CN104847058A - 城市除霾降温体系 - Google Patents

Abstract

城市除霾降温体系主要由坡形屋顶喷淋水装置1、楼宇平顶除霾装置7、道路二侧除尘降温隔离带7、雨水收集和利用系统组成。利用建筑顶部巨大面积和空间，并在空气污染严重的道路二侧建立立体化吸附除霾降温体系。它主要利用雨水对污染空气清洗降温、对道路抑尘降温，并利用夜间低谷电能补水储能。系统运行主要依靠智能化控制以期在节电节水基础上达到区域空气质量提高，特别在空气污染严重的道路二侧建立了空气质量较好，能遮阳避雨降温的人行道或慢车道。这是一个能有效消除雾霾、降低城市“热岛效应”的节电节水方案。

Description

城市除霾降温体系

技术领域

本发明涉及利用屋顶面积建造节能、节水的智能化除霾系统。具体是在楼宇顶层建造喷淋系统，在沙尘和雾霾严重天气或交通繁忙时段及时投用，达到除尘除霾目的。在炎热季节也能降低城市“热岛效应”。为节省昂贵的自来水，本发明设计了雨水收集和利用系统，大量雨水取代自来水供喷淋之用；为节省能源，本发明在每一小区设置高水箱，用水高峯时段先用完高水箱内水，在电网低谷时段将低水箱内存水泵入高水箱，建立屋顶喷水的势能。

由于设有楼顶喷淋系统，可使任何方向的气流都会受到水喷淋的清洗。由于在道路二侧设计了湿管防尘隔离带和贴地喷水系统，在交通繁忙时节或酷热天气，行人可行走在少尘少霾的行人道上，路面也能及时冲洗除尘降温。

收储雨水系统中在道路二侧人行道上方设置了低水箱不仅有为行人避雨遮阳的效果，而且可取得节省投资的经济效益，因为地下储水箱的投资要大得多。

技术背景

日益严重的雾霾天气和沙尘侵袭，给我国经济发展和人民身体健康造成越来越大的危害。治理大气污染，保护我国生态环境，是我国亿万民众的热切企盼，也是我国政府亟待解决的重大课题。此外，全球气候变暖、我国淡水资源匮乏等严峻现实，节能和节水思维应始终贯彻在经济发展和日常生活的各个方面。

面对每年有半年以上，覆盖半个中国，特别是人口密集的发达地区的大气环境污染，只仃留在对空气污染的予测、予报等被动阶段显然是不够的。针对以上现状，本发明提出一个除尘、除雾霾和降低“热岛效应”的治理方案。本方案也充分考虑了系统运行中的节电节水功能。

发明内容

本发明拟以水喷淋技求建立屋顶和道路二侧的除尘除霾降温系统，旨在降低人口密集区大气污染程度和城市“热岛效应”，并使室外行走的人群少受空气污染之危害。本发明主要由三大系统组成。它们是：屋顶喷淋系统、道路二侧防尘隔离带和贴地喷水系统。

屋顶喷淋系统有平顶喷淋系统和坡顶喷淋系统二种。高层楼宇大多为平顶，其上的平顶喷淋系统内层是喷淋管陣，由离心式喷咀对污染空气进行高强度喷淋；外层为湿管管阵，当气流流经时进行初步降尘降温清洗，并阻留大部分空气中因喷淋而携带的水分。为增加迎风量在管陣四周设置了导风板。一般小高层建筑大多为坡顶结构其喷淋系统沿屋顶中轴布有比屋顶宽度小的喷淋带，一方面对气流直接除霾降温，另一方面利坡面湿润来吸附气流中的雾霾。为增加引风量，沿中轴设置一可转动的引风板，将气流引向下从坡面掠过，增加去霾效果。

道路二侧的防尘隔离带主要由由顶部架空水箱、路边的湿管带、低水箱和贴地喷水系统组成。顶部架空水箱和路边的湿管带可建成人行道甚至人行道加慢车道的半隔离区，使行人处在空气质量相对较好的空间，并且可得到遮阳和避雨的保护。架空水箱比埋设在地下的水箱的投资要小，而且水体具有的势能可以替代水泵的设置，“顺势”完成对湿棒和贴地喷咀的供水。这只要控制相应的电动阀即可。本系统主要利用雨水除尘降温，当干旱时间较长，架空水箱内水位处于低水位时，箱内自动补入自来水。

本发明特点如下：

1、利用不同高度楼宇建筑建立了立体式污染空气净化系统。是保护生态环境的有力措施。

2、利用人行道和慢车道上空建造储水箱，道路二侧建立防尘隔离带，形成一条遮阳防雨的少污染人行道。如大规模建造，在暴雨时节可缓解排涝的压力。

3、行人道二侧隔离带所采用的湿棒结构保证水珠基本不会飘向行人，并且节省用水。

4、系统充分利用夜间低谷电能对水系统进行储能蓄水，具有较高的节能节水的价值。

5、对机动车道进行贴地喷水，起到良好的抑尘降温作用。

6、喷淋水装置，特别是对道路的喷水抑尘降温，能很好降低城市的“热岛效应”，这为节能和居民生活带来良好影响。

附图说明

1、区域除尘防霾系统图

2、坡屋顶喷淋水装置

3、楼宇平顶除霾装置主视图

4、楼宇平顶除霾装置俯视图

5、湿管结构

6、道路二侧除尘降温隔离带正视图

7、道路二侧除尘降温隔离带侧视图

结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参照图1，区域防尘防霾系统主要由坡屋顶除雾霾装置1、楼宇平顶除雾霾装置9、防尘降温隔离带7、雨水收集和供水系统和控制系统组成。

请参照图2，为披屋顶喷淋水装置。主要由在屋脊上方的主水管15、喷水支管组16、导风板14、定位挡杆13组成。主管15与屋面中轴线平行架设在屋脊上方，向喷水支管组16供水，喷水支管组16从主管二侧接出并向斜下方伸展，长度不宜太长。从支管组16接出向下喷水的喷咀17，不仅洗涤了流经的气流，也淋湿了屋面，使掠过的气流进一步得到净化。为使较多的气流流向喷淋区，在主管15上方沿中轴线设置了活动导风板14，它引导气流沿背风屋面掠过。为限止导风板被气流吹开的角度太大，设置了定位挡杆13。

请参照图3和图4，为楼宇平顶除霾装置的主视图和俯视图。楼宇平顶上建造的除雾霾装置主要导风板20、喷水管21、湿管22、供水系统和控制系统组成。在装置中心部位布有喷水管21组成的喷水管陣，每根喷水管21上设有喷咀，对气流进行高强度清洗。在喷水管阵外围布有湿管22组成的湿管管阵，对气流进行初清洗，并防止喷淋水大量飘出。在重雾霾时段应投入水泵向喷淋管阵供水，保证除霾效果。轻雾霾时段只要湿管管阵投用，它用水量少，供水压头小，只需略高于湿管22高度的小水箱供水。导风板20扩大了迎风面，增加除霾效果。由小水箱、低水箱和水泵组成的水循环利用系统，主要利用夜间电网谷电对小水箱补水。

图5为湿管结构，湿管是由排列在总管上的支管构成，其上一定间距装接有布水结。水流从总管进入支管，再由支管上的小孔流入布水结，最后从布水结和支管外壁间的缝隙，沿小管外壁流下，形成湿管22。当气流流经数排湿管后，便得到清洗净化。由于水的附壁效应，水不会轻易随风飘出，影响行人。一般来说，雾霾严重时风速不会太大。大风时段可自动仃止供水。

请参照图6和图7，为道路二侧除尘降温隔离带的正视图和侧视图。主要由顶水箱31、湿管22、底水箱33、道路喷水控制阀34、供水控制阀35和供水管系36组成。城市道路是严重的空气污染带，也是城市“热岛效应”主要形成区。在这一区域采用除尘降尘措施将取得更为明显的效果。顶水箱31可设置在人行道或非机动车上方，它由雨水收储系统供水，通过供水管系36向排列在路边的湿管22在雾霾天气自动供水，气流掠过时得到洗涤和吸附，湿管22外表污浊水流进入底水箱33，雾霾天气风速较小，顺湿管22流下的水流很少外溅。这样，行人道或慢车道区域内空气质量将显著改善，形成遮阳避雨降温通道。

在交通繁忙时段，控制阀34自动打开，使喷咀向路面贴地扇形喷水，湿润的路面将起到抑尘降温功效，如汽车尾气改为下排，尾气的污染也会有所抑制。

由楼顶、道路二侧组成的城区立体式的防霾降温体系，将有效改善人口密集区空气质量和降低城市“热岛效应”影响。

Claims (5)

1.城市除霾降温体系，其特征在于：利用楼宇屋顶建造坡屋顶除雾霾装置1和平顶除雾霾装置9，用于清洗和吸附污染空气中尘埃和可溶于水的物质，净化人口密集区域空气。此外，在污染严重的道路二侧，建造除尘降温隔离带7，利用排列在路边的湿管吸附机动车扬尘和路面散热；利用路边埋设的喷咀6在交通繁忙时段自动贴地喷水以抑尘降温。由图6和7中顶部水箱31、湿管32和支撑可建成空气相对净化和低温的行人道或非机动车小环境，并且能遮阳避雨。

除霾降温主要采用水喷淋技术，需要消耗较大水量。为此，本系统利用楼宇顶部巨大受雨面积建造雨水收储利用系统，它由雨水管、雨水总管2、供水总管3、高水箱和低水箱等组成。以大量雨水取代昂贵的自来水。

为减少能耗，本系统在雨水收储利用系统基础上，利用电网谷电建立水循环利用系统。

2.根据权利要求1所述，坡屋上建造的除雾霾装置主要由主水管15、喷水支管16、导风板14和控制系统组成。喷水支管16上的喷咀17一方面以水喷淋清洗雾霾空气，另一方面向屋面喷水形成面积巨大湿表面，吸附空气中的尘埃和可溶于水的物质。为防止喷水飘至屋面外，喷水支管16不宜太长。为扩大迎风面和使气流能掠过背风湿屋面，在主水管15上方设置了活动导风板14。

3.根据权利要求1所述，楼宇平顶上建造的除雾霾装置主要导风板20、喷水管21、湿管22、供水系统和控制系统组成。在装置中心部位布有喷水管21组成的喷水管陣，每根喷水管21上设有喷咀，对气流进行高强度清洗。在喷水管阵外围布有湿管22组成的湿管管阵，对气流进行初清洗，并防止喷淋水大量飘出。在重雾霾时段应投入水泵向喷淋管阵供水，保证除霾效果。轻雾霾时段只要湿管管阵投用，它用水量少，供水压头小，只需略高于湿管22高度的小水箱供水。导风板20扩大了迎风面，增加除霾效果。

4.根据权利要求1所述，在空气污染严重的道路二侧，建立除尘降温隔离带，主要由顶水箱31、湿管22、底水箱33、道路喷水控制阀34、供水控制阀35和供水管系36组成。城市道路是严重的空气污染带，也是城市“热岛效应”主要形成区。在这一区域采用除尘降尘措施将取得更为明显的效果。顶水箱31可设置在人行道或非机动车上方，它由雨水收储系统供水，通过供水管系36向排列在路边的湿管22在雾霾天气自动供水，气流掠过时得到洗涤和吸附，湿管22外表污浊水流进入底水箱33，雾霾天气风速较小，顺湿管22流下的水流很少外溅。这样，行人道或慢车道区域内空气质量将显著改善，形成遮阳避雨降温通道。

在交通繁忙时段，控制阀34自动打开，使喷咀向路面贴地扇形喷水，湿润的路面将起到抑尘降温功效。

5.根据权利要求1所述，湿管是由排列在总管上的支管构成，其上一定间距装接有布水结。水流从总管进入支管，再由支管上的小孔流入布水结，最后从布水结和支管外壁间的缝隙，沿小管外壁流下，形成湿管22。当气流流经数排湿管后，便得到清洗净化。由于水的附壁效应，水不会轻易随风飘出，影响行人。