CN104712153A - 基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系 - Google Patents

基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其结构为：包括有设置于建筑物大厅内的水景联合降温系统和设置于穹顶式屋顶处的风光互补新能源电力系统；水景联合降温系统与风光互补新能源电力系统连接；水景联合降温系统由雨水收集系统、室内多元复合水景降温系统及防火消防水系统组成；雨水收集系统分别与室内多元复合水景降温系统、防火消防水系统连接。本发明基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系绿色节能公共建筑水景体系不仅能对公共建筑大空间进行初步降温，同时能起到除尘和室内绿化作用，还起到水资源梯级利用和新能源发电的效果。

Description

基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系
技术领域
本发明属于建筑用水景与降温系统技术领域，具体涉及一种基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系。
背景技术
在公共建筑中大多使用的是商用中央空调，而商用中央空调大多为集中式或半集中式的机械制冷空调，其设施庞大而复杂、占地面积大、造价高、耗电及运行维护费用高、能耗巨大，对于公共建筑的前庭等大空间的降温效果往往并不理想；这类型的空调往往还需要配备辅助制冷设备，如：冷却塔，然而冷却塔的室外安装会造成城市景观的不协调和噪声污染。
目前正在大范围推广的商用蒸发式冷气机、冷风扇，因利用低碳环保的蒸发冷却技术，其节能效果显著，但由于只对空气进行直接蒸发冷却处理，降温效果有限，因此限制了蒸发冷却技术在公共建筑领域的更进一步的推广；而单级、多级以及与机械制冷联合的蒸发冷却空调机组，因较大的占地面积，也在一定程度上限制了其在公共建筑领域中的推广应用。此外，在传统的公共建筑水景营造方面，又存在着水景单一，孤立于城市景观存在耗水量大、水质容易恶化、水循环不畅及运行管理不方便的诸多缺点。
基于上述原因，充分利用自然资源，结合建筑物的特色，打造与建筑物能融为一体的、具有降温净化功能的水景体系具有很大的市场价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，不仅能对公共建筑大空间进行初步降温，同时能起到除尘和室内绿化作用，还起到水资源梯级利用和新能源发电的效果。
本发明所采用的技术方案是，基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，包括有设置于建筑物大厅内的水景联合降温系统和设置于穹顶式屋顶处的风光互补新能源电力系统；水景联合降温系统与风光互补新能源电力系统连接；水景联合降温系统由雨水收集系统、室内多元复合水景降温系统及防火消防水系统组成；雨水收集系统分别与室内多元复合水景降温系统、防火消防水系统连接。
本发明的特点还在于：
穹顶式屋顶外部均匀种植有多块屋面草坪。
雨水收集系统，包括有沿穹顶式屋顶外檐设置的圆环形雨水收集池，圆环形雨水收集池内设置有双层雨水过滤单元及浮球阀，浮球阀位于双层雨水过滤单元的下部；圆环形雨水收集池与防火消防水系统相连；圆环形雨水收集池通过压力控制定流量条形喷水器与大厅吊顶连接。
防火消防水系统靠近大厅吊顶设置；防火消防水系统，包括有多根消防水管道，多根消防水管道分别与圆环形雨水收集池连接；消防水管道上设置有烟控自动报警防火喷水器，靠近烟控自动报警防火喷水器的消防水管道上设置有电磁阀。
压力控制定流量条形喷水器，包括有条形喷水管，条形喷水管的一端通过连接软管与圆环形雨水收集池连接，条形喷水管的另一端伸出大厅吊顶设置于建筑物大厅高处；条形喷水管上设置有压力控制阀和多个喷嘴。
圆环形雨水收集池连接有补水管；圆环形雨水收集池上方设置有遮挡棚。
室内多元复合水景降温系统，包括有设置于建筑物大厅内的地面水景池和柱形循环水主管道；柱形循环水主管道的下端伸入大厅地面水景池内的中央，且在下端设置有循环水泵；柱形循环水主管道的上端伸出穹顶式屋顶外，且在上端设置有球形喷灌装置；柱形循环水主管道上连接有多根伸出穹顶式屋顶的循环水支管，多根循环水支管均位于穹顶式屋顶与承重隔板之间，地面水景池内围绕柱形循环水主管道设置有一圈喷泉单元；圆环形雨水收集池内的雨水通过压力控制定流量条形喷水器流入地面水景池，形成景观瀑布。
喷泉单元，包括有供水管，供水管的一端伸出地面水景池，且在该端的端口处设置有喷水口；供水管的另一端埋入地面水景池内，且在该端设置有小型潜水泵。
风光互补新能源电力系统，包括有通过导线连接的风光互补发电系统和电力控制系统；风光互补发电系统设置于穹顶式屋顶外，风光互补发电系统由多个依次串联的风光互补发电单元组成；电力控制系统设置于承重隔板上，电力控制系统由多个电力控制装置组成。
风光互补发电单元由连接在一起的风力发电装置和太阳能电池板组成；电力控制装置由通过导线依次连接的控制器、蓄电池组及逆变器组成，蓄电池组由多个通过导线依次串联的蓄电池组成；控制器通过导线与风光互补发电系统连接，逆变器通过导线与大厅用电设备连接。
本发明的有益效果在于：
1)本发明的绿色节能公共建筑水景体系具有完善的雨水采集、过滤及储存系统，首先可以充分利用自然界的雨水作为室内水景的水源补充，当储量不够时再利用自来水补水，能极大地节约水资源；其次是对雨水资源的多重利用，利用屋顶蓄水池储存雨水，该雨水除了能供应室内水景所需的水，还能为专门配备的消防管道供水，以便在发生火灾时快速应对。
2)本发明的绿色节能公共建筑水景体系内配备了风力和光能互补发电的风光互补新能源电力系统，可为室内光源和部分动力设备提供电力，并与城市电网形成有机结合，节约了建筑整体能源消耗。
3)本发明的绿色节能公共建筑水景体系，在穹顶式屋顶和四周环形屋顶上种植草木植被，形成空中花园，不仅美化了城市景观，还有效削弱了通过屋顶的太阳辐射，减少了建筑冷负荷，更通过植被对雨水的吸收净化作用对雨水进行了一次粗过滤，减少了进入屋面蓄水池的杂质；圆环形雨水收集池内专门配置的双层雨水过滤单元能进一步对雨水进行过滤和沉降，使水质达到更高的要求。
4)本发明的绿色节能公共建筑水景体系，利用蒸发冷却降温原理的室内水景的多元组合，大厅四周的瀑布，结合大厅的地面水景池和多个喷泉单元的共同作用，通过水的蒸发吸收室内的热量，同时大面积的水景也可以对空气中的尘埃进行过滤，在降低室内温度的同时优化室内空气质量，大厅地面水景池中水生植物的栽培也可进一步优化视觉和感官效果。
附图说明
图1是本发明绿色节能公共建筑水景体系的结构示意图；
图2是本发明绿色节能公共建筑水景体系的俯视图；
图3是本发明绿色节能公共建筑水景体系内循环水支管和消防水管道分布状态的结构示意图；
图4是本发明绿色节能公共建筑水景体系中压力控制定流量条形喷水器的结构示意图；
图5是本发明绿色节能公共建筑水景体系在建筑物大厅内的水景效果示意图；
图6是本发明绿色节能公共建筑水景体系内风光互补新能源电力系统的结构示意图。
图中，1.遮挡棚，2.屋面草坪，3.太阳能电池板，4.风力发电装置，5.柱形循环水主管道，6.循环水支管，7.双层雨水过滤单元，8.圆环形雨水收集池，9.消防水管道，10.电磁阀，11.烟控自动报警防火喷水器，12.景观瀑布，13.供水管，14.循环水泵，15.台阶，16.通道，17.地面水景池，18.建筑外墙，19.建筑内墙，20.球形喷灌装置，21.穹顶式屋顶，22.承重隔板，23.大厅吊顶，24.控制器，25.蓄电池，26.逆变器，27.浮球阀，28.补水管，29.大厅用电设备，30.压力控制定流量条形喷水器，31.小型潜水泵，32.喷嘴，33.连接软管，34.压力控制阀，35.条形喷水管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其结构如图1所示，包括有设置于建筑物大厅内的水景联合降温系统和设置于穹顶式屋顶21处的风光互补新能源电力系统；水景联合降温系统与风光互补新能源电力系统连接；水景联合降温系统由雨水收集系统、室内多元复合水景降温系统及防火消防水系统组成；雨水收集系统分别与室内多元复合水景降温系统、防火消防水系统连接。
如图1及图2所示，穹顶式屋顶21外部均匀种植有多块屋面草坪2，形成空中花园；整个建筑物的墙体由建筑外墙18和建筑内墙19组成；建筑内墙19由保温材料制成保温层。
雨水收集系统，如图1及图3所示，包括有沿穹顶式屋顶21外檐设置的圆环形雨水收集池8，圆环形雨水收集池8内设置有双层雨水过滤单元7及浮球阀27，浮球阀27位于双层雨水过滤单元7的下部；圆环形雨水收集池8与防火消防水系统相连；圆环形雨水收集池8通过压力控制定流量条形喷水器30与大厅吊顶23连接，由压力控制定流量条形喷水器30喷出的水落入室内多元复合水景降温系统内的地面水景池17中。
防火消防水系统靠近大厅吊顶23设置；防火消防水系统，如图1及图3所示，包括有多根消防水管道9，多根消防水管道9分别与圆环形雨水收集池8连接；每根消防水管道9上设置有烟控自动报警防火喷水器11，靠近烟控自动报警防火喷水器11的消防水管道9上设置有电磁阀10。
压力控制定流量条形喷水器30，如图4所示，包括有条形喷水管35，条形喷水管35的一端通过连接软管33与圆环形雨水收集池8连接，条形喷水管35的另一端伸出大厅吊顶23设置于建筑物大厅内的高处，条形喷水管35上设置有压力控制阀34和多个喷嘴32。
多个喷嘴32呈均匀设置。
圆环形雨水收集池8还连接有补水管28；圆环形雨水收集池8上方设置有遮挡棚1。
室内多元复合水景降温系统，如图1及图5所示，包括有设置于建筑物大厅内的地面水景池17和柱形循环水主管道5；柱形循环水主管道5的下端伸入地面水景池17内的中央，且在下端设置有循环水泵14；柱形循环水主管道5的上端伸出穹顶式屋顶21外，且在上端设置有球形喷灌装置20；柱形循环水主管道5上连接有多根伸出穹顶式屋顶21的循环水支管6，多根循环水支管6均位于穹顶式屋顶21与承重隔板22之间，地面水景池17内围绕柱形循环水主管道5设置有一圈喷泉单元；圆环形雨水收集池8内的雨水通过压力控制定流量条形喷水器30流入地面水景池17，形成景观瀑布12。
喷泉单元，如图2所示，包括有供水管13，供水管13的一端伸出地面水景池17，且在该端的端口处设置有喷水口；供水管13的另一端埋入地面水景池17内，且在该端设置有小型潜水泵31。
地面水景池17外设置有台阶15，地面水景池17上架设有两条通道16；地面水景池17中种植有水生植物。
利用蒸发冷却降温原理的室内水景的多元组合，大厅四周的瀑布，结合大厅内的地面水景池17和多个喷泉单元的共同作用，通过水的蒸发吸收室内的热量，同时大面积的水景也可以对空气中的尘埃进行过滤，在降低室内温度的同时优化室内空气质量，大厅内地面水景池17中水生植物的栽培也可进一步优化视觉和感官效果。
风光互补新能源电力系统，如1及图6所示，包括有通过导线连接的风光互补发电系统和电力控制系统。
风光互补发电系统设置于穹顶式屋顶21外，风光互补发电系统由多个依次串联的风光互补发电单元组成，每个风光互补发电单元由连接在一起的风力发电装置4和太阳能电池板3组成。
电力控制系统设置于承重隔板22上，电力控制系统由多个电力控制装置组成；电力控制装置由通过导线依次连接的控制器24、蓄电池组及逆变器26组成，蓄电池组由多个通过导线依次串联的蓄电池25组成；控制器24与通过导线与风光互补发电系统连接，逆变器26通过导线与建筑物内的大厅用电设备29连接。
本发明基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其风光互补新能源电力系统的工作流程如下：
将风光互补发电系统布置于穹顶式屋顶21外，由风光互补发电系统所发的电能汇集于承重隔板22上设置的电力控制系统内；电力控制系统内设置有多个电力控制单元，每个电力控制单元由控制器24、逆变器26及蓄电池组组成；一部分电能经过逆变器26转换后给大厅用电设备29供电，当电量有剩余时存入蓄电池组；蓄电池组中储存电能也可直接供给水景联合降温系统内的循环水泵14、小型潜水泵31和其他小型用电设备使用。
本发明基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其水系统的工作流程：
在下雨天的时候，雨水沿着屋面草坪2和穹顶式屋顶21下流，雨水经双层雨水过滤单元7进行两次过滤后汇聚至圆环形雨水收集池8内；圆环形雨水收集池8中的一部分水供给消防水管道9，另一部分水供给室内多元复合水景降温系统；供给室内多元复合水景降温系统的水通过大厅吊顶23上布置的压力控制定流量条形喷水器30喷出形成景观瀑布12，景观瀑布12的水流入地面水景池17内，地面水景池17中的水通过布置于池底的小型潜水泵31抽取水供给喷泉单元，最终所有的水汇聚于地面水景池17正中，在循环水泵14的作用下通过柱形循环水主管道5输送，其中柱形循环水主管道5的一部分水经多根循环水支管6送至穹顶式屋顶21四周，最后被圆环形雨水收集池8收集；另一部分水送至球形喷灌装置20，球形喷灌装置20可用于灌溉屋面草坪2，以实现天气干旱缺水时对穹顶式屋顶21的植被空中花园的灌溉，形成水系统循环。
圆环形雨水收集池8内的水量通过浮球阀27控制，当水量不足时，由补水管28从市政水网中补水，以保证该水景体系的正常运行。
本发明基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系可对公共建筑大空间的空气进行初步降温，同时起到除尘和室内绿化作用，还起到水资源梯级利用和新能源发电的效果。

Claims (10)

1.基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，包括有设置于建筑物大厅内的水景联合降温系统和设置于穹顶式屋顶(21)处的风光互补新能源电力系统；
所述水景联合降温系统与风光互补新能源电力系统连接；
所述水景联合降温系统由雨水收集系统、室内多元复合水景降温系统及防火消防水系统组成，所述雨水收集系统分别与室内多元复合水景降温系统、防火消防水系统连接。
2.根据权利要求1所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述穹顶式屋顶(21)外部均匀种植有多块屋面草坪(2)。
3.根据权利要求1所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述雨水收集系统，包括有沿穹顶式屋顶(21)外檐设置的圆环形雨水收集池(8)，所述圆环形雨水收集池(8)内设置有双层雨水过滤单元(7)及浮球阀(27)，所述浮球阀(27)位于双层雨水过滤单元(7)的下部；
所述圆环形雨水收集池(8)与防火消防水系统相连；
所述圆环形雨水收集池(8)通过压力控制定流量条形喷水器(30)与大厅吊顶(23)连接。
4.根据权利要求1或3所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述防火消防水系统靠近大厅吊顶(23)设置；
所述防火消防水系统，包括有多根消防水管道(9)，多根消防水管道(9)分别与圆环形雨水收集池(8)连接；
所述消防水管道(9)上设置有烟控自动报警防火喷水器(11)，靠近烟控自动报警防火喷水器(11)的消防水管道(9)上设置有电磁阀(10)。
5.根据权利要求3所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述压力控制定流量条形喷水器(30)，包括有条形喷水管(35)，所述条形喷水管(35)的一端通过连接软管(33)与圆环形雨水收集池(8)连接，所述条形喷水管(35)的另一端伸出大厅吊顶(23)设置于建筑物大厅高处；
所述条形喷水管(35)上设置有压力控制阀(34)和多个喷嘴(32)。
6.根据权利要求5所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述圆环形雨水收集池(8)连接有补水管(28)；
所述圆环形雨水收集池(8)上方设置有遮挡棚(1)。
7.根据权利要求1所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述室内多元复合水景降温系统，包括有设置于建筑物大厅内的地面水景池(17)和柱形循环水主管道(5)；所述柱形循环水主管道(5)的下端伸入大厅地面水景池(17)内的中央，且在下端设置有循环水泵(14)；所述柱形循环水主管道(5)的上端伸出穹顶式屋顶(21)外，且在上端设置有球形喷灌装置(20)；所述柱形循环水主管道(5)上连接有多根伸出穹顶式屋顶(21)的循环水支管(6)，多根循环水支管(6)均位于穹顶式屋顶(21)与承重隔板(22)之间，所述地面水景池(17)内围绕柱形循环水主管道(5)设置有一圈喷泉单元；
所述圆环形雨水收集池(8)内的雨水通过压力控制定流量条形喷水器(30)流入地面水景池(17)，形成景观瀑布(12)。
8.根据权利要求7所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述喷泉单元，包括有供水管(13)，所述供水管(13)的一端伸出地面水景池(17)，且在该端的端口处设置有喷水口；所述供水管(13)的另一端埋入地面水景池(17)内，且在该端设置有小型潜水泵(31)。
9.根据权利要求1所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述风光互补新能源电力系统，包括有通过导线连接的风光互补发电系统和电力控制系统；
所述风光互补发电系统设置于穹顶式屋顶(21)外，所述风光互补发电系统由多个依次串联的风光互补发电单元组成；
所述电力控制系统设置于承重隔板(22)上，所述电力控制系统由多个电力控制装置组成。
10.根据权利要求9所述的基于蒸发冷却降温原理的绿色节能公共建筑水景体系，其特征在于，所述风光互补发电单元由连接在一起的风力发电装置(4)和太阳能电池板(3)组成；
所述电力控制装置由通过导线依次连接的控制器(24)、蓄电池组及逆变器(26)组成，所述蓄电池组由多个通过导线依次串联的蓄电池(25)组成；
所述控制器(24)通过导线与风光互补发电系统连接，所述逆变器(26)通过导线与大厅用电设备(29)连接。
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