綠色施工智能噴霧降塵系統設計

欒海瑩

摘要：工地揚塵是綠色施工亟待解決的問題之一，針對目前施工現場降塵措施的低效現象，本文設計了一套新型的自動化噴霧降塵措施綜合利用系統。該系統利用空氣顆粒揚塵PM2.5監測儀實時在線采集施工現場的PM2.5濃度，通過智能運算，當監測數據超過預先設定的濃度上限值時，噴霧降塵系統立即自動開啟，實現降塵的目的。將該綠色施工智能噴霧降塵系統應用于一個實際工程，并對其噴淋系統的布置方案、自動開啟方案，分階段、分系統進行了分析。

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

建筑施工現場產生的揚塵是導致建筑工人罹患職業病和城市空氣污染的重要原因之一。據統計研究，我國城市空氣污染和施工現場揚塵排放有密切的關系，施工揚塵是導致城市霧霾的重要原因之一，在城市揚塵貢獻率方面建筑業揚塵的貢獻率達到32%[1]。因此，施工現場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、密目網遮蓋等，灑水車灑水不但費水費人力，效果也較差，降塵范圍有限;大部分標準工地上設置了噴淋系統進行降塵，但是較多的是采用人工手動開啟控制，雖然有些工地也實行了揚塵監測系統的智能控制，但智能程度不高，并沒有推廣普及。

1? 噴淋系統布置設計

本文以某獨棟住宅建筑為研究對象，進行綠色施工智能噴霧降塵系統設計。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，計劃總工期為273工日。

1.1 基坑噴淋系統設計

基坑噴淋系統用于降低土方開挖時的揚塵控制，設置在距基坑邊緣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的高壓霧化噴頭構成，用型號為立式管道泵ISG65-100的水泵進行加壓。該系統由市政給水管網和1號雨水池供水兩種方式，優先選用雨水供水，當1號雨水池蓄水不足以供給時，采用市政給水管網供水。

當基坑的揚塵濃度過大時，基坑周圍的傳感器接收到信號，通過GPRS無線傳輸向控制室發出信號，由控制室發出指令，開啟基坑周圍的噴淋系統。

1.2 塔吊噴淋系統設計

塔吊噴淋系統是借助塔吊可調節高度、覆蓋范圍廣、可自由旋轉、噴灑高度高的特點，吸附空氣中彌漫的揚塵顆粒，濕潤地面防止揚塵再度飄到空中，從而更進一步的達到降塵目的，一般應用于主體階段和結構裝修階段。該系統中，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。

該系統由材質為PPR的供水管，熱熔連接、360°旋轉接頭、型號為YWYT-BB-1/4-6.5-PP的噴淋頭構成[2]，用型號為立式管道泵ISG65-100的水泵進行加壓，其供水情況與基坑噴淋系統一致。

塔吊噴淋系統的噴淋示意圖如圖3所示，蓄水池的水先經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，輸送到噴淋頭進行噴淋，水管立管與橫管之間通過360°旋轉接頭進行連接，以適應塔吊懸臂旋轉時立管與橫管之間的位移變化。該系統工作時，可覆蓋工地基坑周圍約1923.25m2的范圍。

1.3 場地圍墻噴淋系統設計

場地圍墻噴淋系統是盡量減少工地內的揚塵擴散到外面，以免污染城市環境，影響居民生活。該系統架設在場地外圍的圍墻上，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的高壓霧化噴頭構成，用型號為立式管道泵ISG65-100的水泵進行加壓，由市政給水管網和2號雨水池供水噴淋，優先選用雨水供水噴淋。

當有運輸車輛經過時，會引起道路上的揚塵濃度增加，這時位于道路旁邊的傳感器接收到信號，并向控制室發出控制信號，由控制室控制道路旁邊的噴淋系統開啟，降低揚塵濃度。

1.4 腳手架噴淋系統設計

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

該系統由材質為PPR的供水管熱熔連接、型號為YWYT-BB-1/4-6.5-PP的噴頭構成，用型號為立式管道泵ISG65-100的水泵進行加壓，其供水情況與基坑噴淋系統一致。噴淋頭每隔四層布置一道，其示意圖如圖4所示。

當主體建筑周圍的揚塵濃度過大時，由傳感器接收信號發給控制室，控制室發出控制信號，控制腳手架噴淋系統開啟，進行降塵。

1.5 雨水回收系統設計

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，雨水溝內的坡度為3%，使50%的雨水流到1號沉淀池和雨水池，50%的雨水流到2號沉淀池和雨水池。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。其構造如圖5所示。1號雨水池用于基礎階段的基坑周圍噴淋系統和入口的洗車槽用水以及主體階段時塔吊噴淋系統和腳手架噴淋系統用水，2號雨水池用于場地外圍噴淋系統用水以及出口的洗車槽用水。

由于本工程搭建于成都，根據成都自1971-2000年的降水量統計，成都的月平均降水量如表1所示。

1.6 除塵霧炮機布置設計

施工現場某地方揚塵濃度較高，或者采用基坑噴淋系統、腳手架噴淋系統以及塔吊噴淋系統進行噴淋仍達不到理想的效果時可采用除塵霧炮機。霧炮機可噴出霧化液滴，增加空氣濕度，與揚塵結合然后落到地面。通常放置在施工現場的出入口、攪拌區域以及材料加工區域或者道路兩旁。本工程中，將除塵霧炮機設置在基坑的西北角以及東南角，可通過手動或者一體式按鈕遙控控制開啟。除塵霧炮機的底部放置有水桶，其水源可由市政管網提供。

2? 自動噴淋運行方式

2.1 工作原理

自動噴淋系統由傳感器、GPRS無線傳輸模塊、控制中心程序等部分組成，其原理為傳感器實時監測其范圍內的PM2.5濃度值，并將數值傳到電腦中的軟件進行實時記錄，當PM2.5的濃度高于上限值時，軟件會進行程序運算，控制相應系統的給水水管上的電磁閥開啟進行供水。當傳感器連續5分鐘監測到PM2.5的濃度值已經恢復到正常水平之后，便由控制電腦向電磁閥發出指令，控制噴淋系統關閉。其具體流程如圖6所示。

2.2 噴淋系統開啟方案

本平臺中，布置有三個傳感器，分別布置在工地入口和基坑的右上角以及圍墻的西面。傳感器用數字1、2、3來表示;場地圍墻噴淋系統分為兩段，分別是A段和B段;基礎階段的基坑噴淋系統和主體階段的腳手架噴淋系統均為C段;塔吊噴淋系統為D段;霧炮分別為E段和F段。其示意圖如圖7所示。

當傳感器檢測到的PM2.5濃度超過上限值時，對應開啟的路線如表2所示。

3? 結語

本文以一個實際工程為對象，對其自動噴霧降塵系統進行了設計。自動噴霧降塵系統可以根據檢測到的PM2.5濃度智能運行，既可以節省人力，又可以節約用水。本系統一方面避免了人工清掃降塵和灑水車灑水產生的人工費用;另一方面，利用雨水回收系統可加強對水資源的循環利用能力，保護了水資源。該系統對降低施工現場的揚塵有明顯的效果，符合綠色施工的要求，對于推進建筑施工的文明化進程，實現智慧城市具有一定的現實意義。

參考文獻：

[1]趙晨陽.建筑施工揚塵監測與危害程度評價研究[D].北京：首都經濟貿易大學，2015.

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[4]宋喜艷.立體降塵系統在施工現場的應用[J].山西建筑，2018，44（18）：167-168.

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[6]李偉君.施工現場揚塵控制[J].綠色施工，2018，10（04）：92-94.

[7]GB3095-2012，環境質量空氣標準[S].