绿色施工智能喷雾降尘系统设计

栾海莹

摘要：工地扬尘是绿色施工亟待解决的问题之一，针对目前施工现场降尘措施的低效现象，本文设计了一套新型的自动化喷雾降尘措施综合利用系统。该系统利用空气颗粒扬尘PM2.5监测仪实时在线采集施工现场的PM2.5浓度，通过智能运算，当监测数据超过预先设定的浓度上限值时，喷雾降尘系统立即自动开启，实现降尘的目的。将该绿色施工智能喷雾降尘系统应用于一个实际工程，并对其喷淋系统的布置方案、自动开启方案，分阶段、分系统进行了分析。

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.

关键词：喷雾降尘;绿色施工;智能控制

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

0  引言

建筑施工现场产生的扬尘是导致建筑工人罹患职业病和城市空气污染的重要原因之一。据统计研究，我国城市空气污染和施工现场扬尘排放有密切的关系，施工扬尘是导致城市雾霾的重要原因之一，在城市扬尘贡献率方面建筑业扬尘的贡献率达到32%[1]。因此，施工现场的降尘治理问题亟待解决。

目前工地上常用的降尘方法主要有道路硬化、洒水车洒水、密目网遮盖等，洒水车洒水不但费水费人力，效果也较差，降尘范围有限;大部分标准工地上设置了喷淋系统进行降尘，但是较多的是采用人工手动开启控制，虽然有些工地也实行了扬尘监测系统的智能控制，但智能程度不高，并没有推广普及。

1  喷淋系统布置设计

本文以某独栋住宅建筑为研究对象，进行绿色施工智能喷雾降尘系统设计。该工程位于四川省成都市，占地面积约为3529.8m2，基坑占地面积约为1500m2，共9层，建筑总高度为27m，计划总工期为273工日。

1.1 基坑喷淋系统设计

基坑喷淋系统用于降低土方开挖时的扬尘控制，设置在距基坑边缘0.5m处的位置，喷淋头的高度为2m，喷淋头之间的间距为3m，其具体布置情况如图1所示。

该系统由9.52mm的PE管，以及孔径0.2mm、喷雾量为49-89cc/min的高压雾化喷头构成，用型号為立式管道泵ISG65-100的水泵进行加压。该系统由市政给水管网和1号雨水池供水两种方式，优先选用雨水供水，当1号雨水池蓄水不足以供给时，采用市政给水管网供水。

当基坑的扬尘浓度过大时，基坑周围的传感器接收到信号，通过GPRS无线传输向控制室发出信号，由控制室发出指令，开启基坑周围的喷淋系统。

1.2 塔吊喷淋系统设计

塔吊喷淋系统是借助塔吊可调节高度、覆盖范围广、可自由旋转、喷洒高度高的特点，吸附空气中弥漫的扬尘颗粒，湿润地面防止扬尘再度飘到空中，从而更进一步的达到降尘目的，一般应用于主体阶段和结构装修阶段。该系统中，塔吊位于基坑北面中间的位置，其具体布置情况如图2所示。

该系统由材质为PPR的供水管，热熔连接、360°旋转接头、型号为YWYT-BB-1/4-6.5-PP的喷淋头构成[2]，用型号为立式管道泵ISG65-100的水泵进行加压，其供水情况与基坑喷淋系统一致。

塔吊喷淋系统的喷淋示意图如图3所示，蓄水池的水先经过高压水泵加压后沿塔身上的水管立杆到塔吊悬臂上的横管中，输送到喷淋头进行喷淋，水管立管与横管之间通过360°旋转接头进行连接，以适应塔吊悬臂旋转时立管与横管之间的位移变化。该系统工作时，可覆盖工地基坑周围约1923.25m2的范围。

1.3 场地围墙喷淋系统设计

场地围墙喷淋系统是尽量减少工地内的扬尘扩散到外面，以免污染城市环境，影响居民生活。该系统架设在场地外围的围墙上，围墙的高度为2.5m，喷淋头之间的间距为3米。其具体布置情况如图2所示。

该系统由φ9.52mm的PE管，以及孔径0.2mm、喷雾量为49-89cc/min的高压雾化喷头构成，用型号为立式管道泵ISG65-100的水泵进行加压，由市政给水管网和2号雨水池供水喷淋，优先选用雨水供水喷淋。

当有运输车辆经过时，会引起道路上的扬尘浓度增加，这时位于道路旁边的传感器接收到信号，并向控制室发出控制信号，由控制室控制道路旁边的喷淋系统开启，降低扬尘浓度。

1.4 脚手架喷淋系统设计

脚手架喷淋系统是指主体阶段在建筑物外面搭设的脚手架上，架设喷淋头，喷淋头每隔3m布置一个。一方面可进行雾化喷淋，降低主体阶段建设中造成的高空扬尘;另一方面可用于消防喷淋。

该系统由材质为PPR的供水管热熔连接、型号为YWYT-BB-1/4-6.5-PP的喷头构成，用型号为立式管道泵ISG65-100的水泵进行加压，其供水情况与基坑喷淋系统一致。喷淋头每隔四层布置一道，其示意图如图4所示。

当主体建筑周围的扬尘浓度过大时，由传感器接收信号发给控制室，控制室发出控制信号，控制脚手架喷淋系统开启，进行降尘。

1.5 雨水回收系统设计

本工程雨水通过沟渠收集，沿工地围墙布置一周，并接入沉淀池内，雨水沟内的坡度为3%，使50%的雨水流到1号沉淀池和雨水池，50%的雨水流到2号沉淀池和雨水池。其具体布置情况如图2所示。沟渠尺寸为200×500mm，形式为明箱排水沟。其构造如图5所示。1号雨水池用于基础阶段的基坑周围喷淋系统和入口的洗车槽用水以及主体阶段时塔吊喷淋系统和脚手架喷淋系统用水，2号雨水池用于场地外围喷淋系统用水以及出口的洗车槽用水。

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

1.6 除尘雾炮机布置设计

施工现场某地方扬尘浓度较高，或者采用基坑喷淋系统、脚手架喷淋系统以及塔吊喷淋系统进行喷淋仍达不到理想的效果时可采用除尘雾炮机。雾炮机可喷出雾化液滴，增加空气湿度，与扬尘结合然后落到地面。通常放置在施工现场的出入口、搅拌区域以及材料加工区域或者道路两旁。本工程中，将除尘雾炮机设置在基坑的西北角以及东南角，可通过手动或者一体式按钮遥控控制开启。除尘雾炮机的底部放置有水桶，其水源可由市政管网提供。

2  自动喷淋运行方式

2.1 工作原理

自动喷淋系统由传感器、GPRS无线传输模块、控制中心程序等部分组成，其原理为传感器实时监测其范围内的PM2.5浓度值，并将数值传到电脑中的软件进行实时记录，当PM2.5的浓度高于上限值时，软件会进行程序运算，控制相应系统的给水水管上的电磁阀开启进行供水。当传感器连续5分钟监测到PM2.5的浓度值已经恢复到正常水平之后，便由控制电脑向电磁阀发出指令，控制喷淋系统关闭。其具体流程如图6所示。

2.2 喷淋系统开启方案

本平台中，布置有三个传感器，分别布置在工地入口和基坑的右上角以及围墙的西面。传感器用数字1、2、3来表示;场地围墙喷淋系统分为两段，分别是A段和B段;基础阶段的基坑喷淋系统和主体阶段的脚手架喷淋系统均为C段;塔吊喷淋系统为D段;雾炮分别为E段和F段。其示意图如图7所示。

当传感器检测到的PM2.5浓度超过上限值时，对应开启的路线如表2所示。

3  结语

本文以一个实际工程为对象，对其自动喷雾降尘系统进行了设计。自动喷雾降尘系统可以根据检测到的PM2.5浓度智能运行，既可以节省人力，又可以节约用水。本系统一方面避免了人工清扫降尘和洒水车洒水产生的人工费用;另一方面，利用雨水回收系统可加强对水资源的循环利用能力，保护了水资源。该系统对降低施工现场的扬尘有明显的效果，符合绿色施工的要求，对于推进建筑施工的文明化进程，实现智慧城市具有一定的现实意义。

参考文献：

[1]赵晨阳.建筑施工扬尘监测与危害程度评价研究[D].北京：首都经济贸易大学，2015.

[2]宋世飞.塔吊喷淋降尘系统在建筑施工中的应用[J].科技与创新，2017（01）：159-160.

[3]丁铁军.自动喷淋降尘与智能联动监控系统介绍[J].城市住宅，2017，116-118.

[4]宋喜艳.立体降尘系统在施工现场的应用[J].山西建筑，2018，44（18）：167-168.

[5]常来振.建筑工地扬尘和噪声在线监测系统设计[D].聊城.聊城大学，2018.

[6]李伟君.施工现场扬尘控制[J].绿色施工，2018，10（04）：92-94.

[7]GB3095-2012，环境质量空气标准[S].