樓宇給排水系統(tǒng)智能化探討

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　按照GB∕T50314-2000《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中關(guān)于給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素規(guī)定為“對給排水系統(tǒng)的給水設(shè)備、飲水設(shè)備及污水處理設(shè)備等運(yùn)行工況的監(jiān)視、控制、測量、記錄。”甲級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“給水系統(tǒng)-水泵運(yùn)行狀態(tài)顯示、水流狀態(tài)顯示、水泵啟?？刂?、水泵過載報(bào)警、水箱高底水位顯示及報(bào)警；排水及污水處理系統(tǒng)-水泵運(yùn)行狀態(tài)顯示、水泵啟停控制、污水處理池高低液位顯示及報(bào)警、水泵過載報(bào)警、污水處理系統(tǒng)留有通信接口等。“在以上的規(guī)定中主要強(qiáng)調(diào)了對設(shè)備本體的監(jiān)控，而對監(jiān)控對象的有效控制沒有提出實(shí)際的要求，特別是有關(guān)防水安全問題沒有明確的內(nèi)容。在實(shí)際當(dāng)中水池的溢流、建筑污水井污水排放不出等問題都是經(jīng)常出現(xiàn)并難處理的問題。因此及早發(fā)現(xiàn)問題、有效地對控制對象的監(jiān)控應(yīng)該是智能系統(tǒng)的重要內(nèi)容之一。

　　1、非正常情況快速報(bào)警

　　非正常情況是指流入污水井中流量過大或超過正常排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)及早報(bào)警采取措施。出現(xiàn)這種情況的原因主要有進(jìn)水閥、消防水閥損壞；水管爆裂；大量雨水滲漏等。這種情況如不及時(shí)采取措施后果是十分嚴(yán)重的，而及早發(fā)現(xiàn)并處理可減少損失。

　　判斷方法可采用判斷流量的方法來確定，可利用樓控系統(tǒng)中水位檢測點(diǎn)來確定，不增加設(shè)備，經(jīng)濟(jì)性較好。一般樓控系統(tǒng)中，均設(shè)置4個(gè)水位點(diǎn)：低水位、高水位、超高水位、中間水位。判定低水位和中間水位的積水時(shí)間就可判斷出流量大小是否屬正常情況。中低水位之間的正常排放時(shí)間可近似為：Tp=Kt*V/（Qη）（V：中低水位間的體積、Q：水泵流量、η：水泵效率、Kt：調(diào)整系數(shù)-這里取1）。檢測時(shí)間設(shè)定為Tj（Tj：中低水位之間的積水排放檢測時(shí)間）。如果Tj≤Tp則說明流量過大無法排放，可判定屬非正常情況，但這種情況的出現(xiàn)是非常少的，為保證此方法的實(shí)用性，我們可以從管理的角度出發(fā)認(rèn)為：滲漏進(jìn)水是正常情況；大量流入就是非正常情況。那么可設(shè)定檢測報(bào)警時(shí)間為Tb=（3-5）Tp，并且考慮到管理的時(shí)效性Tb≤15分鐘（可根據(jù)實(shí)際調(diào)整）。下面以較常用的實(shí)例加以說明，例潛水泵型號(hào)WQG40-15-4（廣州第一水泵廠）、η=53%、Kt=1、排污井有效體積2m3，那么Tp=Kt*V/（Qη）=1x0.5x2/40x0.53=0.047小時(shí)=2.83（分鐘），Tb=（3-5）Tp≈10分鐘，即中低水位之間10分鐘未排完即報(bào)警。以上可以看出結(jié)果具有實(shí)用性，通過此種做法可提高項(xiàng)目的智能化標(biāo)準(zhǔn)及管理水平。

　　2、污水井正常水位定時(shí)排放

　　潛水泵的啟?？刂埔话愕脑O(shè)計(jì)要求是高水位起泵、低水位停泵，污水在正常水位是不自動(dòng)排放的，這樣就會(huì)造成電梯井道、泵房等場所長期潮濕，危害電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，給管理上帶來不便，另外也占用了一定的存水空間，采取定時(shí)排放的方法就可以解決這個(gè)問題，時(shí)間間隔可這樣確定：Ts（定時(shí)起動(dòng)時(shí)間）大于水泵排水時(shí)間又不要起動(dòng)太頻繁，取Ts=（3-5）Tp比較合適（Tp為高低水位之間的排放時(shí)間）。仍以上面實(shí)例說明，潛水泵型號(hào)WQG40-15-4（廣州第一水泵廠）、η=53%、Kt=1、排污井有效體積2m3，那么Tp=Kt*V/（Qη）=1x2/（40x0.53）=0.094小時(shí)=5.66（分鐘），Ts=（3-5）Tp≈25分鐘。定時(shí)起動(dòng)時(shí)間Ts可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。這可給管理上帶來方便，免除人工操作的麻煩。

　　3、非常情況起動(dòng)雙泵

　　非常情況是指在流入污水井中的流量超過單泵排放流量的情況，在此情況下，雙泵起動(dòng)會(huì)起到很好的效果，由于潛水泵的設(shè)計(jì)是普通情況的闈水排放，一般設(shè)計(jì)排量10L/S左右，因此在非常情況下不一定能起到完全的作用，但是如果能雙歷史意義同時(shí)使用，那么流量加大一倍一定會(huì)起到積極的作用，也會(huì)爭取到時(shí)間，減少損失，如在火警時(shí)，消防電梯底坑積水不及時(shí)排放，會(huì)危及消防人員的生命安全，在水泵房切斷裝置失靈的情況下，也可作為后備保護(hù)及報(bào)警裝置。當(dāng)然，解決非常情況的關(guān)鍵是切斷水源，并非排放，要采取綜合治理措施（如下面第4點(diǎn)），但如果在可靠性、經(jīng)濟(jì)性上能滿足要求，此方案就會(huì)有很好的實(shí)用性。

　　1.可靠性

　　由于仍然是兩臺(tái)泵，只不過是同時(shí)使用而已，屬于互為備用的情況，并且出水管是開口設(shè)計(jì)，壓力不變，只是出水管流量加大一倍，相互之間并不影響，因此，運(yùn)行的可靠性不受影響，特別是已經(jīng)出現(xiàn)了非常情況，一臺(tái)泵運(yùn)行已沒有意義，就是要采取非常的措施。

　　2.經(jīng)濟(jì)性

　　采取雙泵起動(dòng)的措施，如需增加很多投資，那就沒有實(shí)際意義。不如加大原系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而正是有良好的經(jīng)濟(jì)性，才會(huì)有此方案。我們知道一般樓宇的污水泵設(shè)計(jì)，揚(yáng)程在22m左右、流量約40m³∕h、相應(yīng)配電機(jī)功率不超過5.5kW，例如WQG40-15-4型水泵（廣州第一水泵廠）。電機(jī)功率為4kW，而配電電纜的最小截面是4mm²，4kW配電保護(hù)設(shè)備選擇數(shù)據(jù)為-熱元件額定電流11A、斷路器脫扣器電流為10A（參見建筑電氣安裝工程圖集，JD50-402）。那么兩臺(tái)水泵配電主開關(guān)脫扣器電流20A、主電纜4mm²就可以滿足要求，因此在一般情況下，不需要較大的變動(dòng)，只需將主開關(guān)脫扣器增大就可以了，而此種情況并不增加投資（在同一等級(jí)）。另外，由于潛水泵電機(jī)容量較小，對總用電負(fù)荷不會(huì)起較大的影響，并且不會(huì)同時(shí)起動(dòng)，幾乎可以不用考慮對用電負(fù)荷的影響，因此在經(jīng)濟(jì)上可行，具有實(shí)用價(jià)值。

　　4、進(jìn)水管加切斷裝置及水位監(jiān)視

　　目前在進(jìn)水管加電動(dòng)閥切段裝置，已被廣泛采用。由于經(jīng)常發(fā)生泵房被淹的事故，所以在些建設(shè)方不管圖紙上有沒有設(shè)計(jì)，都在進(jìn)水管加上電動(dòng)閥以保證安全，但目前做法大多采用獨(dú)立式的做法，即安置一套裝置在現(xiàn)場，超水位報(bào)警信號(hào)就近安裝或引至控制室，此做法智能化程度不高，納入到樓控系統(tǒng)中是必然的，這樣可以提高系統(tǒng)集成化程度及管理水平，另外由于給水池的重要性，建議裝置在現(xiàn)場，超水位報(bào)警信號(hào)就近安裝或引至控制室，此做法智能化程度不高，納入到樓控系統(tǒng)中是必然的，這樣可以提高系統(tǒng)集成化程度及管理水平，另外由于給水池的重要性，建議有條件可做成水位模擬顯示畫面，如從經(jīng)濟(jì)上考慮也可增加幾個(gè)水位監(jiān)測點(diǎn)，即由幾個(gè)數(shù)字量實(shí)現(xiàn)模擬效果，此方法也可以應(yīng)用到膨脹水箱等需要水位監(jiān)測的場合，以上供水泵房部分在設(shè)計(jì)中控制點(diǎn)的設(shè)置可參考表1進(jìn)行選擇。

　　綜上所述，在樓宇給排水系統(tǒng)中，采用以上幾種方法可以提高樓宇給排水系統(tǒng)的智能化程度，可預(yù)防水淹事故的發(fā)生及提高樓宇的管理水平，也是對樓宇智能化系統(tǒng)的補(bǔ)充及完善。通過以上分析也可發(fā)現(xiàn)以上幾種做法的采用，基本上應(yīng)用了原有的設(shè)備材料，增加的設(shè)備很少、經(jīng)濟(jì)性好，具有非常好的實(shí)用性，因此可在樓宇的智能化建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。