目前，在倡導(dǎo)綠色施工的背景下，揚(yáng)塵污染問題依然比較嚴(yán)重。施工現(xiàn)場道路硬化、設(shè)置綠化帶、灑水車灑水是多數(shù)施工企業(yè)采取的常用方法。但在秋冬春季節(jié)，植被干枯或尚未長出，沙塵暴肆虐、揚(yáng)塵污染異常嚴(yán)重的情況下，以上處理方法并不能完全解決揚(yáng)塵污染問題。
1、揚(yáng)塵污染源
北方黃土平原地區(qū)土質(zhì)疏松，冬季西北風(fēng)頻繁且風(fēng)力較大。當(dāng)風(fēng)力達(dá)到二三級時(shí)，便可形成揚(yáng)塵污染，它是建筑工地的主要污染源。其次還有土方開挖后灑落于地面的灰土及水泥、建筑廢棄物形成的粉末等。
2、目前常用的解決揚(yáng)塵污染的措施及缺點(diǎn)
2.1密目網(wǎng)遮蓋
在污染源上遮蓋密目網(wǎng)是目前廣泛使用的方法，但該方法存在以下缺點(diǎn)：
2.1.1占地面積較大的施工場地將耗用大量的密目網(wǎng)，成本較高。
2.1.2密目網(wǎng)結(jié)實(shí)程度低，易破損，污染源容易通過破損處散發(fā)出來。
2.1.3密目網(wǎng)只能控制被遮蓋的污染源，散發(fā)在空氣中的污染源仍然在肆虐著，影響環(huán)境質(zhì)量。
2.2道路硬化
施工現(xiàn)場道路硬化是防止揚(yáng)塵污染的較好方式，但落在道路表面的污染源仍然無法控制,在清理之前容易形成揚(yáng)塵污染。 采用工人定期清理路面的方式，增加了人工費(fèi)用，提高了施工成本。
2.3設(shè)置現(xiàn)場綠化帶
現(xiàn)場綠化帶面積有限，除塵效果并不好，冬季效果更差。
2.4灑水車灑水
灑水車灑水只能抑制地表粉塵，彌漫在空氣中的粉塵仍然無法清除，且需配備專職灑水車司機(jī)，增加了施工成本。
3 塔吊噴淋降塵系統(tǒng)的工作原理
3.1塔吊噴淋降塵系統(tǒng)簡介
塔吊噴淋降塵系統(tǒng)是安裝在塔吊上的灑水系統(tǒng)，利用塔吊自由旋轉(zhuǎn)的功能達(dá)到現(xiàn)場360°降水除塵的目的（如圖1）。與普通噴嘴水霧降塵相比，塔吊噴淋降塵系統(tǒng)降水高度較高、水壓較大，容易將彌漫在空氣中的粉塵、顆粒吸附，達(dá)到完全除塵的目的，同時(shí)可用于混凝土養(yǎng)護(hù)。
圖1 施工現(xiàn)場塔吊噴淋效果示意圖
其原理是利用高壓水泵將蓄水池中的水提升到塔吊懸臂噴頭處，噴出的水滴與空氣中的固體粉塵粘結(jié)，增加其重力而使其自由下落，物理學(xué)上稱其為重力沉降。由于粉塵等固體顆粒物在空氣中呈弧線運(yùn)動，無法驟然改變運(yùn)動方向，當(dāng)其向噴灑而出的水滴運(yùn)動并與其仍存在一定距離時(shí)，便開始繞著水滴所形成的拋物線做繞流運(yùn)動。粉塵等固體顆粒物與水滴發(fā)生碰撞時(shí)，塵粒便會與水滴接觸濕潤并被攔截下來，物理學(xué)上稱之為攔截補(bǔ)塵作用（如圖2）。
圖2 攔截補(bǔ)塵作用示意圖
3.2塔吊噴淋降塵系統(tǒng)灑水面積的計(jì)算與控制
塔吊隨著層高的增加逐漸頂升，同樣壓力的水，不同高度的噴頭（或塔吊），噴灑出的水滴流量面積是不同的。噴頭噴發(fā)出的水滴以錐體的形式灑落于地面，錐體中心線與地面的夾角稱作霧化角，用α表示；噴頭高度用h表示。則每個噴頭的噴灑面積為S= (h*tanα)2（如圖3、圖4）。施工中采取單獨(dú)控制每個噴頭的方式控制灑水量。
圖3 霧化角圖
圖4流量分布示意圖
3.3塔吊噴淋降塵系統(tǒng)為智能噴淋系統(tǒng)
安裝自動控制系統(tǒng)定時(shí)定點(diǎn)對施工現(xiàn)場進(jìn)行噴水降塵。如從早晨6點(diǎn)開始到下午8點(diǎn)為其工作時(shí)間，每小時(shí)噴灑一次，每次噴水5-10分鐘，無需人工控制，隨時(shí)保證現(xiàn)場環(huán)境清潔無污染。
4 塔吊噴淋降塵系統(tǒng)的安裝
4.1 塔吊噴淋降塵系統(tǒng)安裝的技術(shù)難點(diǎn)
4.1.1持續(xù)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械連接輸送管道是承壓水輸送的關(guān)鍵。如何保證持續(xù)旋轉(zhuǎn)和防滲漏嚴(yán)密性的高要求是其技術(shù)難點(diǎn)。施工現(xiàn)場采用卡箍式可曲撓橡膠接頭和彎頭解決該技術(shù)難題。
4.1.2 要保證在噴淋降塵過程中，塔吊仍然持續(xù)工作。塔吊在工作過程中振動極大，而供水管道則需要在一個相對穩(wěn)定的環(huán)境中工作。采用聚乙烯（PE）管或PP-R管作為承壓水送水管道，采用柔性連接的方法，防止因硬性連接而造成連接件崩裂的狀況。
4.1.3該噴淋系統(tǒng)需要自動識別現(xiàn)場揚(yáng)塵情況，因此要增加智能控制系統(tǒng)自動識別裝置。供水管道的冬季回水及雨天的停止噴灑問題是其另一難點(diǎn)。需要安裝防凍溫控系統(tǒng)和雨天感應(yīng)系統(tǒng)。
4.2塔吊噴淋降塵系統(tǒng)的安裝
4.2.1 蓄水池的埋置
將蓄水池埋置在塔吊底部，頂蓋高于地面300mm左右。如采用無頂蓋蓄水池，池深不得超過1500mm。蓄水池箱體要水平安裝，基坑底面要平實(shí)。
4.2.2 水箱給水與浮球閥的安裝
進(jìn)水管進(jìn)入蓄水池后彎曲90度左右變?yōu)樗�，與浮球閥連接。并且嚴(yán)格控制溢水口高度，以免影響浮球閥靈敏度。
4.2.3高壓水泵的安裝
高壓水泵安裝于蓄水池附近，或安裝于水箱支架上。在安裝之前，須按照規(guī)范要求對設(shè)備與材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確定其無損壞和銹蝕現(xiàn)象。并檢查零部件的完整性，是否存在缺損現(xiàn)象，檢查完畢方可進(jìn)行安裝。水泵進(jìn)入立管處須安裝壓力表和止回閥。二次增壓泵安裝在塔吊機(jī)身頂部供水立管與水平橫管連接處。當(dāng)蓄水池附近的高壓泵壓力足夠時(shí)，可不安裝二次增壓泵。
4.2.4供水立管與水平管的安裝
供水管材采用聚乙烯（PE）管或PP-R管，采用熱熔方式進(jìn)行焊接。熱熔焊接前后要用潔凈棉布將加熱面擦洗干凈，并銑削焊接面，使其與軸線垂直。焊接時(shí)要嚴(yán)格控制溫度變化，加熱面溫度應(yīng)保持均勻。在保壓冷卻期間，禁止移動焊接件或在焊接件上施加任何外力，必須無應(yīng)力焊接。焊接完畢須按照規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量檢測。
4.2.5卡箍式可曲撓橡膠接頭的安裝
供水立管與噴水橫管之間要使用卡箍式可曲撓橡膠接頭進(jìn)行連接，上部安裝90度直角可曲撓橡膠彎頭，用于補(bǔ)償立管與橫管之間的位移。
4.2.6噴頭安裝
噴頭的安裝是塔吊噴淋系統(tǒng)的重中之重。
4.2.6.1噴頭材料的選用
采用定制型卡口噴頭，可選用PP材料進(jìn)行制造，型號為YWYT-BB-1/4-6.5-PP；或者選用定制型卡口噴嘴，卡口噴嘴只需在支管上開孔即可。定制型卡口噴頭的噴霧形狀為實(shí)心錐形，覆蓋面為實(shí)心圓形，其獨(dú)特的葉片設(shè)計(jì)和流量通道提供均勻且細(xì)小的水霧滴（如圖5）。
圖5 噴頭
4.2.6.2噴頭的安裝與控制
定制型卡口噴嘴沿塔吊敷設(shè)在水平橫管上，間距為2-3m，并以60度實(shí)心錐形的方式進(jìn)行噴灑。每個噴頭都由一個開關(guān)單獨(dú)控制，可以選擇性地進(jìn)行噴灑，避免因某一噴頭損壞而導(dǎo)致其他噴頭無法正常工作。同時(shí)也避免因?yàn)檫^度噴灑造成的水資源浪費(fèi)和現(xiàn)場泥濘的情況。其缺點(diǎn)是電網(wǎng)管線使用較多，線路較復(fù)雜。
4.2.7智能控制系統(tǒng)及線路的安裝
該噴淋系統(tǒng)需要安裝智能控制系統(tǒng)，對現(xiàn)場揚(yáng)塵情況、噴灑時(shí)間及系統(tǒng)故障進(jìn)行分析、預(yù)報(bào)警和自動調(diào)整。每個噴頭安裝一條單獨(dú)的控制線路，接入智能控制設(shè)備中，自動接受其打開或關(guān)閉的指令并進(jìn)行工作。
4.2.8防凍溫控系統(tǒng)的安裝
在管道、噴頭及控制閥處纏繞管道伴熱帶，利用伴熱帶產(chǎn)生的熱量保持管道內(nèi)部溫度，防止管道內(nèi)余水結(jié)冰，影響系統(tǒng)正常使用。也可以采用聚氨酯材料對管道進(jìn)行包裹，以便保溫。
4.2.9雨天感應(yīng)系統(tǒng)
為了保證降塵效果和控制施工現(xiàn)場的含水量，在控制系統(tǒng)中安裝了雨天感應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)遇到雨天，傳感器傳遞信號給控制系統(tǒng)，自動關(guān)閉控制閥，避免水資源浪費(fèi)。
5 試運(yùn)行和調(diào)試
本噴淋降塵系統(tǒng)安裝完畢后，必須進(jìn)行試運(yùn)行。首先是強(qiáng)度和嚴(yán)密性測試，分為沖洗和試壓兩部分。試壓需要兩個及以上的壓力表，壓力表的精度要求在1.5級以上，量程要達(dá)到1.5～2.5倍的實(shí)驗(yàn)壓力值。水壓強(qiáng)度的測試點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在管道壓力最高處，注意該點(diǎn)壓力可以達(dá)到1.5倍設(shè)計(jì)工作壓力。由于安裝順序或安裝位置等緣故，部分設(shè)備器件無法參與沖洗和試壓，則要對其進(jìn)行隔離或拆除保護(hù)。
及時(shí)對噴淋系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)記錄存檔，包括開機(jī)時(shí)間、浮球閥供水情況、用水量、耗電量、噴頭工作狀況等，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)分析。對水壓及噴淋效果進(jìn)行觀測記錄，隨時(shí)調(diào)整噴頭角度。對系統(tǒng)的噴灑均勻度、用水量進(jìn)行分析評估，及時(shí)修正。
如測試結(jié)果不合格，需要降低壓力、排凈水分，排查原因、修理調(diào)整甚至重新安裝，直至合格為止。
6 相關(guān)注意事項(xiàng)
6.1該噴淋系統(tǒng)噴灑用水可采用基坑降水、地下水或收集的雨水，但不建議循環(huán)用水，因?yàn)檠h(huán)用水中含有大量粉塵等污染物，容易造成二次污染。水量不夠時(shí)，可用自來水補(bǔ)充。
6.2應(yīng)使用具有相應(yīng)資質(zhì)的單位和人員進(jìn)行安裝。
6.3水流在輸送過程中容易產(chǎn)生靜電，應(yīng)做好接地連接。
6.4塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加節(jié)時(shí)，供水立管應(yīng)同步接長。要計(jì)算好垂直供水管的長度和根數(shù)，每根長度以塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度為宜，利于同步。
6.5根據(jù)現(xiàn)場污染程度確定噴灑次數(shù)、噴灑間隔和噴灑時(shí)間，不能造成地面泥濘現(xiàn)象。壓力泵應(yīng)達(dá)到要求壓力，將蓄水池中的水送至指定高度。如壓力泵壓力不足時(shí)，須在塔機(jī)上安裝二次增壓泵。
7 總結(jié)
塔吊噴淋降塵系統(tǒng)有助于建筑施工的文明化進(jìn)程，是綠色施工的重要組成部分。其取材方便、成本低，且可充分利用基坑降水、地下水資源和雨水，利于節(jié)水，適合施工企業(yè)廣泛推廣應(yīng)用。
