裝配式建筑工地和傳統(tǒng)建筑工地?fù)P塵監(jiān)測(cè)與分析

沈惠梁，尤文紅，金 健

(浙江工程建設(shè)管理有限公司,浙江 杭州 310012)

2016 年 9 月 30 日,國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》(以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》)?！兑庖?jiàn)》提出,要以京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角三大城市群為重點(diǎn)推進(jìn)地區(qū),常住人口超過(guò) 300 萬(wàn)的其他城市為積極推進(jìn)地區(qū),其余城市為鼓勵(lì)推進(jìn)地區(qū),因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等裝配式建筑。力爭(zhēng)用10年左右的時(shí)間,使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到 30%。

另一方面,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),城市空氣污染作為一個(gè)主要的環(huán)境問(wèn)題正迅速地凸現(xiàn)出來(lái)[1]。近年來(lái),浙江省尤其是設(shè)區(qū)城市正處于城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高峰時(shí)期,建筑、拆遷、道路施工及堆料、運(yùn)輸遺灑等施工過(guò)程產(chǎn)生的揚(yáng)塵不斷增多[2]。但由于缺乏關(guān)于揚(yáng)塵的排放定量控制措施和量化指標(biāo),無(wú)法準(zhǔn)確定量判斷場(chǎng)地?fù)P塵污染情況,因此不能保證揚(yáng)塵控制措施達(dá)標(biāo)有效,更不利于環(huán)保部門(mén)的監(jiān)管,從而降低了控制城市特別是建設(shè)施工揚(yáng)塵污染的效果。

本研究在杭州師范大學(xué)(倉(cāng)前校區(qū))開(kāi)展揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)及運(yùn)行,對(duì)施工工地?fù)P塵排放情況進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)大量在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)兩個(gè)施工工地?fù)P塵排放特征進(jìn)行較為系統(tǒng)的分析和對(duì)比,不僅可以解決政府監(jiān)管部門(mén)由于不能得到實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),或者收到舉報(bào)無(wú)法得到與事實(shí)相對(duì)應(yīng)的直接數(shù)據(jù),從而造成的建設(shè)工地?fù)P塵監(jiān)管困難,還可以探索揚(yáng)塵在線監(jiān)測(cè)在施工工地污染監(jiān)管中的應(yīng)用,以對(duì)比數(shù)據(jù)的形式更有力地證明裝配式建筑在城市環(huán)境和生態(tài)文明方面的優(yōu)勢(shì)。

1 監(jiān)測(cè)方案

建筑施工工地的揚(yáng)塵污染環(huán)境是由多方面因素綜合形成的,為盡量減少與工程施工無(wú)關(guān)的干擾項(xiàng),此次研究將對(duì)比項(xiàng)集中在同一施工工地內(nèi),工程名稱為“杭州師范大學(xué)倉(cāng)前校區(qū)二期C區(qū)塊生活區(qū)工程”。根據(jù)建筑工地施工揚(yáng)塵的特性,我們選取PM10[3]作為施工揚(yáng)塵的考察指標(biāo)。

裝配式建筑工地和傳統(tǒng)建筑工地的施工方式主要區(qū)別在于主體結(jié)構(gòu)施工階段,所以我們選取兩種施工方式同時(shí)間在進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)的揚(yáng)塵情況進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和分析。

1.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目概況

杭州師范大學(xué)倉(cāng)前校區(qū)二期C區(qū)塊生活區(qū)工程位于杭州市城市西部,繞城高速公路外圍的余杭區(qū)內(nèi),余杭創(chuàng)新基地中部,倉(cāng)前高教園區(qū)內(nèi)。包括1個(gè)學(xué)生餐廳 ,5幢學(xué)生宿舍樓。地上總建筑面積62 395 m2,地下建筑面積9 900 m2。各單體項(xiàng)目情況見(jiàn)表1。

表1 各單體建筑概況

本工程中本科生公寓M-0#樓、本科生公寓M-1#樓、本科生公寓M-2#樓、本科生公寓M-3#樓及研究生公寓樓采用裝配式建筑,學(xué)生餐廳仍采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。各單體建筑平面位置關(guān)系見(jiàn)圖1。各單體建筑概況與預(yù)制構(gòu)件分布情況分別見(jiàn)表2。

圖1 項(xiàng)目效果圖

單體名稱建筑層數(shù)疊合樓板(陽(yáng)臺(tái))預(yù)制樓梯預(yù)制夾心保溫外墻板M0#樓104～9層1～10層1～10層M1#樓114～10層1～11層1～11層M2#樓114～10層1～11層1～11層M3#樓64～6層1～6層1～6層N#樓74～6層1～7層1～7層

本工程施工階段, 施工現(xiàn)場(chǎng)主要采取了道路硬化、道路噴淋、外架?chē)娏?、施工現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛出入口設(shè)置車(chē)輛沖洗設(shè)施及灑水車(chē)等揚(yáng)塵控制措施。項(xiàng)目在開(kāi)工初期確保臨時(shí)環(huán)狀道路全部硬化,采用混凝土鋪設(shè)；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)其他土壤裸露場(chǎng)地,進(jìn)行綠化或覆蓋石子。對(duì)臨時(shí)道路設(shè)專人負(fù)責(zé)每日灑水和清掃,保持道路清潔濕潤(rùn),施工現(xiàn)場(chǎng)配備一臺(tái)防揚(yáng)塵的霧炮。

1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置

本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置為3個(gè),揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)1號(hào)站點(diǎn)位于食堂附近,食堂采用的是傳統(tǒng)施工方式,即1號(hào)站點(diǎn)代表傳統(tǒng)建筑工地；揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)2號(hào)站點(diǎn)位于兩幢裝配式建筑與本科生公寓樓之間,代表裝配式建筑工地；揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)3號(hào)站點(diǎn)位于工地出入口10 m,主要監(jiān)測(cè)建筑工地對(duì)外圍環(huán)境質(zhì)量的影響程度。監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位置見(jiàn)圖2。

圖2 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位置圖

2 揚(yáng)塵污染對(duì)比

2.1 分析資料來(lái)源

分析數(shù)據(jù)主要取自于設(shè)置的1號(hào)站點(diǎn)、2號(hào)站點(diǎn)、3號(hào)站點(diǎn)及位于工地東南方向距離6 km左右的杭州市空氣質(zhì)量西溪監(jiān)測(cè)點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱“西溪站點(diǎn)”)。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源見(jiàn)表3。

2.2 裝配式(2號(hào)站點(diǎn))和傳統(tǒng)施工(1號(hào)站點(diǎn))對(duì)比

本研究選取2017年5月2日至6月9日的數(shù)據(jù),但5月15日中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站全國(guó)城市空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)發(fā)布平臺(tái)上西溪站點(diǎn)背景值只出現(xiàn)了0時(shí)、1時(shí)、2時(shí)、3時(shí)、4時(shí)及5時(shí)6個(gè)數(shù)據(jù),所以，取當(dāng)天的數(shù)值為此6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的平均值；6月4日的數(shù)據(jù)中缺失2時(shí)、5時(shí)、8時(shí)、14時(shí)及23時(shí)的數(shù)據(jù),所以西溪站點(diǎn)當(dāng)天的數(shù)值取值為其他19個(gè)時(shí)間點(diǎn)數(shù)值的平均值。見(jiàn)表4。

表3 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源表

表4 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)及西溪站點(diǎn)揚(yáng)塵濃度

圖3 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)及西溪站點(diǎn)PM10均值及標(biāo)準(zhǔn)差

圖4 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)及西溪站點(diǎn)PM10日均值對(duì)比圖

由圖3、圖4可以看出：

1)4個(gè)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)的PM10數(shù)值均不大于150[4],說(shuō)明在這段時(shí)間,杭州師范大學(xué)倉(cāng)前校區(qū)二期C區(qū)塊學(xué)生宿舍樓及生活服務(wù)區(qū)工程的作業(yè)區(qū)產(chǎn)生的PM10總體狀況較為理想,但也有所差別。

2)由表4及圖3可知3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(工地周邊空氣質(zhì)量)是3個(gè)測(cè)點(diǎn)中PM10日平均質(zhì)量濃度最低的,這主要是因?yàn)椋?號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要監(jiān)測(cè)裝配式施工工地周邊的空氣質(zhì)量。主體結(jié)構(gòu)施工作業(yè)階段,不可避免地有模板拆支、PC吊裝、混凝土澆筑以及材料加工等施工活動(dòng),特別是一些瞬時(shí)揚(yáng)塵,即使采取處理措施,仍會(huì)有時(shí)間差,導(dǎo)致顆粒物擴(kuò)散,致使3號(hào)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)到部分PM10顆粒物,但數(shù)量值總體比施工現(xiàn)場(chǎng)低12%～28%,這同時(shí)佐證了田剛等發(fā)現(xiàn)的“工地邊界降塵濃度的變化,同一高度上的降塵濃度與監(jiān)測(cè)點(diǎn)距中心距離的平方成反比關(guān)系”[5]。

3)2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(裝配式工地)期間平均PM10 質(zhì)量濃度為54.6μg/m3,超出3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)7%；1號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(傳統(tǒng)施工方式)期間平均PM10質(zhì)量濃度為60.9μg/m3,超出3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)20%,超過(guò)2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)12%,說(shuō)明裝配式施工方式與傳統(tǒng)施工方式比較施工揚(yáng)塵相對(duì)較少,但是兩者相差不是很大。另外,結(jié)合表4及圖3,1號(hào)站點(diǎn)總體PM10濃度大于2號(hào)站點(diǎn),2號(hào)站點(diǎn)總體PM10濃度大于3號(hào)站點(diǎn),由此也可以推測(cè),施工活動(dòng)產(chǎn)出的PM10對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量有影響,但比重相對(duì)較小。

4)作為背景值的西溪站點(diǎn)的平均值最高,超出3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)33%,超出2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)24%,超出1號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)11%,這與一般的主觀印象有較大差別。這主要是因?yàn)椋何飨军c(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)值為整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的城市群體活動(dòng)產(chǎn)生的PM10,包括“道路揚(yáng)塵、施工工地?fù)P塵、堆料揚(yáng)塵、裸露地面揚(yáng)塵、機(jī)動(dòng)車(chē)排放、火電行業(yè)揚(yáng)塵、一般工業(yè)燃煤揚(yáng)塵、鋼鐵冶金、水泥工業(yè)、餐飲油煙及焚燒類煙塵等活動(dòng)”[6]中產(chǎn)生的PM10,即此站點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)值為這些城市活動(dòng)產(chǎn)生的PM10的綜合值。而本工程位于城郊,人口密度低,城市群體活動(dòng)少,影響該區(qū)域空氣質(zhì)量PM10指標(biāo)的主要群體活動(dòng)為“施工作業(yè)”及“施工運(yùn)輸”,且產(chǎn)生揚(yáng)塵頻率大大低于城市中心區(qū)平均值,所以出現(xiàn)了施工工地及周邊的PM10(1#、2#、3#站點(diǎn))比它的背景值(西溪站點(diǎn))低的情況。

5)標(biāo)準(zhǔn)差。1號(hào)站點(diǎn)、2號(hào)站點(diǎn)、3號(hào)站點(diǎn)和西溪站點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差見(jiàn)表4,結(jié)合圖4可以看到,3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM10排放量以及西溪站點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化幅度較大,均在28%左右,其中1號(hào)站點(diǎn)、2號(hào)站點(diǎn)的走勢(shì)同西溪站點(diǎn)背景值基本一致。這主要是因?yàn)椋浩湟?，如前文所?本研究中的施工活動(dòng)在小范圍內(nèi)作業(yè),不論采取的是傳統(tǒng)施工方式還是裝配式施工,產(chǎn)生的揚(yáng)塵對(duì)大氣環(huán)境中PM10質(zhì)量濃度貢獻(xiàn)值不大；反而,大氣環(huán)境中的PM10濃度變化及幅度影響到1號(hào)站點(diǎn)和2號(hào)站點(diǎn)以及3號(hào)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)走勢(shì),所以3個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)值和西溪站點(diǎn)的數(shù)值走向及變化基本一致；5月7日西溪站點(diǎn)的PM10數(shù)值達(dá)到122,在大背景的影響下,1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)值也出現(xiàn)明顯的升高。其二，不同施工活動(dòng)產(chǎn)生的揚(yáng)塵濃度是不同的,所以1號(hào)、2號(hào)及3號(hào)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。

3 結(jié) 語(yǔ)

從以上分析可以看到：施工活動(dòng)不論裝配式施工方式還是傳統(tǒng)施工方式對(duì)大氣中PM10的含量都有貢獻(xiàn)值；裝配式施工方式產(chǎn)生的PM10總體比傳統(tǒng)施工方式產(chǎn)生的PM10少；施工活動(dòng)產(chǎn)生的PM10不是大氣中PM10的主要來(lái)源。另一方面,從客觀上來(lái)講,杭州市建筑工地在相關(guān)的揚(yáng)塵控制規(guī)范、文件指導(dǎo)下,現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵控制措施比較全面,效果良好,同時(shí)本項(xiàng)目施工單位為特級(jí)企業(yè),整體施工揚(yáng)塵控制措施如道路硬化、道路噴淋、外架?chē)娏?、?chǎng)地綠化、防塵霧炮配備以及專人保潔等比較到位。在客觀和主觀因素的綜合作用下,施工現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵得到有效抑制,反而出現(xiàn)比西溪站點(diǎn)空氣背景值低11%～24%的情況。由此可見(jiàn),采取揚(yáng)塵措施可以有效地降低施工活動(dòng)對(duì)大氣環(huán)境中PM10的影響。