摘? 要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，在建工地?cái)?shù)量增加，施工作業(yè)產(chǎn)生的揚(yáng)塵是空氣污染顆粒物的首要來源。施工揚(yáng)塵的擴(kuò)散不僅影響了空氣質(zhì)量，同時(shí)也損害了施工人員及建筑場(chǎng)地周圍居民的身體健康。對(duì)此，本文提出一種用于建筑工地的自動(dòng)除塵裝置，將智能路燈系統(tǒng)與灑水除塵系統(tǒng)相結(jié)合，減少水資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)高效除塵。

關(guān)鍵詞：施工除塵;路面降溫;雨水收集

1 研究背景及意義

改革開放以來，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，逐漸發(fā)展成為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)支柱。但根據(jù)2010年成都市某建筑單位對(duì)施工人員的體檢結(jié)果，由于長(zhǎng)期接觸施工現(xiàn)場(chǎng)的固體揚(yáng)塵等物質(zhì)，超過60%的被調(diào)查建筑工人患有呼吸道疾病^[1]。同時(shí)，建筑揚(yáng)塵隨風(fēng)擴(kuò)散，建筑場(chǎng)地周圍居民也會(huì)受到揚(yáng)塵污染。

現(xiàn)階段的除塵狀態(tài)，主要是利用除塵車對(duì)空氣中霧霾進(jìn)行淡化。然而除塵車不會(huì)一天24小時(shí)在城市中不間斷地進(jìn)行除塵工作，加之道路堵塞程度十分嚴(yán)重，導(dǎo)致在正常工作時(shí)間里，除塵車的工作效率降低，同時(shí)除塵方面存在區(qū)域限制、時(shí)間限制，這也導(dǎo)致除塵效果不明顯，難以有效改善空氣質(zhì)量。并且施工路面灰塵大，汽車行駛?cè)菀讚P(yáng)起灰塵，傳統(tǒng)灑水車的成本較高、笨重、靈活性較差^[2]。

現(xiàn)有的路燈桿大部分只作為路燈的支撐工具使用，現(xiàn)有的路燈桿存在功能利用率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、實(shí)用性低的缺點(diǎn)，因此亟需研發(fā)一種功能利用率高、資源利用合理、實(shí)用性高的可用于的道路局部抑塵除霾的多功能路燈，將照明與除塵集于一體，提高了空間利用效率。燈身采用太陽能發(fā)電，利用雨水收集裝置，將凈化后的雨水作為水源，節(jié)約了資源。同時(shí)，用新型除塵路燈替代傳統(tǒng)灑水車，最大程度地節(jié)約了施工作業(yè)的工作面，將道路資源留給建筑材料的運(yùn)輸。

2 建筑除塵裝置工作原理

針對(duì)以上情況，本文介紹了一種可用于建筑工地的自動(dòng)除塵裝置，它是在傳統(tǒng)路燈的基礎(chǔ)上加以優(yōu)化和創(chuàng)新。建筑工地為趕工期，常會(huì)在夜間作業(yè)，路燈成為建筑工地必不可少的設(shè)施。而燈桿除了支承照明設(shè)備，也可作為除塵噴霧裝置的支架。本設(shè)計(jì)主要由雨水的收集、旋轉(zhuǎn)式除塵噴霧、太陽能路燈照明系統(tǒng)、集成處理器四大模塊組成。

2.1 機(jī)械部分

在旋轉(zhuǎn)式除塵噴霧模塊中，裝置配合感應(yīng)器設(shè)備，對(duì)行人或者車輛進(jìn)行檢測(cè)，在無人、車的情況下對(duì)路面進(jìn)行灑水，且噴頭旋轉(zhuǎn)角度可控。能夠在水平面內(nèi)完成360°內(nèi)旋轉(zhuǎn)，做到全面除塵。此模塊主要配置有步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、水泵、旋轉(zhuǎn)噴頭、水管路，感應(yīng)器等。對(duì)周圍空氣中顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)裝置與程序設(shè)計(jì)中的開關(guān)量及監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比符合噴水除塵條件時(shí)，觸發(fā)道路區(qū)域車輛、行人監(jiān)測(cè)單元，如果有車輛行人，則繼續(xù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)無行人車輛時(shí)，觸發(fā)噴水系統(tǒng)。

在雨水收集模塊主要配置有水泵、水管，污水處理凈化器，在燈身下方安置集水箱，利用集水箱內(nèi)的污水處理器對(duì)雨水進(jìn)行粗略凈化，將過濾后的雨水作為除塵噴霧的主要水源，在集水箱內(nèi)安裝水泵，為向上運(yùn)輸水源提供動(dòng)力，最大程度地節(jié)約水資源。

在太陽能路燈照明系統(tǒng)模塊中利用太陽能為裝置提供電能，實(shí)現(xiàn)智能的充放電系統(tǒng)。

自動(dòng)除塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：

2.2集成控制系統(tǒng)

此系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)智能太陽能路燈旋轉(zhuǎn)式噴淋除塵和照明的是重要部分之一。根據(jù)太陽能路燈工作原理及特點(diǎn)，主要是對(duì)溫度感應(yīng)器，旋轉(zhuǎn)式除塵噴霧，太陽能路燈照明系統(tǒng)、道路行人車輛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)控制。然后啟動(dòng)，對(duì)周圍空氣溫濕度、空氣中顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)溫度傳感器當(dāng)與程序設(shè)計(jì)中的開關(guān)量及監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比符合噴水除塵條件時(shí)，觸發(fā)道路區(qū)域車輛、行人監(jiān)測(cè)單元，如果有車輛行人，則繼續(xù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)無行人車輛時(shí)，觸發(fā)噴水系統(tǒng)。如打開噴水閥，啟動(dòng)水泵，噴水時(shí)間設(shè)定、水泵運(yùn)行狀況反饋，噴頭搖擺等。

集成處理器引入單片機(jī)。單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器和寄存器構(gòu)成。其中，運(yùn)算器由算數(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、寄存器等構(gòu)成，首先累加器和寄存器向ALU輸入兩個(gè)8位源數(shù)據(jù)，其次ALU完成源數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算，最后將運(yùn)算結(jié)果存入寄存器中;控制器由程序計(jì)算器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器和操作控制器等構(gòu)成，是一個(gè)下達(dá)命令的“組織”，用于協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)各部分之間的運(yùn)作;寄存器主要有累加器、數(shù)據(jù)寄存器等組成。單片機(jī)已用于電視、冰箱等家電^[3]。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）將路燈照明和除塵結(jié)合在一起，有效提高了空間使用效率。

（2）操作和控制簡(jiǎn)便，在噴水裝置上方安裝溫度感應(yīng)器，當(dāng)路面溫度達(dá)到一定值時(shí)，觸發(fā)噴水系統(tǒng)，水泵將水噴出。有效改善了傳統(tǒng)灑水車及時(shí)性差這一缺點(diǎn)。

（3）將雨水儲(chǔ)存起來進(jìn)行初步凈化用以除塵，有效節(jié)約了水資源。

（4）將溫度感應(yīng)器、紅外檢測(cè)等儀器與單片機(jī)相結(jié)合，信息處理速度提升且系統(tǒng)運(yùn)行更加智能。

4 結(jié)語

本設(shè)計(jì)克服現(xiàn)有的路燈功能利用率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、實(shí)用性能低的缺點(diǎn)，可以采集路面積水，降雨雨水，自動(dòng)監(jiān)測(cè)路面濕度、空氣顆粒物濃度等參數(shù)，判斷是否需要進(jìn)行除塵作業(yè)。每個(gè)除塵裝置均可單獨(dú)執(zhí)行本區(qū)域的灑水除塵作業(yè)，經(jīng)濟(jì)環(huán)保、節(jié)約水資源;灑水和除塵作業(yè)可以單獨(dú)或者同時(shí)進(jìn)行，功能齊全;并且在判斷需要灑水作業(yè)過程中可自動(dòng)避讓車輛和行人，智能化程度高，為建筑施工提供良好的作業(yè)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]? 賈乾. 建筑工人職業(yè)健康狀況研究[D].天津大學(xué)，2010.

[2]? 邢志堅(jiān). 灑水車應(yīng)該變得更“聰明”[N]. 河南日?qǐng)?bào)，2018-11-30（025）.

[3]? 梁建智，陳宇燕，楊銘，李廷彥，秦永振.單片機(jī)測(cè)控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（13）：133-135.

作者簡(jiǎn)介：曹秀梅（1998-），女，漢族，山東省濟(jì)南人，大學(xué)本科在讀，山東科技大學(xué)資源學(xué)院2017級(jí)土木工程專業(yè)，研究方向?yàn)橥聊竟こ獭?/p>