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摘要：本文分析智能化控制技术的基本特点及发展现状，重点探讨其在水泵变频控制、管网监测与漏水检测、给排水综合调度等方面的应用，并针对设备协议不统一、数据质量不足、系统可靠性及网络安全风险提出改进方向。研究表明，构建分层控制架构、完善数据标准和安全联锁机制，可有效提升建筑给排水系统的运行效率、节水水平及风险防控能力。

关键词：智能化控制；建筑给排水；变频调速；智慧运维

引言

随着建筑规模扩大及设备数量增加，给排水系统呈现管网结构复杂、负荷变化明显和运维要求提高等特征。传统启停控制难以根据实时流量、压力和液位变化及时调整设备运行状态，容易造成水泵频繁启停、供水压力波动及能源浪费。智能化控制技术能够依托传感器、控制器和管理平台形成闭环调节，并通过设备联动、异常报警和运行数据分析提高管理精度。

1智能化控制技术的发展历程与现状

建筑给排水控制技术经历了人工操作、继电器逻辑控制、可编程控制器控制以及网络化智能控制等阶段[1]。早期系统主要依据水箱液位或管网压力进行水泵启停，控制变量较少，难以适应建筑用水负荷的动态变化。随着PLC、变频器、智能仪表和建筑设备管理系统的发展，给排水设备逐步形成现场控制、集中监视和远程运维相结合的技术架构。目前，智能控制已由单一恒压供水扩展至水量计量、水质监测、漏损诊断、设备健康评估和能效优化等领域。《建筑给水排水与节水通用规范》GB 55020—2021要求建筑给水排水与节水设施保障安全、卫生和节水性能；《建筑电气与智能化通用规范》GB 55024—2022则对建筑智能化系统的功能、可靠性与全过程建设提出强制性要求，为智能给排水系统的设计和运行提供了规范依据。

2 智能化控制技术在建筑给排水系统中的应用

2.1 智能水泵控制与调节

智能水泵控制应根据管网压力、瞬时流量、水箱液位和用水规律构建闭环调节模型。生活给水系统可采用压力传感器与变频器联动，通过PID算法调整水泵转速，使末端供水压力保持在设定区间，并根据负荷变化自动完成水泵投入、退出与轮换运行。多泵并联系统应综合考虑单泵高效运行区、设备累计运行时间和备用容量，避免长期低负荷运行及频繁启停。排水系统则可依据集水坑液位设置启泵、停泵和超高液位报警逻辑，并配置主备泵故障切换功能。

2.2 智能管网监控与漏水检测

智能管网监控应在建筑引入管、分区供水干管、重点用水单元及易发生渗漏的位置合理布置流量、压力和积水检测装置，形成分级计量与运行状态感知网络。系统可通过比较总表与分表水量、分析夜间最小流量以及识别压力异常波动，发现持续性漏水、阀门失效或管道破损等问题[2]。对于地下设备用房、管井和重要机房，可设置漏水感应绳或点式探测器，并与电动阀、排水泵及报警平台联动，在发生积水时及时关闭相关水源或启动排水设备。

2.3 智能化给水与排水调度系统

智能化给排水调度系统应将给水泵组、水池水箱、排水泵站、阀门、计量仪表及水质监测设备纳入统一管理平台，实现设备运行状态、能耗指标和报警信息的集中展示。给水调度可根据分时用水需求、水箱有效水位和供水压力预测结果，提前调整泵组运行组合，避免高峰时段压力不足或低峰时段能耗浪费。排水调度则应结合降雨信息、集水设施液位和排水设备能力，动态安排泵组启停，并对超高液位、设备故障及倒灌风险进行分级报警。在医院、数据中心及大型公共建筑中，还应设置关键设备优先级和应急运行模式，确保供电异常或局部故障条件下基本给排水功能不间断[3]。

3 智能化控制技术在建筑给排水系统中的挑战与前景

3.1 多源设备兼容与数据质量控制

建筑给排水系统通常包含不同品牌、不同投运年代的水泵、仪表、控制器及通信设备，各设备在数据格式、通信协议和控制接口方面存在差异，容易形成信息孤岛。部分改造项目仅增加远程显示功能，未统一设备编码、测点定义及报警等级，导致数据难以用于综合调度与决策。对此，应在设计阶段明确系统通信架构、接口协议、采样周期和时间同步要求，统一压力、流量、液位及能耗数据的量纲和命名规则。对老旧设备可采用边缘网关进行协议转换，但关键启停与安全联锁仍应由现场控制器独立完成。系统运行后还应建立传感器校准、异常值识别、数据缺失补偿和测点质量评价机制，防止漂移、延迟或错误数据进入控制模型。

3.2 系统可靠性与网络安全保障

智能化程度提升后，建筑给排水系统对网络通信、软件平台和数据服务的依赖不断增强，控制失效、网络中断及非法访问可能直接影响供水和排水安全。因此，系统设计应坚持控制安全优先原则，将水泵保护、液位联锁和超压保护等关键功能设置在现场控制层，不应完全依赖云平台或上位机。网络架构应按照管理网与控制网分区、关键设备最小权限访问及远程操作身份认证等原则进行配置，并建立操作日志、参数修改记录和异常访问报警机制。

3.3 预测控制与数字化运维发展前景

建筑给排水智能控制将由固定阈值控制逐步转向模型预测、故障诊断和全寿命周期管理。通过积累压力、流量、水位、振动、温度及电能消耗等运行数据，可建立水泵效率衰减、轴承异常和管网漏损的识别模型，实现由故障后维修向状态检修转变。结合建筑使用功能、天气变化和历史用水曲线，模型预测控制可提前计算负荷需求，并在满足压力、储水量和排水能力约束的条件下优化泵组组合。数字孪生技术还可将管网拓扑、设备参数与实时数据关联，用于验证控制策略、模拟故障影响及评估节能效果。然而，智能算法的应用应以可解释性、数据可靠性和人工复核机制为前提，不宜替代必要的安全联锁。未来发展重点将集中于设备模型标准化、边缘智能、跨专业联动和运维决策支持，从而提升建筑水系统的安全韧性与资源利用效率。

4 结语

智能化控制技术改变了建筑给排水系统依靠人工巡检和固定逻辑运行的传统模式，工程实施中应加强设备接口、传感器精度、控制逻辑和异常工况的全过程验证，并建立持续维护和数据治理机制。随着数字孪生、边缘计算和预测控制技术逐步成熟，建筑给排水系统将进一步向主动感知、自主优化和预防性运维方向发展，为绿色建筑和智慧建筑建设提供稳定的技术支撑。

参考文献

[1]王锋,张立文.智能化控制技术在建筑给排水系统中的应用研究[J].产城,2026(6):172-174.

[2]李丽.绿色建筑给排水系统中智能化控制技术应用研究[J].佛山陶瓷,2025,35(8):95-97.

[3]唐仁刚.建筑给排水设备智能化控制与监测技术研究[J].中国设备工程,2024(7):28-30.

林悦海

广东省冶金建筑设计研究院有限公司