建筑施工中粉塵擴散及安全距離研究

建筑行業的興起要歸功于城市化的大力推進，而城市化建設離不開建筑業的發展，二者相依相存。在城市建筑的施工中，不但會生成有機物、噪音這種我們聞得到、聽得見的環境污染，也會產生一些我們看不見、聽不到的環境污染，它對人帶來的危害不亞于其他污染，這就是粉塵。

1 粉塵

1.1 粉塵的基本特性

在大氣中，存在一些大于分子的顆粒物。這些顆粒物可以凝結在空氣中固體和液體的懸浮體系上，例如水滴或者冰晶。在凝結和吸附在這些懸浮體系時，它們就會從氣體的介質中分離出來，呈現一種堆積狀態。這種呈現堆積狀態的顆粒物就叫做粉體，俗稱粉塵。粉塵可以分為可見粉塵、顯微鏡粉塵和超顯微鏡粉塵，它是根據粉塵粒子的大小和光學特性所劃分的。可見粉塵的粒徑大于10微米，而超顯微鏡粉塵的粒徑卻小于0.25微米，差距非常之大。粉塵也可以通過其成分進行分類，一般有煤塵、石棉塵、巖塵、煙塵、水泥塵和動植物粉塵等等;粉塵存在有毒、無毒和放射性粉塵;如果按照爆炸性質劃分，粉塵中有易燃易爆粉塵和不可燃不可爆粉塵。

1.2 粉塵的物理特性

(1)粉塵可以粘附在任何器壁的表面，它們也可以相互附著，形成大顆粒粉塵。壁面的粗糙程度和氣流運動速度可以決定粉塵的吸附性。如果器壁的表面粗糙、具有很高的濕潤性、荷電量大且形狀不規則就可以吸附大量的粉塵。管道和各種電氣裝置吸附了大量的粉塵，就會造成堵塞和不暢，尤其是對電氣裝置，可能造成電火甚至更為嚴重的事故。(2)上文我們提到，粉塵可以吸收水分，這就是粉塵的濕潤性物理特點。粉塵可以在空氣壓力以及液體表面張力擴大時，增加自己的濕潤性。粉塵的濕潤性促使它可以適應一些特殊環境。在環境潮濕的地方，就是大量粉塵聚集的地方。(3)粉塵在空氣中的產生就是摩擦、碰撞、放電和相互接觸的過程。粉塵可以附著一些和電量，它與溫度和含水率有關。因為粉塵可以荷電化，所以荷電化后的粉塵也能引起物理性質的改變，比如爆炸。(4)粉塵濃度在超過特定閾值的情況下就會產生爆炸，這是由于粉塵和空氣中的混合物發生了接觸并超出了濃度上限值。粉塵是具有著火點的，也就是粉塵著火的最低溫度，這取決于粉塵的濕度、粒徑、氧氣濃度、通風情況和種類。當粉塵越細，粉塵的著火點越低，越有可能發生爆炸。

1.3 粉塵的擴散

粉塵的擴散和兩個因素有關，他們是安息角和滑動角。這是由粉塵的兩種運動規律所決定的。因為粉塵會做落到水平面上的運動，所以粉塵粒子掉落在水平面上所形成的錐體母線就會和水平面形成夾角，這種夾角一般都在35°到55°之間。

粉塵在水平面上自然堆積會形成一個傾斜運動，在做傾斜運動時，粉塵在滑動中會與水平面形成傾角，這種傾角一般在40°到55°之間。

上文提到的兩種粉塵運動和水平面形成的夾角和傾角就是安息角與滑動角。這兩種運動角提供了對粉塵流動性的重要指標和評價，同時，粉塵兩種運動角度的形成也與粉塵的粒徑、含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑程度和粉塵粘性有關。

1.4 建筑施工中粉塵的危害

按照粉塵的擴散和產生機理來講，粉塵的來源可以很廣，工業、農業、礦業、建筑業都可以產生粉塵。但是對于城市來說，建筑業所帶來的粉塵是最為貼近人們生活的一種。城市建筑業所帶來的過量粉塵不但可以潛在的危害到城市人的健康，也可能產生可見的火災和爆炸事故。雖然我國的建筑業能夠為國家GDP帶來高達6.6%以上(2013年度)以上，大約400000億元的增值，但是，建筑業所帶來的自然環境污染也是不容忽視的，這一問題也在困擾著世界各地城市的發展。例如在美國，每年有多達300名以上的建筑工人死于矽肺病。而在我國從2000年到2013年間，每年死于矽肺病的人數從565人增加至少1500人。這些人大部分從事建筑行業，占到了死亡人數的七成。根據英國標準協會的BS6069標準定義，建筑活動中會產生大量不超過75微米的二氧化硅粉塵，也就是矽塵。這種矽塵會嚴重惡化周圍環境，也可以對人產生致命的健康影響。長期暴露在含有高濃度的矽的環境下，就會導致矽肺病。在香港，每年都會有至少200例的矽肺病患者。所以，在全球各地矽肺病已經成為了一種十分普遍的職業病。

粉塵擴散帶給社會的危害遠遠不僅僅針對于人。由于粉塵自身帶荷電，如果對粉塵處理不當，就可能因為它與空氣混合物等適宜環境下的作用與反應而產生爆炸和火災。尤其是對建筑單位來說，這種事故在發生前先兆并不明顯，而一旦發生危害巨大，不僅對人造成傷害也會破壞建筑物，直接造成巨大的經濟損失。

2 粉塵的監測方法

根據上文提到的兩種粉塵運動基本特性和流動范圍，由于粉塵在下落過程中它的運動軌跡會隨著空氣的流動而改變，最后導致運動而擴散污染環境。我們可以在指定區域進行多點監測。通過真空泵收集粉塵樣本，并通過國家污染的相應標準對粉塵的污染程度作出結論。即將粉塵的污染度劃分類別，可分為吸入顆粒物為0.05㎎/m3、0.15㎎/m3、0.25㎎/m3的一、二、三級污染物，然后并按照粉塵級別進行分類的治理。

3 基于安全距離的建筑施工粉塵治理對策

所謂粉塵擴散防范的安全距離，就是指為了防止人體或其他事物受到粉塵擴散的危害，在粉塵與人和其他事物設施之間所設定的一定距離。為了在現實中能夠有效的治理和防范粉塵擴散，本文提供了以下幾種相應對策。

3.1 灑水防塵

這是一種成本較低且操作簡單的方法，利用灑水防粉塵的原理就是增大粉塵中水分的含量，因為水氣會凝結在粉塵顆粒上，增加粉塵的重量，從而降低粉塵的機動性和濃度，避免粉塵的擴散。這是一種比較常見的物理除塵法。

3.2 高壓噴霧防塵

高壓噴霧防塵相對灑水防塵更具有針對性，它可以進一步的降低粉塵的濃度。高壓噴霧防塵法應該結合粉塵源頭進行跟蹤并清理，從根源上扼制粉塵的擴散，這在工地中極為常見。

3.3 加強防塵工作的人治管理

大量粉塵的擴散終歸還是人為造成的，所以我們認為加強防塵工作的根本還是加強人治，從主觀上減少粉塵所帶來的污染。施工單位應該樹立相應的管理條例，細化施工人員的規范管制。比如在施工前要準備好一切必要的防塵設備如抽風機、噴霧器、密封蓋布等等。對工地以及庫房做好清潔工作。在施工中，規范一些可能出現揚塵效果的施工動作，做到施工設備的清潔，加強施工人員的環保意識。

[1]劉景利.建筑施工的粉塵擴散及措施分析[J].才智，2014，(18).

[2]趙蘊昀.建筑施工中粉塵擴散及安全距離研究[D].重慶交通大學，2013.

[3]張海斌.建筑施工中的無塵化施工管理[J].山西建筑，2010，36(34).