中国建筑第二工程局有限公司上海分公司 江苏南京 210001
摘要：绿色施工环境管理日趋重视，随着物联网技术的成熟发展，环境监测自动降尘系统能够实现对施工现场环境实时监测，传感器直接收采集环境数据，出现超标自动启动喷淋降尘系统，有效解决现场扬尘问题。南京泛悦中心项目环境监测自动降尘系统的应用获得江苏省“智慧安监的研究与工程应用”课题支持，本文结合应用情况进行分析和总结。
关键词：环境监测；自动降尘系统；实时监测；课题支持；
1 工程概况
秦淮区象房村（原家居乐）地块（泛悦中心）项目位于南京市秦淮区龙蟠中路与象房村路交叉口，地下3层，地上12层，建筑高度50m，总建筑面积约14.3万平方米，是集商业、办公、公寓为一体的商业综合体项目。
本工程占地面积约2万平方米，围墙周长约566米，项目西侧为主干道龙蟠中路，东侧为住宅小区和幼儿园，南侧为社区老年大学，地理位置特殊，对环境保护要求较高。本工程环境监测自动降尘系统的应用获得江苏省“智慧安监的研究与工程应用”课题支持。项目部从基础施工阶段至今一直应用此系统，对现场环境进行了实时监测，有效地控制了现场施工的扬尘、噪音管理。
2 环境监测自动降尘系统的应用
2.1应用背景
近年来，国家倡导“绿水青山就是金山银山”，推行绿色施工，环境保护要求高，施工过程中的噪声、粉尘、污水排放等问题一直是容易引起周边居民投诉的主要问题。政府相关部门对环境的监督力度也是不断加强，传统管理模式下依靠人为反复检查监督的方式已经不能彻底解决问题且成效不明显。随着物联网技术的发展，借助于前端终端设备的传感器直接监测现场粉尘、噪声等情况，出现超标自动预警，启动相关控制设备设施，有效解决环境污染的问题。
2.2技术要点
环境监测自动降尘系统是建设工程扬尘噪音可视化系统数据监测和报警展示的平台端与监测设备端。通过监测设备，对建设工程施工现场的气象参数、扬尘参数等进行监测与显示，并支持多种厂家的设备与系统平台的数据对接，可实现对建设工程扬尘监测设备采集到的PM2.5、PM10、TSP等扬尘数据、噪音数据、风速、风向、温度、湿度和大气压等数据进行展示，并对以上数据进行分时段统计，从而实现对工程施工现场扬尘污染等监测的远程化、可视化。
设备终端可以根据设定的环境监测阈值，与施工现场的喷淋装置联动，在超出阈值时自动启动喷淋装置，实现喷淋降尘的功效。环境监测自动降尘系统框架图如图1所示。
图1：环境监测自动降尘系统框架图
该系统有两种喷淋联动方式可供选择，电磁阀系统联动和雾炮系统联动。需要电磁阀系统联动时，电磁阀位置需要供电，同时需要水电工配合施工。需要雾炮系统联动时，需要电工在配电箱内增加控制模块。电磁阀系统联动主要控制沿四周围墙布置的道路喷淋和塔吊喷淋。联动模式分为自动、手动两种形式。自动联动模式下，只要PM2.5、PM10、TSP超过设定的阈值，就自动启动降尘系统，直到相关指标降到阈值以下才停止联动。手动联动模式即人为通过手机APP，登录扬尘噪音监测系统，开启联动模式并设置联动时间，喷淋系统立即响应，并工作设定时长才关闭联动模式。
环境监测自动降尘系统主要分为以下功能：
扬尘监测
对PM2.5、PM10双通道同步监测，监测量程为0-1000μg/m3，每5分钟监测1次，采样流量偏差可达到≤±5%设定流量/24小时。
噪声监测
对30-130dB，20 Hz~12.5KHz范围内的噪声测量，频率计权为A（计权），时间计权为F（快），最大误差为0.5dB。
气象参数扩展接入
接入温度以判别空气流动速度对污染扩散的影响，接入湿度作为污染凝结的重要条件，接入风速做污染扩散速度的判别，接入风向对污染扩散及传播方向的判断，接入大气压用于污染自然沉降速度的判别。
空气质量扩展接入
支持AQI（CO、NO2、SO2、03、TVOC）监测，实现环境全面监控。
降尘设备扩展接入
支持降尘设备接入（喷淋、雾炮），在数据超标情况下可手动、自动控制降尘设备启停。
信息公开
支持高亮LED屏接入，现场实时查看噪声、PM2.5、PM10、气象等数据。
2.3应用价值
实现了施工现场环境实时监测自动降尘智能控制，降低了对人员的依赖性，监测结果反馈更具时效性，以便及时采取相应措施，始终将环境监测项目指标控制在阈值以内，达到绿色施工保护环境的目的。
系统的应用改变了传统的环境监督管理模式，并且支持第三方平台提取数据，现场环境监测数据直接接入政府环境监管平台，便于建设行政主管部门加强监管力度，提高管理效率，节约行政成本。
2.4应用范围
环境监测自动降尘系统将环境监测与物联网结构体系、云计算、互联网等技术结合，建立一套智能环境在线监测系统。系统主要面向建筑、市政、轨道交通等开放式作业施工现场，具有先进的数据采集技术、智能化数据处理、多元化项目管理等特点，能够帮助现场作业人员、项目管理人员等减少作业强度、及时了解现场环境动态，并可为生产决策提供及时可靠的环境信息，为项目顺利推进保驾护航。
2.5应用效果
1）监测点布设
施工现场环境监测站按照每2万平方米不少于1个监测点布置。监测点优先布设在施工工地场界围挡内侧容易产生扬尘处，其次布设在施工现场主入口处。监测点距离任何反射面原则上应大于3.5m，采样口高度一般应设在距地面3.5m±0.5m。监测点还应考虑布置在下风向及受场外影响较小的地方，这样采集的环境数据才具有代表性。根据本工程实际情况，综合考虑场内交通影响，将环境监测站布置在西南道路交叉口，能同时采集两个方向的环境数据，且后期不受建筑物的影响。
喷淋降尘系统主要由2台50m扬程的雾炮机、三台塔吊喷淋及四周围墙喷淋组成。后面紧随施工进度，在二层悬挑架底部再布设一圈喷淋水管，做到施工道路全覆盖，有效控制道路扬尘。
2）数据采集及处理
环境监测自动降尘系统利用环境监测站上各种传感器对监测点周边环境数据进行实时数据采集。为达到实时监测施工现场环境的目的，环境监测站采集环境数据，间隔5分钟刷新分析数据并上传至智能监测云平台。
监测系统发现无效数据、异常数据，具备校准比对及剔除功能，防止影响后续数据分析的平均值，保证环境监测数据的准确性。
3）数据存储与预警
监测数据采集后经分析处理，存入到智能监测云平台的数据库中，便于查询总结使用成效。可以通过该系统设置监测项目预警值、超标值。当监测项目超过预先设定的超标值时，系统可快速地发出警报，推送信息提醒现场技术人员及相关领导，以便能及时有效地采取措施防尘降噪。
3 实施成果分析
本工程监测期间为2018年6月18日至2018年10月18日，共监测122天。此期间主要是底板施工、支撑拆除及地下结构施工阶段。其中，2018年6月20日至2018年7月10日支撑拆除阶段扬尘较大，有6天PM10监测数据超过预警值100μg/m3，但是由于环境监测自动降尘系统的有效应用，PM10监测数据始终控制在超标值150μg/m3，其数据变化曲线如图2所示。
图3：监测项目月度均值统计表
环境监测自动降尘系统的成功应用，使得本工程荣获南京市扬尘防控智慧工地创建工作“先进单位”称号。
4总结与建议
环境监测自动降尘系统的应用实现了施工现场环境数据实时监测，使得现场扬尘得到有效控制，展现了良好的文明施工形象。智能监测云平台对温度数据的存储也有利于统计高温天气对施工进度的影响，便于办理相关索赔签证。但是，该系统在生成相关监测项目数据分析报表方面还需改进。
该系统目前较广泛应用于扬尘控制，还可以开发防暑降温功能，当日最高温度超过35℃，自动启动鼓风机、降雨系统，有效控制施工现场、办公区的温度，起到节能降耗的作用。同时，对施工排污口水质也可以埋设传感器进行监测，并与水务局监测平台联网，实现施工现场环境全面监测将指日可待。
参考文献
[1] 王中奇，张福麟，毛志兵等，智慧工地应用与发展[M]，中国建材工业出版社2017；
[2] 南京市建设工地扬尘智能监控指导手册[Z]，南京市扬尘管理办公室,2018.01；
[3] 李悦，环境监测中在线监测技术的应用研究[J]，高新技术,2017（5）；
[4] 孙猛，高翔，刘茂辉，张骥等，扬尘在线监测在施工工地扬尘污染监管中的应用研究[J]，环境科学与管理，2016（11）；
[5] 张涛，汪锋，樊海春，张金永，开发式扬尘在线监测系统的机械安装和调节机构[J]，绿色科技，2017（5）；
论文作者:祁迪,顾亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/29
标签：扬尘论文; 环境监测论文; 系统论文; 数据论文; 环境论文; 施工现场论文; 喷淋论文; 《建筑学研究前沿》2018年第27期论文;