一种智能化墙体养护系统及养护方法与流程

1.本发明涉及混凝土墙体养护的领域，尤其是涉及一种智能化墙体养护系统及养护方法。


背景技术：

2.混凝土墙体在浇筑完成后，由于混凝土在水泥与水的反应中形成的水化物需要一定时间才能完全固化，并且在这个过程中混凝土可能会出现裂缝等问题，因此必须进行养护，保证墙体的强度和稳定性。
3.墙体浇筑完成后，应在24小时内开始养护，在养护期间，应保持墙体湿润，可用水管或水桶将墙面喷湿或淋水，每天至少3-4次，以保持墙体湿润状态。在天气极端的情况下，如高温、干燥、强风等，应遮盖保护，以防止养护效果不良。在养护期间，应控制施工环境的湿度和温度，可使用湿度计和温度计监测环境状态，保持在合适的范围内。养护期间一般为7-14天，具体时间可以根据墙体大小和环境情况来确定。养护的好坏直接影响着墙体的质量和使用寿命。
4.通过设置温度、湿度传感器，采集养护过程中墙体表面的温度和湿度，以及环境的温度和湿度，人工根据这些数据，调整养护喷淋的时间和频次，以达到所需要的养护效果，但是人工对于数据的分析、养护的时间和频次，把控的并不精准，养护的效率高，效果不好。


技术实现要素：

5.为了能够对混凝土墙体进行智能化养护，提高养护效率和效果，本技术提供一种智能化墙体养护系统及养护方法。
6.第一方面，本技术提供的一种智能化墙体养护方法采用如下的技术方案：一种智能化墙体养护方法，包括以下步骤：获取混凝土墙体的类型、墙面数据、环境数据及喷淋数据；构建反馈调节模型，所述反馈调节模型包括：计算模型、环境模型、喷淋模型及温度模型；根据获取的环境数据，基于所述计算模型，控制预设的喷淋设备的开启和关闭；基于所述反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节；基于喷淋模型，计算并调节喷淋水的喷淋量和频次。
7.通过采用上述技术方案，基于反馈调节模型，可以对环境参数进行动态调节，对喷淋设备进行智能控制和调节实现自动化管理，减少人力投入，提高工作效率和管理质量。本技术对环境参数进行精确调节，可以有效预防墙体裂缝和空鼓等问题的发生，保护墙体的安全和稳定性。本技术通过精准调节，还可以实现节能效果，降低喷淋设备的能耗，减少能源浪费。
8.优选的，述环境模型中，设定环境温度和湿度变化对混凝土墙体温度和湿度变化的影响的计算公式为：δt＝k1δtenv+k2δrhenv；δrh＝k3δtenv+k4δrhenv；δt表示混凝土墙体温度的变化量，δrh表示混凝土墙体的相对湿度变化量，δtenv表示环境温度变化量，δrhenv表示环境相对湿度变化量，k1、k2、k3、k4为系数。
9.通过采用上述技术方案，环境模型用于反映混凝土墙体周围环境的变化对混凝土墙体状态的影响。环境因素包括室外温度、湿度等，环境因素直接影响混凝土墙体的温度和湿度变化，考虑这些因素的影响，使用线性模型来描述环境的变化对混凝土墙体状态的影响，计算模型用于进行温度、湿度等数据的对比计算。
10.优选的，所述喷淋模型中，设定喷淋时间为t，喷淋量为q，混凝土墙体水分含量为w，使用如下线性模型来描述喷淋对混凝土墙体的影响：w＝at+bq；其中，a和b为模型系数。
11.通过采用上述技术方案，由于喷水量和喷淋时间直接影响到墙体的水分含量，所以通过建立喷水量、喷淋时间与墙体的水分含量的关系式，可以用于反映喷淋设备对混凝土墙体的喷淋效果。
12.优选的，所述温度模型中，设定混凝土墙体的温度随时间变化的规律，计算公式为：t(t)＝ta+(t
0-ta)e-kt
；t
(t)
表示时间为t时的混凝土墙体温度；ta表示周围环境温度；t0表示混凝土浇筑时的初温度；k表示混凝土墙体的热传递系数。
13.通过采用上述技术方案,温度模型是指混凝土墙体温度对混凝土墙体状态的影响。由于墙体温度、环境温度、混凝土材质是影响混凝土的凝固或成熟过程的因素，这些因素将直接影响到混凝土墙体的强度和韧性，所以使用这些参数建立计算公式，能够获得混凝土墙体内部的温度数据。
14.优选的，所述根据获取的环境数据，基于所述计算模型，控制预设的喷淋设备的开启和关闭，包括以下步骤：输入温度数据在反馈调节模型中，判定温度是否低于温度阈值，若是温度阈值，控制喷淋设备关闭；在温度高于温度阈值的条件下，判定湿度是否低于湿度阈值，若低于湿度阈值，控制喷淋设备开启。
15.通过采用上述技术方案，先判定温度数据，减少出现低温喷淋水结冰的等情况，在温度合格的情况下，再进行湿度的对比，解决对比的程序，提高效率。
16.优选的，所述基于所述反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节，包括：基于混凝土墙体类型及温度模型，测定混凝土内部温度；基于环境模型，调整环境参数。
17.通过采用上述技术方案，混凝土墙体在浇筑后凝固过程中，内部温度不易靠传感设备测量，通过温度模型，能够计算出混凝土墙体的内部温度，并将计算出的数据输出至中控台，进行可视化展示，以供用于了解墙体内部温度的情况，对环境参数进行智能调节，将环境的温度和湿度调整到最优的情况，有利于墙体的养护。
18.优选的，所述基于混凝土墙体类型及温度模型，测定混凝土内部温度，包括以下步骤：获取混凝土墙体类型，确定混凝土墙体的热传递系数；根据温度模型，计算墙体内部的温度。
19.通过采用上述技术方案，获取混凝土墙体类型，以获得混凝土的配合比、材料性质的信息，根据预设的热传递系数表格，匹配并调取对于混凝土配合比、材料性质的热传递系数值。混凝土墙体在浇筑后凝固过程中，内部温度不易靠传感设备测量，通过温度模型，能够计算出混凝土墙体的内部温度，并将计算出的数据输出至中控台，进行可视化展示，以供用于了解墙体内部温度的情况。
20.第二方面，本技术公开一种智能化墙体养护系统，采用了上述智能化墙体养护方
法，包括：模型构建模块，构建反馈调节模型；采集模块，获取混凝土墙体的类型、墙面数据、环境数据及喷淋数据；第一控制模块，根据获取的环境数据，基于所述计算模型，控制预设的喷淋设备的开启和关闭；第二控制模块，基于所述反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节；第三控制模块，基于喷淋模型，计算并调节喷淋水的喷淋量和频次。
21.通过采用上述技术方案，通过模型构建模块构建的反馈调节模型，可以对环境参数进行动态调节，通过第一控制模块、第二控制模块及第三控制模块，对喷淋设备进行智能控制和调节实现自动化管理，减少人力投入，提高工作效率和管理质量。本技术对环境参数进行精确调节，可以有效预防墙体裂缝和空鼓等问题的发生，保护墙体的安全和稳定性。本技术通过精准调节，还可以实现节能效果，降低喷淋设备的能耗，减少能源浪费。
22.第三方面，本技术公开一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了上述的智能化墙体养护方法。
23.通过采用上述技术方案，通过上述的智能化墙体养护方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而，根据存储器及处理器制作终端设备，方便用户使用。
24.第四方面，本技术公开一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了上述的智能化墙体养护方法。
25.通过采用上述技术方案，通过上述的智能化墙体养护方法生成计算机程序，并存储于计算机可读存储介质中，以被处理器加载并执行，通过计算机可读存储介质，方便计算机程序的可读及存储。
附图说明
26.图1是本技术实施例一种智能化墙体养护方法中步骤s1-s5的方法流程图。
27.图2是本技术实施例一种智能化墙体养护方法中步骤s10-s13的方法流程图。
28.图3是本技术实施例一种智能化墙体养护方法中步骤s30-s32的方法流程图。
29.图4是本技术实施例一种智能化墙体养护方法中步骤s40-s41的方法流程图。
30.图5是本技术实施例一种智能化墙体养护方法中步骤s400-s401的方法流程图。
具体实施方式
31.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种智能化墙体养护方法，参照图1和图2，包括步骤s1-s5,具体如下：s1:构建反馈调节模型；建立混凝土墙体状态反馈调节模型，反馈调节模型包括计算模型、环境模型、喷淋模型及温度模型。
33.s10:构建环境模型；其中，环境模型用于反映混凝土墙体周围环境的变化对混凝土墙体状态的影响。
环境因素包括室外温度、湿度等，环境因素直接影响混凝土墙体的温度和湿度变化，考虑这些因素的影响，使用线性模型来描述环境的变化对混凝土墙体状态的影响，计算模型用于进行温度、湿度等数据的对比计算。
34.设定环境温度和湿度变化对混凝土墙体温度和湿度变化的影响的计算公式为：δt＝k1δtenv+k2δrhenv；δrh＝k3δtenv+k4δrhenv；其中，δt表示混凝土墙体温度的变化量，δrh表示混凝土墙体的相对湿度变化量，δtenv表示环境温度变化量，δrhenv表示环境相对湿度变化量，k1、k2、k3、k4为系数。
35.系数k1、k2、k3、k4，用户可通过实验获得，实验方法为：准备混凝土墙体标本，并测量墙体的初始温度和相对湿度；将墙体标本置于不同的环境条件下，例如不同温度和相对湿度的房间中；在不同时间点测量墙体的温度和相对湿度，并记录下来；根据测量数据，计算出δt、δrh、δtenv和δrhenv的变化量；将变化量之间建立线性回归模型，并利用回归分析的方法计算出系数k1、k2、k3、k4。验证模型的准确性，并对混凝土墙体在不同环境条件下的温度和相对湿度变化进行预测。
36.s11:构建喷淋模型；假设喷淋时间为t，喷淋量为q，混凝土墙体水分含量为w，使用如下线性模型来描述喷淋对混凝土墙体的影响：w＝at+bq；其中，a和b为模型系数，模型系数通过实验获得，模型系数的实验方法为：准备混凝土墙体样本，并测量其初始水分含量；在固定时间间隔内，对该样本进行一定量的喷淋，每次喷淋后测量样本的水分含量，记录喷淋时间和喷淋量。将喷淋时间和喷淋量作为自变量，样本水分含量作为因变量，进行回归分析，得到模型系数a和b。
37.s12:构建温度模型；温度模型是指混凝土墙体温度对混凝土墙体状态的影响。墙体温度、环境温度、混凝土材质是影响混凝土的凝固或成熟过程的因素，这些因素将直接影响到混凝土墙体的强度和韧性，设定混凝土墙体的温度随时间变化的规律，计算公式为：t(t)＝ta+(t
0-ta)e-kt
；其中，t
(t)
表示时间为t时的混凝土墙体温度；ta表示周围环境温度；t0表示混凝土浇筑时的初温度；k表示混凝土墙体的热传递系数。
38.s13:构建计算模型；计算模型内存储有环境温度阈值、环境湿度阈值等数据，可以进行阈值大小的对比计算。
39.结合以上四个模型建立混凝土墙体状态反馈调节模型，通过反馈调节模型控制混凝土墙体状态的变化，保证混凝土墙体的强度和韧性。
40.s2:获取混凝土墙体的类型、墙面数据、环境数据及喷淋数据；其中，混凝土墙体类型包括混凝土材料和配比，混凝土的材料可以是材料普通水泥、硅酸盐水泥、矿渣水泥或掺用缓凝型外加剂的水泥等。墙面数据包括墙面的温度和湿度，通过设置在墙面上的温度传感器和湿度传感器采集；环境数据包括环境的温度及湿度，通过设置在环境中的温度传感器、湿度传感器获得。
41.喷淋数据包括喷淋水的水量、水温、墙面压力，通过墙面压力监测喷淋的强度及测算喷淋方向，根据设置在喷淋水水箱内的水位传感器、水温传感器及设置在墙面上的压力传感器采集喷淋数据。
42.s3:根据获取的环境数据，基于计算模型，控制预设的喷淋设备的开启和关闭；参照图3，步骤s3包括步骤s30-s32,具体如下：s30:输入温度数据在反馈调节模型中，判定温度是否低于温度阈值，若是温度阈值，控制喷淋设备关闭；获取采集的温度数据，计算平均日温，本技术设定温度阈值为5℃，当判定环境的平均日温度低于5℃时，控制喷淋设备关闭。混凝土水化反应缓慢，强度上升很慢，在上面浇水后，混凝土温度就更低，不利于强度发展，平均气温低于5度时，夜晚的最低气温经常会在0度以下，洒水养护混凝土后，混凝土的表层水膜结冰会对混凝土强度发展过程造成冰胀损害。
43.s31:在温度高于温度阈值的条件下，判定湿度是否低于湿度阈值，若低于湿度阈值，控制喷淋设备开启；在平均日温高于5℃的情况下，判定湿度是否低于湿度阈值，本技术中，湿度阈值可以根据用户需求进行设置，本技术中，湿度阈值小于60％时，喷淋设备开启对环境进行加湿。
44.s32:记录喷淋设备工作数据，并进行可视化的显示。
45.记录喷淋设备的喷淋时间、喷淋量、喷淋频率，传输至远程的中控室，通过屏幕进行可视化的显示，以供用户查看。
46.s4:基于反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节；参照图4，步骤s4包括步骤s40-s41,具体如下：s40:基于混凝土墙体类型及温度模型，测定混凝土内部温度；参照图5，步骤s40包括步骤s400-s401，具体如下：s400:获取混凝土墙体类型，确定混凝土墙体的热传递系数；获取混凝土墙体类型，以获得混凝土的配合比、材料性质的信息，根据预设的热传递系数表格，匹配并调取对于混凝土配合比、材料性质的热传递系数值。
47.s401:根据温度模型，计算墙体内部的温度；混凝土墙体在浇筑后凝固过程中，内部温度不易靠传感设备测量，通过温度模型，能够计算出混凝土墙体的内部温度，并将计算出的数据输出至中控台，进行可视化展示，以供用于了解墙体内部温度的情况。
48.s41:基于环境模型，调整环境参数；获取环境的温度数据和湿度数据，基于环境模型，计算出混凝土墙体温度的变化量及混凝土墙体的相对湿度变化量。
49.如预测的混凝土墙体的温度变化量高于预设的温度变化量阈值，则控制加热设备降低环境温度；如预测的混凝土墙体的温度变化量低于预设的温度变化量阈值，则控制加热设备提高环境温度。
50.如预测的混凝土墙体的湿度变化量高于预设的湿度变化量阈值，则控制干燥设备
降低环境的湿度；如预测的混凝土墙体的温度变化量低于预设的湿度变化量，则控制加湿设备提高环境湿度。
51.s5:基于喷淋模型，计算并调节喷淋水的喷淋量和频次；在喷淋过程中，通过对喷淋量及喷淋时间的监控，计算墙体内部的含水量，并将计算结果输出至中控台，通过可视化的屏幕进行显示，方便用户了解墙体内部的含水量变化情况。
52.用户可以根据中控台提供的数据和显示结果，调整喷淋频率和喷淋量，以达到理想的养护效果。
53.本技术实施例一种智能化墙体养护方法的实施原理为：。
54.本技术实施例还公开一种智能化墙体养护系统，包括：模型构建模块，构建反馈调节模型；采集模块，获取混凝土墙体的类型、墙面数据、环境数据及喷淋数据；第一控制模块，根据获取的环境数据，基于计算模型；控制预设的喷淋设备的开启和关闭；第二控制模块，基于反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节；第三控制模块，基于喷淋模型，计算并调节喷淋水的喷淋量和频次。
55.本技术实施例一种智能化墙体养护系统的实施原理为：通过模型构建模块构建的反馈调节模型，可以对环境参数进行动态调节，通过第一控制模块、第二控制模块及第三控制模块，对喷淋设备进行智能控制和调节实现自动化管理，减少人力投入，提高工作效率和管理质量。本技术对环境参数进行精确调节，可以有效预防墙体裂缝和空鼓等问题的发生，保护墙体的安全和稳定性。本技术通过精准调节，还可以实现节能效果，降低喷淋设备的能耗，减少能源浪费。
56.本技术实施例还公开一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时采用了上述实施例的智能化墙体养护方法。
57.其中，终端设备可以采用台式电脑、笔记本电脑或者云端服务器等计算机设备，并且，终端设备包括但不限于处理器以及存储器，例如，终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备以及总线等。
58.其中，处理器可以采用中央处理单元(cpu)，当然，根据实际的使用情况，也可以采用其他通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以采用微处理器或者任何常规的处理器等，本技术对此不做限制。
59.其中，存储器可以为终端设备的内部存储单元，例如，终端设备的硬盘或者内存，也可以为终端设备的外部存储设备，例如，终端设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(smc)、安全数字卡(sd)或者闪存卡(fc)等，并且，存储器还可以为终端设备的内部存储单元与外部存储设备的组合，存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据，存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据，本技术对此不做限制。
60.其中，通过本终端设备，将上述实施例的智能化墙体养护方法存储于终端设备的存储器中，并且，被加载并执行于终端设备的处理器上，以方便用户使用。
61.本技术实施例还公开一种计算机可读存储介质，并且，计算机可读存储介质存储
有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时，采用了上述实施例的智能化墙体养护方法。
62.其中，计算机程序可以存储于计算机可读介质中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间件形式等，计算机可读介质包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等，需要说明的是，计算机可读介质包括但不限于上述元器件。
63.其中，通过本计算机可读存储介质，将上述实施例的智能化墙体养护方法存储于计算机可读存储介质中，并且，被加载并执行于处理器上，以方便智能化墙体养护方法的存储及应用。
64.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

技术特征：
1.一种智能化墙体养护方法，其特征在于，包括以下步骤：构建反馈调节模型，所述反馈调节模型包括：计算模型、环境模型、喷淋模型及温度模型；获取混凝土墙体的类型、墙面数据、环境数据及喷淋数据；根据获取的环境数据，基于所述计算模型，控制预设的喷淋设备的开启和关闭；基于所述反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节；基于所述喷淋模型，计算并调节喷淋水的喷淋量和频次。2.根据权利要求1所述的智能化墙体养护方法，其特征在于，所述环境模型中，设定环境温度和湿度变化对混凝土墙体温度和湿度变化的影响的计算公式为：δt＝k1δtenv+k2δrhenv；δrh＝k3δtenv+k4δrhenv；δt表示混凝土墙体温度的变化量，δrh表示混凝土墙体的相对湿度变化量，δtenv表示环境温度变化量，δrhenv表示环境相对湿度变化量，k1、k2、k3、k4为系数。3.根据权利要求1所述的智能化墙体养护方法，其特征在于，所述喷淋模型中，设定喷淋时间为t，喷淋量为q，混凝土墙体水分含量为w，混凝土墙体水分含量的计算公式为：w＝at+bq；其中，a和b为模型系数。4.根据权利要求1所述的智能化墙体养护方法，其特征在于，所述温度模型中，设定混凝土墙体的温度随时间变化的规律，计算公式为：t(t)＝ta+(t0-ta)e-kt
；t
(t)
表示时间为t时的混凝土墙体温度；t
a
表示周围环境温度；t0表示混凝土浇筑时的初温度；k表示混凝土墙体的热传递系数。5.根据权利要求1所述的智能化墙体养护方法，其特征在于，所述根据获取的环境数据，基于所述计算模型，控制预设的喷淋设备的开启和关闭，包括以下步骤：输入温度数据在所述反馈调节模型中，判定温度是否低于温度阈值，若是温度阈值，控制喷淋设备关闭；在温度高于所述温度阈值的条件下，判定湿度是否低于湿度阈值，若低于湿度阈值，控制喷淋设备开启。6.根据权利要求1-5任一项所述的智能化墙体养护方法，其特征在于，所述基于所述反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节，包括：基于所述混凝土墙体类型及所述温度模型，测定混凝土内部温度；基于所述环境模型，调整环境参数。7.根据权利要求6所述的智能化墙体养护方法，其特征在于，所述基于混凝土墙体类型及温度模型，测定混凝土内部温度，包括以下步骤：获取混凝土墙体类型，确定混凝土墙体的热传递系数；根据温度模型，计算墙体内部的温度。8.一种智能化墙体养护系统，其特征在于，使用了权利要求1-7任一项所述的智能化墙体养护方法，包括：模型构建模块，构建反馈调节模型；
采集模块，获取混凝土墙体的类型、墙面数据、环境数据及喷淋数据；第一控制模块，根据获取的环境数据，基于所述计算模型，控制预设的喷淋设备的开启和关闭；第二控制模块，基于所述反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节；第三控制模块，基于喷淋模型，计算并调节喷淋水的喷淋量和频次。9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了权利要求1-7任一项所述的智能化墙体养护方法。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了权利要求1-7任一项所述的智能化墙体养护方法。

技术总结
本申请涉及混凝土墙体养护的领域，尤其是涉及一种智能化墙体养护系统及养护方法，包括以下步骤：获取混凝土墙体的类型、墙面数据、环境数据及喷淋数据；构建反馈调节模型，所述反馈调节模型包括：计算模型、环境模型、喷淋模型及温度模型；根据获取的环境数据，基于所述计算模型，控制预设的喷淋设备的开启和关闭；基于所述反馈调节模型，控制预设的调节设备，对环境参数进行动态调节。本申请能够对混凝土墙体进行智能化养护，提高养护效率和效果。提高养护效率和效果。提高养护效率和效果。


技术研发人员：吕庆余 方文明 李楠霄 苏靖 胡安建 彭军芳 昝雷雷 刘丰硕 肖辉
受保护的技术使用者：中冶华南建设工程有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/10/7