn)水資源的回收與二次利用。總體來(lái)看,建筑給排水工程智能化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化目標(biāo)見(jiàn)表1。
表1 建筑給排水系統(tǒng)智能化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化目標(biāo)
當(dāng)前,智能化技術(shù)與給排水工程設(shè)計(jì)有著十分密切的聯(lián)系,加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提升監(jiān)測(cè)管理工作力度,還可以推動(dòng)建筑給排水工程設(shè)計(jì)的智能化發(fā)展。在實(shí)際開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中,首先,應(yīng)充分了解業(yè)主方面的給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,并以此為基礎(chǔ)提出具體的設(shè)計(jì)思路,針對(duì)設(shè)計(jì)中存在的偏差,需要第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。其次,相較于傳統(tǒng)的給排水工程設(shè)計(jì),智能化技術(shù)的應(yīng)用很大程度上規(guī)避了原有的弊端和缺陷,同時(shí)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)給排水設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與智能化操控管理理念的有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)給排水工程管理和監(jiān)測(cè)效率的提升。最后,在開(kāi)展給排水設(shè)計(jì)工作時(shí),還應(yīng)注重對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)加以優(yōu)化,建筑設(shè)計(jì)工作人員不僅要明確其中的設(shè)計(jì)要點(diǎn),還應(yīng)為自動(dòng)化給排水系統(tǒng)提供更大的應(yīng)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(huì)聘請(qǐng)專業(yè)的智能化技術(shù)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)完成相應(yīng)的給排水設(shè)計(jì)工作,從而為建筑智能化技術(shù)的有效應(yīng)用以及給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供保障。
就以往建筑給排水系統(tǒng)的操作和管理模式來(lái)看,大多由人力直接進(jìn)行控制,因此,系統(tǒng)運(yùn)行效果也很容易受到相關(guān)人員專業(yè)素質(zhì)與管理意識(shí)的影響。而智能化技術(shù)在給排水工程中的應(yīng)用可以及時(shí)對(duì)有關(guān)部件的具體運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,并結(jié)合不同區(qū)域給水壓力與實(shí)際用水量的不同對(duì)水泵進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整。
智能化技術(shù)在熱水供給系統(tǒng)中的應(yīng)用可以獲得更為顯著的成效,結(jié)合現(xiàn)階段建筑項(xiàng)目工程的發(fā)展情況,熱水供給系統(tǒng)熱源往往會(huì)涉及太陽(yáng)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(shù)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(shí)最大限度地提升熱水供給系統(tǒng)運(yùn)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(lái)的影響,進(jìn)而減少能源消耗。
除筷子之外,韓國(guó)餐桌上還會(huì)放置一副銀制勺,與筷子并齊置于右手邊,用餐時(shí),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(guó)的餐桌上少有放置個(gè)人勺子,常備有公用湯勺,以簡(jiǎn)單為主,用餐時(shí)不能將筷子插在飯上,此在中國(guó)視為不敬,在韓國(guó),吃飯時(shí)用手托碗被視作大不敬,而在中國(guó)卻無(wú)此忌諱,在用餐時(shí),大人經(jīng)常會(huì)要求小孩用手端碗,避免掉飯,以免浪費(fèi)。
將智能化技術(shù)引入循環(huán)冷卻系統(tǒng)當(dāng)中可以實(shí)現(xiàn)更加完善的循環(huán)運(yùn)作模式,進(jìn)而保證可以對(duì)水泵編號(hào)、水泵運(yùn)行狀態(tài)等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管與統(tǒng)一調(diào)控。循環(huán)冷卻系統(tǒng)通過(guò)水泵完成水的運(yùn)送,并有效將散發(fā)的熱量帶走,進(jìn)而起到相應(yīng)的冷卻與降溫作用,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的循環(huán)利用。
排水系統(tǒng)建設(shè)是建筑工程給排水施工中十分重要的組成部分,在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮3 方面的內(nèi)容:(1)應(yīng)將排水管道設(shè)置在控制面最低處,進(jìn)而為實(shí)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(jìn)行排水;(3)排水管道出口需要設(shè)置在較為穩(wěn)定的區(qū)域。在這樣的情況下,將智能化技術(shù)引入排水管道設(shè)計(jì)當(dāng)中可以顯著提升其科學(xué)性與合理性,并確??梢宰畲笙薅鹊貪M足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。
建筑給排水工程具有復(fù)雜程度高、構(gòu)成環(huán)節(jié)較多的特點(diǎn),同時(shí)在實(shí)際的施工過(guò)程中還會(huì)涉及大量的專業(yè)技術(shù),其中,智能化技術(shù)就在其中得到了十分廣泛的應(yīng)用[3]。以下為智能化技術(shù)具體的應(yīng)用形式。
在實(shí)際開(kāi)展給排水工程時(shí),往往離不開(kāi)相應(yīng)的建筑給排水計(jì)算,其整體的計(jì)算類別十分復(fù)雜,同時(shí)也會(huì)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(shè)備參數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及會(huì)隨著項(xiàng)目工程進(jìn)展而變化的項(xiàng)目數(shù)據(jù)。項(xiàng)目數(shù)據(jù)也可以進(jìn)一步細(xì)分為各層面積、層高等輸入數(shù)據(jù)以及經(jīng)過(guò)計(jì)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(jì)算數(shù)據(jù)的復(fù)雜性,相關(guān)人員應(yīng)充分加強(qiáng)對(duì)建筑給排水軟件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)的快速讀取與計(jì)算。通過(guò)建筑給排水軟件進(jìn)行給排水計(jì)算的過(guò)程中,需要將數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)表的形式整理,并進(jìn)一步列出單位數(shù)、用水定額、用水量等計(jì)算表項(xiàng)目。而軟件數(shù)據(jù)庫(kù)還需要在上述項(xiàng)目中加入計(jì)算排水比例、排水量等類別,從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算過(guò)程的完整性。
就現(xiàn)階段建筑給排水軟件的應(yīng)用情況來(lái)看,其可以實(shí)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(jié)合實(shí)際情況完成給水形式的推薦,并實(shí)現(xiàn)對(duì)用水量、水箱容積、尺寸等參數(shù)的計(jì)算;(2)在消防滅火系統(tǒng)中推薦合理的用水形式,并實(shí)現(xiàn)對(duì)消防水池、水箱容積以及用水量等參數(shù)的計(jì)算;(3)對(duì)于熱水系統(tǒng),可以完成對(duì)各區(qū)熱量數(shù)據(jù)的計(jì)算。(4)在排水系統(tǒng)當(dāng)中可以計(jì)算排水量,并輔助污水設(shè)備的計(jì)算與選型。
當(dāng)前,BIM 技術(shù)也廣泛應(yīng)用到建筑給排水設(shè)計(jì)當(dāng)中,同時(shí)獲得了良好的應(yīng)用成效。通常情況下,BIM 技術(shù)的重要應(yīng)用流程為:(1)通過(guò)BIM 技術(shù)搭建3D 模型,確定各個(gè)管線的設(shè)計(jì)位置;(2)結(jié)合實(shí)際工程給出多個(gè)項(xiàng)目備選方案,并注重方案可行性的提升;(3)使用BIM 技術(shù)完成方案的最終確定,同時(shí)由設(shè)計(jì)人員完成與客戶的溝通;(4)對(duì)管道方案進(jìn)行繪制,并保證各個(gè)連接部位的規(guī)格可以做到完全匹配;(5)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的給排水運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬,保證系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性。就以往的給排水建設(shè)過(guò)程來(lái)看,很多時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)溝通協(xié)作不暢、設(shè)計(jì)與實(shí)際存在偏差、信息反饋不及時(shí)以及施工成本居高不下的問(wèn)題。對(duì)于這樣的情況,可以充分發(fā)揮BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì),有效提升其數(shù)據(jù)共享性與設(shè)計(jì)仿真性。借助BIM 技術(shù)對(duì)建筑給排水設(shè)計(jì)實(shí)施綜合評(píng)價(jià),并結(jié)合數(shù)據(jù)共享性、仿真設(shè)計(jì)性、工程師評(píng)語(yǔ)3 種主要評(píng)價(jià)因素建立矩陣,最終再根據(jù)BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)等級(jí)設(shè)置為優(yōu)、良、中、差4 個(gè)等級(jí),因此,在BIM 技術(shù)應(yīng)用之前,可以將評(píng)價(jià)矩陣設(shè)計(jì)為:
而在應(yīng)用相關(guān)技術(shù)之后,可以得到的矩陣為:
在得到相關(guān)矩陣之后,還可以設(shè)置不同級(jí)別的評(píng)價(jià)等級(jí),對(duì)不同的評(píng)價(jià)因素賦予相應(yīng)的權(quán)重,最終得到BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。由此也可以進(jìn)一步看出,將智能化技術(shù)引入建筑給排水設(shè)計(jì)中,有助于實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用效果的全面提升。
在開(kāi)展建筑給排水管道設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)結(jié)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(jiǎn)便性與經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于給水管道的裝配工作來(lái)說(shuō),應(yīng)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(guò)樓板時(shí)需要超出地面1~2 cm。例如,在對(duì)建筑給水系統(tǒng)實(shí)施運(yùn)算的過(guò)程中,應(yīng)保證各個(gè)流程可以滿足GB 50015—2003《建筑給水排水設(shè)計(jì)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(shí)間分別為28 人與24 h,將未預(yù)計(jì)耗水量計(jì)算為總體的10%。其最高日耗水量可以用Qd=mqd/1 000 計(jì)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(shí),還可以用Qh=Kh·Qd/T計(jì)算最高日最大時(shí)耗水量,其中,T為用水時(shí)長(zhǎng);Kh為變化系數(shù)。
4.4.1 技術(shù)應(yīng)用背景
現(xiàn)階段我國(guó)城市化建設(shè)水平不斷提升,進(jìn)而對(duì)建筑排水系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量與可靠性提出了更高的要求。為實(shí)時(shí)掌握其運(yùn)行狀態(tài),可以通過(guò)現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控,同時(shí)在較少的條件下就能滿足監(jiān)控人員的移動(dòng)管理需求。另外,AI 技術(shù)的發(fā)展使“智慧管理”可以服務(wù)于給排水系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理、調(diào)度決策等各個(gè)方面,使遠(yuǎn)程操控技術(shù)更加智慧化。排水系統(tǒng)正常運(yùn)行對(duì)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(shè)備可以一直穩(wěn)定在正常運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)合當(dāng)前建筑排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)看,很多時(shí)候設(shè)備的狀態(tài)檢查需要相關(guān)人員到場(chǎng)查看與操作,因此,也會(huì)在一定程度上導(dǎo)致問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和處理不及時(shí)。在這樣的情況下,將集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)引入其中,通過(guò)現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成對(duì)排水系統(tǒng)的監(jiān)控,同時(shí)還可以為相關(guān)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(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)
物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,并在此基礎(chǔ)上完成相應(yīng)的后續(xù)工作,一方面可以實(shí)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(shí)現(xiàn)定位、監(jiān)控、管理等多元化的運(yùn)行功能。
具體來(lái)說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)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(yùn)行的過(guò)程中配備了相應(yīng)的智能傳感器,進(jìn)而用于獲取物體信息以及整體感知。傳感器檢測(cè)的參數(shù)信息包括流速、水深、水溫等多方面內(nèi)容。(2)智能處理。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中涉及多元化的智能技術(shù),進(jìn)而可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)海量信息數(shù)據(jù)的分類、整合與處理,同時(shí)在運(yùn)行過(guò)程中也體現(xiàn)出了較為突出的智能化與自動(dòng)化特征。就其運(yùn)行過(guò)程來(lái)說(shuō),對(duì)于監(jiān)控人員的素質(zhì)提出了較高的要求,應(yīng)具備較為扎實(shí)的信息技術(shù)理論基礎(chǔ)知識(shí)與操作能力,從而有效實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的操控與管理。(3)數(shù)據(jù)傳輸。遠(yuǎn)程排水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息的感知與識(shí)別,并采集其變化方式與變化規(guī)律。在此過(guò)程中,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以通過(guò)基礎(chǔ)信息完成對(duì)深層信息的推測(cè),進(jìn)而在此基礎(chǔ)上完成對(duì)決策的制定,并為建筑工程的穩(wěn)定推進(jìn)奠定基礎(chǔ),因此,物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用。
4.4.3 物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中涉及較為復(fù)雜的內(nèi)部架構(gòu),其構(gòu)成設(shè)備主要包括:
1)傳感器。系統(tǒng)設(shè)置傳感器的主要目的是對(duì)水位、水量等信息進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)確保相關(guān)人員可以實(shí)時(shí)了解建筑排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并確保其可以發(fā)揮出應(yīng)有的作用。在對(duì)傳感器進(jìn)行安裝時(shí),需要在其底座固定之前包裹厚度在2 mm 以上的橡膠套,進(jìn)而有效將傳感器、金屬卡箍以及底座之間隔開(kāi)。與此同時(shí),應(yīng)采用PVC、PE 等對(duì)傳感器出線進(jìn)行保護(hù),避免在長(zhǎng)期使用下出現(xiàn)電纜開(kāi)裂、脫出以及被異物損傷等問(wèn)題,進(jìn)而對(duì)其使用效果造成不利影響。在具備完善的保護(hù)功能以后,就可以將線纜由傳感器下游方向引出,進(jìn)而沿著渠道底部或渠道內(nèi)壁至水面。值得注意的是,其出線位置由于會(huì)長(zhǎng)時(shí)間受到水流沖擊,因此,需要實(shí)施一定的固定與保護(hù)措施。傳感器通信電纜線內(nèi)還配備了相應(yīng)的通氣導(dǎo)管,在運(yùn)行時(shí)應(yīng)注重其不可過(guò)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(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的功能主要是對(duì)傳感器傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步采集與整理,其中涉及的信息主要包括環(huán)境溫、開(kāi)關(guān)信號(hào)以及模擬量信號(hào)等,進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中也發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用。在實(shí)際運(yùn)行時(shí),為避免傳感器受到外界環(huán)節(jié)因素影響死機(jī),可以借助采集器發(fā)揮遠(yuǎn)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(zhǔn)確性,同時(shí)也可以為后續(xù)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。
3)通信模塊。通常情況下,通信模塊大多設(shè)置在采集器和服務(wù)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(wù)器數(shù)據(jù)之間進(jìn)行交換,并由服務(wù)器對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的加工與分析,并在后臺(tái)儲(chǔ)存。與此同時(shí),通信模塊還具有較強(qiáng)的靈活性,進(jìn)而可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際需求對(duì)其應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行選擇。
4)接電。具體的供電形式可以根據(jù)建筑工程的實(shí)際需求而定,同時(shí)相關(guān)人員需要更多地考慮供電的穩(wěn)定性與安全性。在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中,相關(guān)人員應(yīng)注重對(duì)電纜的保護(hù),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(shí)候,應(yīng)將其充分固定在水泥壁上,同時(shí)更多考慮到環(huán)境溫度、濕度等因素對(duì)于電纜運(yùn)行狀態(tài)的影響,從而最大限度地避免電纜進(jìn)水、折彎、堵塞等情況的出現(xiàn),提升其運(yùn)行狀態(tài)與穩(wěn)定性。另外,也可以根據(jù)實(shí)際情況使用太陽(yáng)能供電等,在這樣的形式下,有助于更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑排水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),促進(jìn)整體運(yùn)行質(zhì)量的提升。
綜上所述,建筑工程項(xiàng)目已經(jīng)成為城市化建設(shè)過(guò)程中十分重要的組成部分,而其中的給排水設(shè)計(jì)問(wèn)題也得到了更多的關(guān)注。在實(shí)際進(jìn)行建筑給排水工程的時(shí)候,應(yīng)做到大力應(yīng)用智能化技術(shù),進(jìn)而有效構(gòu)建相應(yīng)的供水系統(tǒng),既實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的合理保護(hù),又更好地滿足建筑工程的供水需求?,F(xiàn)階段,智能化技術(shù)在給排水建設(shè)當(dāng)中具備了更加多元化的應(yīng)用形式,進(jìn)而為建筑工程項(xiàng)目的穩(wěn)定推進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。