一种建筑工地抑尘联动系统的设计与研究*

2022-01-16冯晶晶郑旭慈谢新博

科技创新与应用 2022年1期

冯晶晶，陆帅，郑旭慈，谢新博，姚凯

（1.苏州信息职业技术学院，江苏苏州 215200；2.中铁四局集团第二工程有限公司，江苏苏州 215000）

随着城市化进程的不断发展，建筑工地随处可见，施工过程中的扬尘成为城市污染的主要源头之一，对环境质量和人体健康产生了不利影响。在倡导生态文明、节能环保的大背景下，如何有效处理扬尘成为每个施工工程需解决的一大问题[1]。

本文介绍的是利用塔吊进行喷雾的抑尘联动系统，该系统可根据工地现场的PM2.5 值和温度值进行喷雾，从而降低施工现场的PM2.5 值，同时在炎热的夏天，可以快速地进行降温，有效地降低了扬尘污染，达到环保的效果；另外系统可以根据现场PM2.5 值的范围进行水雾大小的控制，节约了用电用水，达到节能的效果。

1 传统塔吊喷雾系统的介绍

塔吊在每个建筑工地都随处可见，其旋转半径覆盖范围广，可完整覆盖施工现场各个区域。利用塔吊旋转臂架设喷雾系统，喷出来的水雾颗粒可有效吸附空气中的灰尘、颗粒和杂质。并且在夏季高温天气，施工现场地表及作业面温度接近50℃，通过高空喷雾对施工作业面进行立体空间的降温（人工降雨），可使施工现场温度降低3～5℃，减少由于中暑、酷热引发安全事故的可能性，给工人创造一个适宜的施工作业环境[2]。

传统的塔吊喷雾系统主要组成部分如图1 所示，包括：水泵主机、水管、喷雾头等。

图1 塔吊喷雾系统组成结构

塔吊喷雾系统是利用施工现场的集水井、消防蓄水池、施工降水井或市政给水管网作为水源，经过加压泵，将地表水输送至塔机旋转臂，再利用旋转臂上的喷雾头进行高空喷雾，形成立体空间内的除尘、降温和养护[3]。

2 抑尘联动系统的工作原理

本文在塔吊喷雾系统的基础上进行了抑尘联动系统的设计，该抑尘联动系统不仅能实现喷雾降尘降温的功能，还能根据现场PM2.5 值的范围进行水雾大小的控制，达到节能的效果。

抑尘联动系统的原理结构图如图2 所示，实物图如图3 所示，包含了原有的塔吊喷雾系统、组态触摸屏、PLC 控制器和变频器等部分。

图2 抑尘联动系统原理结构图

图3 抑尘联动系统实物图

其中，塔吊喷雾系统实现的是水泵高空喷雾功能；组态触摸屏实现的是现场PM2.5 值和温度的显示功能，以及人工/自动控制的切换等功能；PLC 实现的是检测、计算和控制功能；变频器实现的是喷雾速度的控制功能。

根据我国PM2.5 的标准要求，PM2.5 的范围为，优：0～35μg/m3；良：35～75μg/m3；轻度污染：75～115μg/m3；中度污染：115～150μg/m3；重度污染：150～250μg/m3；严重污染：大于250μg/m3及以上。

如果系统设定为自动运行模式，当系统检测到现场的PM2.5 超过设定值50μg/m3，启动联动系统，进行喷雾。在轻度污染范围内时，PLC 控制变频器输出为低速，水泵低速运转，喷雾较小；在中度污染范围内时，变频器输出为中速，水泵中速运转，喷雾中等；当环境处于重度污染时，变频器输出为高速，水泵高速运转，喷雾较大；另外当现场温度高于40℃，属于高温作业时，系统也将进行喷雾降温。如果系统设定为手动运行模式，现场的操作人员可以根据情况进行低中高速的喷雾。