1、塔吊喷淋降尘系统在绿色施工中的应用张 帅摘要：扬尘污染问题仍然是绿色施工的主要问题。本文简单分析了当前施工企业常用的抑尘降尘措施后，提出了新型的塔吊喷淋降尘系统，并详细分析了其工作原理及安装施工要点。该系统适合广泛推广应用。关键词：降尘 喷淋 安装 绿色施工目前，在倡导绿色施工的背景下，扬尘污染问题依然比较严重。在西北风猖狂的黄土高原尤为突出。施工现场道路硬化、设置绿化带、洒水车洒水是多数施工企业采取的常用方法。但在秋冬春季节，植被干枯或尚未长出，沙尘暴肆虐、扬尘污染异常严重的情况下，以上处理方法并不能完全解决扬尘污染问题。1 扬尘污染源黄土高原土质疏松，临近西伯利亚，西北风频繁且风力较大。当
2、风力达到二三级时，便可形成扬尘污染。它是建筑工地的主要污染源。其次还有土方开挖后洒落于地面的灰土及水泥、建筑废弃物形成的粉末等。2 目前常用的解决扬尘污染的措施及缺点2.1 密目网遮盖在污染源上遮盖密目网是目前广泛使用的方法，但该方法存在以下缺点：2.1.1 占地面积较大的施工场地将耗用大量的密目网，成本较高。2.1.2 密目网结实程度低，易破损，污染源容易通过破损处散发出来。 2.1.3 密目网只能控制被遮盖的污染源，散发在空气中的污染源仍然在肆虐着，影响环境质量。2.2 道路硬化施工现场道路硬化是防止扬尘污染的较好方式，但落在道路表面的污染源仍然无法控制,在清理之前容易形成扬尘污染。 采用
3、工人定期清理路面的方式，增加了人工费用，提高了施工成本。2.3 设置现场绿化带现场绿化带面积有限，除尘效果并不好，冬季效果更差。2.4 洒水车洒水洒水车洒水只能抑制地表粉尘，弥漫在空气中的粉尘仍然无法清除，且需配备专职洒水车司机，增加了施工成本。3 塔吊喷淋降尘系统的工作原理3.1 塔吊喷淋降尘系统简介塔吊喷淋降尘系统是安装在塔吊上的洒水系统，利用塔吊自由旋转的功能达到现场 360。 降水除尘的目的（如图 1） 。与普通喷嘴水雾降尘相比，塔吊喷淋降尘系统降水高度较高、水压较大，容易将弥漫在空气中的粉尘、颗粒吸附，达到完全除尘的目的。同时可用于混凝土养护。图 1 施工现场塔吊喷淋效果示意图其原理
4、是利用高压水泵将蓄水池中的水提升到塔吊悬臂喷头处，喷出的水滴与空气中的固体粉尘粘结，增加其重力而使其自由下落，物理学上称其为重力沉降。由于粉尘等固体颗粒物在空气中呈弧线运动，无法骤然改变运动方向，当其向喷洒而出的水滴运动并与其仍存在一定距离时，便开始绕着水滴所形成的抛物线做绕流运动。粉尘等固体颗粒物与水滴发生碰撞时，尘粒便会与水滴接触湿润并被拦截下来，物理学上称之为拦截补尘作用（如图 2） 。图 2 拦截补尘作用示意图3.2 塔吊喷淋降尘系统洒水面积的计算与控制塔吊随着层高的增加逐渐顶升。同样压力的水，不同高度的喷头（或塔吊） ，喷洒出的水滴流量面积是不同的。喷头喷发出的水滴以锥体的形式洒落于
5、地面，锥体中心线与地面的夹角称作雾化角，用 表示；喷头高度用 h 表示。则每个喷头的喷洒面积为 S= (h*tan) 2（如图 3、图 4） 。施工中采取单独控制每个喷头的方式控制洒水量。 图 3 雾化角图 图 4 流量分布示意图3.3 塔吊喷淋降尘系统为智能喷淋系统安装自动控制系统定时定点对施工现场进行喷水降尘。如从早晨 6 点开始到下午 8 点为其工作时间，每小时喷洒一次，每次喷水5-10 分钟，无需人工控制，随时保证现场环境清洁无污染。4 塔吊喷淋降尘系统的安装4.1 塔吊喷淋降尘系统安装的技术难点4.1.1 持续旋转的机械连接输送管道是承压水输送的关键。如何保证持续旋转和防渗漏严密性的
6、高要求是其技术难点。施工现场采用卡箍式可曲挠橡胶接头和弯头解决该技术难题。4.1.2 要保证在喷淋降尘过程中，塔吊仍然持续工作。塔吊在工作过程中振动极大，而供水管道则需要在一个相对稳定的环境中工作。采用聚乙烯（PE）管或 PP-R 管作为承压水送水管道，采用柔性连接的方法，防止因硬性连接而造成连接件崩裂的状况。 4.1.3 该喷淋系统需要自动识别现场扬尘情况，因此要增加智能控制系统自动识别装置。供水管道的冬季回水及雨天的停止喷洒问题是其另一难点。需要安装防冻温控系统和雨天感应系统。4.2 塔吊喷淋降尘系统的安装4.2.1 蓄水池的埋置将蓄水池埋置在塔吊底部，顶盖高于地面 300mm 左右。如采
7、用无顶盖蓄水池，池深不得超过 1500mm。蓄水池箱体要水平安装，基坑底面要平实。4.2.2 水箱给水与浮球阀的安装进水管进入蓄水池后弯曲 90 度左右变为水平，与浮球阀连接。并且严格控制溢水口高度，以免影响浮球阀灵敏度。4.2.3 高压水泵的安装高压水泵安装于蓄水池附近，或安装于水箱支架上。在安装之前，须按照规范要求对设备与材料进行严格检查，确定其无损坏和锈蚀现象。并检查零部件的完整性，是否存在缺损现象，检查完毕方可进行安装。水泵进入立管处须安装压力表和止回阀。二次增压泵安装在塔吊机身顶部供水立管与水平横管连接处。当蓄水池附近的高压泵压力足够时，可不安装二次增压泵。4.2.4 供水立管与水平
8、管的安装供水管材采用聚乙烯（PE）管或 PP-R 管，采用热熔方式进行焊接。热熔焊接前后要用洁净棉布将加热面擦洗干净，并铣削焊接面，使其与轴线垂直。焊接时要严格控制温度变化，加热面温度应保持均匀。在保压冷却期间，禁止移动焊接件或在焊接件上施加任何外力，必须无应力焊接。焊接完毕须按照规范要求进行质量检测。4.2.5 卡箍式可曲挠橡胶接头的安装供水立管与喷水横管之间要使用卡箍式可曲挠橡胶接头进行连接，上部安装 90 度直角可曲挠橡胶弯头，用于补偿立管与横管之间的位移。4.2.6 喷头安装喷头的安装是塔吊喷淋系统的重中之重。4.2.6.1 喷头材料的选用采用定制型卡口喷头，可选用 PP 材料进行制造
9、，型号为 YWYT-BB-1/4-6.5-PP；或者选用定制型卡口喷嘴，卡口喷嘴只需在支管上开孔即可。定制型卡口喷头的喷雾形状为实心锥形，覆盖面为实心圆形，其独特的叶片设计和流量通道提供均匀且细小的水雾滴（如图 5） 。图 5 喷 头4.2.6.2 喷头的安装与控制定制型卡口喷嘴沿塔吊敷设在水平横管上，间距为 2-3m，并以60 度实心锥形的方式进行喷洒。每个喷头都由一个开关单独控制，可以选择性地进行喷洒，避免因某一喷头损坏而导致其他喷头无法正常工作。同时也避免因为过度喷洒造成的水资源浪费和现场泥泞的情况。其缺点是电网管线使用较多，线路较复杂。4.2.7 智能控制系统及线路的安装该喷淋系统需要
10、安装智能控制系统，对现场扬尘情况、喷洒时间及系统故障进行分析、预报警和自动调整。每个喷头安装一条单独的控制线路，接入智能控制设备中，自动接受其打开或关闭的指令并进行工作。4.2.8 防冻温控系统的安装在管道、喷头及控制阀处缠绕管道伴热带，利用伴热带产生的热量保持管道内部温度，防止管道内余水结冰，影响系统正常使用。也可以采用聚氨酯材料对管道进行包裹，以便保温。4.2.9 雨天感应系统为了保证降尘效果和控制施工现场的含水量，在控制系统中安装了雨天感应系统。当系统遇到雨天，传感器传递信号给控制系统，自动关闭控制阀，避免水资源浪费。5 试运行和调试本喷淋降尘系统安装完毕后，必须进行试运行。首先是强度和
11、严密性测试，分为冲洗和试压两部分。试压需要两个及以上的压力表，压力表的精度要求在 1.5 级以上，量程要达到 1.52.5 倍的实验压力值。水压强度的测试点应设置在管道压力最高处，注意该点压力可以达到 1.5 倍设计工作压力。由于安装顺序或安装位置等缘故，部分设备器件无法参与冲洗和试压，则要对其进行隔离或拆除保护。及时对喷淋系统的运行情况进行详细记录存档，包括开机时间、浮球阀供水情况、用水量、耗电量、喷头工作状况等，并对数据进行及时分析。对水压及喷淋效果进行观测记录，随时调整喷头角度。对系统的喷洒均匀度、用水量进行分析评估，及时修正。如测试结果不合格，需要降低压力、排净水分，排查原因、修理调整
12、甚至重新安装，直至合格为止。6 相关注意事项6.1 该喷淋系统喷洒用水可采用基坑降水、地下水或收集的雨水，但不建议循环用水，因为循环用水中含有大量粉尘等污染物，容易造成二次污染。水量不够时，可用自来水补充。6.2 应使用具有相应资质的单位和人员进行安装。6.3 水流在输送过程中容易产生静电，应做好接地连接。6.4 塔吊标准节加节时，供水立管应同步接长。要计算好垂直供水管的长度和根数，每根长度以塔吊标准节长度为宜，利于同步。6.5 根据现场污染程度确定喷洒次数、喷洒间隔和喷洒时间，不能造成地面泥泞现象。压力泵应达到要求压力，将蓄水池中的水送至指定高度。如压力泵压力不足时，须在塔机上安装二次增压泵
13、。7 结语塔吊喷淋降尘系统有助于建筑施工的文明化进程，是绿色施工的重要组成部分。其取材方便、成本低，且可充分利用基坑降水、地下水资源和雨水，利于节水，适合施工企业广泛推广应用。参考文献：1葛世友. 高压喷雾湿式纤维栅除尘技术研究及应用D.北京：北京科技大学，20072黄研等.施工现场定型化防尘装置的探索与实践J. 建筑施工,2014，36(10)：1152-11533 蒋志新等. 塔机旋转喷淋、喷雾系统的设计J. 建筑施工，2015, 37(12):1424-14254 吴前昌等. 基于塔吊高空喷淋降尘系统设计与施工技术 J. 建筑安全，2015,12：10-13附件一：第六届中国中西部地区土木建筑年会论文征集登记表姓名 张帅 性别 男 职称 助理工程师 职务工作单位 山西安居建设发展有限责任公司邮编 电子信箱 QQ 741677124 传 真电话 手 机 18636196615论文题目 塔吊喷淋降尘系统在绿色施工中的应用如获奖必须缴纳出版费并参加第六届中国中西部地区土木建筑年会 同意/不同意
