建筑施工移動式智能空氣降塵裝置的研發(fā)

項建明

(浙江恒力建設(shè)有限公司,浙江 海寧 314400)

1 問題的提出

建筑工地是城市產(chǎn)生揚塵的高發(fā)場所。建筑施工揚塵是PM2.5污染的主要成因之一,對環(huán)境品質(zhì)和人體健康造成不利影響。在倡導生態(tài)文明、綠色施工的大背景下,如何對施工過程中產(chǎn)生的揚塵進行有效的處理已成為亟待解決的問題。近年來,國內(nèi)外眾多學者和廣大工程實踐者開展了施工現(xiàn)場揚塵防治技術(shù)的研究,研究主要分布在清潔施工的源頭控制技術(shù)、過程控制技術(shù)和監(jiān)控反饋技術(shù)3個不同層面[1]。其中過程控制技術(shù)是時下研究的熱點,側(cè)重于研究建立施工生產(chǎn)體外的現(xiàn)場智能化微氣候自調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。

經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),建筑施工揚塵主要來源于渣土的挖掘與清運、回填土、裸露的料堆、拆遷施工中由上而下拋撒垃圾、堆存的建筑垃圾、渣土清運和現(xiàn)場攪拌混凝土等方面。當前建筑施工現(xiàn)場一般采用噴淋系統(tǒng)、車載灑水車和人力灑水車三種技術(shù)進行揚塵過程控制[2-4]。噴淋系統(tǒng)覆蓋范圍最廣,但需事先完成管網(wǎng)設(shè)計和噴淋頭布置,前期設(shè)計繁瑣、成本較高、機動性較差；車載灑水車能處理施工現(xiàn)場道路揚塵,但由于體型過大,建筑工地地形復雜,工地疑難部位無法顧及,且機械臺班費用高；傳統(tǒng)的人力灑水車雖成本較低,但是需要專人手動操作,智能化程度不足,并且灑水不均勻,降塵效果較差。因而,有必要研發(fā)一種新型的移動式智能空氣降塵裝置,確保進入建筑工地復雜地形和疑難部位進行有效降塵處理,提高建筑工地揚塵治理的覆蓋率。

2 移動式智能空氣降塵裝置的構(gòu)造及特征

2.1 空氣降塵裝置的基本構(gòu)造

該裝置平臺底部設(shè)置有剎車輪,平臺一側(cè)設(shè)置有推手,所述平臺表面設(shè)置有水箱和噴灑裝置。結(jié)構(gòu)圖見圖1。水箱和噴灑裝置之間通過水管連通,水管上設(shè)置有電磁閥,電磁閥固定在水箱和噴灑裝置之間的平臺上。所述水箱內(nèi)還設(shè)置有液位感應器,水箱上設(shè)置有粉塵監(jiān)測儀及警示燈的監(jiān)測裝置,推手上固定有電器控制箱。電器控制箱分別通過連接線與液位感應器、監(jiān)測裝置和電磁閥相連接。粉塵檢測儀可以智能識別揚塵濃度,根據(jù)需要選擇報警和噴灑降塵處理。電器控制箱中預設(shè)了Wi-Fi及藍牙模塊,可進一步實現(xiàn)遠程遙控功能。

圖1 建筑施工移動式智能空氣降塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 空氣降塵裝置的主要特點

該空氣降塵裝置是在充分考慮建筑工地揚塵治理內(nèi)部訴求的基礎(chǔ)上設(shè)計研發(fā)而成,兼具智能性、靈活性和實效性于一體,能夠有效解決當前揚塵治理中疑難死角的功能缺位問題。

1) 智能性。智能性主要體現(xiàn)在揚塵監(jiān)測噴灑和遠程控制兩個方面。粉塵檢測儀可以智能監(jiān)測和識別揚塵濃度,當揚塵濃度達到設(shè)定值時可自動報警并實現(xiàn)自動噴灑,也可根據(jù)需要選擇手動操作。電器控制箱模塊中安置有Wi-Fi及藍牙模塊,可采用無線信號遠程控制裝置的工作,又可將降塵治霾的運行過程及效果通過數(shù)據(jù)傳輸儀保存和傳輸至其他平臺,實現(xiàn)對施工現(xiàn)場環(huán)境的互聯(lián)網(wǎng)管理。

2) 靈活性。靈活性主要由裝置的基本構(gòu)造所決定。該裝置設(shè)計合理,結(jié)構(gòu)簡單,便于安裝制作,輪滑和手推裝置能保證設(shè)備進入建筑工地復雜地形和疑難部位進行降塵處理,減少了人力輸出,促進了施工現(xiàn)場揚塵治理的全覆蓋。

3) 實效性。實效性主要體現(xiàn)在裝置的降塵反應快、效果好。通過形成以物聯(lián)網(wǎng)為主要技術(shù)支撐的空氣監(jiān)控與預警系統(tǒng),實現(xiàn)低排放的過程監(jiān)控和反饋,進而通過監(jiān)測數(shù)據(jù),第一時間感知粉塵濃度并即時實現(xiàn)噴灑作業(yè),抑制粉塵污染,同時兼具節(jié)能環(huán)保、降溫和加濕等多種功能。

3 空氣降塵裝置的工作原理

裝置的核心部位在電器控制箱,其內(nèi)設(shè)有UPS數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸儀和不間斷電源。該裝置的方框示意圖見圖2。通過粉塵監(jiān)測儀監(jiān)測粉塵的分布程度,其數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸儀傳輸給UPS數(shù)據(jù)處理中心進行分析處理,一旦粉塵濃度超標,UPS數(shù)據(jù)處理中心會發(fā)出指令,啟動監(jiān)測裝置中警示燈報警。同時,通過電器控制箱開啟電磁閥驅(qū)動高壓噴頭進行噴灑,迫使粉塵與水形成混合體,沉降到地面,實現(xiàn)有效的降塵治霾。數(shù)據(jù)傳輸儀接收水箱中液位傳感器發(fā)送過來的水位信息,然后發(fā)送給UPS數(shù)據(jù)處理中心。當水位信息低于設(shè)定值時,UPS數(shù)據(jù)處理中心通過數(shù)據(jù)傳輸儀關(guān)閉電磁閥,停止噴灑工作,此時就要往水箱中加水。另外,經(jīng)UPS數(shù)據(jù)處理中心處理的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可輸送至數(shù)據(jù)傳輸儀保存待用,必要時可進一步采用無線信號遠程控制本裝置的工作,也可將降塵治霾的運行過程及效果通過數(shù)據(jù)傳輸儀傳輸至其他平臺,實現(xiàn)對施工現(xiàn)場環(huán)境的互聯(lián)網(wǎng)管理。

圖2 建筑施工移動式智能空氣降塵裝置運行的方框示意圖

4 空氣降塵裝置的應用效果

該裝置是基于建筑施工企業(yè)現(xiàn)場揚塵治理的現(xiàn)實需求,與高校開展合作并共同設(shè)計研發(fā)。目前已完成產(chǎn)品設(shè)計,成功申報獲得專利授權(quán)。委托杭州某設(shè)備檢測公司對樣機進行性能鑒定,鑒定結(jié)果認為：本裝置結(jié)構(gòu)合理,性能穩(wěn)定,可實現(xiàn)豎向多層次噴淋和轉(zhuǎn)動噴淋,降塵效果好,投入使用后能取得良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益,建議盡快完善后在建筑工地推廣應用。針對試運行過程和設(shè)備檢測公司反饋的問題,當前正對該裝置優(yōu)化設(shè)計、升級改造,旨在實現(xiàn)各組成部件型號規(guī)格的定型化、定量化生產(chǎn)。

5 結(jié) 語

建筑工地揚塵治理一直是廣大工程實踐者關(guān)注的話題。研發(fā)一種集智能性、靈活性和實效性為一體的空氣降塵裝置是建筑施工企業(yè)的普遍訴求。本裝置的樣機經(jīng)過多次測試和試運行,性能已趨穩(wěn)定,但部分遠程控制功能尚需進一步研究完善。今后，本裝置將逐步完成全部功能的研發(fā),實現(xiàn)標準化生產(chǎn),為建筑工地的揚塵治理發(fā)揮應有的作用。