CN100538192C

CN100538192C - 室内气压管理

Info

Publication number: CN100538192C
Application number: CNB2005800254346A
Authority: CN
Inventors: P·-Y·彭; B·E·沃克; N·霍茨曼斯
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: WO2006022844A1; CN101076694A; US20080274684A1; JP2008508163A

Abstract

本发明涉及一种避免建筑(20)内所谓的烟囱效应或使其最小化的策略，包括控制垂直延伸的竖井如电梯井或楼梯井内的温度。在建筑(20)的多个楼层(A，B，C，D)中每一层的可用或被占用的空间内控制气压就可以控制可用或被占用的空间和竖井(40)内部之间的压力差。维持合适的压力差水平可使烟囱效应最小化或完全避免，否则将在建筑内部和外部周围环境之间产生不希望有的大的气流。

Description

室内气压管理

技术领域

本发明一般涉及控制建筑内的气压。更具体地，本发明涉及控制建筑内的气压从而避免压力差，这种压力差将在建筑内部和外部周围环境之间导致不希望有的气流产生。

背景技术

在多数情况下，建筑内的气流管理和气压管理都是期望的并且是必需的。各种建筑结构都需要在建筑内部和建筑外部的空间之间控制气流，例如，为避免不希望有的大的气流通过进入建筑的通道(如门口)。在一些情况下，建筑内外的温差和建筑结构将在建筑内部和外部环境之间导致压力差，从而在建筑内部和外部周围环境之间产生不希望有的大的气流甚至阵风。这种气流不希望地改变了建筑内的热负荷并且可能干扰舒适的通道，例如通过门口。

通过建筑和外部区域之间的通道的不希望有的气流的一个例子可能发生在具有一个高的竖井如电梯井或楼梯井的高层建筑中。当室内外存在温度差时这种竖井就会产生所谓的烟囱效应。当为建筑提供通路的通道打开时，这种烟囱效应会导致大的空气气流通过这些通道(如门口)。建筑内部和外部环境之间的压力差和烟囱效应导致了这些气流的产生。

例如，冬季建筑外较冷的空气比建筑内的暖空气重。建筑低层的外部气压高于内部气压。在高层建筑的上层，多数情况下外部气压低于内部气压。因此，当有开口(如在建筑的进入大厅的门口处)时，在低层的空气趋向于侵入建筑内。这些空气趋向于向建筑的顶部流动。由于气流趋向于流经最短路径，因此进入建筑内的室外空气趋向于沿垂直竖井如电梯井或楼梯井上升到建筑顶部。

1995年12月公开的日本专利公开No.07-330247中说明了一个示例性专利，该专利示出了一种减少烟囱效应的布置。这篇文献提出利用抽吸作用引入室外空气从而在电梯井中增加冷空气。这种布置有其局限性。

解决建筑内和周围外部环境之间不希望有的气流的一种典型的方法是试图将建筑封闭于外部环境。封闭建筑内部和外部环境之间的通道通常可通过旋转门来实现。这种方法具有许多短处和缺陷。例如，旋转门趋向于限制在任何给定时间能够通过门口的人数。为增加可能的交通流，必须引入具有更大电机的大型旋转门。这种方法并不理想，是因为大型装置带来了额外的费用并需要额外的空间。

旋转门所带来的另一个缺陷是想要通过可自行移动的门的个人易于产生对根据门的运动而通过这个通道的时间的焦虑。在许多情况下，一旦个人进入旋转门的附近，他们不得缓慢移动或停下，否则可能被旋转门的一个移动门板撞到。

因此，需要一种改进的布置，其能够使烟囱效应的产生最小化，从而改进建筑内的气流管理。另外，有益的是能够在建筑入口处不使用旋转门。本发明就是在避免上面讨论的短处和缺陷的同时致力于解决上述需求。

发明内容

一种在建筑内控制气流的示例性公开的方法包括通过建筑的大致垂直的竖井控制气流。通过维持竖井内的温度和建筑外部的室外温度相同并基于竖井内温度来控制建筑的每一层的气压，所公开的方法可使所谓的烟囱效应最小化。

在一个实例中，响应于竖井内的压力和被占用建筑空间之间的压力差调节至少部分楼层中的气压，所述压力差超出了所选范围。一个实例包括在每一楼层独立控制气压。另一个实例包括将几个楼层分组形成区域并控制各个区域内的气压。

在此公开的建筑包括许多楼层。至少一个竖井，如楼梯井或电梯井，大致垂直地延伸并为建筑内多个楼层中的至少部分楼层提供通路。与竖井相联的温度控制装置控制竖井内的温度从而使得竖井内温度与建筑外的室外温度相一致。

在一个实例中，温度控制装置包括在竖井的相对端附近设置的开口以允许竖井和建筑外部之间的气流流动。

在一个实例中，压力控制装置控制竖井为其提供通路的多个楼层中的每一层的气压以控制竖井和在建筑内的被占用空间之间的压力差。通过在这些楼层控制气压，竖井和底层之间的压力差以这样一种方式进行控制从而使所谓的烟囱效应最小化的方式来控制。

结合下述的详细描述本发明的各种特征和优点对本领域技术人员将变得显而易见。详细描述的附图可简要描述如下。

附图说明

图1示意性地示出了一个示例性建筑。

图2示意性地示出了一个示例性实施例中选择的控制部件。

具体实施方式

图1示意性地示出了包括多个楼层A、B、C、D...YY和ZZ的建筑20。示例性建筑20是高层建筑。

至少一个垂直延伸的竖井40为建筑内的至少部分楼层提供通路。在一个实例中，竖井40是电梯井。在另一个实例中，竖井40是楼梯井。

在该图示的例子中，温度控制装置与竖井40相联。在该实例中，温度控制装置包括开口42和44，所述开口允许竖井40内部和建筑20的外部环境之间有气流通过。在该实例中，开口42和44邻近竖井的相对端设置以产生沿竖井的流动通道从而使室外空气流经竖井。允许室外空气流经竖井可使竖井内温度与室外温度相一致。在某些情况下，室外温度和竖井内温度将大致相等。

图2示意性地示出了一个示例性实例中选用的控制装置。这该实例中，竖井40内设置有温度传感器50用来指示竖井40的至少一部分的温度。根据竖井的长度，可以采用多个温度传感器分布在竖井的高度方向上。多个温度传感器也允许调节沿竖井长度方向上可能产生的温度差异。

控制器52从温度传感器50接收有关竖井40内温度的信息。在一个实例中，控制器52也接收有关建筑20外部的室外温度的信息。当控制器52确定竖井40的温度和建筑20外部的温度之间存在温差且温差超出了所选范围时，控制器52促动空气推进器54来增加从外部进入竖井40的气流量。在一个实例中，空气推进器54包括风扇。

在一个实例中，竖井40内的空气流动方向基于室外温度来控制。在相对冷的日子(例如室外温度低于建筑内温度)空气沿竖井从底部被引导到顶部。这可以通过采用与一个或多个开口42、44相联或定位成获得穿过竖井40的这种气流的一个或多个空气推进器54来实现。在相对暖的日子(例如室外温度高于建筑内温度)空气从顶部被引导到竖井40的底部。在一个实例中这可以通过采用至少一个空气推进器54来产生所需方向的沿竖井的气流。

基于室外温度引导沿竖井的空气流动确保了竖井内的室外空气按需要移动并且不会进入到建筑内可用或被占用的空间。

通过维持竖井40内温度和建筑20外的温度之间的协调，竖井和建筑外的压力差达到最小。这有利于使所谓的烟囱效应最小化。图2示出的实例也包括一种用于管理建筑20内不同楼层的压力以使竖井40和每层可用或被占用的空间之间的压力差最小的布置。

在一个实例中，任何楼梯井的温度都被控制以使其与电梯井的温度控制相一致。该实例使建筑内所有竖井40的温度管理协调一致以避免在楼梯井门口处压力升高，这在只控制电梯井的温度时就可能发生。

考虑图2的实例，控制器60在建筑20的示例性楼层YY中控制气压用于更进一步增强气流控制。在该实例中，控制器60控制空气推进器62，例如与已知的HVAC系统相联的空气推进器，来增加或减少进入楼层YY的气流量从而增加或减少建筑内该层的气压。在图示的实例中，控制器60从温度传感器50接收有关竖井40内的温度的信息以对建筑的楼层进行适当的压力调整。竖井40内的温度与竖井内的压力以一般公知的方式相关。控制器60利用这些信息来维持建筑楼层YY中可用或被占用的空间的气压以在建筑楼层和竖井40间获得期望的压力差。

在图2的实例中，在建筑楼层YY可用或被占用的空间的适当位置设有压力传感器64，这样控制器60就可以进行适当的气压调整以在可用的或被占用的空间与竖井40间获得期望的压力差。在一个实例中，一些压力差将被调节。在另一个实例中，控制器60被编程以维持建筑楼层中的气压，这样在该层的可用或被占用空间和竖井40的相应部分之间就不会有有效的压力差。

控制楼层中的气压以控制竖井40内部和每层中可用或被占用的空间之间的压力差可最大限度地抑制所谓烟囱效应的产生，因为没有趋向于促成进入竖井40内空间的显著气流的压力差。这就使得在建筑入口处不需要密封，例如，这种密封通常是采用旋转门而获得的。通过有效地控制建筑内的压力并控制竖井40内的温度，由此也就是控制压力，能使所谓的烟囱效应最小化或避免。

在一个实例中，控制器60被用于基于每一独立层控制建筑内每层的气压。在另一实例中，多组建筑楼层被作为一个单独区域来控制。独立地控制每层或使多组楼层在多个区域中进行控制允许管理建筑内不同相对高度下的不同压力水平，以适应沿竖井40长度或高度所产生的变化以及相应于不同建筑楼层的标高在室外产生的气压力差异。根据上述描述，本领域技术人员可选择独立的楼层控制或是区域控制来最好地满足他们特殊位置的需要。

为在建筑内可用或被占用的空间和垂直延伸的竖井之间获得期望的压力差，可以采用已知的室外气温和气压之间的关系以及已知的气压控制技巧以得到建筑内不同楼层的气压。本领域技术人员将能够选用这些已知技巧以满足他们特殊位置的需要。

前面的描述仅是示例性的而非本质上的限制。不偏离本发明的本质而对这些公开实例进行改变或修改对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims

1、一种电梯井，包括：

电梯轿箱可沿其移动的竖井；和

与竖井相联的温度控制装置，其用于控制竖井内温度从而使竖井内温度和竖井附近的室外温度相一致，温度控制装置在室外温度低于竖井内温度时沿第一方向引导竖井内气流，而在室外温度高于竖井内温度时沿相反于第一方向的第二方向引导竖井内气流。

2、如权利要求1所述的电梯井，其中温度控制装置包括靠近于竖井的每个相对端的至少一个开口，每个开口允许竖井和竖井附近的外部环境之间有气流通过。

3、如权利要求2所述的电梯井，包括至少一个指示竖井内至少一部分的温度的温度传感器。

4、如权利要求3所述的电梯井，包括空气推进器，响应于该温度传感器的指示选择性地改变竖井和外部环境之间的气流量，所述指示是竖井内温度与室外温度在所选范围内不相符合的指示。

5、如权利要求2所述的电梯井，其中开口确立了一个穿过竖井的气流通道以便室外空气流经竖井。

6、如权利要求1所述的电梯井，其中温度控制装置维持竖井内温度大致等于室外温度。

7、一种控制气流在具有多个楼层的建筑内通过大致垂直的竖井的方法，包括下述步骤：

调节竖井内温度与建筑外部的室外温度相一致；和

基于竖井内温度控制建筑的至少一层的气压。

8、如权利要求7所述的方法，包括在至少一层中调节气压以维持竖井和该层之间的压力差在所选范围内。

9、如权利要求7所述的方法，包括在多个楼层中独立控制每一层的气压。

10、如权利要求7所述的方法，包括将多个楼层中的至少两层组合在一个区域内并控制该区域内的气压。

11、如权利要求7所述的方法，包括控制多层中每一层的气压以在竖井和各层之间获得期望的压力差。

12、如权利要求7所述的方法，包括在至少一层中增加气流量以增大至少一层的气压。

13、如权利要求7所述的方法，其中竖井包括楼梯井或电梯井中的一个。

14、如权利要求7所述的方法，包括在室外温度低于竖井内温度时沿第一方向引导竖井内气流，而在室外温度高于竖井内温度时沿相反于第一方向的第二方向引导竖井内气流。

15、如权利要求7所述的方法，其中该建筑包括多个大致垂直的竖井且该方法包括使这些竖井内的温度一致。

16、一种建筑，包括：

多个楼层；

至少一个为到达多个楼层中的至少部分楼层提供通路的电梯井竖井；

至少一个为到达多个楼层中的至少部分楼层提供通路的楼梯井竖井；和

与每个竖井相联的温度控制装置以控制每个竖井内的温度从而使各个竖井内温度与建筑外部的室外温度协调一致。

17、如权利要求16所述的建筑，包括控制多个楼层的至少部分楼层中每一层的气压的压力控制装置。

18、如权利要求17所述的建筑，其中该压力控制装置维持每一层的气压以在该层的气压和至少电梯井竖井内的气压之间获得期望的压力差。

19、如权利要求16所述的建筑，其中温度控制装置在室外温度低于电梯井竖井内温度时沿第一方向引导至少电梯井竖井内的气流，而在室外温度高于电梯井竖井内温度时沿相反于第一方向的第二方向引导至少电梯井竖井内的气流。

20、如权利要求19所述的建筑，其中温度控制装置也在楼梯井竖井内沿第一方向和第二方向引导气流。