孫雨欣，段媛媛，王文婷，浦真煜，周燕，伍彩云

（宿遷學院，江蘇 宿遷 223800）

隨著技術進步和社會發(fā)展，居住環(huán)境不斷改善的同時，建筑業(yè)在發(fā)展過程中環(huán)境污染的問題也日益突出，人們的身體健康和生活質量都受到極大影響。建筑業(yè)作為經濟發(fā)展的支柱產業(yè)，人員、材料、施工機械等要素流動密集，在建筑施工過程中產生大量污染，包括噪聲、揚塵、水、固體垃圾等。其中，對施工現(xiàn)場人員和周邊社區(qū)居民影響較大的揚塵和噪聲污染尤其突出，對建筑施工現(xiàn)場的揚塵濃度和噪音分貝進行全面監(jiān)測意義重大。

1 施工現(xiàn)場揚塵噪聲的產生及危害

建筑工程揚塵主要是建筑施工單位在進行房屋建筑、市政工程或在國有土地的拆遷工地上從事新建、改建或者擴建過程中所產生的揚塵。建筑施工噪聲則是指在建設公用設施如地下鐵道、高速公路、橋梁，敷設地下管道和電纜等，以及從事工業(yè)與民用建筑的施工現(xiàn)場，都大量使用各種不同性能的動力機械產生嚴重的噪聲污染。

在建筑工地施工的過程中，揚塵的主要來源有材料運輸和堆放、車輛運輸、土方開挖、管理不規(guī)范等。例如，車輛運輸中車身攜帶大量灰塵和浮土，在過往車輛和風力作用下，漂浮在空中，產生二次污染；土方開挖和回填的過程中土、石等材料的堆放，未采取合理的處理方法等。施工噪聲的產生主要源于施工機械設備，如土石方開挖、打樁、結構施工、裝修等過程中設備的運行都會產生大量噪聲，給現(xiàn)場施工人員和附近居民的生活和身心健康都造成很大干擾。

1.1 揚塵污染對人體健康的危害

大大增加了人們患呼吸道疾病和患癌的概率，嚴重時可導致肺衰竭而死，也會導致萎縮性鼻炎、咽炎、支氣管炎，甚至加快了病毒和細菌的傳播，引發(fā)流行性疾病，嚴重影響人們身體健康。

1.2 揚塵污染對環(huán)境的危害

遮擋陽光，降低空氣能見度，易引發(fā)交通事故。PM2.5指數(shù)增加，空氣質量下降，低于國家標準，還會影響太陽和紫外線的輻射，導致“溫室效應”愈發(fā)嚴重。揚塵中的顆粒物若為酸性，極易形成酸雨。

1.3 揚塵污染對建筑物的危害

加快建筑物表面風化剝落的速度，降低耐久性和美觀，且容易使裸露在外的機械設備老化損壞。有時需要對建筑清灰，增加了人工成本。

1.4 噪聲污染對人身心健康的危害

干擾人的生活與工作，影響人的情緒與心理狀態(tài)，嚴重的會造成聽力損失引發(fā)許多疾病，長期暴露在分貝較高的噪聲環(huán)境中最終可能導致無法治愈的耳聾。

2 施工現(xiàn)場揚塵噪聲防控存在的問題

2.1 現(xiàn)有監(jiān)測方式效率有待提高

通過調研，團隊成員發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段工地環(huán)境監(jiān)測裝置通常固定在施工現(xiàn)場某一處，如圖1所示。這種監(jiān)測形式無法對現(xiàn)場噪聲、揚塵等污染情況進行全方位環(huán)境檢測。另一種常見的措施是將監(jiān)測設備放置在施工場內進行適當移動，這難免有時會影響到正常施工的進度，監(jiān)測不及時，整體上監(jiān)測效率也不高。

圖1 某工地固定式監(jiān)測裝置

2.2 監(jiān)管成本較高

我國對于建筑施工單位的監(jiān)管仍有待加強，監(jiān)管部門往往需要安排相關人員親自前往施工現(xiàn)場進行監(jiān)管，存在監(jiān)管不到位、監(jiān)管成本大、監(jiān)管效率低等問題。因此，采用物聯(lián)網(wǎng)技術，通過改進傳感器監(jiān)測設備，結合通信網(wǎng)絡和智能平臺的搭建，不僅可以實時監(jiān)測施工現(xiàn)場的揚塵濃度和噪音分貝，而且實現(xiàn)遠程監(jiān)管、監(jiān)管流程信息化，有效地節(jié)省監(jiān)管成本。

2.3 減塵降噪管理智能化有待提升

目前智慧工地建造技術的介入大大節(jié)省了揚塵噪聲管理的人力成本和時間成本，但很多環(huán)節(jié)仍處于人為控制模式，如人工操作灑水噴淋的強度和時間具有一定的主觀性，無法實時監(jiān)控現(xiàn)場，提高資源利用效率和減塵降噪的效果。

3 構建智能化的揚塵噪聲監(jiān)測系統(tǒng)

揚塵噪聲污染智能化監(jiān)測系統(tǒng)主要包括監(jiān)測設備層、數(shù)據(jù)處理傳輸層和云服務平臺（圖2）。利用粉塵傳感器、噪音傳感器，結合溫度、濕度和風力等環(huán)境傳感器收集現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)處理后通過通信網(wǎng)絡傳至云服務平臺，并在現(xiàn)場LED屏上顯示，在云平臺上可以進行數(shù)據(jù)的存儲、提取和分析。

圖2 揚塵噪聲監(jiān)測系統(tǒng)

3.1 監(jiān)測設備層

不同于目前現(xiàn)場常用的施工圍擋，在圍擋頂部設置凹槽安裝滑軌，將噪聲、風速、溫度、濕度等傳感器及高清攝像頭安裝在一個箱體上，箱體內安裝電機和蓄電池，通過傳動軸連接滑輪，帶動該設備在施工現(xiàn)場圍擋上自動移動，從而進行全方位環(huán)境監(jiān)測，如圖3所示。工地施工噪音過大時，噪聲傳感器將信息反饋到微控制器，引發(fā)報警器發(fā)出警報，提醒正在作業(yè)的相關人員，通過調整施工密度或施工時間，降低對周邊居民的干擾。當現(xiàn)場揚塵濃度過大時，粉塵傳感器將信息反饋到微控制器，進一步開啟水泵，通過噴頭噴灑水霧，減小揚塵對周邊居民和路過行人的影響。工地內部施工區(qū)域等圍擋噴淋無法覆蓋的地方，可通過設備連接塔吊噴淋系統(tǒng)，通過塔吊吊臂旋轉在工地大范圍進行降塵，結合小區(qū)域采用霧炮機來進行噴霧降塵的方式起到減塵效果。所采集的現(xiàn)場環(huán)境信息及視頻在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內進行處理后可以實現(xiàn)傳輸。

圖3 監(jiān)測設備示意圖

3.2 數(shù)據(jù)處理與傳輸層

各項數(shù)據(jù)通過移動通信網(wǎng)絡技術傳輸至數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，采用以便攜式工控機為主要構件的數(shù)據(jù)處理層，進行初步的統(tǒng)計分析處理，并可以按照后臺發(fā)布的指令完成數(shù)據(jù)發(fā)送、設備狀態(tài)監(jiān)測等功能。

3.3 云服務平臺

搭建工地環(huán)境在線監(jiān)測云服務平臺。施工現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)收集處理后上傳至利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術構建的信息集成云服務平臺，平臺覆蓋政府、企業(yè)、項目部三級（圖4），從而實現(xiàn)資源共享，實時監(jiān)控，各部門實時獲取施工現(xiàn)場的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。按照權限設置，分級管理的原則，市行政主管部門、建設工程安全監(jiān)督站、企業(yè)（施工、監(jiān)理）單位等共享資源，可以查看自己權限范圍內的信息。同時，云服務平臺可以設定揚塵、噪聲等環(huán)境因素的閾值，當對應的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設定值時可發(fā)出預警信息，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)與預警信息通過移動端短信、APP等渠道發(fā)送提醒信息給現(xiàn)場和管理部門相應人員。

圖4 云服務平臺三級聯(lián)動

4 結語

本系統(tǒng)可以實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的揚塵、噪聲全時段、全區(qū)域的自主移動式監(jiān)測，能夠實現(xiàn)貫穿施工的全過程監(jiān)測，在不影響施工進度的前提下實現(xiàn)揚塵、噪聲的實時監(jiān)測，不僅為監(jiān)管部門、施工單位和現(xiàn)場管理人員提供現(xiàn)場環(huán)境的全面信息，為其決策提供有力支持，也有利于從污染源源頭減少揚塵和噪聲污染，提高揚塵和噪聲污染治理的效果。對施工企業(yè)來說，雖造成企業(yè)成本短期的負擔，需購置相應圍擋和監(jiān)測設備配合安裝，但從環(huán)保投入的成本和社會效益分析來看，提升了企業(yè)的智能化監(jiān)測水平和環(huán)境保護效果，兼顧企業(yè)效益和社會效益，實現(xiàn)綠色施工的經濟效益和社會效益。