CN102628602A - 溶洞气候的建筑空气调节方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种溶洞气候的建筑空气调节方法及装置，在溶洞的上方修建房屋建筑，将溶洞中的空气先引入空气静压室内，再将空气静压室内的空气通过送风井送入房屋建筑内的空调使用房中，利用加热空气箱将经过置换的空气通过外墙排风道从空调使用房中抽出，并通过排风口将抽出的空气排入大气中，从而实现利用溶洞气候对建筑内的空气进行调节。本发明利用溶洞内外的空气压差，在不使用能源的情况下将溶洞内的空气送入空气静压室中，再通过送风井送入空调使用房内，实现将热舒适度好、空气品质高的溶洞空气引入到建筑室内中的目的，室内的空气经过置换后被排出室外，由于本发明不需要使用能源来就可实现空气的交换，因此能有效的节约能源，保护环境。

Description

溶洞气候的建筑空气调节方法及装置
技术领域
本发明涉及一种空气调节方法及装置，尤其是一种溶洞气候的建筑空气调节方法。
背景技术
联合国气候变化专门委员会(IPCC)公布了第四次评估报告，在21世纪，随着人为制作的变暖，会导致夏天极热，冬天极冷的厄尔尼诺现象，而且地球表面的气温还会不断地升高，甚至不可逆转，受这种气候的影响，未来的建筑需要耗费大量的能源，排放更多的二氧化碳，来满足人体舒适度的需要。
溶洞存在于喀斯特岩溶地区，中国有世界上最大的喀斯特岩溶连续带，发育了地球上最多的喀斯特溶洞群，由于碳酸盐溶洞在地下,那里没有太阳直接辐射和天空散射辐射的变化，所以洞穴气候与洞穴外部气候有实质性的差别。洞穴外部气候属于大气圈，洞穴气候属于岩石圈，岩石圈的温度受大气圈温度影响较小，所以溶洞空气温度和湿度稳定，而且洞穴里形成的次生碳酸盐（石钟乳、石笋、石柱)对大气的污染物（TSP）有净化的作用，因此溶洞空气纯度高，还弥漫着有助于健康的负电荷微粒，属于可再生的岩石圈能源，因此可以利用置换通风的方式或机械排风的方式，将热舒适度好，空气品质高的溶洞风，引入到建筑中。
以岩石圈能源作为建筑的空气调节系统，现行的有两种：地埋管与地源热泵空气调节系统，地下置换通风空气调节系统，但这两种系统存在以下缺点：①地埋管与地源热泵空气调节系统：是通过地埋水管与与地源热，在岩石圈进行热交换后，形成一个建筑与岩石圈的循环系统，因此岩石层的结构分布，温度分布，地下水温度，径流方向和流速决定了该系统是否可行性和经济的投入，而且地埋水管一旦泄漏会造成地下水源的污染。②地下置换通风空气调节系统：是在地下开挖隧道或铺设水平地埋空气管，它们的进口与建筑室内相通，出口与大气圈相通，形成一个置换系统。在岩石圈里，被热交换后的空气密度比大气圈密度低，形成了自下而上的通风气流进入室内，但是该系统受大气圈和岩石圈影响，通风效率不高，大多数时候借助机械排风，而且开挖的隧道或铺设的地埋空气管需要足够的长度，才能满足热交换的要求，很容易造成施工的环境破坏。③地埋管与地源热泵空气调节系统的工作原理：是以水用作冷（热）源，调节建筑室内的空气；地下置换通风空气调节系统的工作原理：直接抽拔室外空气，置换室内的空气，它们只能调节建筑室内的空气，而无法净化室内的空气的大气污染物质（TSP）。上述①、②、③说明了它们的技术系统是引入大气圈空气进入建筑室内的基础上，改善建筑室内环境而设计的，只能算一种改善热工的环保系统，不能彻底的净化大气圈的空气或者作为低功耗节能系统来使用，由于两个系统的技术缺陷，导致了它们无法应对气温不断升高的21世纪气候变化。
发明内容
本发明的目的是：提供一种溶洞气候的建筑空气调节方法及装置，它能有效的节约能源，保护环境，减缓电网压力，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：溶洞气候的建筑空气调节方法，在溶洞的上方修建房屋建筑，将溶洞中的空气先引入空气静压室内，再将空气静压室内的空气通过送风井送入房屋建筑内的空调使用房中，利用加热空气箱将经过置换的空气通过外墙排风道从空调使用房中抽出，并通过排风口将抽出的空气排入大气中，从而实现利用溶洞气候对建筑内的空气进行调节。
溶洞气候的建筑空气调节装置，包括溶洞，在溶洞上方修建的房屋建筑，在房屋建筑的底部设有空气静压室，空气静压室与溶洞连通，在房屋建筑内设有送风井，送风井分别与房屋建筑的空调使用房及空气静压室连通；在房屋建筑的空调使用房外侧设有外墙排风道，在房屋建筑的顶部设有加热空气箱，加热空气箱与外墙排风道连通，在加热空气箱的顶部设有排风口。
在空气静压室与送风井之间设有空气除湿装置。在空气静压室内的空间，先经过空气除湿装置的的除湿处理后，再进入到送风井内。
排风口为机械排风口。本发明的加热空气箱采用的是太阳能加热，利用热空气比重小的原理，使加热空气箱加热空气后从排风口排出，并将外墙排风道内的气体被抽到顶部进行加热，但是若在太阳能不足的情况下则可采用机械式的原理将空气排出，以保证排风效果。
在空气静压室的顶部设有检修盖板。方便对空气静压室内部进行检修。
对于气温不断升高的大气圈来说，溶洞处于一个相对恒温或恒湿环境，溶洞气候舒适度较好，对于被不断污染的大气圈空气来说，溶洞空气具有以下的潜力：
1、溶洞的空气是净化的：这是因为洞穴里形成的次生碳酸盐（石钟乳、石笋、石柱)对大气的污染物（TSP）有净化的作用，大气的污染物质（TSP）遇见次生碳酸盐液体介质时，污染物（TSP）被液膜加湿后凝聚。同时次生碳酸盐也形成液冲洗了污染物（TSP）。
2、溶洞的空气是运动的：溶洞的形成喀斯特地域的地质成分碳酸盐有关，碳酸盐被溶解往往形成一个溶洞群系统，只有一个进口的溶洞几乎没有， 如果溶洞由两个或两个以上进口，就会形成高度差, 造成洞穴内外气温和气柱压力之不同, 从而在低进口处形成气压差, 并形成相应的洞穴气流，不断与洞外空气进行交换。通常在冬季空气从低进口流入；而夏季与冬季正好相反, 就种现象叫“烟囱效应”。
3、溶洞空气温度和湿度是稳定的：只要存在洞内外的空气环流,洞穴内部的温度和湿度就可以产生变化，但只要洞穴有足够的长度，那么温度与湿度就会向深处改变, 直达常年温度不变带和湿度饱和带。
由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，本发明利用溶洞内外的空气压差，在不使用能源的情况下将溶洞内的空气送入空气静压室中，再通过送风井送入空调使用房内，实现将热舒适度好、空气品质高的溶洞空气引入到建筑室内中的目的，室内的空气经过置换后被排出室外，由于本发明不需要使用能源来就可实现空气的交换，因此能有效的节约能源，保护环境，减缓电网压力，本发明为具有碳酸盐溶洞的喀斯特地区提供清洁廉价的供冷热，具有显著的社会效益和经济效益。本发明的方法简单，所采用的装置成本低廉，使用效果好。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2本发明的空气除湿装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例：溶洞气候的建筑空气调节方法，在溶洞的上方修建房屋建筑，将溶洞中的空气先引入空气静压室内，再将空气静压室内的空气通过送风井送入房屋建筑内的空调使用房中，利用加热空气箱将经过置换的空气通过外墙排风道从空调使用房中抽出，并通过排风口将抽出的空气排入大气中，从而实现利用溶洞气候对建筑内的空气进行调节。
溶洞气候的建筑空气调节装置的结构如图1所示，包括溶洞1，在溶洞1上方修建的房屋建筑5，在房屋建筑5的底部设有空气静压室2，在空气静压室2的顶部设有检修盖板9；空气静压室2与溶洞1连通，在房屋建筑5内设有送风井4，在空气静压室2与送风井4之间设有空气除湿装置3，空气除湿装置3将空气静压室2与送风井4连通，送风井4与房屋建筑5的空调使用房连通；在房屋建筑5的空调使用房外侧设有外墙排风道6，在房屋建筑5的顶部设有加热空气箱7，加热空气箱7与外墙排风道6连通，在加热空气箱7的顶部设有排风口8；排风口8为机械排风口。
在使用过程中，溶洞1内的空气先进入空气静压室2内，空气静压室2内的空气经过空气除湿装置3的中设置的过滤网3-1及活性炭3-2过滤后，能有效控制空气的湿度，被滤下的水份则进入空气除湿装置3底部的水池3-3内，而空气则进入通过送风井4进入房屋建筑5内的每个空调使用房；空气在空调使用房中经过置换后进入外墙排风道6，处于房屋建筑5顶部加热空气箱7在太阳能的作用下加热空气，使加热空气箱7内的热空气从排风口8自动排出，加热空气箱7在排出热空气后形成气压差，会自动通过外墙排风道6将空调使用房内的空气抽出，并再次加热排出；在太阳能不足的情况下，可启动排风口8的机械装置，辅助进行排风，以保证排风效果。

Claims (5)

1.一种溶洞气候的建筑空气调节方法，其特征在于：在溶洞的上方修建房屋建筑，将溶洞中的空气先引入空气静压室内，再将空气静压室内的空气通过送风井送入房屋建筑内的空调使用房中，利用加热空气箱将经过置换的空气通过外墙排风道从空调使用房中抽出，并通过排风口将抽出的空气排入大气中，从而实现利用溶洞气候对建筑内的空气进行调节。
2.一种溶洞气候的建筑空气调节装置，包括溶洞（1），在溶洞（1）上方修建的房屋建筑（5），其特征在于：在房屋建筑（5）的底部设有空气静压室（2），空气静压室（2）与溶洞（1）连通，在房屋建筑（5）内设有送风井（4），送风井（4）分别与房屋建筑（5）的空调使用房及空气静压室（2）连通；在房屋建筑（5）的空调使用房外侧设有外墙排风道（6），在房屋建筑（5）的顶部设有加热空气箱（7），加热空气箱（7）与外墙排风道（6）连通，在加热空气箱（7）的顶部设有排风口（8）。
3.根据权利要求2所述的溶洞气候的建筑空气调节装置，其特征在于：在空气静压室（2）与送风井（4）之间设有空气除湿装置（3）。
4.根据权利要求2所述的溶洞气候的建筑空气调节装置，其特征在于：排风口（8）为机械排风口。
5.根据权利要求2所述的溶洞气候的建筑空气调节装置，其特征在于：在空气静压室（2）的顶部设有检修盖板（9）。
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