浅析超高层核心筒自动喷淋养护降尘智能系统的应用

樊怀亮　张坤　罗兵　吴婧

摘要：本文针对城市中心超高层建筑施工降尘及养护自动化进行阐述，提出一种自动识别、移动端操控、快速养护降尘的思路，即小型气象站收集信息识别扬尘高度——移动端操控——现场自动喷淋养护系统工作的降尘养护模式，保证了现场扬尘受控的同时，节约了人力资源，解决了超高层核心筒剪力墙外侧养护不到位的难题，同时设置水资源循环利用系统，利用基坑降水的水资源经检测合格后进行降尘养护，现场设置排水沟汇流至三级沉淀池，实现水资源循环利用。

关键词：自动喷淋  智能养护  水资源循环利用

1  引言

随着时代的发展，超高层建筑雨后春笋般的涌现，为各大城市中心增光填色，众所周知，质量是企业赖以生存的生命线，在国内超高层领域，核心筒外墙无操作面的持续养护是保证混凝土强度达标的重要举措，同时，在城市水资源匮乏、城市中心环保要求高的大环境下，施工现场如何能保证节约水资源、满足环保施工要求的同时，对混凝土进行持续性养护，这给施工企业提出了新的难题。

2  系统原理

本系统通过施工现场消防水箱、高压水泵、水泵控制系统、过滤器、高压油管软连接、电磁阀、无线遥控开关、雾化喷头、水管道及管道配件等組成喷淋养护降尘系统，根据塔楼核心筒周长计算喷淋干管长度;根据喷头数量确定所需流量，最终计算出水泵的流量及水管的管径;根据塔楼高度来确定泵的扬程，水管的耐压等级，其原则是必须满足现场需求。

智能操控系统中气象站的数据作为反映现场是否需要使用喷淋降尘的依据。喷淋泵的启停由PLC控制变频器调节频率，由此来控制喷淋，使喷淋流量与现场扬尘量符合规定的设计标准。该系统使用前先对设备功能进行自检，完成变送器工作状态、模拟量的采集精度及检测结果状态的指示和报警的检测。自检正常后，当PM值超过设定值时， PLC 控制变频器启动，水泵运行，系统原理如图1所示。

3  系统要点

3.1  水源选择

现场施工用水采用基坑降水中地下水源，同时对雨水、废水进行收集，经三级沉淀检测合格后用于现场，同时，现场设置消防水箱对合格水源进行储存，消防水箱内设浮球阀及溢流管，水少自动填充，水多自动泄水，完全自动操控，无需人工介入，施工现场内部设置排水沟及三级沉淀池，实现水资源循环再利用，详见图2、图3、图4所示。

3.2  自动喷淋直管布设

在爬架提升装置的底层及三层围绕核心筒四周设置超高层自动喷淋养护降尘系统主干管，降尘管道采用DN50镀锌钢管，管道连接方式为丝接，养护管道采用DN40PPR管，管道连接方式为热熔，主干管转角处采用高压油管软连接，爬模爬升时断开，爬升完毕后恢复;支管采用DN15双螺纹镀锌钢管，长度为200mm;每隔2m布置一个雾化喷头，雾化喷头与镀锌钢管连接方式为丝接，详见图5、图6。

3.3  系统工作

自动喷淋养护降尘智能系统系统通过小型气象站采集扬尘信息，扬尘超标主动开启全自动变频调速供水设备，喷淋泵的启停由PLC控制变频器调节频率，项目人员仅需远程操控移动端即可实现现场养护降尘， 如图7、图8所示。

4  系统特点

4.1  节约资源：喷雾降尘系统将水雾化后，不但可对较大的范围进行喷洒，形成飘飞的飞雾，吸附空中的灰尘颗粒和杂质，在现场风速低于二级风情况下，可使施工现场大气中颗粒物浓度减少84%，同时在高空喷淋一段时间后，地面将形成一片湿润状态，使空气湿度加大，有效抑制灰尘的再次扬起，不再需要洒水车，因此可节省大量的人力、物力和水资源;

4.2  喷淋降尘：利用降水井或消防水池上中的水通过“自动喷淋养护系统”将水雾化，因此利用率高，耗水量少，与以往喷雾降尘设备（雾炮车、喷雾机）相比，一次投资后使用成本较低，而且维护费用低;

4.3  无二次污染发生：洒水车进行喷洒时，因水量不好控制，因此有时会产生积水问题，引发二次污染，而自动喷淋养护降尘系统因采用喷雾方式，雾化的水不会产生聚集，因此不会发生二次污染;

4.4  喷淋降温：夏季工地的地表温度接近40℃，中午时分根本无法施工作业。利用自动喷淋养护降尘系统，每天进行定时喷淋，能有效实现施工现场“人工降雨”，使施工现场温度降3℃-5℃，减少人工中暑的概率，有效改善施工现场酷热的工作环境。

4.5  喷淋养护：整个施工期间都可以通过喷淋出的水雾对主体结构进行养护（根据现场实际需要调整喷头水量使之形成“雾”“雨”以达到养护的最佳效果），养护面积可以覆盖整个结构区域。

4.6  高空消防：“自动喷淋养护降尘系统”能在施工现场发生安全（火灾等）问题时，通过调节喷淋装置，加大喷洒水量，从高空全方位覆盖施工现场，配合现有的安全消防措施。与传统消防的区别在于：传统消防只能够依赖人工控制火情，一旦错过控制火势的黄金时间，所造成的损失便极难挽回。“自动喷淋养护降尘系统”能够在火灾发生的第一时间凭借它“地势高”“覆盖广”的优势控制火热蔓延。

4.7  智能化控制：采用无线远程遥控开启/关闭喷雾系统，喷雾降尘系统可以适应现代化城市的发展需要，尤其适用新城市的规划建设。

5  实施效果

采用自动喷淋养护降尘智能系统，通过气象站获取信息，智能自动或人工手动对工地喷淋、喷雾，达到很好的降尘效果，抑制工地扬尘，治污减霾;在高温天气，通过喷淋、喷雾对工地进行降温，提高了施工效率，加快了施工速度;同时解决了超高层核心筒外墙混凝土养护不到位的难题，节省人力、物力，并预防及减少火灾的发生。

通过应用自动喷淋养护降尘智能系统，保证了混凝土养护质量，降低了现场扬尘高度，对现场降温、消防起到了积极的作用，同时美化了现场环境，得到政府和相关单位一致认可，社会效益显著。

6  结语

本文对超高层施工中自动喷淋养护降尘智能系统进行了阐述，提出了一种可行的适用于施工现场的自动养护及喷淋降尘做法，旨在为类似工程提供经验，少走弯路，有不足之处，请批评指正。

参考文献：

[1]黄维，辛亮，鲁文婷，自动喷淋养护系统在PBA暗挖车站中的应用，建筑技术2017

[2]蔡涛，楼亚虎，建筑施工现场消防自动喷淋系统的安装和应用，中国科技信息2012