CN108269069B - 一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台及模拟方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台及模拟方法，属于建筑岩土防潮除湿应用领域。针对现有技术中存在的防渗设备效果无法预知、偏差大、影响施工进度、成本浪费的问题，本发明提供了一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台及模拟方法，通过后台模块、前台模拟模块以及计算模块，进行相应的模拟，可以实现对现有的施工现场进行模拟，获得对应效果、可以直接获得所需要的设备部署、一次性进行部署、节省时间、节约成本。

Description

一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台及模拟方法
技术领域
本发明涉及建筑岩土防潮除湿应用领域，更具体地说，涉及一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台及模拟方法。
背景技术
电渗透防渗除湿是一项防渗除湿防霉技术，该技术已经成熟应用二十多年，主要用于地下工程、隧道、水库大坝、电站、军工、建筑等工程中的防水、防渗、防潮和除湿领域。该技术打破了传统防水理念，“以水治水”，根据电渗透原理，通过一系列的低压多脉冲正负电荷工作而发展的新型防渗防潮防霉技术，它能彻底地永久地解决结构中渗漏潮湿和发霉问题。现有技术中，电渗透控制仪产生特殊波形电流，电流通过埋设在混凝土结构内的阳极和埋设在混凝土结构外的阴极形成电磁场，水分子在电磁场作用产生极性，在异极吸引同极相斥作用下，水分子被吸引到结构外侧，只要电磁场不间断，水分子就无法再进入混凝土或砖石结构内，从而使结构长期处于相对干燥状态。同时水分子极性增大，抑制了水中盐类钙、镁、氯等阴阳离子的析出，这些离子直接随着水分子被排除至结构外侧，从而降低了对结构内钢筋等金属的腐蚀。该装置还有一定防潮的作用。根据混凝土的吸水特性，干燥的混凝土能够吸收结构(室)内空气中的水，吸收后的水分子将在电磁场作用下向外侧(负极)运动，对降低结构内空气湿度也有一定作用。
目前，液体电渗透技术已被广泛的应用在建筑防潮除湿上面，所面临的问题就是，必须等到整套设备全部部署完毕，开始使用后，才能知道效果如何，然而往往会有所偏差，需要做调整，这就带来施工负担，且造成了成本浪费，延长施工时间。现有技术中也没有对应的模拟平台设置。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的防渗设备效果无法预知、偏差大、影响施工进度、成本浪费的问题，本发明提供了一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台及模拟方法，它可以实现对现有的施工现场进行模拟，获得对应效果、可以直接获得所需要的设备部署、一次性进行部署、节省时间、节约成本。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台，包括登录模块、输入模块、输出模块，输入模块为输入设备、输出模块为显示设备，还包括后台模块、前台模拟模块以及计算模块，其中后台模块包括计算模型管理模块和权限管理模块，前台模拟模块包括环境参数设置模块、节点部署及管理模块和模拟结果模块，后台模块和前台模拟模块通过输入设备进行参数输入，通过显示设备进行显示输出，计算模块对输入的信息进行计算后输出相应的模拟内容。输出的结果包括整套防渗设备的除湿速率、节点的监测覆盖范围、设备功耗、墙壁含水量等，前台输入所涉及的相关参数，后台的计算方法可以动态调整，其中多维视图展示的是整个空间的现场布置，及设备位置、节点监测范围，另外配以除湿速率、设备功耗、墙体开凿的受力分布等一系列数据值。
更进一步的，计算模型管理模块用于管理模拟施工现场的计算模型，对数据采集点的个数、位置、除湿速度进行计算。
更进一步的，权限管理模块对用户权限进行管理。对不同的用户进行不同的权限设置。特别针对于大型项目，不同等级的修改、审核提供了方便。
更进一步的，所述的环境参数设置模块包括对施工中所涉及的影响参数进行录入，包括但不限于空间大小、地理位置坐标。
更进一步的，节点部署及管理模块对数据采集点的位置、个数进行输入和修改，并通过多维视图的形式输出到显示模块中，显示方式更加的直观修改更加方便。
一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟方法，步骤如下：
(1)技术人员用过登录模块进行登录，进入后台模块，进入计算模型管理模块对计算模型管理模块的计算模型进行设置；并通过权限管理模块对用户权限进行设置；
(2)用户通过登录模块进行登录，进入前台模拟模块，通过环境参数设置模块进行环境参数设置，录入实际施工空间的长、宽、高等，前台模拟模块通过计算，进行施工现场的空间建模；
(3)经过空间建模后，前台模拟模块通过输出模块以多维视图的方式显示空间模型，用户通过节点部署及管理模块直接在多维视图中部署和调整数据采集点的位置、选择增减数据采集节点的个数；
(4)一次部署完成后，计算模块进行一次计算模拟，并将结果通过模拟结果模块发送到输出模块输出；
(5)当模拟结果达到设定的要求，给出正确提示，结束模拟，当模拟结果未达到设定的要求，进入步骤(3)，重复步骤(3)～(5)，直至模拟结果达到设定的要求；
(6)输出施工方案，获得合适的施工现场方案。
更进一步的，步骤(3)中数据采集点包括待测空间的墙壁内表面的固定采集点和移动采集点、墙壁内部的墙体采集点。
更进一步的，所述的移动采集点设置有移动运载工具，采集设备设置在所述移动运载工具，施工空间的墙壁上设置有轨道，移动运载工具在所述轨道上移动。
更进一步的，轨道沿施工空间的所有墙壁依次铺设，形成环状轨道。
更进一步的，步骤(4)中模拟结果模块，模拟结果包括除湿防渗速率、设备功耗、节点的监测覆盖范围信息。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明可以根据施工现场相关的环境参数、除湿设备的部署方法，计算模拟出除湿防渗设备的施工效果，通过本***可以确定施工方案，调高施工效率，减少墙体损坏，降低施工成本；
(2)本方案通过前模拟设备工作效果，指导后期实际施工，提高施工效率，减少施工成本，大大降低施工风险，并采用数据与多维视图的方式展示，多维视图的展现方式使得查看便捷直观，动态展现整套除湿防渗设备的部署，直观明了，操作更加简便；
(3)本方案设置有计算模型管理和权限管理两模块，计算模型管理是修改施工模拟效果的计算模型，这是防止后期计算模型有改动，使***能及时适应更新；权限管理用于管理使用人员的权限，只有技术员可以进入后台修改计算方法，普通用户直接进入前台模拟；
(4)本方案通过模拟平台进行平台模拟，模拟方式简单，可以前期通过设定相应的阈值，达到所需要的参数要求，即可以直接获得所需要的模拟方案，方案设置不符合要求时候，进行相应的提示，方便简单、设置方便；
(5)模拟效果是根据录入环境参数和调整部署位置及个数的信息，给出施工后的效果，用作不断调整施工的比照，模拟参数可以根据需求进行调整，完善、清楚、大大降低了施工成本。
附图说明
图1为本发明的平台模块图；
图2为平台模拟的流程图；
图3为现场设置的采集设备设置示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
现有的电渗透防渗除湿有多种，本方案中的整个除湿防渗设备包括一个主控制设备、多个数据采集点以及部署在墙体内部的正极线，在数据采集点包括墙壁内表面的固定采集点和移动采集点，墙体内部的正极线作为墙壁内部的墙体采集点，移动采集点设置有移动运载工具，采集设备设置在所述移动运载工具，施工空间的墙壁上设置有轨道，移动运载工具在所述轨道上移动，轨道沿施工空间的所有墙壁依次铺设，形成环状轨道。上述的采集点的除湿防渗设备都通过无线通讯与终端进行信息传递，终端获得相应的采集数据，并送入相应的控制设备中。由于在同一个空间内，不同位置的空气湿度并不一样，数据采集点的位置就决定了如何能准确的测量出空间湿度，而数据采集点的个数则一定程度上影响这数据的准确度；另外正极线需要前期建筑的时候或后期在墙体上开槽就埋下。如果施工后再进行调整，则后期的工程量巨大，且增加了很多成本，施工效率也低下，本方案搭建了一个基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台，该方法可以根据相关的环境参数、部署方法，计算模拟出除湿防渗设备的施工效果，并采用数据与多维视图的方式展示。可以直接获得所需要的设备部署、一次性进行部署、节省时间、节约成本。
如图1所示，一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台，包括登录模块、输入模块、输出模块，输入模块为输入设备、输出模块为显示设备，还包括后台模块、前台模拟模块以及计算模块，其中后台模块包括计算模型管理模块和权限管理模块，前台模拟模块包括环境参数设置模块、节点部署及管理模块和模拟结果模块，后台模块和前台模拟模块通过输入设备进行参数输入，通过显示设备进行显示输出，计算模块对输入的信息进行计算后输出相应的模拟内容。输出的结果包括整套防渗设备的除湿速率、节点的监测覆盖范围、设备功耗，墙壁含水量等，前台输入所涉及的相关参数，后台的计算方法可以动态调整，其中多维视图展示的是整个空间的现场布置，及设备位置、节点监测范围，另外配以除湿速率、设备功耗、墙体开凿的受力分布等一系列数据值。计算模块具体计算如下：
计算墙的含水量，基于墙和地的厚度计算获得，
V房＝(S地+S墙)*L厚
其中V房为房间的除湿体积，S地为底面的面积、S墙为墙壁的面积，L厚为底面和墙壁除湿的厚度。
V含水量空气房＝Hum*V*R墙含水率
其中，R墙含水率为墙壁的含水率，通过含水率仪器测得，Hum空气通过采集设备采集若干个采集点的墙壁湿度数据，通过控制设备计算获得：
其中固定采集点湿度如下：
Figure BDA0001579981680000051
其中，Hum固为固定采集点综合湿度，N为自然数，表示固定采集点数量，i表示第i个固定采集点，Nodei表示第i个固定采集点上的传感器所采集的湿度，即采集的固定点墙壁湿度数据，Hum空0为待测空间的空气湿度期望值，期望值为预计所需要达到的值。
移动采集点湿度如下：
Figure BDA0001579981680000052
其中，Y表示某个移动采集点在墙面不同高度的位置的总数量，j表示移动采集点测量的第j个位置，Nodej表示移动采集设备上的传感器采集的第j个位置上的湿度，NHum移偏为每个移动采集点相对于Hum空0的偏差；
Figure BDA0001579981680000053
其中，Hum移偏为移动采集点相对Hum空0的综合偏差，k为自然数，表示第k个移动采集点，M为自然数，表示移动采集点总数量，NHum移偏为每个移动采集点相对于Hum空0的偏差，NHumk移偏计算公式就是NHum移偏的计算公式。
Hum移＝Hum空0+Hum移偏；
其中，Hum移为移动采集点综合湿度，Hum移为第二数据，Hum空0为待测空间的空气湿度期望值，Hum移偏为移动采集点相对Hum空0的综合偏差。
Figure BDA0001579981680000054
Y表示某个移动采集点在墙面不同高度的位置总数量，Y为自然数，j表示移动采集点测量的第j个位置，Nodej表示第二采集设备上的传感器采集的第j个位置上的湿度。
Hum空气＝Hum空0+Hum空气偏；
其中，Hum空气为待测空间的空气综合湿度，Hum空气为监测值，Hum空气偏为待测空间的空气综合湿度的综合偏差，Hum空0为待测空间的空气湿度期望值；
Figure BDA0001579981680000055
其中，Hum移偏为移动采集点相对于Hum空0的综合偏差，Hum固偏为固定采集点相对于Hum空0的综合偏差；
Figure BDA0001579981680000061
其中，Hum固偏为固定采集点相对于Hum空0的综合偏差，N为自然数，N表示固定采集点数量，i表示第i个固定采集点，Nodei表示第i个固定采集点上的第一采集设备和/或第一采集备用设备上的传感器所采集的湿度；
计算除湿(除水)速度具体方法如下：
Figure BDA0001579981680000062
ε为除水率，单位v/s。
其中U输出电压为每一台除湿防渗设备设定的电压，ε除水率，除水率＝U0/t，在t时间内在一定电压下U0，把墙体的水排出直到墙的湿度到正常值为止的值，不同的设备的U0不同，除水率不同。
整体的除湿防渗设备功耗如下：I测为设备输出的瞬时测量电流。
Figure BDA0001579981680000063
通过对每台设备的功耗计算，获得对应的总功耗。
计算模型管理模块用于管理模拟施工现场的计算模型，对数据采集点的个数、位置、除湿速度进行计算，计算模型管理是修改模拟施工现场的计算模型，防止后期计算模型有改动。权限管理模块对用户权限进行管理，对不同的用户进行不同的权限设置，只有技术员可以进入后台修改计算方法。特别针对于大型项目，不同等级的修改、审核提供了方便。所述的环境参数设置模块包括对施工中所涉及的影响参数进行录入，包括但不限于空间大小、地理位置坐标。节点部署及管理模块对数据采集点的位置、个数进行输入和修改，并通过多维视图的形式输出到模拟结果模块中，动态展现整套除湿防渗设备的部署，模拟结果模块输出到显示设备，显示方式更加的直观修改更加方便。模拟效果是根据录入环境参数和调整部署位置及个数的信息，给出施工后的效果，用作不断调整施工的比照，包括除湿防渗速率、设备功耗、节点的监测覆盖范围信息。
该***适用于除湿防渗设备的施工效果模拟，多维视图的展现方式使得查看便捷直观，通过本***可以确定施工方案，调高施工效率，减少墙体损坏，降低施工成本。
实施例2
如图2、3所示，一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟方法，步骤如下：
(1)技术人员用过登录模块进行登录，进入后台模块，进入计算模型管理模块对计算模型管理模块的计算模型进行设置，录入计算方法，用于计算数据采集点的个数、位置、除湿速度等；并通过权限管理模块对用户权限进行设置；预先设定每个除湿防渗设备的功耗、除湿速度、覆盖的检测范围、墙体开凿深度、宽度和墙壁受力等信息。
(2)用户通过登录模块进行登录，进入前台模拟模块，通过环境参数设置模块进行环境参数设置，录入实际施工空间的长、宽、高等，前台模拟模块通过计算，进行施工现场的空间建模；
(3)经过空间建模后，前台模拟模块通过输出模块以多维视图的方式显示空间模型，用户通过节点部署及管理模块直接在多维视图中部署和调整数据采集点的位置、选择增减数据采集节点的个数；
(4)一次部署完成后，***得到这些参数后，利用之前录入的计算方法，计算模块进行一次计算模拟，并将结果通过模拟结果模块发送到输出模块输出，模拟结果包括除湿防渗速率、设备功耗、节点的监测覆盖范围信息，将模拟结果以多维视图的形式呈现；也会以文字和图标的方式显示相应的除湿防渗速率、设备功耗、墙体开凿的受力分布等信息；根据原先设定的参数获得总的功耗，除湿防渗速率，设置于墙壁内部的具体设计线路、所需要的墙体开凿的受力分布信息。
(5)当模拟结果达到设定的要求，给出正确提示，结束模拟，设定要求可以原***固定进行设定，也可以认为在计算模型管理中记性设定，当模拟结果未达到设定的要求，进入步骤(3)，重复步骤(3)～(5)，直至模拟结果达到设定的要求；
(6)输出施工方案，获得合适的施工现场方案。
本发明可在施工前模拟设备工作效果，指导后期实际施工，提高施工效率，减少施工成本，大大降低施工风险，另外，采用多维空间视图的方式展现施工现场，直观明了，操作简便。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台，包括登录模块、输入模块、输出模块，输入模块为输入设备、输出模块为显示设备，其特征在于：还包括后台模块、前台模拟模块以及计算模块，其中后台模块包括计算模型管理模块和权限管理模块，前台模拟模块包括环境参数设置模块、节点部署及管理模块和模拟结果模块，后台模块和前台模拟模块通过输入设备进行参数输入，通过显示设备进行显示输出，计算模块对输入的信息进行计算后输出相应的模拟内容，输出的结果包括整套防渗设备的除湿速率、节点的监测覆盖范围、设备功耗，墙壁含水量；
计算模块具体计算如下：
计算墙的含水量，基于墙和地的厚度计算获得，
V房＝(S地+S墙)*L厚
其中V房为房间的除湿体积，S地为底面的面积、S墙为墙壁的面积，L厚为底面和墙壁除湿的厚度；
V含水量＝Hum空气*V房*R墙含水率
其中，R墙含水率为墙壁的含水率，通过含水率仪器测得，Hum空气通过采集设备采集若干个采集点的墙壁湿度数据，通过控制设备计算获得：
其中固定采集点湿度如下：
Figure FDA0002888508400000011
其中，Hum固为固定采集点综合湿度，N为自然数，表示固定采集点数量，i表示第i个固定采集点，Nodei表示第i个固定采集点上的传感器所采集的湿度，即采集的固定点墙壁湿度数据，Hum空0为待测空间的空气湿度期望值，期望值为预计所需要达到的值；
移动采集点湿度如下：
Figure FDA0002888508400000012
其中，Y表示某个移动采集点在墙面不同高度的位置的总数量，j表示移动采集点测量的第j个位置，Nodej表示移动采集设备上的传感器采集的第j个位置上的湿度，NHum移偏为每个移动采集点相对于Hum空0的偏差；
Figure FDA0002888508400000013
Figure FDA0002888508400000021
其中，Hum移偏为移动采集点相对Hum空0的综合偏差，k为自然数，表示第k个移动采集点，M为自然数，表示移动采集点总数量，NHum移偏为每个移动采集点相对于Hum空0的偏差，NHumk移偏计算公式就是NHum移偏的计算公式；
Hum移＝Hum空0+Hum移偏；
其中，Hum移为第二数据，表示为移动采集点综合湿度，Hum空0为待测空间的空气湿度期望值，Hum移偏为移动采集点相对Hum空0的综合偏差；
Hum空气＝Hum空0+Hum空气偏；
其中，Hum空气为监测值，表示为待测空间的空气综合湿度，Hum空气偏为待测空间的空气综合湿度的综合偏差，Hum空0为待测空间的空气湿度期望值；
Figure FDA0002888508400000022
其中，Hum移偏为移动采集点相对于Hum空0的综合偏差，Hum固偏为固定采集点相对于Hum空0的综合偏差；
Figure FDA0002888508400000023
其中，Hum固偏为固定采集点相对于Hum空0的综合偏差，N为自然数，N表示固定采集点数量，i表示第i个固定采集点，Nodei表示第i个固定采集点上的第一采集设备和/或第一采集备用设备上的传感器所采集的湿度；
计算除湿(除水)速度具体方法如下：
Figure FDA0002888508400000024
ε为除水率，单位v/s；
其中U输出电压为每一台除湿防渗设备设定的电压，ε除水率，除水率＝U0/t，在t时间内在一定电压下U0，把墙体的水排出直到墙的湿度到正常值为止的值，不同的设备的U0不同，除水率不同；
整体的除湿防渗设备功耗如下：I测为设备输出的瞬时测量电流；
Figure FDA0002888508400000031
通过对每台设备的功耗计算，获得对应的总功耗。
2.根据权利要求1所述的一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台，其特征在于：计算模型管理模块用于管理模拟施工现场的计算模型，对数据采集点的个数、位置、除湿速度进行计算。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台，其特征在于：权限管理模块对用户权限进行管理。
4.根据权利要求1所述的一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台，其特征在于：所述的环境参数设置模块包括对施工中所涉及的影响参数进行录入，包括但不限于空间大小、地理位置坐标。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟平台，其特征在于：节点部署及管理模块对数据采集点的位置、个数进行输入和修改，并通过多维视图的形式输出到显示模块中。
6.一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟方法，步骤如下：
(1)技术人员用过登录模块进行登录，进入后台模块，进入计算模型管理模块对计算模型管理模块的计算模型进行设置；并通过权限管理模块对用户权限进行设置；
(2)用户通过登录模块进行登录，进入前台模拟模块，通过环境参数设置模块进行环境参数设置，录入实际施工空间的长、宽、高等，前台模拟模块通过计算，进行施工现场的空间建模；
(3)经过空间建模后，前台模拟模块通过输出模块以多维视图的方式显示空间模型，用户通过节点部署及管理模块直接在多维视图中部署和调整数据采集点的位置、选择增减数据采集节点的个数；
(4)一次部署完成后，计算模块进行一次计算模拟，并将结果通过模拟结果模块发送到输出模块输出；
(5)当模拟结果达到设定的要求，给出正确提示，结束模拟，当模拟结果未达到设定的要求，进入步骤(3)，重复步骤(3)～(5)，直至模拟结果达到设定的要求；
(6)输出施工方案，获得合适的施工现场方案。
7.根据权利要求6所述的一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟方法，其特征在于：步骤(3)中数据采集点包括待测空间的墙壁内表面的固定采集点和移动采集点、墙壁内部的墙体采集点。
8.根据权利要求7所述的一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟方法，其特征在于：所述的移动采集点设置有移动运载工具，采集设备设置在所述移动运载工具，施工空间的墙壁上设置有轨道，移动运载工具在所述轨道上移动。
9.根据权利要求8所述的一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟方法，其特征在于：轨道沿施工空间的所有墙壁依次铺设，形成环状轨道。
10.根据权利要求6所述的一种基于除湿防渗设备的施工现场的模拟方法，其特征在于：步骤(4)中模拟结果模块，模拟结果包括除湿防渗速率、设备功耗、节点的监测覆盖范围信息。
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"电渗透防水防潮技术在重庆某地下车库工程的应用";沈小东等;《计算机应用与软件》;20141231;正文第1-4节 *

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