綠色施工智能噴霧降塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

欒海瑩

摘要：工地?fù)P塵是綠色施工亟待解決的問題之一，針對(duì)目前施工現(xiàn)場(chǎng)降塵措施的低效現(xiàn)象，本文設(shè)計(jì)了一套新型的自動(dòng)化噴霧降塵措施綜合利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用空氣顆粒揚(yáng)塵PM2.5監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)在線采集施工現(xiàn)場(chǎng)的PM2.5濃度，通過智能運(yùn)算，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過預(yù)先設(shè)定的濃度上限值時(shí)，噴霧降塵系統(tǒng)立即自動(dòng)開啟，實(shí)現(xiàn)降塵的目的。將該綠色施工智能噴霧降塵系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)實(shí)際工程，并對(duì)其噴淋系統(tǒng)的布置方案、自動(dòng)開啟方案，分階段、分系統(tǒng)進(jìn)行了分析。

Abstract： Dust at the construction site is one of the urgent problems in Green Construction. In response to the inefficiency of current dust reduction measures at the construction site， this paper proposes a new comprehensive utilization system of automatic spray for dust control. The system collects the value of PM2.5 by monitor in real time on the construction site. Based on intelligent calculation， the spraying dust-settling system will automatically turn on immediately to achieve the goal of dust reduction when the monitoring data exceeds the preset upper limit. The Green construction intelligent spray dust reduction system was applied to an actual project， and the spray system layout scheme and automatic opening scheme were analyzed in stages and subsystems.

關(guān)鍵詞：噴霧降塵;綠色施工;智能控制

Key words： spray dust-settling;green construction;intelligent control

0? 引言

建筑施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的揚(yáng)塵是導(dǎo)致建筑工人罹患職業(yè)病和城市空氣污染的重要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)研究，我國(guó)城市空氣污染和施工現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵排放有密切的關(guān)系，施工揚(yáng)塵是導(dǎo)致城市霧霾的重要原因之一，在城市揚(yáng)塵貢獻(xiàn)率方面建筑業(yè)揚(yáng)塵的貢獻(xiàn)率達(dá)到32%[1]。因此，施工現(xiàn)場(chǎng)的降塵治理問題亟待解決。

目前工地上常用的降塵方法主要有道路硬化、灑水車灑水、密目網(wǎng)遮蓋等，灑水車灑水不但費(fèi)水費(fèi)人力，效果也較差，降塵范圍有限;大部分標(biāo)準(zhǔn)工地上設(shè)置了噴淋系統(tǒng)進(jìn)行降塵，但是較多的是采用人工手動(dòng)開啟控制，雖然有些工地也實(shí)行了揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的智能控制，但智能程度不高，并沒有推廣普及。

1? 噴淋系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)

本文以某獨(dú)棟住宅建筑為研究對(duì)象，進(jìn)行綠色施工智能噴霧降塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該工程位于四川省成都市，占地面積約為3529.8m2，基坑占地面積約為1500m2，共9層，建筑總高度為27m，計(jì)劃總工期為273工日。

1.1 基坑噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基坑噴淋系統(tǒng)用于降低土方開挖時(shí)的揚(yáng)塵控制，設(shè)置在距基坑邊緣0.5m處的位置，噴淋頭的高度為2m，噴淋頭之間的間距為3m，其具體布置情況如圖1所示。

該系統(tǒng)由9.52mm的PE管，以及孔徑0.2mm、噴霧量為49-89cc/min的高壓霧化噴頭構(gòu)成，用型號(hào)為立式管道泵ISG65-100的水泵進(jìn)行加壓。該系統(tǒng)由市政給水管網(wǎng)和1號(hào)雨水池供水兩種方式，優(yōu)先選用雨水供水，當(dāng)1號(hào)雨水池蓄水不足以供給時(shí)，采用市政給水管網(wǎng)供水。

當(dāng)基坑的揚(yáng)塵濃度過大時(shí)，基坑周圍的傳感器接收到信號(hào)，通過GPRS無(wú)線傳輸向控制室發(fā)出信號(hào)，由控制室發(fā)出指令，開啟基坑周圍的噴淋系統(tǒng)。

1.2 塔吊噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

塔吊噴淋系統(tǒng)是借助塔吊可調(diào)節(jié)高度、覆蓋范圍廣、可自由旋轉(zhuǎn)、噴灑高度高的特點(diǎn)，吸附空氣中彌漫的揚(yáng)塵顆粒，濕潤(rùn)地面防止揚(yáng)塵再度飄到空中，從而更進(jìn)一步的達(dá)到降塵目的，一般應(yīng)用于主體階段和結(jié)構(gòu)裝修階段。該系統(tǒng)中，塔吊位于基坑北面中間的位置，其具體布置情況如圖2所示。

該系統(tǒng)由材質(zhì)為PPR的供水管，熱熔連接、360°旋轉(zhuǎn)接頭、型號(hào)為YWYT-BB-1/4-6.5-PP的噴淋頭構(gòu)成[2]，用型號(hào)為立式管道泵ISG65-100的水泵進(jìn)行加壓，其供水情況與基坑噴淋系統(tǒng)一致。

塔吊噴淋系統(tǒng)的噴淋示意圖如圖3所示，蓄水池的水先經(jīng)過高壓水泵加壓后沿塔身上的水管立桿到塔吊懸臂上的橫管中，輸送到噴淋頭進(jìn)行噴淋，水管立管與橫管之間通過360°旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)行連接，以適應(yīng)塔吊懸臂旋轉(zhuǎn)時(shí)立管與橫管之間的位移變化。該系統(tǒng)工作時(shí)，可覆蓋工地基坑周圍約1923.25m2的范圍。

1.3 場(chǎng)地圍墻噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

場(chǎng)地圍墻噴淋系統(tǒng)是盡量減少工地內(nèi)的揚(yáng)塵擴(kuò)散到外面，以免污染城市環(huán)境，影響居民生活。該系統(tǒng)架設(shè)在場(chǎng)地外圍的圍墻上，圍墻的高度為2.5m，噴淋頭之間的間距為3米。其具體布置情況如圖2所示。

該系統(tǒng)由φ9.52mm的PE管，以及孔徑0.2mm、噴霧量為49-89cc/min的高壓霧化噴頭構(gòu)成，用型號(hào)為立式管道泵ISG65-100的水泵進(jìn)行加壓，由市政給水管網(wǎng)和2號(hào)雨水池供水噴淋，優(yōu)先選用雨水供水噴淋。

當(dāng)有運(yùn)輸車輛經(jīng)過時(shí)，會(huì)引起道路上的揚(yáng)塵濃度增加，這時(shí)位于道路旁邊的傳感器接收到信號(hào)，并向控制室發(fā)出控制信號(hào)，由控制室控制道路旁邊的噴淋系統(tǒng)開啟，降低揚(yáng)塵濃度。

1.4 腳手架噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

腳手架噴淋系統(tǒng)是指主體階段在建筑物外面搭設(shè)的腳手架上，架設(shè)噴淋頭，噴淋頭每隔3m布置一個(gè)。一方面可進(jìn)行霧化噴淋，降低主體階段建設(shè)中造成的高空揚(yáng)塵;另一方面可用于消防噴淋。

該系統(tǒng)由材質(zhì)為PPR的供水管熱熔連接、型號(hào)為YWYT-BB-1/4-6.5-PP的噴頭構(gòu)成，用型號(hào)為立式管道泵ISG65-100的水泵進(jìn)行加壓，其供水情況與基坑噴淋系統(tǒng)一致。噴淋頭每隔四層布置一道，其示意圖如圖4所示。

當(dāng)主體建筑周圍的揚(yáng)塵濃度過大時(shí)，由傳感器接收信號(hào)發(fā)給控制室，控制室發(fā)出控制信號(hào)，控制腳手架噴淋系統(tǒng)開啟，進(jìn)行降塵。

1.5 雨水回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程雨水通過溝渠收集，沿工地圍墻布置一周，并接入沉淀池內(nèi)，雨水溝內(nèi)的坡度為3%，使50%的雨水流到1號(hào)沉淀池和雨水池，50%的雨水流到2號(hào)沉淀池和雨水池。其具體布置情況如圖2所示。溝渠尺寸為200×500mm，形式為明箱排水溝。其構(gòu)造如圖5所示。1號(hào)雨水池用于基礎(chǔ)階段的基坑周圍噴淋系統(tǒng)和入口的洗車槽用水以及主體階段時(shí)塔吊噴淋系統(tǒng)和腳手架噴淋系統(tǒng)用水，2號(hào)雨水池用于場(chǎng)地外圍噴淋系統(tǒng)用水以及出口的洗車槽用水。

由于本工程搭建于成都，根據(jù)成都自1971-2000年的降水量統(tǒng)計(jì)，成都的月平均降水量如表1所示。

1.6 除塵霧炮機(jī)布置設(shè)計(jì)

施工現(xiàn)場(chǎng)某地方揚(yáng)塵濃度較高，或者采用基坑噴淋系統(tǒng)、腳手架噴淋系統(tǒng)以及塔吊噴淋系統(tǒng)進(jìn)行噴淋仍達(dá)不到理想的效果時(shí)可采用除塵霧炮機(jī)。霧炮機(jī)可噴出霧化液滴，增加空氣濕度，與揚(yáng)塵結(jié)合然后落到地面。通常放置在施工現(xiàn)場(chǎng)的出入口、攪拌區(qū)域以及材料加工區(qū)域或者道路兩旁。本工程中，將除塵霧炮機(jī)設(shè)置在基坑的西北角以及東南角，可通過手動(dòng)或者一體式按鈕遙控控制開啟。除塵霧炮機(jī)的底部放置有水桶，其水源可由市政管網(wǎng)提供。

2? 自動(dòng)噴淋運(yùn)行方式

2.1 工作原理

自動(dòng)噴淋系統(tǒng)由傳感器、GPRS無(wú)線傳輸模塊、控制中心程序等部分組成，其原理為傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其范圍內(nèi)的PM2.5濃度值，并將數(shù)值傳到電腦中的軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，當(dāng)PM2.5的濃度高于上限值時(shí)，軟件會(huì)進(jìn)行程序運(yùn)算，控制相應(yīng)系統(tǒng)的給水水管上的電磁閥開啟進(jìn)行供水。當(dāng)傳感器連續(xù)5分鐘監(jiān)測(cè)到PM2.5的濃度值已經(jīng)恢復(fù)到正常水平之后，便由控制電腦向電磁閥發(fā)出指令，控制噴淋系統(tǒng)關(guān)閉。其具體流程如圖6所示。

2.2 噴淋系統(tǒng)開啟方案

本平臺(tái)中，布置有三個(gè)傳感器，分別布置在工地入口和基坑的右上角以及圍墻的西面。傳感器用數(shù)字1、2、3來(lái)表示;場(chǎng)地圍墻噴淋系統(tǒng)分為兩段，分別是A段和B段;基礎(chǔ)階段的基坑噴淋系統(tǒng)和主體階段的腳手架噴淋系統(tǒng)均為C段;塔吊噴淋系統(tǒng)為D段;霧炮分別為E段和F段。其示意圖如圖7所示。

當(dāng)傳感器檢測(cè)到的PM2.5濃度超過上限值時(shí)，對(duì)應(yīng)開啟的路線如表2所示。

3? 結(jié)語(yǔ)

本文以一個(gè)實(shí)際工程為對(duì)象，對(duì)其自動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。自動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)可以根據(jù)檢測(cè)到的PM2.5濃度智能運(yùn)行，既可以節(jié)省人力，又可以節(jié)約用水。本系統(tǒng)一方面避免了人工清掃降塵和灑水車灑水產(chǎn)生的人工費(fèi)用;另一方面，利用雨水回收系統(tǒng)可加強(qiáng)對(duì)水資源的循環(huán)利用能力，保護(hù)了水資源。該系統(tǒng)對(duì)降低施工現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵有明顯的效果，符合綠色施工的要求，對(duì)于推進(jìn)建筑施工的文明化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)智慧城市具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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